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作用機構により精緻化した農薬生態毒性影響評価係数の開発と作物保護戦略への適用

研究課題

研究課題/領域番号 21K12345
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64050:循環型社会システム関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

湯 龍龍  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主任研究員 (30737359)

研究分担者 林 清忠  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境研究部門, 主席研究員 (40355475)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード生態毒性 / 農薬 / ライフサイクルアセスメント / 作用機構 / 種の感受性分布 / ライフサイクルアセスメント(LCA) / 防除戦略
研究開始時の研究の概要

ライフサイクルアセスメント(LCA)による農業生産システムの比較評価において、農薬成分の変更に起因する生態系影響の変化を適切に反映できる新たな生態毒性影響評価係数を計算すると共に、防除戦略の立案場面への適用を検討する。まず、水田農薬を対象に、農薬の毒性と作用機構の双方を考慮する生態毒性影響評価係数を開発する。次に、慣行栽培から農薬成分数を削減する特別栽培等への防除戦略の切り替えを対象に事例評価を行い、農薬成分の変更を伴う場合、生態毒性影響が意図に反して増加する可能性とその要因を特定する。

研究成果の概要

ライフサイクルアセスメント(LCA)による農業生産システムの比較評価において、農薬使用に由来する生態毒性影響評価は成分間の違いを精緻に捉える必要がある。そのため、まず、水田農薬109成分を対象に、農薬成分の毒性(HC50)と作用機構(生物種の感受性分布(SSD)の傾きが異なる)を考慮する非線形の生態毒性影響評価係数を算定した。既存の線形係数(毒性のみ考慮)に比べて、SSDの傾斜が影響評価係数に大きく影響することが明らかとなった。次に、慣行から低投入に切替える防除戦略を取る8水田農場を対象にした事例評価を行った結果、非線形の影響評価係数がより適切な圃場レベルの評価結果が得られることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

持続可能な農業の実現に向けて、農薬使用に伴う生態系への影響を適切に評価されることが重要である。そのために、農薬成分の減量あるいは成分変更による影響削減効果を正確に評価し、農業のLCAに組み込まれていくことが求められる。本研究は、農薬成分の毒性だけではなく、成分の作用機構も考慮する非線形の生態毒性影響評価係数の算定方法を開発した。これにより、既存の線形係数(毒性のみ考慮)と比べて、農薬成分のSSDの傾きが影響評価係数に大きく影響することが明らかとなった。作用機構の考慮が成分間の違いをより精緻に捉えるため、非線形の生態毒性影響評価係数がより適切な圃場レベルの評価結果が得られることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of California(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Preciseness, rather than simplicity, is required to assess pesticide reduction strategies: Findings from rice production in Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Tang L, Hayashia K, Nagaia T, Inao K
    • 雑誌名

      Science of The Total Environment

      巻: - ページ: 163636-163636

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.163636

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Ecotoxicity assessment of pesticide use based on Japanese PRTR data2024

    • 著者名/発表者名
      Marika Muramoto, Longlong Tang, Norihiro Itsubo
    • 学会等名
      International Conference on Life Cycle Assessment of Food 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 日本の実態を反映した農薬のライフサイクル生 態影響評価手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      村本 麻里花、湯 龍龍、飯島 健太郎、伊坪 徳宏
    • 学会等名
      日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 農産物を対象としたシナリオベースの LCIデータ の構築:水稲栽培における農薬投入量の推計を例に2023

    • 著者名/発表者名
      湯 龍龍、佐々木 勇麻、Kavindi Gajasinghe
    • 学会等名
      日本LCA学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Life cycle GHG mitigation potential of ICT-based precise water management for paddy rice production systems2022

    • 著者名/発表者名
      Longlong Tang, Kiyotada Hayashi
    • 学会等名
      LCA Food 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 農薬の環境排出量推定モデルの開発2022

    • 著者名/発表者名
      村本麻里花, 湯龍龍, 伊坪徳宏
    • 学会等名
      第18回日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanism-specific characterization factors for designing pest management strategies: development and possibilities2021

    • 著者名/発表者名
      Longlong Tang, Kiyotada Hayashi
    • 学会等名
      American Center for Life Cycle Assessment (ACLCA)2021 Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A proposal for consistent linking between emission fraction estimation and toxicity characterization in life cycle assessment of pesticides2021

    • 著者名/発表者名
      Longlong Tang, Kiyotada Hayashi
    • 学会等名
      International Conference on EcoBalance
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 天敵製剤と代替餌を使用したナス施設栽培のLCA2021

    • 著者名/発表者名
      志村もと子, 林清忠, 湯龍龍
    • 学会等名
      第17回日本LCA学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 農業・食料生産分野における バイオマス利用工学2023

    • 著者名/発表者名
      農業食料工学会生物資源部会
    • 総ページ数
      326
    • 出版者
      コロナ社
    • ISBN
      9784339066654
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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