生物農薬は、日本における「グリーンフードシステム戦略」の実現に向けた重要なツールの一つです。本稿では、日本における生物農薬の定義と分類、そして日本における生物農薬の登録状況を整理し、他国における生物農薬の開発と応用の参考とします。
日本では利用可能な農地面積が比較的限られているため、面積当たりの収穫量を増やすには、より多くの農薬と肥料を散布する必要があります。しかし、化学農薬の大量使用は環境負荷を増大させており、持続可能な農業・環境開発を実現するためには、土壌、水、生物多様性、農村景観、そして食料安全保障の確保が特に重要です。作物中の高濃度農薬残留が公衆衛生上の疾病の増加につながる中、農家や一般市民は、より安全で環境に優しい生物農薬を使用する傾向にあります。
欧州の「農場から食卓へ」イニシアチブと同様に、日本政府も2021年5月に「グリーンフードシステム戦略」を策定し、2050年までに化学農薬のリスク加重使用量を50％削減し、有機栽培面積を100万ヘクタール（日本の農地面積の25％に相当）まで拡大することを目指しています。この戦略は、総合的病害虫管理、施用方法の改善、新たな代替品の開発など、革新的なレジリエンス対策（MeaDRI）を通じて、食料、農業、林業、漁業の生産性と持続可能性を高めることを目指しています。その中でも最も重要なのは、総合的病害虫管理（IPM）の開発、適用、推進であり、生物農薬はその重要なツールの一つです。
1. 日本における生物農薬の定義と分類
バイオ農薬は、化学農薬や合成農薬に比べて、一般的には生物資源を原料として、人、環境、生態系に比較的安全で優しい農薬を指します。有効成分の由来によって、バイオ農薬は大きく分けて以下のカテゴリーに分類されます。第一に、微生物由来農薬で、細菌、真菌、ウイルス、遺伝子組み換え微生物、その分泌代謝物などが含まれます。第二に、植物由来農薬で、生きた植物とその抽出物、植物に埋め込まれた保護剤（遺伝子組み換え作物）などが含まれます。第三に、動物由来農薬で、生きた昆虫感性線虫、寄生動物や捕食動物、動物抽出物（フェロモンなど）などが含まれます。米国などの国では、ミネラルオイルなどの天然鉱物由来農薬もバイオ農薬に分類されています。
日本の農協連（SEIJ）は、生物農薬を生物由来農薬と生物起源物質農薬に分類し、フェロモン、微生物代謝物（農業用抗生物質）、植物抽出物、鉱物由来農薬、動物抽出物（節足動物毒など）、ナノ抗体、植物埋め込み型保護剤を生物起源物質農薬として分類しています。日本農業協同組合連合会は、日本の生物農薬を天敵節足動物、天敵線虫、微生物、生物起源物質に分類し、不活化バチルス・チューリンゲンシスを微生物に分類し、農業用抗生物質を生物農薬の範疇から除外しています。しかし、実際の農薬管理においては、日本の生物農薬は生物由来の生きた農薬、すなわち「害虫の防除に用いられる拮抗微生物、植物病原微生物、昆虫病原微生物、昆虫寄生線虫、寄生性及び捕食性節足動物等の生物的防除剤」と狭義に定義されている。つまり、日本の生物農薬は、微生物、昆虫病原性線虫、天敵生物等の生物を有効成分として製品化した農薬であり、日本で登録されている生物由来物質の品種や種類は、生物農薬の範疇には属さない。また、日本の「微生物農薬の登録申請に係る安全性評価試験の結果の取扱いに関する弁明」によれば、遺伝子組み換え微生物及び遺伝子組み換え植物は、日本では生物農薬の管理対象外となっている。農林水産省では近年、生物農薬の再評価の取り組みを開始し、生物農薬の散布や拡散によって生活環境中の動植物の生息地や生育に重大な被害が生じる可能性を低減するため、生物農薬の新たな無登録基準を策定しました。
農林水産省が2022年に新たに公表した「有機栽培資材リスト」には、すべての生物農薬と一部の生物由来農薬が含まれています。日本の生物農薬は、一日摂取許容量（ADI）および残留基準値（MRL）の設定が免除されており、いずれも有機農業基準（JAS）に基づく農産物の生産に使用することができます。
2. 日本における生物農薬の登録の概要
日本は生物農薬の開発と応用の先進国として、農薬登録管理システムが比較的整備されており、登録されている生物農薬の種類も比較的豊富です。筆者の統計によると、2023年現在、日本で登録され有効な生物農薬製剤は99種類あり、有効成分は47種類で、登録農薬の有効成分総量の約8.5%を占めています。そのうち、35種類は殺虫剤（殺線虫剤2種類を含む）、12種類は殺菌剤に使用され、除草剤やその他の用途はありません（図1）。フェロモンは日本では生物農薬の範疇には属していませんが、通常は有機栽培の投入物として生物農薬と併用して推進・施用されています。
2.1 天敵の生物農薬
日本では22種類の天敵生物農薬の有効成分が登録されており、生物種と作用機序により、寄生昆虫、捕食昆虫、捕食ダニに分類されます。このうち、捕食昆虫と捕食ダニは害虫を捕食し、寄生昆虫は寄生害虫に卵を産みつけ、孵化した幼虫が宿主を餌として成長し、宿主を死滅させます。日本で登録されているアブラムシバチ、アブラムシバチ、アブラムシバチ、アブラムシバチ、アブラムシバチ、半翅目バチ、ニホンミバチなどは、主に施設野菜のアブラムシ、ハエ、コナジラミの防除に用いられ、捕食性のハナバチ、カメムシ、テントウムシ、アザミウマなどは、主に施設野菜のアブラムシ、アザミウマ、コナジラミの防除に用いられます。捕食性のダニ類は、主に施設野菜、花卉、果樹、豆類、ジャガイモ、及び畑の野菜、果樹、茶畑の野菜、果樹、茶などに発生するハダニ、ツトガ、コナジラミ、コナジラミ、コナジラミの防除に用いられます。 Anicetus beneficus、Pseudaphycus mali⁃nus、E. eremicus、Dacnusa Sibirica sibirica、Diglyphus isaea、Bathyplectes anurus、degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans、A. cucumeris) O. sauteri などの天敵の登録は更新されませんでした。
2.2 微生物農薬
日本には23種類の微生物農薬有効成分が登録されており、微生物の種類と用途により、ウイルス性殺虫剤・殺菌剤、細菌性殺虫剤・殺菌剤、真菌性殺虫剤・殺菌剤に分類されます。このうち、微生物性殺虫剤は、害虫に感染・増殖し、毒素を分泌することで害虫を駆除または防除します。微生物性殺菌剤は、病原細菌とのコロニー形成競争、抗菌物質または二次代謝産物の分泌、植物の抵抗性誘導などを通じて病原細菌を防除します[1-2, 7-8, 11]。真菌（捕食性）殺線虫剤 Monacrosporium phymatopagum、微生物殺菌剤 Agrobacterium radiobacter、Pseudomonas sp.CAB-02、非病原性 Fusarium oxysporum および Pepper mild mottle virus 弱毒化株、および Xanthomonas campestris pv.retroflexus および Drechslera monoceras などの微生物農薬の登録は更新されませんでした。
2.2.1 微生物殺虫剤
日本に登録されている粒状および核多角体ウイルス殺虫剤は、主に果物、野菜、豆などの作物に発生するリンゴ白癬菌、チャ白癬菌、チャノキタマムシなどの特定害虫や、黄色ブドウ球菌の防除に使用されています。最も広く使用されている細菌性殺虫剤として、バチルス・チューリンゲンシスは、主に野菜、果物、イネ、ジャガイモ、芝などの作物に発生するチョウ目および半翅目の害虫の防除に使用されています。登録されている真菌性殺虫剤のうち、ボーベリア・バシアナは、主に野菜、果物、マツ、茶に発生するアザミウマ、カイガラムシ、コナジラミ、ダニ、甲虫類、ダイヤモンド、アブラムシなどの咀嚼性および刺す性口器害虫の防除に使用されています。ボーベリア・ブルーセイは、果樹、樹木、アンジェリカ、サクラ、シイタケに発生するカミキリムシやコナジラミなどの甲虫目の害虫の防除に使用されています。 Metarhizium anisopliaeは、温室野菜およびマンゴー栽培におけるアザミウマ類の防除に使用されます。Paecilomyces furosusおよびPaecilopus pectusは、温室野菜およびイチゴ栽培におけるコナジラミ、アブラムシ、およびハナグモの防除に使用されます。この菌は、温室野菜、マンゴー、キク、リシフロラム栽培におけるコナジラミおよびアザミウマ類の防除に使用されます。
バチルス・パスツレンシス・パンクトゥムは、日本で唯一登録され、効果のある微生物系線虫駆除剤で、野菜、ジャガイモ、イチジクなどのネコブセンチュウの駆除に使用されています。
2.2.2 微生物殺滅剤
日本に登録されているウイルス様殺菌剤「ズッキーニ黄化病モザイクウイルス弱毒化株」は、キュウリ関連ウイルスによって引き起こされるモザイク病およびフザリウム萎凋病の防除に使用されました。日本に登録されている細菌性殺菌剤のうち、バチルス・アミロリチカは、野菜、果樹、花卉、ホップ、タバコなどの褐色腐敗病、灰色かび病、黒枯病、白星病、うどんこ病、黒かび病、葉かび病、斑点病、白さび病、葉枯れ病などの真菌性病害の防除に使用されています。バチルス・シンプレックスは、イネの青枯病および細菌性萎凋病の予防および治療に使用されました。枯草菌（Bacillus subtilis）は、野菜、果物、米、花卉、観賞用植物、豆類、ジャガイモ、ホップ、タバコ、キノコ類の灰色かび病、うどんこ病、黒星病、イネいもち病、葉かび病、黒枯病、葉枯れ病、白斑病、斑点病、かいよう病、疫病、黒かび病、褐斑病、黒葉枯れ病、細菌性斑点病などの細菌性および真菌性疾患の防除に使用されます。非病原性のErwenella soft rot キャロット亜種の菌株は、野菜、柑橘類、シクラメン、ジャガイモの軟腐病およびかいよう病の防除に使用されます。Pseudomonas fluorescensは、葉菜類の腐敗病、黒腐病、細菌性黒腐病、花芽腐れ病の防除に使用されます。シュードモナス・ロゼニは、野菜や果物の軟腐病、黒腐病、腐敗病、花芽腐病、斑点細菌病、黒斑細菌病、穿孔細菌病、軟腐病、茎枯れ細菌病、枝枯れ細菌病、潰瘍細菌病の防除に使用されます。ファゴサイトファージ・ミラビレはアブラナ科野菜の根膨れ病の防除に使用され、黄色かご細菌は野菜、イチゴ、イネのうどんこ病、黒かび病、炭疽病、葉かび病、灰色かび病、イネいもち病、白葉細菌病、青枯れ細菌病、褐条病、苗不良病、苗立枯れ病の防除に使用され、作物の根の成長を促進します。ラクトバチルス・プランタラムは、野菜やジャガイモの軟腐病の防除に使用されます。日本で登録されている殺菌剤のうち、Scutellaria microscutellaは野菜の菌核病、ネギやニンニクの黒腐病の予防・防除に使用されています。Trichoderma viridisは、イネ白葉枯病、細菌性褐条病、葉枯病、イネいもち病、アスパラガス紫条病、タバコ白絹病などの細菌性および真菌性疾患の防除に使用されています。
2.3 昆虫病原性線虫
日本には2種の昆虫病原性線虫が有効に登録されており、その殺虫機構[1-2, 11]は主に侵入機械の損傷、栄養消費と組織細胞の損傷による崩壊、および共生細菌による毒素の分泌によって構成されています。日本で登録されているSteinernema carpocapsaeおよびS. glaseriは、主にサツマイモ、オリーブ、イチジク、花卉、サクラ、プラム、モモ、赤い果実、リンゴ、キノコ、野菜、芝、イチョウなどに利用されています。メガロフォラ、オリーブウィストロ、ブドウクロウィストロ、レッドパームウィストロ、キバナヒラタムシ、モモネマ、ウドンネマトフォラ、ダブルフトレピドフォラ、シバ、ホタルイ、Dipteryx japonica、サクラノメイガ、モモチフウズムシ、アキュレマ・ジャポニカ、アカカビなどの害虫の防除に使用されます。昆虫病原性線虫S. kushidaiの登録は更新されませんでした。
3. まとめと展望
日本では、生物農薬は食料安全保障の確保、環境と生物多様性の保護、持続可能な農業発展の維持に重要です。米国、欧州連合、中国、ベトナムなどの国や地域とは異なり[1、7-8]、日本の生物農薬は、有機栽培の投入物として使用できる非遺伝子組み換えの生きた生物防除剤として狭く定義されています。現在、日本では47種類の生物農薬が登録されており、天敵、微生物、昆虫病原性線虫に属し、温室栽培や野菜、果物、米、茶の木、樹木、花卉、観賞用植物、芝生などの畑作物に対する有害節足動物、植物寄生性線虫、病原体の予防と防除に使用されています。これらの生物農薬は、安全性が高く、薬剤耐性リスクが低く、好ましい条件下では害虫が自己探索または繰り返し寄生駆除し、効力期間が長く、省力化できるなどの利点があるが、安定性が悪い、効力が遅い、適合性が悪い、防除スペクトルが広い、使用ウィンドウ期間が狭いなどの欠点もある。一方、日本における生物農薬の登録および適用における作物および防除対象の範囲も比較的限られており、化学農薬を置き換えて十分な効力を発揮することはできない。統計[3]によると、2020年に日本で使用された生物農薬の金額はわずか0.8％で、登録された有効成分数の割合をはるかに下回っていた。
今後の農薬産業の主要な発展方向として、バイオ農薬の研究開発と農業生産への登録が進んでいます。生物科学技術の進歩とバイオ農薬研究開発のコスト優位性の顕著化、食品の安全性と品質の向上、環境負荷、農業の持続可能な開発要件と相まって、日本のバイオ農薬市場は急速に成長を続けています。インクウッドリサーチは、日本のバイオ農薬市場は2017年から2025年にかけて年平均成長率22.8%で成長し、2025年には7億2,900万ドルに達すると予測しています。「グリーンフードシステム戦略」の実施に伴い、日本の農家ではバイオ農薬が使用されています。
投稿日時: 2024年5月14日