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ミミズコンポスト: 化学農薬に代わる環境にやさしい害虫管理方法について

ミミズコンポスト
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    コチラの論文「Vermicomposting: An Effective Alternative in Integrated Pest Management」では、ミミズコンポストにおいて、害虫や菌への効果について述べられています。

    はじめに

    化学農薬の散布は作物の安定的、大量生産といったメリットをもたらしますが、これらの化学物質が空気、水、土壌中に残留して環境汚染につながるため、その残留性は問題となっています。 (Keswani et al. 2014)。


    このような問題を克服するには、健康と環境を保護する環境に優しい害虫管理をする必要があります。そこで、ミミズコンポストは、土壌の物理化学的特性と微生物学的環境を変化させ、植物の害虫に対する耐性力を高めることができます。


    このように、ミミズコンポストは植物の成長に貢献し、害虫に対する抵抗力を高めるだけでなく、環境に優しい害虫管理方法ですので、詳しく見ていきましょう!

    ミミズコンポスト化と害虫管理

    ミミズコンポストは 無機肥料と比較して、害虫の攻撃に対して植物に抵抗力を与える栄養素やその他のいくつかの化合物が含まれています (CheSulaiman and Mohamad 2019)。

    Thakur and Sood (2019) によって行われた研究では、さまざまな廃棄物から調製されたミミズコンポストの殺虫活性が明らかになりました。

    ミミズコンポスト中の真菌や細菌などの有益な微生物の存在は、成長促進酵素を生成することで植物に利益をもたらし、植物害虫を抑制します(Datta et al. 2016)。

    より高いレベルの微生物多様性、またはより高い微生物バイオマスを有するミミズコンポストは、微生物が植物病原体が利用できる栄養素のほとんどを利用するため、より高い害虫抑制能力を有する傾向があると言われています。(Khan et al. 2015; Simsek-Ersahin 2015)。

    メカニズム

    ミミズコンポストから作られるバーミウォッシュ、バーミティーなどのが害虫を抑制できるメカニズムは数多くあります。

    例えば、ミミズコンポストに含まれる一部の抗生物質や放線菌は、作物の害虫に対する植物の生物学的抵抗性を高めます。

    ミミズコンポストの適用により、コショウ、キャベツ、トマトに対するアブラムシ (Myzus persicae)、コナカイガラムシ (Pseudococcus spp.)、およびキャベツの白毛虫 (Peiris brassicae) の侵入が 20 ~ 40% 減少したと報告されています (Olle 2019)。

    ミミズコンポストまたはバーミティーの施用により、植物に対する害虫の攻撃を大幅に抑制できることや、ミミズコンポストから放出されるフェノール性物質は、昆虫の摂食行動を変化させる可能性があることが多くの研究で報告されています。

    ミミズコンポストには、害虫の数を抑制するのに役立つフラボノイドやアントシアニンなどのフェノール化合物の合成を増加させるフミン酸が高い割合で含まれています (Theusnissen et al. 2010)。

    コナミハダニ (Tetranychus urticae)、コナカイガラムシ (Pseudococcus sp.)、およびアブラムシ (Myzus persicae) の個体数は、ミミズコンポストを使用することにより、特にフェノール類の生成により抑制されました (Arancon et al. 2007)。

    ミミズコンポストは、微生物の多様性と活性が豊富であることが知られており、また、無機肥料と比較して土壌中にミネラル栄養素をゆっくりと放出します。

    また、ミミズコンポストからのゆっくりな栄養素の放出と高い微生物活性の組み合わせにより、間接的に害虫の攻撃が軽減されたとも言われています。

    ミミズコンポスト化と線虫害虫管理

    植物寄生性線虫(PPN)は、植物を死に至るまで壊滅的な影響を与える可能性のある植物病原体です。

    PPN は、市場で入手可能なカルボフランなどの化学線虫剤の適用によって制御できますが、標的以外の生物にも影響を与える化学物質で、食物網に侵入する可能性があります。 (Chitwood 2003; Collange et al. 2011)。

    そこで、PPN によって引き起こされる脅威を制御し、環境的に安全な戦略の 1 つは、ミミズコンポストの使用です。

    ミミズコンポストは、PPN を含むさまざまな植物病原体から防御する必須成分を供給することも報告がされています。

    例えば、Siddiqui と Mahmood (1999) の発見によると、ミミズコンポストの処理は植物の根の近くでの根粒菌の定着を促進し、さまざまな殺線虫成分を分泌することによって PPN 個体群にさらに悪影響を与えました。

    さらに、ミミズコンポストの処理により、ニンジンの根近くの線虫食性根粒菌である枯草菌の定着が促進され、その結果、線虫管理が行われることも報告しました。

    メカニズム

    ミミズコンポストには、土壌中の有益な微生物の数を増やす可能性があります。 これらの有益な微生物は、植物の成長促進の誘導と、線虫も含むさまざまな害虫から防御する可能性があることが報告されています(Barman et al. 2013)。

    さらに、ミミズコンポストの施用により、雑食性または捕食性の線虫などの捕食性生物の個体数も増加し、処理区域内で菌類やさまざまな根粒細菌を捕捉し、最終的にミミズコンポスト処理区域の食物網を強化します(You et al. 2018)。

    たとえば、ミミズコンポストで処理された地域では、捕食性線虫はさまざまなPPNの卵と孵化した幼虫の数の減少をもたらします。

    堆肥の供給源、グレード、成熟度

    ミミズコンポストの品質は、使用する原材料、ミミズの種類、堆肥の成熟度に影響します。

    研究では、堆肥源(Termorshuizen et al. 2006)、堆肥の成熟度と廃棄物の分解の程度が、ミミズコンポストとバーミティーの害虫防除の可能性と病気の防除の可能性に影響を与えることが報告されています(St Martin and Brathwaite 2012; Islam et al. 2016; Mengesha et al. 2017)。

    たとえば、雑草ベースのバーミティーは Rotylenchulus reniformis および M. incognita の卵の孵化を抑制しましたが、野菜ベースのバーミティーは M. incognita のみの卵の孵化を抑制したことがわかりました (You et al. 2018)。

    ペーンら (2011) は、Pythium ultimum、Rhizoctonia solani、および Sclerotinia minon の個体数が動物糞尿ベースの堆肥によって効率的に制御されることを観察しました。

    堆肥の害虫駆除の可能性は、廃棄物の分解の程度と堆肥の成熟度を評価することによっても評価されています。

    堆肥中には有毒物質が含まれており、作物の生育に影響を及ぼし、害虫の攻撃を受けやすくするということは広く認められています。

    堆肥と水の比率

    調製方法に関係なく、バーミティーや希釈液の調製には塩素を含まない飲料水をお勧めします。

    醸造プロセス中、これらの化学物質によって微生物の成長と繁殖が阻害される場合があります。

    堆肥の種類、発酵技術、施用目的などのさまざまな要因が、堆肥と水の比率に影響を与える可能性があります。

    堆肥と水の比率 1:10 を使用すると、タマネギの白腐病が大幅に減少したことが報告されています (Amin et al. 2016)。

    Seddigh と Kiani (2018) は、1:8 の割合で施用した堆肥茶は、1:16 のバーミティーと比較して、うどんこ病の防除においてより効果的であると報告しました。

    Awad-Allah と Khalil (2019) は、堆肥と水の比率が 1:4 の場合は、比率が 1:8 の場合と比較して、M. incognita の防除においてより効果的であると報告しました。

    希釈と塗布

    バーミティーの希釈と施用率も、害虫防除能力と病気抑制能力に影響を与えます (Litterick and Wood 2009)。

    いくつかの研究では、バーミティーの病気抑制能力は、希釈後に低下するか維持されることが報告されています (Scheuerell and Mahaffee 2004; Hegazy et al. 2015)。

    Saeid (2014) は、バーミティーを 100% の濃度で使用すると、バラのアブラムシ、Macrosiphum rosae の発生時間が増加すると報告しました。

    ある研究では、バーミティーの 20% 水溶液を適用すると、トマトに対するモモアブラムシによる攻撃が最大限に抑制されたことが報告されました (Edwards et al. 2010)。

    バーミティーを根域の周囲に浸すと、植物の全身的な抵抗性が誘導され、害虫管理に役立ちます (Mishra et al. 2018)。

    M. incognita を一貫して抑制するには、少なくとも 1 週間の間隔でバーミティーをキュウリの根域に頻繁にかけることが必要です (Mishra et al. 2018)。

    バーミティーを使用すると、雑食性線虫の数が増加し、土壌の食物網が徐々に改善される可能性があります (You et al. 2018)。

    バーミティーは夕方に散布することが推奨されています。その時間には蒸発が少なく、有利な微生物にとって有害な紫外線も少ないからです (Grobe 2003)。

    結論と今後の目標

    ミミズコンポストは、経済的で環境に優しい害虫管理のアプローチです。

    しかも、さまざまな害虫に対して効果があることがわかっていますが、多くの人がその有益な効果を認識していないこと、また市場に手に入りにくいため、化学農薬ほど広く使用されていません。

    ミミズコンポストに関して行われた研究では、害虫の攻撃を大幅に軽減し、植物の成長を促進できることがわかりました。

    したがって、多くの要因ミミズコンポストの害虫駆除の可能性に影響を与えます。

    上記の利点を念頭に置くと、近い将来、化学農薬の散布はミミズコンポストに置き換えられる可能性があります。

    しかし、さまざまな害虫に対するその生物有効性と、総合的な害虫管理に使用できる可能性をさらに理解するには、さらなる研究が必要です。

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