早朝、熱いコーヒーを飲んだ後、ジムはトラクターに乗り込んでキーを回し、広大なトウモロコシ畑の端に向かって走り出します。 スプレーブームのアームを広げると、120フィートの翼が広がる。 ジムが指定された畝を走ると、水と薬品を組み合わせたものが作物に散布され、作物はすべてコーティングされるが、厄介な雑草だけは死滅させられる（”Crop Sprayer”, n.d.）。 過酷な環境下でほとんどの作物が枯れてしまう中、わずかな雑草だけが生き残った。 次から次へと散布し、シーズンを重ねるごとに雑草は増えていく。 ジムはトウモロコシの収穫量を確保しながら利益を上げようと、散布量や散布日を増やしていきます。 しかし、時間が経つにつれ、何の解決にもならない。
ジムは、全米の何千もの農家と同じように、モノカルチャー（単一の作物種を栽培し、すべての植物が遺伝的に類似または同一である農業慣行）の負の側面を経験しています（「生物多様性」、ND）。 収穫量が多く、投入資材の価格が比較的低いにもかかわらず、広大な土地でたった1種類の作物を栽培すると、大きな害虫問題が発生します。 現在のアメリカの農業政策（ファームビル）は、トウモロコシ、小麦、大豆、綿花などの一次産品を単一栽培で過剰に生産することを奨励しています。 しかし、大恐慌時代に始まった農業法案の目的は、多様な農場の景観を維持することにありました。 しかし、大恐慌時の農業法案は、多様な農業形態を維持することを目的としていた。 農家は住宅ローンの支払いに苦しんでいました。 ルーズベルト大統領は、このままでは農家が廃業してしまうと考え、「農業調整法」を制定した。 これにより、供給量が減り、価格が上昇し、市場は安定しました（Masterson, 2011）。 農作物の価格が安定した後、1938年には農業法案が恒久的な法律として制定されました。
20世紀後半、アメリカの農業は大きく変わりました。 1960年代の「緑の革命」では、合成肥料や農薬、高収量の作物品種、農機具の機械化などが導入され、作物の生産量が増加しました（Mills, n.d.）。 農場の規模は1980年代以降、劇的に拡大し、1農場あたりの平均面積は100％以上増加しました（DePillis, 2013）。 農場が統合され、20％の農家が農業生産物の80％を生産するようになった（Mills, n.d.）。 新しい慣行と農業法案への新たな追加事項が相まって、農家のリスク管理方法が変化した（Haspel, 2014）。 そのひとつがマーケティングローンプログラムで、これは議会で合意された一定の価格を中心に展開されます。 農作物の価格が一定以下になった場合、米国政府がその差額を農家に償還します。 この償還制度により、農家は必要の有無にかかわらず、生産量を増やすことができる。 たとえ現在の市場での作物価格が下がっても、育てれば育てるほど儲かるのだから（Riedl, 2007）。 例えば1996年、米国議会は大豆の価格設定を1ブッシェル4.92ドルから5.26ドルに引き上げました。 この状況を利用して、農家は800万エーカーの大豆を増産し、大豆の市場価格は33％下落しました（Riedl, 2007）。 価格が下がったにもかかわらず、農家は払い戻しプログラムによって実際にはより多くの利益を得ました。 
過剰生産に加えて、工業的な単一栽培は農場に害虫の問題を引き起こします。 強化された生産に追いつくために、農家は農薬や肥料の使用量、作物の密度、1シーズンの作物サイクル数を増やしましたが、作物の多様性は減少しました（Crowder & Jabbour, 2014）。 遺伝子的に均一な植物を過密に栽培することで、多様な種がある場合に比べて、害虫が比較的少ない抵抗力で畑に蔓延するようになります（「Biodiversity」, n.d.）。 害虫が畑を席巻したという最も有名な話は、1840年代のアイルランドで起きたものです。 アイルランドの農家は単一品種のジャガイモを栽培していました。 1845年、ジャガイモの遅枯病菌がジャガイモの収穫量の半分近くを破壊し、その後7年間、さらに多くを殺し続けました（「アイルランドのジャガイモ飢饉」、2017年）。 アイルランドのジャガイモ飢饉の時の畑のように、現代のモノカルチャーはいつ侵入されるかわからないリスクがあります。
モノカルチャーシステムにおける害虫管理の固有の問題は、気候変動の影響によってさらに悪化するでしょう。 平均気温の上昇は、害虫の個体数を増やすのに適した環境を作り出します。 すべての昆虫は冷血生物であり、その体温と生物学的プロセスは環境温度と直接関係しています（Petzoldt & Seaman, 2006; Bale & Hayward, 2010）。 European corn borer, Colorado potato beetle, Sycamore lace bugなどの害虫の繁殖サイクルは温度に依存しています（Petzoldt & Seaman.2006）。 平均気温が高いため、これらの繁殖サイクルはより短い時間で済む（Petzoldt & Seaman, 2006）。 例えば、Sycamore lace bugでは、卵の発生に劇的な時間の短縮が見られました。 Sycamore lace bugの卵は、19℃では完全に成長するのに20日を要しましたが、30℃では7.6日で完全に成熟しました（Ju et al.2011, p.4）。 平均気温が高くなると、害虫の繁殖速度が速くなり、害虫の個体数が大幅に増加します。 害虫の個体数が増えれば、単一栽培農業への脅威となります。
平均気温の上昇は、昆虫の繁殖サイクルを短くするだけでなく、冬の害虫駆除メカニズムを制限することにもなります。 2015年は記録的な暖冬でしたが、2016年はそれほど涼しくありませんでした。 2016年中のどの日も、全国の州では1日の気温が平年より最大12.1˚Cも高くなりました（Samenow, 2017, Chart II）。 気候変動の結果として、科学者たちはより穏やかな冬が続くと予想しています。 米国立気象局は、2017年の冬は一貫して例年よりも暖かいと予測しています（Samenow, 2017）。 昆虫は熱を保持する方法を持たないため、作物害虫は冬の間に生存戦略を立てざるを得ません。 昆虫は耐凍性と耐凍回避性の2つのカテゴリーに分類され、どちらも冬の間は休眠状態になります（Bale & Hayward, 2010）。 冬の気温が下がると、作物の害虫の種に与える影響は様々ですが、全体的に1～5℃上がると、耐凍性の昆虫と耐凍性を回避する昆虫の両方で熱ストレスが減少します（Bale & Hayward, 2010）。 南西部コーンボーラーは、より穏やかな冬の恩恵を受ける種のひとつです。 2017年の夏、アーカンソー州の農家は、2016年に記録された最も穏やかな冬の後、サウスウェスタン・コーン・ボーラー（SWCB）の数が増えたと報告しました。 SWCBに対抗するため、州内の農家はフェロモントラップを配備しました。 トラップは、2017年のシーズンには、例年に比べて1週間あたり300％多くのSWCBの蛾を捕獲しました。 (Studebaker, 2017)。 温暖な冬は、作物の害虫が冬の間生き延びるのを助け、作物への侵入や被害の可能性を高めます。
また、温暖な冬は、害虫の個体群を農地の未知の領域へと北上させます。 米国農務省（USDA）は、同じような気候の地域をハーディネスゾーンに分類し、どの作物が自分の地域で成長するかを農家が判断できるようにしています。 過去30年間、気候変動に伴う気温の上昇により、ハーディネスゾーンは北へと移動してきました。 例えば、米国農務省はモンタナ州北西部を、従来の5bから6aに分類しています。 この地域では、ショウガやアーティチョークなどの作物がうまく育つようになりました（清水、2017年）。 同様に、より北の場所では、より多くの害虫が繁栄できるようになりました。 甲虫、蛾、ダニは、年間2.7キロメートルの割合で極地に向かって移動しています（Barford, 2013）。 さらに、菌類や雑草は、1年に7キロメートルの割合で北へ移動しています（Barford, 2013）。 これらの範囲が拡大するにつれ、農家はこれまでに遭遇したことのない害虫を駆除するための新しい戦略を開発する必要があります。 気候変動は作物の害虫に無数の変化をもたらします。気温の上昇に伴い、害虫の繁殖率、冬季の生存率、生息範囲はすべて増加します。
モノカルチャー生産における害虫対策として最も一般的なのは、1エーカーあたりの農薬散布量を増やすことです。 理論的には、農薬の量が多ければ、より多くの害虫を殺すことができます。 しかし、気候変動の微妙な影響を受けると、この方法は現実的ではなくなります。 地球の気温が上昇すると、農薬の効果は低下します。 解毒率、つまり農薬を分解して雑草に害を与えないようにするのに必要な時間は、気温の上昇とともに減少します（Matzrafi et al. 例えば、2016年の研究では、気候変動が2つの一般的な除草剤であるジクロホップメチルとピノキサデンの効果に悪影響を及ぼすことが判明しました。 低温（22-28˚C）では、ジクロホップメチルとピノキサデンはいかなる雑草の成長も阻止しました。 しかし、高温（28-34˚C）では、80%の雑草がジクロホップメチルの散布に耐え、100%の雑草がピノキサデンの散布に耐えました（Matzrafi et al.2016, p. 1220, 1223）。 より多くの量を散布することで、最初は効果があるかもしれませんが、地球全体の気温が上がり続けると、農薬の効果はどんどん低下していきます。
現在の農薬が作物の害虫を殺す能力を失いつつある一方で、より効果的な新しい農薬の開発には数百万ドルの費用と数年の時間がかかっています。 2016年、新しい農薬の開発には約11年の研究期間が必要で、その価格は2億8700万ドルにも上りました。 技術の進歩は、変化のリスクから単一栽培を守るのに十分な速度で開発されないでしょう（「Cost of Crop」2016年）。 その結果、農家は害虫の問題を抑えようと、同じ農薬をより大量に散布することになります。 2090年の気候変動モデルに基づく農薬コストの試算では、気温の上昇と、トウモロコシ、綿花、ジャガイモ、大豆などの作物の農薬コストの上昇には直接的な相関関係があると予測されています。 一部の地域では、2090年までに農薬の使用コストが23.17%も増加し、利益率が大幅に低下します(Chen & McCarl, 2001, Table VII)。
農家が使用量を増やすことで、気候変動が農薬に与える悪影響を緩和しようとする一方で、さらなる問題が発生します。 農薬抵抗性は、同じ農薬を繰り返し畑に散布することで発生します。 農薬を散布するたびに、一部の害虫が生き残ります。 その害虫は抵抗性の遺伝子を子孫に伝え、次の世代ではより多くの個体が農薬散布に耐えられるようになります。 最終的には、農薬による害虫の駆除ができなくなり、農作物の被害が発生します（「農薬抵抗性の発生メカニズム」、ND）。 現在、世界では農薬耐性の報告例が500件以上、殺虫剤耐性の報告例が250件以上あります（Gut, Schilder, Isaacs, & McManus, n.d.; “International Survey”, 2017）。 農薬耐性の最も悪名高いケースは、ラウンドアップレディ作物の中で発生しています。 科学者たちは、一般的な家庭用除草剤「ラウンドアップ」の一般名であるグリホサートの散布に耐えられるよう、綿花、トウモロコシ、大豆などの作物を遺伝子組み換えしました。 農家は畑全体にグリホサートを散布して、作物以外のすべてのものを殺すことができます（Hsaio, 2015）。 米国では、栽培されている大豆の90％、トウモロコシの70％がラウンドアップ・レディ作物です。 ラウンドアップ・レディ・クロップの普及は、モノカルチャー・システムの欠点を露呈しています。 例えば、米国では1,000万エーカー以上の農地が、豚草などのラウンドアップ耐性害虫に悩まされています（Neuman & Pollack, 2010）。
気候変動によって害虫の発生率と範囲が拡大し、農薬の効果が低下すると、アメリカの農家は現在の生産レベルを維持するための管理能力を失い始めるでしょう。 モノカルチャーの農場では、害虫の蔓延や農薬耐性のリスクが高まります。 安定した食糧供給を維持するための最善の戦略は、アメリカの農業を単一栽培システムから、さまざまな特殊作物を栽培する持続可能な多様性のある農場に変えることです。 一般的に、農地の多様性が高いほど、気候変動やその他の外乱に対する耐性が高くなります（Walpole, et.al, 2013）。 モノカルチャーの畑には生物多様性がないため、自然の害虫駆除が妨げられます。 不要な種は、宿主となる種が豊富で天敵がいないため、比較的容易に畑全体に広がります。
多様性のある農場では、自然の生物的コントロールがすでに生態系の中に存在しているかもしれませんが、それを農場に導入することも可能です。 生物学的防除は、化学的防除よりも費用対効果が高く、環境に配慮していることがわかります。 どちらの方法も開発にはおよそ10年かかりますが、生物学的防除の方がはるかにコストがかかりません。 2004年の調査では、生物学的防除法を成功させるには200万ドルしかかかりませんでしたが、化学的防除法を成功させるには1億8000万ドルかかりました。 さらに、生物学的防除法の開発は、化学的防除法の開発に比べて1万倍の成功率を誇っています。これは、化学的防除法を広く探索するのではなく、生物学的防除法を直接探索することが主な理由です。
生物学的防除では、抵抗性や有害な副作用のリスクがほとんどないのに対し、化学的防除では抵抗性や多くの副作用のリスクがあります（Bale, van Lenteren, & Bigler, 2008）。 National Resource Councilの調査によると、多角経営の農場は、従来の農場に比べて、単位生産量あたりの合成化学農薬の使用量が少ない傾向にあります（Walpole, et.al, 2013）。 また、大規模プランテーションに比べて、1ヘクタールあたりの生産量も多くなります。
気候変動がアメリカの農業に与える影響を緩和するためには、アメリカ政府は農業政策を変更して、多様な農業を促進しなければなりません。 一次産品作物の補助金を廃止し、その資金を多様な農業技術を実践している農場に再配分することで、農薬の大量使用に頼ったモノカルチャー経営での過剰生産が減少します。 マーケティング・ローン・プログラムのようなプログラムが存在しなくなるため、農家は単一の作物を最大量生産して利益を上げ続けることができなくなります。 その結果、農薬の使いすぎや気候変動によって引き起こされる農薬耐性を緩和することができます。
農作物の補助金を廃止したのは米国が初めてではありません。 1984年には、ニュージーランドが農作物補助金制度を廃止しました。 米国と同様、ニュージーランドでも1970年代から1980年代前半にかけて、農家の収入の40％を補助していました（Imhoff, 2012, p.103）。 農家は、米国のマーケティング・ローン・プログラムに似た政府のプログラムを利用して、より多くの生産を行うことで、より多くの補助金を受け取っていました。 しかし、1984年の選挙で勝利した政党は、補助金の廃止を掲げていた。 しかし、1984年の選挙で勝利した政党は、補助金の廃止を掲げました。 それどころか、ニュージーランドでは効率が上がった。 例えば、1984年以降、羊の総数は減少しましたが、体重増加率と子羊の生産性は向上しました。
農場の効率化に加えて、ニュージーランドの事例では、補助金廃止の興味深い側面が浮かび上がってきました。 1984年の廃止後、農薬の使用量は50％減少しました（William, 2014）。 米国がニュージーランドと同様の方法を採用する代わりに、一次産品作物の補助金を多様な農法に再配分すれば、より効率的で生産性の高い農場が流入し、農薬の使用量を抑えながら国を養うことができるでしょう。
多くの州が多様な農法を促進するための補助金プログラムを実施し始めています。 2017年、マサチューセッツ州では、特殊作物の生産による多角化を推進する企業や農場に対して30万ドル以上の助成を行いました。 米国農務省と一致して、ボストンではマサチューセッツ州の特殊作物（果物や野菜、ドライフルーツ、木の実、園芸・苗床製品など）の改善を目的としたプロジェクトに助成金を提供しました。 一般的に、これらの助成金は、地元農家の市場機会を増やし、多様な農場により多くの資金を提供することで、持続可能な生産方法を促進するプロジェクトを支援しています。 例えば、Community Involved in Sustainable Agriculture（CISA）は、この助成金の一部を受け取りました。 CISAはこの資金で、西マサチューセッツの特殊作物農家に資金援助を行う予定です。 また、「Sustainable Business Organization」も助成金の一部を受け取っており、特殊作物農家とバイヤーの関係を構築したいと考えています。 農家と顧客のビジネスを妨げる障壁を取り除くことで、サステナブル・ビジネス・オーガニゼーションは、ニューイングランド全域で特殊作物の販売を拡大したいと考えています（「Baker-Polito, 2017」）。米国の連邦政府は、国全体が大規模なプログラムの後を追う前に、小規模なプログラムが機能するかどうかを州に期待することがよくあります。 米国がモノカルチャーを奨励する補助金を廃止し、その分を農場の作物の多様化に充てれば、米国の農家はマサチューセッツ州のようなプログラムを模倣することができます。
モノカルチャー農業の弊害と気候変動を考えると、農家と立法府が協力して、アメリカ全土の農場を多様化する必要があります。 現在のモノカルチャーは食料を過剰に生産しているため、農地を増やしただけでも農薬の使用量が増えます。 それに加えて、気候変動に伴う気温の上昇は、アメリカの農業をも脅かしています。 気温の上昇は、害虫の数を増やし、農薬の効果を低下させます。 さらに、農薬の使いすぎで害虫が農薬耐性を獲得し、害虫、農薬の使用、農薬耐性の間に雪だるま式の効果が生まれています。 食糧安全保障を維持し、気候変動の影響を緩和するためには、米国は一次産品への補助金を廃止し、その資金を多様な農法に振り向ける必要があります。 そうすれば、農薬の必要性が減り、作物の収穫量が増えます。 気候変動との戦いは困難なプロセスですが、農家と政府が協力することで、そのプロセスを容易にし、前向きな変化を生み出すことができるでしょう。
AUTHORS
Julia Anderson – Animal Science and Sustainable Food and Farming
Emily Hespeler – Environmental Science
Steven Zwiren – Building and Construction Technology
Biodiversity and agriculture. (n.d.). から取得しました。 https://chge.hsph.harvard.edu/biodiversity-and-agriculture
How a crop sprayer works. (n.d.). を取得しました。 http://lethamshank.co.uk/sprayer.htm
Hsaio, J. (2015). 遺伝子組み換え作物と殺虫剤。 害があるのか、役に立つのか？ Available at: sitn.hms.harvard.edu/flash/2015/gmos-and-pesticides/.
Imhoff, Dan (2012). Food Fight: the citizen’s guide to the next food and farm bill. カリフォルニア州ヒールズバーグ。 Watershed Media
International Survey of Herbicide Resistant Weeds. (2017). Retrieved from www.weedscience.org/.
Irish Potato Famine. (2017). を取得しました。 http://www.history.com/topics/irish-potato-famine
Mills, R. (n.d.). A harsh reality. を取得しました。 http://aheadoftheherd.com/Newsletter/2011/A-Harsh-Reality.html
Mills, R. (n.d.).