農研機構は、株式会社メムス・コア、京都府農林水産技術センターと共同で、蛾類の嫌がる超音波を用いた害虫防除法を確立した。夜に活動するヤガ(夜蛾)類を含む多くの蛾類は、天敵であるコウモリに食べられないよう、コウモリの発する超音波から逃げ出すが、今回の研究成果はこの行動習性を利用したもの。超音波をほ場周囲に広く照射することで、ヤガ類が産卵のために農作物に飛来することを未然に防ぎ、農作物を食害するヤガ類の幼虫に対して使う殺虫剤の散布回数を大幅に削減できる。
【物理的な害虫防除技術に注目】
害虫からの被害を抑える手法として、レーザーを含む光や音、振動などを扱う物理的な技術に注目が集まりつつある。
合成した超音波をヤガ類などの防除に役立てようとする試みは、1960年代からアメリカを中心に検討されていた。日本でも、モモなどの果実に吸汁被害をもたらす吸蛾類(トモエガ科のエグリバ類など)の成虫を寄せつけない音響技術が開発されている。
しかし、一般のスピーカーは、超音波の伝播する方向が直線的であり、大気中での減衰が大きいため、ほ場全体を超音波でカバーするには多数のスピーカーを設置する必要があり、実用化には至っていなかった。
【耳を持つヤガ類はコウモリの超音波を避ける】
夜行性である大部分の蛾類の天敵であるコウモリは超音波を発し、障害物やエサとなる虫の位置をそのエコー(反射される音)から高精度に捉えている。
これに対し、超音波を感知可能な鼓膜器官からなる耳を持つヤガ類は、コウモリから食べられまいと、コウモリの発する超音波から離れるよう逃げ出したり、じっとしたりする。
また、蛾類による農業被害の大部分は、ほ場に飛んできたメスが産卵し、卵からふ化した幼虫が食害することによる。そのため、交尾を終えたメスの蛾の飛来を防ぐことは、農作物の被害を抑えることに直結する。
そこで今回の研究では、コウモリの超音波をヤガ類が避ける行動を活用し、合成した超音波をほ場の外側に向けて照射する超音波発信装置を開発した。
【害虫3種の飛翔行動を高い割合で阻害する超音波の音響パラメータ特定】
重要な農業害虫であるハスモンヨトウ、シロイチモジヨトウ、ツマジロクサヨトウの飛翔行動を高い割合で阻害する超音波の音量パラメータを特定した。これら害虫3種は、パルス長が約5ミリ秒、1秒あたりのパルス数(反復率)が10となる超音波を共通して忌避することを突き止めた。
さらに、蛾類害虫が忌避するパルス状の超音波を水平方向360度、上下方向20度に照射可能な超音波発信装置を開発した。有効範囲は半径が25m程度の円であり、2500㎡のほ場であればスピーカーの設置台数は最少4台でカバーできる。
また、イチゴの栽培施設(土耕促成栽培)の資材(パイプ)から超音波スピーカーを吊り下げ、施設内に産みつけられたハスモンヨトウの卵塊数を超音波無照射の条件と比較した。パルス状の超音波を照射することで、ハスモンヨトウの卵塊数(確認された卵塊の総数を調査期間で割った数)を最大で95%以上、減少させることができた。
次に、長ネギの露地ほ場の四隅から超音波パルスを照射したところ、シロイチモジヨトウの卵塊数を、無照射のほ場と比べ、68%減らせることができた。
葉ネギの露地ほ場では、シロイチモジヨトウの幼虫数・被害株数(確認された幼虫・被害株の総数を調査株数で割った数)をそれぞれ90%以上、減少させることができた。これにより、シロイチモジヨトウに対して施用する殺虫剤の散布回数は、超音波無照射のほ場よりも89%少なくなった。
【殺虫剤のみに依存しない農業生産体系の構築に貢献】
持続可能な食料システムの構築に向けて農林水産省が策定した「みどりの食料システム戦略」では、2050年までにリスク換算で化学農薬使用量を50%低減することが目標の一つとなっている。
また、気候変動に伴う温暖化と連動し、害虫の突発的な大発生と大移動が予測されていることもあり、環境保全と両立する害虫防除技術の開発が求められている。
今回の研究で確立したヤガ類の物理的防除技術は、開発した超音波発信装置の設置により再現可能であり、殺虫剤のみに依存しない農業生産体系の構築に貢献する。さらに、技術の発展・活用により、有機栽培の促進に寄与することも期待される。
研究グループでは、果菜類や果樹など、果実に被害をもたらす蛾類(オオタバコガや果樹の吸蛾類など)を対象にほ場での実証試験を開始している。将来的には、ICT技術などとの連携を視野に入れ、装置の導入だけで蛾類害虫を自動的に防除できる仕組みづくりを目指している。