化学製品・高分子製品の基礎講座
私たちは、あらゆるところで多種多様な「化学製品」に囲まれています。 それらの化学製品、あるいは化学物質について、知っておくべきこととは何か。 本連載では、製品の成分や仕様説明に記載されている化学物質、高分子材料について理解できるよう、 化学製品の基礎知識をご紹介していきます。
第3章 化学製品の基本

3-1 農薬の特徴と分類

様々な化学製品について、その製品を理解するための基本知識を説明します。すなわち、どんな種類があるのか、製品はどのような基本構成によってつくられているのか、利用に当たって、どのような点を注意すべきかなどを紹介します。

3-1 農薬の特徴と分類

19世紀半ばに石灰硫黄合剤、19世紀後半にボルドー液が発明されて欧州で農薬の使用が始まりました。これらは、おもに農作物の病気対策用(殺菌剤)でしたが、カイガラムシなど一部の害虫の防除効果(殺虫剤)もありました。 しかし、農薬が広く普及し、「緑の革命」の旗手として品種改良、化学肥料とともに大きく発展したのは第二次世界大戦後の殺虫剤DDT(ジクロロジフェニルトリクロロエタン)からです。有機農薬時代の到来です。元来DDTは農薬でなく、 伝染病を蔓延させる害虫(蚊、ノミ、シラミ、ハエなど)を駆除するための防疫薬(2-3 で説明した医薬品医療機器等法の対象)として使われました。 それが農薬(2-3 の農薬取締法の対象)としても使えることが分かり、広く普及したのです。同じく第二次世界大戦後に除草剤も誕生しました。2,4-D(2,4-ジクロロフェノキシ酢酸)です。このように有機農薬は意外と新しい化学製品なのです。

非常に初期の農薬

残念ながら、現在、日本では農薬は正しく理解されていません。マスコミでは安易に無農薬を褒めたたえています。しっかりした根拠もなしに農薬=毒薬というイメージを国民に植え付けるような安直な発言が堂々とまかり通っています。 では、農薬なしに現代の農業は成り立つのでしょうか。自宅の小さなプランターで趣味として野菜を育てることと、産業としての農業を同列に扱うことはできません。 人類の歴史はもちろん、日本の歴史をみても、いもち病などの病気、ウンカなど害虫の大発生によって大飢饉は何度も起きています。夏場炎天下の水田除草作業は非常に苛酷な労働でした。

農薬は現代の農業を支える重要な役割を持っており、適正で安全な利用のために第2章で説明したように農薬取締法、食品衛生法などで厳重に規制されています。 現代の農薬は、医薬品と同等の様々な毒性試験(急性毒性、慢性毒性、発がん性、繁殖毒性、催奇形性、変異原性など)に加えて、環境中に意図的に散布されることから分解性、残留性、環境生物への影響などまで試験され、合格できたものだけが登録され、生産、販売、使用が可能になっています。

1970年頃までに急性毒性が問題となったパラチオン(有機リン系農薬のひとつ)、長期残留性が問題となった塩素系農薬、有機水銀農薬は登録されなくなりました。1970年代以後の低毒性、低残留性農薬時代を経て、1990年代以降は単位面積当たりの散布量が少量で済む高性能な農薬の時代になっています。

農薬は、その効用から殺虫剤、殺菌剤、除草剤、その他(殺鼠剤、誘引剤、忌避剤、植物生長調整剤、展着剤など)の4種類に大きく分けられます。農薬と聞くと殺虫剤を思い浮かべる方が多いと思いますが、図に示すように世界では除草剤が最大分野です。 農薬は農業労働の省力化のために最もよく使われていることになります。日本では稲作特有の殺虫殺菌剤という特殊分野があり、除草剤の割合が世界ほど高くはありませんが、それでも除草剤の割合が最近は高くなってきました。

  • 世界の農薬売上高構成(2014年)
  • 世界の農薬売上高構成(2014年)
  • 日本の農薬売上高構成(2015年)
  • 日本の農薬売上高構成(2015年)

農薬は医薬品と同様に有効成分(農薬原体、原薬)に製剤用成分を加え、農薬製剤として商品化されています。剤型には、固形剤(粉剤、マイクロカプセル剤、粒剤顆粒剤、錠剤)、液剤水和剤、水溶剤、乳剤、油剤、フロアブル)、その他(燻蒸剤、燻煙剤など)があります。 フロアブルとは、固体の有効成分を水に分散させた製剤です。粉剤の使い勝手を改良したものです。近年は散布機を使わず、水田に投げ入れるだけで済むジャンボ剤も登場しています。 製剤用成分は、水、有機溶剤、界面活性剤などです。界面活性剤は、農薬原体と水を混合・分散させる効果だけでなく、水をはじいて濡れにくい植物や害虫に散布農薬を付着させる効果があります。特にこの効果を重視する場合に展着剤と呼んでいます。ノニオン界面活性剤(1-7界面活性剤の用途と種類 を参照)がよく使われます。

農薬は様々な視点から分類されています。化学構造による分類(有機リン系、ピレスロイド系、ネオニコチノイド系、マクロライド系など)、作用様式による分類(接触型、吸収型など)、作用メカニズムによる分類(神経伝達阻害、光合成阻害など)などがあります。 これらが錯綜して商品説明に使われるので説明書を読んでもなかなか理解しがたいところがあると思います。同じ有効成分の農薬を長く使っていると耐性種が現れるので、なるべく作用メカニズムの異なる有効成分の農薬を順繰りに使うことが肝要です。また、近年、化学農薬以外に図に示すように生物農薬も登場してきました。モノタロウでも販売しています。

 

主要な殺虫剤の分類と有効成分名

化学農薬
神経系に作用 有機リン系 マラソン、MEP、アセフェートなど
カーバメート系 NACなど
合成ピレスロイド エトフェンプロックス、ペルメトリンなど
ネオニコチノイド系 アセタミプリド、イミダクロプリド、クロチアニジン、ジノテフラン、チアメトキサム、ニテンピラムなど
マクロライド系 ミルべメクチン、スピノサド、エマメクチン安息香酸塩など
その他 イノドキサカルプ、メタフルミゾン、ピメトロジンなど
細胞内呼吸阻害 アセキノシル、シフルメトフェン、フェンピロキシメートなど
昆虫成長制御剤 クロルフルアズロン、エトキサゾール、ジフルベンズロン、シロマジン、テフルベンズロン、ヘキシチアゾクス、ルフェヌロン、クロマトフェノジド、ブプロフェジンなど
代謝制御 スピロジクロフェン、ピリダリルなど
筋小胞体に作用 フルベンジアミド、クロラントラニリプロールなど
物理的に気門封鎖 ヒドロキシプロピルデンプン、オレイン酸ナトリウム、マシン油など
生物農薬 微生物 バチルス・チューリンゲンシス(BT)、ボーベリア バシアーナなど

主要な殺菌剤の分類と有効成分名

化学農薬 多作用点接触 無機化合物 銅系、硫黄系
ジチオカーバメート系 チウラム、マンゼブ、マンネブなど
その他 TPN,キャプタン、イミノクタジンなど
核酸合成阻害 メタラキシル、オキソリニック酸、ヒドロキシイソキサゾールなど
有糸分裂阻害 ベノミル、チオファネートメチル、ジエトフェンカルブなど
呼吸阻害 フルトラニル、フラメトピル、アゾキシストロビン、シアゾファミド、フルアジナムなど
アミノ酸・タンパク質合成阻害 メバニピルムなど
シグナル伝達阻害 フルジオキソニル、イプロジオン、プロシミドンなど
脂質・細胞膜合成阻害 マンジプロパミド、イソプロチオランなど
細胞膜ステロール合成阻害 ヘキサコナゾール、ジメコナゾール、プロピコナゾールなど
細胞壁メラニン合成阻害 トリシクラゾール、ピロキロン、フサライドなど
その他 シモキサニル、ホセチル、フルスルファミド、ジフルフェナミドなど
抗生物質 カスガマイシン、ストレプトマイシン、バリダマイシン、ポリオキシンなど
生物農薬 バチリス・ズブチリス、タラノマイセス・フラバスなど

主要な除草剤の分類と有効成分名

化学農薬 合成オーキシン 2,4-PA、MCPP、CPB、MDBAなど
ACCase阻害 セトキシジムなど
ALS阻害 イマゾスルフロン、ピラゾスルフロンエチル、ベンスルフロンメチルなど
光合成阻害 シメトリン、アイオキシニルなど
PPO阻害 オキサジアゾン、ピラフルフェンエチル、ピラクロニルなど
細胞分裂阻害 トリフルラリン、ペンディメタリン、ジチオピルなど
超長鎖脂肪酸阻害 アラクロール、ブタクロール、プレチラクロール、メフェナセット、インダノファン、フェントラザミドなど
EPSP合成阻害 グリホサートなど
グルタミン合成阻害 グルホシネートなど
その他 ブロモブチド、ダイムロンなど
生物農薬 ザントモナス・キャンペストリスなど

農薬取締法によって農薬ごとに安全使用基準が定められています。その内容は、作物ごとに決められた農薬の使用濃度、単位面積当たりの使用量、使用回数、使用時期などです。これらは、農薬による農作物への薬害を防止するばかりでなく、食品衛生法で定められた残留農薬基準を守るためにも必須の事項です。安全使用基準をしっかり守って、農薬を適切に利用してください。

執筆:日本化学会フェロー 田島 慶三

『化学製品・高分子製品の基礎講座』の目次

第1章 化学製品を理解するための基本

第2章 化学製品の利用に当って留意すべき法規制

第3章 化学製品の基本

第4章 高分子製品を理解するための基本

第5章 主要な高分子材料の種類と特長

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