集約農業
スウェーデン、ルンドにおける小麦の集約農業

集約農業は、集約的農業（粗放的農業とは対照的に）、慣行農業、または工業的農業とも呼ばれ、農作物と動物の両方において、農地面積あたりの投入量と産出量が高い農業の一種です。休耕率が低く、資本、労働力、農薬、水などの投入資材の使用率が高く、単位面積あたりの作物収量が高いことが特徴です。 [ 1 ]

商業農業のほと​​んどは、1つ以上の意味で集約的です。工業的手法に大きく依存する形態は、しばしば工業的農業と呼ばれ、収穫量を増やすように設計された技術が特徴です。技術には、年間の複数の作物の栽培、休耕年の頻度の削減、品種の改良、機械化農業、天候、土壌、水、雑草、害虫などの生育条件のより詳細な分析の増加による制御などがあります。現代の方法では、肥料、植物成長調整剤、殺虫剤、家畜用抗生物質など、非生物的投入物の使用が増えることがよくあります。集約農場は先進国に広く普及しており、世界的にますます普及しています。スーパーマーケットで入手できる肉、乳製品、卵、果物、野菜のほとんどは、このような農場で生産されています。

一部の集約型農場では持続可能な方法を採用しているが、通常は労働投入量の増加や収穫量の減少を招く。[ 2 ]特に小規模農場における農業生産性の持続的な向上は、農地面積の削減や森林破壊などによる環境悪化の抑制・逆転に重要な手段である。[ 3 ]

集約的畜産とは、比較的狭い土地で多数の動物を飼育する農業であり、例えば輪換放牧[ 4 ] [ 5 ]、あるいは集中的畜産経営などが挙げられる。これらの方法は、粗放的畜産と比較して、単位面積あたりの飼料および繊維の収量を増加させる。つまり、あまり移動しない動物に濃縮飼料を与えたり、輪換放牧では動物を繰り返し新鮮な飼料へと移動させる。[ 4 ] [ 5 ]

歴史

20世紀初頭、アルファルファ畑を耕すトラクターの画像

16世紀から19世紀半ばにかけてのイギリスにおける農業の発展は、農業生産性と純生産量の大幅な増加をもたらした。これは前例のない人口増加につながり、労働力の相当部分が解放され、ひいては産業革命の促進につながった。歴史家たちは、最も重要な革新として、囲い込み、機械化、四圃輪作、そして品種改良を挙げている。 [ 6 ]

工業型農業は産業革命の時代に誕生しました。19世紀初頭までに、農業技術、農具、種子、品種が大きく進歩し、土地当たりの収穫量は中世の数倍にまで増加しました。[ 7 ]

第一段階は、継続的な機械化の過程であった。マコーミック刈り取り機などの馬牽引機械は収穫に革命をもたらし、綿繰り機などの発明は加工コストを削減した。同時期に、農家は蒸気駆動の脱穀機やトラクターを使い始めた。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 1892年には初のガソリン駆動トラクターの開発に成功し、1923年にはインターナショナル・ハーベスター・ファーモール・トラクターが初の汎​​用トラクターとなり、役畜を機械に置き換える転換点となった。その後、機械式収穫機（コンバイン）、播種機、移植機などの機器が開発され、農業にさらなる革命をもたらした。[ 11 ]これらの発明によって収穫量が増加し、個々の農家がますます大規模な農場を管理することが可能になった。[ 12 ]

窒素、リン、カリウム（NPK）が植物の成長に不可欠な要素であることが判明したことで、合成肥料が製造されるようになり、作物の収量をさらに向上させました。1909年には、ハーバー・ボッシュ法による硝酸アンモニウムの合成が初めて実証されました。NPK肥料は、土壌の圧縮、土壌浸食、土壌肥沃度の低下といった副作用、そして有毒化学物質が食料供給に混入することによる健康被害への懸念から、工業型農業に対する最初の懸念を引き起こしました。[ 13 ]

20世紀の最初の20年間にビタミンとその栄養における役割が発見され、ビタミンサプリメントが開発されました。これにより1920年代には一部の家畜を屋内で飼育できるようになり、有害な自然環境への曝露が軽減されました。[ 14 ]

第二次世界大戦後、合成肥料の使用が急速に増加した。[ 15 ]

抗生物質とワクチンの発見は、病気の減少によって家畜の飼育を容易にしました。[ 16 ] [ 17 ]物流、冷蔵、加工技術の発達により、長距離輸送が可能になりました。総合的病害虫管理は、農薬の使用をより持続可能なレベルにまで最小限に抑える現代的な方法です。[ 18 ] [ 19 ]

工業型農業の持続可能性や肥料・農薬の環境への影響に対する懸念から、有機農業運動[ 20 ]が生まれ、持続可能な集約型農業の市場が形成され、適切な技術の開発のための資金も集まりました。

技術とテクノロジー

畜産

牧草地の集約化

囲いのある牧草地で、金網越しに草を食べる牛

牧草地の強化とは、牧草地の土壌と草地を改良することで、畜産システムの食料生産能力を高めることです。牧草地の劣化を逆転させるために一般的に用いられます。牧草地の劣化とは、過放牧、不適切な栄養管理、土壌保全の欠如に起因する飼料の損失と家畜の収容力の低下を特徴とするプロセスです。[ 21 ]この劣化は、牧草地の土壌を劣化させ、肥沃度と水分利用性の低下、侵食、圧縮、酸性化の速度の上昇につながります。[ 22 ]劣化した牧草地は、強化された牧草地と比較して、生産性が著しく低下し、二酸化炭素排出量が増加します。 [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

土壌の健全性を改善し、結果として牧草の生産性を向上させる管理方法には、灌漑、土壌掻爬、石灰、肥料、農薬の散布などがある。対象となる農業システムの生産性目標に応じて、より複雑な修復プロジェクトを実施し、侵入性で生産性の低い牧草を、その地域の土壌や気候条件に適した牧草種に置き換えることができる。[ 21 ]このような集約型牧草システムにより、飼育密度を高め、動物の体重増加を早め、屠殺までの時間を短縮できるため、より生産的で炭素効率の高い畜産システムとなる。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

炭素収支を維持しながら収穫量を最適化する別の技術は、統合作物家畜（ICL）および作物・家畜・林業（ICLF）システムの使用であり、いくつかの生態系を1つの最適化された農業フレームワークに組み合わせます。[ 28 ]このような生産システムが正しく実行されると、最適な植物利用、飼料と肥育率の向上、土壌の肥沃度と質の向上、栄養循環の強化、総合的害虫防除、生物多様性の向上を通じて、牧草地に利益をもたらす可能性のある相乗効果を生み出すことができます。[ 21 ] [ 28 ]牧草地に特定のマメ科作物を導入すると、土壌の炭素蓄積と窒素固定が増加し、その消化性により動物の肥育が促進され、腸内発酵によるメタン排出が削減されます。[ 21 ] [ 25 ] ICLFシステムは、肉牛の生産性を劣化した牧草地の最大10倍に高め、トウモロコシ、モロコシ、大豆の収穫による追加の作物生産をもたらします。森林の炭素吸収により温室効果ガス収支が大幅に減少した。 [ 22 ]

USDA - SAREが開発した乳製品生産のための「12月の4月放牧プログラム」では、乳牛用の飼料作物が多年生牧草地に植えられています。[ 29 ]

輪換放牧

ミズーリ州では牛と羊をローテーション放牧しており、牧草地はパドックに分割され、それぞれが順番に短期間放牧され、その後休ませる。

輪換放牧は、群れを定期的かつ組織的に、新鮮で休養した放牧地（パドックと呼ばれることもある）に移動させ、飼料の成長の質と量を最大化する採食方法の一種である。牛、羊、山羊、豚、鶏、七面鳥、アヒル、その他の動物に用いることができる。群れは牧草地の一部、つまりパドックを放牧し、他の部分が回復するのを待つ。放牧地を休ませることで、植物はエネルギー貯蔵を回復し、シュート系を再構築し、根系を深めることができ、その結果、長期的にバイオマス生産を最大限に高めることができる。[ 4 ] [ 5 ] [ 30 ] [ 31 ]牧草地システムだけでも、草食動物はエネルギー必要量を満たすことができるが、草食動物はより柔らかく若い植物の茎を食べて繁殖するため、輪換放牧は特に効果的である。寄生虫も残されて死滅するため、駆虫薬の必要性が最小限に抑えられるか、まったく必要なくなる。輪換放牧システムでは生産性が向上するため、連続放牧システムに比べて家畜に必要な補助飼料が少なくなる可能性がある。そのため、農家は飼育密度を高めることができる。[ 4 ] [ 32 ]

集中的な家畜飼育施設

肉用ブロイラーを飼育する商業用鶏舎

集約的畜産、あるいは「工場式畜産」とは、家畜を高い飼育密度で閉じ込めて飼育する畜産方法である。[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]「集中型動物飼養施設」（CAFO）、あるいは「集約的畜産施設」では、牛、豚、七面鳥、鶏など多数（数十万羽に及ぶ場合もある）を屋内で飼育することができる。このような農場の本質は、家畜を一定のスペースに集中させることである。その目的は、可能な限り低コストで、かつ最高レベルの食品安全性を確保しながら、最大の生産量を提供することである。[ 38 ]この用語はしばしば軽蔑的に用いられる。[ 39 ] CAFOは、世界中で畜産による食料生産を、総食料生産量と効率の両面で劇的に増加させた。

動物には餌と水が与えられ、抗菌剤、ビタミン剤、成長ホルモンなどの治療的使用がしばしば行われます。成長ホルモンは、鶏をはじめ、欧州連合（EU）のいかなる動物にも使用されていません。望ましくない行動は、しばしば閉じ込めによるストレスに関連しており、従順な品種（例えば、自然な優位行動を排除した品種）の探索、鶏を個別のケージに入れるなどの接触を防ぐための物理的拘束、あるいは喧嘩による害を減らすための鶏の嘴切除などの物理的改造につながりました。[ 40 ] [ 41 ]

CAFO指定は、1972年に制定された米国連邦水質浄化法に基づくもので、湖沼や河川を「魚釣りや遊泳に適した」水質に保護・回復することを目的としていました。米国環境保護庁は、特定の畜産施設を他の多くの産業とともに「点源」地下水汚染源と特定し、規制の対象としました。[ 42 ]

集約的畜産豚

米国の17州では、集中畜産施設（CAFO）に関連した地下水汚染の散発的な事例が確認されました。 [ 43 ]米国連邦政府は廃棄物処理の問題を認識しており、動物の排泄物をラグーンに保管することを義務付けています。これらのラグーンは最大7.5エーカー（30,000平方メートル）の大きさになることがあります。不浸透性のライナーで保護されていないラグーンは、肥料として使用される堆肥の流出と同様に、状況によっては地下水に漏れる可能性があります。1995年に決壊したラグーンは、ノースカロライナ州のニュー川に2,500万ガロンの亜硝酸ヘドロを流出させました。この流出により、800万匹から1,000万匹の魚が死んだとされています。[ 44 ]

狭い空間に大量の動物、動物の排泄物、そして動物の死骸を密集させることは、一部の消費者にとって倫理的な問題を引き起こします。動物愛護活動家や動物福祉活動家は、集約的な動物飼育は動物にとって残酷であると非難しています。

作物

緑の革命は多くの発展途上国の農業を変革しました。すでに存在していたものの、先進国以外では広く使われていなかった技術を広めました。これらの技術には、「奇跡の種子」、農薬、灌漑、合成窒素肥料などが含まれていました。[ 45 ]

種子

1970年代、科学者たちはトウモロコシ、小麦、イネの高収量品種を開発しました。これらの品種は、他の品種と比較して窒素吸収能力が高くなっています。過剰な窒素を吸収した穀物は、収穫前に倒伏してしまうことが多いため、半矮性遺伝子がゲノムに組み込まれました。オービル・ボーゲルが日本の矮性小麦品種から開発した農林10号小麦は、小麦栽培品種の開発に大きく貢献しました。国際稲研究所（IRI）によって開発された、初めて広く実用化された高収量イネであるIR8は、インドネシアの品種「ペタ」と中国の品種「ディージオウーゲン」を交配して作られました。[ 46 ]

アラビドプシスとイネにおける分子遺伝学の発達により、原因となる変異遺伝子（背丈低下遺伝子（rht）、ジベレリン不感受性遺伝子（gai1）、細長いイネ遺伝子（slr1））がクローニングされ、細胞分裂に作用して茎の成長を制御する植物ホルモンであるジベレリン酸の細胞シグナル伝達成分であることが特定されました。背の低い植物では、茎への光合成産物の投入が劇的に減少し、栄養素が穀粒生産に振り向けられるため、特に化学肥料の収量効果が増大します。

高収量品種は従来の品種を数倍上回り、灌漑、農薬、肥料の追加に対する反応も良好でした。雑種強勢は多くの主要作物で利用されており、農家の収量を大幅に増加させます。しかし、 F1交配種の子孫ではこの利点が失われるため、一年生作物の種子を毎シーズン購入する必要があり、農家のコストと利益が増加します。

輪作

2001年6月下旬、カンザス州ハスケル郡の円形の農作物畑の衛星画像。健全に生育しているトウモロコシとモロコシは緑色で表示されています（モロコシは少し色が薄いかもしれません）。小麦は鮮やかな金色です。茶色の畑は最近収穫され、耕されたか、1年間休耕されていたものです

輪作または作物の順序付けとは、同じ場所で異なる種類の作物を連続した季節に栽培する方法です。これは、1種類の作物を継続的に栽培した場合に発生する病原体や害虫の増殖を防ぐなどの利点があります。輪作はまた、土壌の栄養分の枯渇を防ぐために、さまざまな作物の栄養要求のバランスをとることも目的としています。輪作の伝統的な要素は、穀類や他の作物と並行してマメ科植物や緑肥を栽培することにより、窒素を補充することです。輪作はまた、深根性植物と浅根性植物を交互に植えることで、土壌構造と肥沃度を改善することもできます。関連する技術として、商業作物の間に複数種の被覆作物を植えることがあります。これは、集約農業の利点と連続被覆および多作物栽培の利点を組み合わせたものです。

灌漑

オーバーヘッド灌漑、センターピボット設計

世界の淡水使用量の70%は作物灌漑に使用されています。[ 47 ] 最も古く、最も一般的な灌漑方式である湛水灌漑は、圃場の一部に過剰な水が供給され、他の部分に十分な水を供給することができないため、通常、水は不均一に分配されます。センターピボット式または横方向に移動するスプリンクラーを使用する頭上灌漑は、より均等で制御された分配パターンを実現します。点滴灌漑は最も高価で、最も利用されていない方式ですが、最小限の損失で植物の根に水を供給します。[ 48 ]

集水域管理対策には、雨水や流水を集水し、地下水源の涵養に利用する涵養ピットの設置が含まれます。これは地下水井戸の涵養に役立ち、最終的には土壌浸食を軽減します。ダムによって貯水池が形成される河川は、灌漑やその他の用途のために広大な地域に水を貯蔵します。小規模な地域では、灌漑池や地下水を利用することもあります。

雑草防除

農業では通常、体系的な雑草管理が必要であり、多くの場合、耕運機や液体除草剤散布機などの機械によって行われます。除草剤は特定の対象を枯らしますが、作物には比較的無害です。除草剤の中には雑草の成長を妨げるものもあり、植物ホルモンをベースにしたものが多くあります。雑草が除草剤に耐性を持つようになると、除草剤による雑草防除はより困難になります。解決策には以下が含まれます

  • 雑草との競争に打ち勝つ、または雑草の再生を阻害する被覆作物（特にアレロパシー特性を持つもの）
  • 複数の除草剤を併用またはローテーションで使用
  • 除草剤耐性のために遺伝子組み換えされた菌株
  • 雑草に耐性を持つ、または雑草と競合する地域に適応した品種
  • 耕作
  • マルチやプラスチックなどのグランドカバー
  • 手作業による除去
  • 草刈り
  • 放牧
  • 焼却

段々畑

中国雲南省の棚田

農業において、段々畑とは丘陵の耕作地を平らに整えた区画のことであり、灌漑用水の急速な表面流出を遅らせたり防いだりするための土壌保全策として設計されています。多くの場合、このような土地は複数の段々畑に分割され、階段状の外観を呈しています。等高線耕起など、断崖の自然な輪郭に沿った段々畑での稲作という人為的な景観は、バリ島やフィリピンのイフガオ州バナウエにあるバナウエ棚田の典型的な特徴です。ペルーでは、インカ人が本来利用できない斜面を石垣で築き、アンデンと呼ばれる段々畑を造りました。

水田

水田とは、米やその他の半水生作物を栽培するために用いられる、水に浸かった耕作地のことです。水田は、マレーシア、中国、スリランカ、ミャンマー、タイ、韓国、日本、ベトナム、台湾、インドネシア、インド、フィリピンなど、東アジアおよび東南アジアの稲作国に典型的な特徴です。また、ピエモンテ（イタリア）、カマルグ（フランス）、アルティボニット渓谷（ハイチ）などの他の稲作地域でも見られます。川や湿地沿いに自然に発生することもあれば、丘陵地にも人工的に造成されることがあります。灌漑には大量の水が必要で、その多くは洪水によって得られます。水田は、栽培されている稲の品種にとって好ましい環境を作り出し、多くの雑草に対して敵対的です。湿地で快適に過ごせる唯一の役畜種である水牛は、アジアの水田で広く利用されています。[ 49 ]

米の集約的生産における最近の発展は、米集約化システムである。[ 50 ] [ 51 ]これは1983年にフランスのイエズス会士アンリ・ド・ローラニエ神父 によってマダガスカルで開発され、[ 52 ] 2013年までにこのシステムを使用する小規模農家の数は400万から500万人に増加した。[ 53 ]

養殖

養殖とは、水中の天然産物（魚、貝類、藻類、海藻、その他の水生生物）の栽培です。集約型養殖は、陸上ではタンク、池、その他の制御されたシステムを用いて、海ではケージを用いて行われます。[ 54 ]

持続可能性

持続可能と考えられている集約的な農法は、農地の劣化を遅らせ、土壌の健全性と生態系サービスを再生するために開発されてきました。これらの発展は、有機農業、あるいは有機農業と慣行農業の統合の カテゴリーに該当する可能性があります

牧草栽培とは、除草剤を散布せずに穀物作物を牧草地に直接植えることです。多年生のイネ科植物が穀物作物の生育するマルチ層を形成するため、収穫後に被覆作物を植える必要がなくなります。牧草地は穀物生産の前後に集約的に放牧されます。この集約型システムは、農家に同等の利益（一部は家畜の飼料増加によるもの）をもたらすと同時に、新たな表土を形成し、1ヘクタールあたり年間最大33トンのCO2を吸収します。 [ 55 ] [ 56 ]

バイオ集約型農業は、単位面積当たり、エネルギー投入量、水投入量などの効率を最大化することに重点を置いています。

アグロフォレストリーは、農業と果樹園/林業の技術を組み合わせて、より統合され、多様性があり、生産性、収益性、健全性、持続可能性に優れた土地利用システムを構築します。

間作は収量の増加や投入資材の削減を可能にし、ひいては（潜在的に持続可能な）農業集約化を意味します。しかし、単位面積あたりの総収量は増加する一方で、単一作物の収量は減少する傾向があります。また、単一栽培に最適化された農機具に依存している農家には課題があり、その結果、労働投入資材の増加につながることがよくあります。

垂直農法とは、都市中心部の複数階の人工照明付き構造物で、ハーブ、マイクログリーン、レタスなどの低カロリー食品を生産するための大規模な集約的な作物生産です。

統合農業システムとは、廃棄物ゼロ農業や統合多栄養段階養殖など、複数の生物種の相互作用を伴う、進歩的で持続可能な農業システムです。この統合には、以下のような要素が含まれます。

  • 害虫の天敵が必要とする花粉や蜜源を増やすために、農業生態系に顕花植物を意図的に導入する[ 57 ]
  • 輪作と被覆作物の利用によるジャガイモの線虫の抑制[ 58 ]
  • 統合多栄養段階養殖とは、ある種の副産物（廃棄物）をリサイクルして、別の種の投入物（肥料、食料）にする慣行です。

課題

環境への影響

工業型農業は大量の水、エネルギー、[ 59 ]、工業用化学物質を使用し、耕作地、利用可能な水、そして大気の汚染を増加させています。除草剤、殺虫剤、肥料は地下水と表層水に蓄積します。工業型農業の慣行は地球温暖化の主な要因の一つであり、温室効果ガスの純排出量の14～28%を占めています。[ 60 ]

工業型農業の悪影響の多くは、畑や農場からある程度離れた場所で発生する可能性があります。例えば、中西部から放出される窒素化合物はミシシッピ川を下り、メキシコ湾沿岸の漁業を衰退させ、いわゆる海洋デッドゾーンを引き起こします。[ 61 ]

多くの野生植物や野生動物種が地域的または国家規模で絶滅し、農業生態系の機能は大きく変化しました。農業の集約化には、景観要素の喪失、農場や畑の規模の拡大、殺虫剤や除草剤の使用量の増加など、さまざまな要因が関わっています。殺虫剤や除草剤の大量使用は害虫の耐性の急速な発達を招き、除草剤や殺虫剤の効果をますます低下させています。[ 62 ]農薬は、ミツバチのコロニーの個々のメンバーが消滅する蜂群崩壊症候群に関与している可能性があります。 [ 63 ] （農業生産は、多くの種類の果物や野菜の受粉をミツバチに大きく依存しています。）

集約的養殖は、自然宿主集団で寄生虫が遭遇するものとは大きく異なる寄生虫の成長と伝播の条件を作り出し、生活史特性や毒性など様々な形質の選択を変化させる可能性があります。最近のいくつかの伝染病の発生は、集約的農業慣行との関連性を浮き彫りにしました。例えば、伝染性サケ貧血（ISA）ウイルスは、サケ養殖所に多大な経済的損失をもたらしています。ISAウイルスは、ヨーロッパと北米の2つの異なる系統を持つオルトミクソウイルスであり、1900年より前に分岐しました（Krossøy et al. 2001）。[ 64 ]この分岐は、養殖サケが導入される前から、野生のサケ科魚類にウイルスの祖先型が存在していたことを示唆しています。ウイルスが垂直伝播（親から子へ）によって広がるにつれて、ISAウイルスは、親から子へ、そして子孫へと広がりました。

集約的な単一栽培は害虫、悪天候、病気による不作のリスクを高めます。 [ 65 ] [ 66 ]

社会的影響

米国技術評価局の調査では、工業型農業に関して、「統計的レベル」で「農場規模の拡大傾向と農村社会の社会的状況との間に負の相関関係」があると結論付けられました。[ 67 ]農業の単一栽培は、社会的および経済的リスクを伴う可能性があります。[ 68 ]

参照

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「 https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Intensive_farming&oldid=1332904968」より引用