有機農業システムにおける雑草、害虫、病害の管理（IPM）
米国農務省天然資源保全局（NRCS）は、米国の環境保護活動で重要な役割を果たしています。NRCSが最近発表したテクニカルノート 12は、有機農業での環境保護プログラムの運営に役立つ指針です。この文書は、有機農家が必要とする情報をわかりやすく提供しています。
テクニカルノート 12 は、有機農業生産に関連するすべての情報を提供することを目的としています。有機基準に適合する保全活動に関する詳細なガイダンスを提供し、保全活動がどのように実施されているかを示す実際の例を示します。
今回はテクニカルノート12の有機農業システムにおける雑草、害虫、病害の管理について書かれた部分を紹介します。
有機農家は雑草、害虫、病害の管理に生態学的アプローチを取っています。NOP § 205.2の有機生産の定義を設定しています：
「資源の循環を促進し、生態学的バランスを推進し、生物多様性を保全する文化的、生物学的、機械的実践を統合することによって、特定の場所の条件に対応するよう管理された生産システム。」
有機農法の基本的な哲学は、植物を食べる生物や自生植物を農場生態系の一部と見なします。
これは、ほとんどの雑草、害虫、病害の問題を、長期的な解決策を達成するために対処しなければならない根本的な生態学的不均衡の症状と考えています。
有機農家は以下のような害虫に強い生産システムの構築を目指しています。
• 土壌、作物、家畜の健康と活力を高める。
• 害虫を制御する上で役立つ有益な昆虫やその他の生物のための生息地を提供する。
• 雑草、節足動物の害虫、寄生性線虫、微生物の植物病原体が成長し、増殖し、生産を脅かす機会を最小限に抑える。
生態学的な害虫管理の次のステップは、その地域で最も一般的な昆虫や線虫の害虫、雑草、植物病原体のライフサイクルを学ぶことです。この知識は、保全実践基準（CPS）害虫管理保全システム（コード595）に概説されているように、管理戦略を設計するために使用されます。
有機農法は、害虫生物を殺すために設計された物質が非標的生物にも害を与え、生態学的バランスを乱し、生物多様性を減少させる可能性があるため、ほとんどの合成農薬、除草剤、殺菌剤を避けます。NOP許可の農薬は、文化的、生物学的、機械的な実践が不十分であることが証明された場合にのみ使用されます。このアプローチは、花粉媒介者、その他の地上の有益な生物、土壌生物、土壌の健康を保護します。
研究によると、すべての種類の作物保護化学物質が広範囲の土壌微生物および大型生物に害を与える可能性があることが示されています。NOP許可の銅系殺菌剤や酢ベースの除草剤でさえ、有益な土壌菌類に害を与える可能性があります。
さらに、同じ農薬を繰り返し使用すると、しばしば標的害虫の農薬耐性につながります。一部の害虫はBacillus thuringiensis（Bt）やSpinosad、さらにはNOP禁止の合成物質にも耐性を持つようになっています。
表7は、有機害虫管理戦略と実践、およびそれらとNRCS実践との関係を概説しています。
CPS 595 病害虫管理保全システムは、予防、回避、モニタリング、抑制（PAMS）活動を含む総合的病害虫管理（IPM）のロードマップを提供します。
また、土壌、水、空気、非標的生物を保護するための追加措置も概説しています。合成農薬を避ける有機病害虫管理では、IPMへの修正されたアプローチが必要であり、特に以下のような予防と回避活動により大きな重点を置いています：
害虫、雑草の種子、病原体の接種源を排除または除去するための衛生対策
一般的な害虫や病気に対する抵抗性を持つ地域に適応した作物品種
害虫、病原体、雑草に対する作物の耐性を高める土壌健康実践 • 雑草よりも作物を優先させる栄養素と水分管理 • 戦略的な輪作、被覆作物、コンパニオンプランティング
トラップ作物 • 昆虫害虫の天敵の生息地を植栽し維持するほとんどの有機農家は、定期的に圃場を調査して有益な昆虫群集（害虫の捕食者と寄生者）、土壌と作物の健康状態、微気候条件を評価します。また、害虫レベル、病気の兆候と症状、雑草の圧力もモニタリングします。モニタリングツールには、害虫の到着を検出し個体数を推定するためのフェロモントラップ、作物の病気の発生を予測するための気象モデリングなどがあります。
予防と回避が害虫や病原体を経済的閾値以下に抑えるのに不十分であることが判明した場合、有機農家はNOP許可の抑制方法と資材を実施します。
彼らは以下のような生態学的に最も破壊的でない方法を好みます：
• 標的害虫の天敵の導入と放飼 • 畝カバーやトンネルなどの物理的バリア • 生物殺菌剤やその他の植物病原体に対する微生物拮抗剤
NOP § 205.206は以下のように述べています：
生産者は、作物の害虫、雑草、病気を防ぐために以下を含むがこれらに限定されない管理実践を使用しなければなりません。
輪作と土壌および作物の栄養管理実践
病気のベクター、雑草の種子、害虫生物の生息地を除去するための衛生対策
作物の健康を高める文化的実践。これには、特定の場所の条件に適し、一般的な害虫、雑草、病気に耐性のある植物種や品種の選択が含まれます。
害虫問題は以下を通じて制御される場合があります
・害虫種の捕食者または寄生者の増強または導入
・害虫の天敵の生息地の開発。
・誘引剤、トラップ、忌避剤などの非合成的制御。
雑草問題は以下を通じて制御される場合があります：
・完全に生分解性の材料によるマルチング
・刈り込み
・家畜の放牧。
・手作業による除草と機械的耕作。
・炎、熱、または電気的手段。
・プラスチックまたはその他の合成マルチ（栽培シーズンまたは収穫シーズンの終わりに圃場から除去される場合）
病気の問題は以下を通じて制御される場合があります
病気原体の拡散を抑制する管理実践。
管理実践が不十分な場合、有機作物生産での使用が許可された合成物質の国家リストに含まれる生物学的または植物性の物質、または物質を適用して、害虫、雑草、または病気を防止、抑制、または制御することができます。ただし、その物質を使用するための条件が有機システム計画に文書化されている場合に限ります。
NOP許可の天然病害虫防除資材、特に生物殺菌剤と生物殺虫剤のリストは、研究者が新しい有益な微生物を特定し、新しい製剤を開発するにつれて拡大し続けています。
有機材料審査協会（OMRI）と全米有機規格委員会は、どの物質がNOP禁止材料を含まず、有機生産と互換性があるかを判断します。生物農薬の例には以下のようなものがあります：
バチルス・チューリンゲンシス（Bt）。トウモロコシのアワノメイガ防除のための新しい系統Bt aizawaiを含む。
コドリンガ顆粒病ウイルス。果樹害虫のコドリンガに効果的。
ボーベリア・バシアーナ。オウトウショウジョウバエ、アザミウマ、アブラムシ、コナジラミ、その他さまざまな昆虫害虫と戦う殺虫性の菌類。
植物の根を colonize し、土壌伝染性病原体を排除する有益な菌類（トリコデルマとグリオクラディウム）と放線菌（ストレプトマイセス）の種。
火傷病病原体エルウィニア・アミロボラを標的とするバクテリオファージ（ウイルス）。
広範囲の病原体に対する全身的な植物抵抗性を誘導するイタドリの抽出物と細菌（バチルス・ミコイデス）。
NOP § 205.601で許可されている合成作物保護資材には以下が含まれます：
雑草防除として：
• 農場の維持と観賞用作物のための石鹸ベースの除草剤
• マルチ
• 新聞紙またはその他のリサイクル紙（光沢のある、または色付きのインクを使用していないもの）
• プラスチックマルチおよびカバー（石油ベース、ポリ塩化ビニルを除く）
• 除外された方法（遺伝子工学またはGMO）由来の生物または原料を使用せずに生産された生分解性のバイオベースマルチフィルム
殺虫剤として：
• ケイ酸カリウム水溶液（植物病害防除にも使用）
• ホウ酸（構造的害虫防除用、有機食品や作物との直接接触なし）
• 園芸用油（休眠期油、窒息油、夏季油として使用する狭域油、植物病害防除にも使用）
• 殺虫石鹸
• 粘着トラップ/バリア
• 昆虫管理用フェロモン
• ビタミンD3（げっ歯類駆除剤として）
• クリーム色リン酸鉄（ナメクジやカタツムリの餌として）
植物病害防除として：
• 銅化合物（酸化物、水酸化物、オキシ塩化物、硫酸塩）、土壌蓄積を最小限に抑えるために使用
• 消石灰
• 過酸化水素
• 石灰硫黄合剤（殺虫剤としても使用）
• 過酢酸（火傷病用）
• 炭酸水素カリウム
• 元素硫黄（殺虫剤またはナメクジ/カタツムリの餌としても使用）
NOPの規制では、毒性のため、ヒ素、鉛、硫酸ニコチン、ロテノン、ストリキニーネなど、いくつかの天然由来の農薬を禁止していることに注意する価値があります。
有機システムにおける土壌に優しい雑草管理
雑草は有機生産の成功に最も大きな課題をもたらします。2020年のOFRF有機農家調査によると、回答者の67%が雑草防除を大きな課題と考えており、耕起が土壌構造と健康に与える悪影響を最小限に抑えることの困難を挙げた31%と比較されます。
繰り返しの耕作が土壌構造を劣化させ、土壌生物に害を及ぼす可能性があることを認識し、有機農家は自分の農場の雑草の生態学的理解に基づいて複数の戦術を用いた統合的アプローチを採用しています。
有機雑草管理ツールボックスには、予防措置の基盤の上に構築された多くの土壌を乱さない制御ツールと戦術が含まれています。例えば：
活力のある雑草に強い生産作物を支えるための健康的な土壌の構築。
雑草と競合できる作物や品種の選択。
雑草抑制カバークロップ（すなわち、被覆作物）の植付け。
雑草のライフサイクルを中断するための戦略的な輪作の設計
作物を雑草よりも有利にするための栄養素と灌漑の管理
雑草の種子を含まない作物種子、マルチ、土壌改良材の使用
雑草を含む堆肥や残渣の高温（少なくとも3日間140°F）でのコンポスト化
手作業での除去、刈り取り、または放牧による雑草の種子形成の防止
雑草問題を防ぐ最も効果的な方法は、生産作物、カバークロップ、芝生、飼料作物など、望ましい植生で土壌を占有し続けることで、これにより雑草の生態的ニッチを閉じることです。
この有機雑草管理アプローチは、土壌の健康も構築し保護します。
カバークロップ
有機農家は、CPS 340 カバークロップに記載されているすべての目的でカバークロップを利用しますが、特に雑草防除と土壌の健康および肥沃度に焦点を当てています。
植付け後数週間以内に閉鎖キャノピーを形成する速成長のカバークロップ、および少なくとも1種類の速成長種を含むカバークロップの混合が、最も効果的に雑草を抑制します（図4）。
単一のカバークロップ種の複数の品種を混合することも、雑草抑制を強化できます。
カバークロップが雑草に打ち勝つことを確実にするために、有機生産者はしばしば以下のことを行います。
収穫後すぐにカバークロップを植える
高品質の種子を使用する
播種量を50%増やす
多くの有機農家は、確立された野菜や畑作物にカバークロップを間作または上播きするリレー植栽も実践しています。例えば、ニューヨーク州北部では、トウモロコシの5-7葉期に播種された年次カバークロップは、収穫後の植付けよりも良好な立ち上がりを示しました。
リレー植栽は、収穫と植付けの間の裸地期間を排除し、雑草の成長機会をさらに減らすことができます（図5）。
カバークロップは特定の雑草問題に対処するために戦略的に選択することができます。例えば、ソルガム・スーダングラスは、侵略的な多年生のクリーピング雑草であるカナダアザミ（Cirsium arvense）の抑制に特に効果的です。この雑草は北中部地域と西部地域全体の有機穀物生産に深刻な問題を引き起こし、制御が非常に困難であることで知られています。
オハイオ州立大学の研究者たちは、アザミが蔓延した畑にソルガム・スーダングラスのカバークロップを植え、作物と雑草の両方が数フィートの高さになったときに刈り取りました。この段階での刈り取りは雑草を抑制する一方で、ソルガム・スーダングラスは急速に再成長し、根系を拡大し、アレロケミカルであるソルゴレオンを放出します。
オハイオ州立大学の試験では、この戦略により翌年の大豆作でのカナダアザミの成長が98パーセント減少しましたが、刈り取りのみやソバのカバークロップの植付けは効果がありませんでした。
アルファルファを含む輪作も、アルファルファの飼料を年に数回収穫する場合、カナダアザミを制御することができます。
戦略的な輪作
有機農家は一般的に、北中部地域で広く使用されている標準的な2年トウモロコシ-大豆輪作よりも、暦年のより高い割合で地面を被覆する多様な輪作を使用します。一般的な有機畑作物の輪作には以下が含まれます：
トウモロコシ
冬季被覆
大豆
冬季穀物
春に多年生飼料作物を上播き
飼料作物はアルファルファ、アカクローバーまたはシロクローバー、あるいは多年生マメ科植物とライグラス、オーチャードグラス、チモシー、その他の多年生牧草の混合で構成されることがあります。
飼料作物は1〜3年間栽培され、放牧、干し草作り、または刈り取って圃場に残されることがあります。これらの輪作は一年生雑草の個体数を減少させ、土壌の健康を改善または維持しますが、単純なトウモロコシ-大豆の輪作は、有機管理下でも雑草の個体数を増加させ、土壌の質を低下させる可能性があります。
4年間の有機トウモロコシ-大豆-小麦-アルファルファの輪作の大豆段階でブタクサ（Ambrosia artemisiifolia）が主要な雑草問題となったとき、オハイオ州立大学の研究者たちは有機農家と協力して解決策を見出しました。
プロジェクトの農家参加者の一人であるエド・スナベリーは、大豆の直前に5年目を輪作に追加し、早期のステイルシードベッドから始めてソバをカバークロップまたは穀物生産用に植えることで、大豆におけるブタクサの圧力を大幅に減少させることを発見しました。
反復試験でこの戦略の有効性が確認され、農家はさらに7年間の穀物と飼料の輪作に拡大し、農場内での家畜生産を追加することで雑草抑制を改善しました。
ニューヨーク州北部のクラース・マーテンズと他の有機穀物農家は、コーネル大学の研究者と協力して、耕起や栽培の必要性を減らしながら雑草を抑制する戦略的な輪作を開発しています。
彼らは、ロールクリンプされた冬ライ麦が有機無耕起大豆や乾燥豆に選択的な雑草制御を提供し、豆類の主要な病害である白カビから作物を保護することを発見しました。
ライ麦は窒素を固定することで雑草を抑制し、そのロールクリンプされた残渣が小さな種子の一年生雑草の出現を阻止し、窒素固定豆が雑草と病気の圧力が減少した状態で成長することを可能にします。
他の研究でも、ロールクリンプされたライ麦に無耕起で植えられた有機大豆で同様の成功が示されています。
多年性作物-雑草-残渣の相互作用の慎重な観察を通じて、マーテンズ（2022年、個人的なコミュニケーション）は以下のことを発見しました：
草-マメ科植物の輪作にカラシナやソバを追加することで、冬穀物における雑草性カラシナの個体数が減少します。
トウモロコシ-大豆の輪作に冬小麦を追加することで、畑作物の一般的で問題のある雑草であるベルベットリーフの活力が劇的に弱まります。
ソルガム-スーダングラスの刈り株（飼料収穫後）にライ麦とオーストリア冬エンドウを不耕起で播種すると、作物の定着が改善されます。エンドウは窒素を供給することでライ麦の活力を高め、ライ麦がロールクリンプされたときにより効果的な雑草抑制マルチを提供します。
畑作物の輪作に冬大麦を追加すると、アザミ類の雑草を減らすことができます。これは、アザミが刈り取りに最も弱い時期に大麦が収穫されるためです。
研究チームは現在、延長された不耕起シーケンスと強化された土壌被覆、生きた根、作物の多様性を持つ改良された有機輪作の開発に取り組んでいます。
雑草種の構成と、輪作における各作物と雑草、残渣、他の作物との相互作用は、季節的な温度と湿度のパターン、土壌タイプ、生産システムによって異なるため、有機雑草管理のための戦略的輪作は本質的に地域特有のものです。
米国全土の経験豊富な有機生産者たちは、それぞれの地域で雑草と土壌の健康を共同管理するための革新的な輪作を開発しています。
作物を雑草よりも有利にする栄養素と水の管理
多くの農地の雑草は、土壌中の豊富な可溶性窒素やその他の栄養素に対して、急速な出現と積極的な成長で反応します。アオゲイトウ属（Amaranthus spp.）、シロザ（Chenopodium album）、コハコベ（Stellaria media）、ナス属（Solanum spp.）、野生カラシナ（Brassica kaber）、イヌビエ（Echinochloa crus-galli）、エノコログサ属（Setaria spp.）、セイバンモロコシ（Sorghum halepense）、そして他の多くの農地の雑草は、可溶性窒素に劇的に反応し、しばしばリンとカリウムにも反応します。
これらの雑草のほとんどは小さな種子を持ち、新たに出現した実生は、自身を確立し急速に成長するために豊富な土壌栄養素に依存しています。対照的に、ほとんどの作物は、植付け後の最初の数週間、より大きな種子や移植プラグからの栄養予備を利用することができます。
したがって、作物の確立期間中、ゆっくりと放出される源からの栄養素を適度なレベルに維持することで、有機作物が積極的な雑草競争に圧倒されるのを防ぐことができます。
コーネル大学の研究では、栄養反応性の高い雑草の成長率は、最大作物成長率をはるかに上回る堆肥化された鶏糞の施用率で増加することが示されています。
窒素（フェザーミール）やカリウム（硫酸カリウム）の個別の栄養素施用に対する雑草の反応はそれほど顕著ではありませんでした。
これは、雑草が堆肥中の3つの主要栄養素すべてに反応したことを示唆しています。
栄養素と灌漑水の最適なタイミングと配置も、有機作物に雑草に対する優位性を与えることができます。
作物内列の点滴施肥、列内の側条施肥、または葉面施肥を通じて作物に供給される栄養素は、列間の雑草には与えずに作物に選択的な促進を提供します。
列内に水を供給することは、作物を雑草よりも有利にすることができますが、乾燥した列間条件は生物学的窒素無機化を遅らせ、作物の成長を制限する可能性があります。
一部の農家は、作物の列の数インチ下に点滴テープを設置し、作物に水を供給しながら、列内の雑草の種子を乾燥させ、発芽する可能性を低くしています（図6）。
有機雑草管理ツールボックス
有機システムにおいて予防措置が雑草圧力を軽減する一方で、直接的な雑草管理（抑制）活動は、特に一年生作物の輪作では生産を維持するために通常必要となります。有機農家は、耕起や耕作作業の回数を減らすことができる、いくつかの土壌を乱さない雑草管理戦術を採用しています。これらには以下が含まれます：
有機材料、黒色プラスチックフィルム、またはランドスケープファブリック（雑草マット）によるマルチング
被覆作物と雑草を枯らすための植付け前の遮光（タープ掛け）（図7）
火炎除草
確立された作物の列間または収穫後の刈り取りによる競争の軽減と種子形成の防止
植物精油、酢、およびその他の有機酸で作られたNOP許可の除草剤の使用
収穫後の放牧
タープ掛けは、遮光とも呼ばれ、黒いランドスケープファブリックまたはサイレージタープを使用して光を遮断し、発芽する雑草を枯らし、雑草のない種床を提供します。被覆作物をフレイルモアで刈り取るか、ロールクリンプした直後に数週間タープを敷くことで、被覆作物の終了を確実にし、耕起なしで雑草抑制を強化できます。
この戦略は1〜2エーカーまでの小規模な作業に実用的であり、多くの有機特殊作物生産者は、高価値作物のためのハイトンネルや小規模な屋外圃場での土壌健康と雑草管理を最適化するためにこの方法を使用しています。
一部の農家は、初期のタープ期間の後、植え穴のあるランドスケープファブリックを使用することで、作物生育期間全体を通じて雑草管理を延長しています（図7）。
耕作が必要な場合、有機農家は多様な道具を利用できます。これには、ねじり除草機、スパイダー、フィンガーウィーダー、ナイフ、アンダーカッター、そしてロールクリンプした被覆作物などの最小耕起システム用の高残渣耕耘機が含まれます。
農家、科学者、農業技術者は、土壌攪乱を最小限に抑えながら、より効果的な雑草管理を提供する新しい道具や方法を継続的に開発しています。
例えば、作物の列内から選択的に雑草を除去できる新しいカメラガイド技術やロボット工学などがあります。
耕作の効果を高める実践には以下が含まれます：
古い、または偽の苗床：土壌を耕し、苗床を準備した後、植付けを遅らせ、雑草の発芽と出芽を促します。これらの雑草は、植付け直前に火炎または浅い耕作によって除去されます。
出芽前の火炎処理またはロータリーホーイング：これにより、作物が雑草のない苗床で出芽することを確保します。
雑草が出芽したばかりで1インチ未満の高さの時に、適時に浅い耕作を行います。
ロールクリンプした被覆作物などの最小耕起システム用の高残渣耕耘機。
研究開発中の新しい有機雑草管理ツールと戦術には以下が含まれます：
有機果樹や穀物での電気的雑草制御（ウィードザッパー）。
精密噴霧技術を用いて散布量を90%削減したカプリル酸とカプリン酸の除草剤。
雑草管理を強化するための耕作ツールの連結（例：フィンガーウィーダーとウィスカーウィーダー）。
• 高度な耕作技術に関する農家-研究者学習ネットワーク（https://forum.physicalweedcontrol.org）。生物由来の生分解性フィルムマルチと、マルチの上にコンポストを置いて野菜を播種する方法。
野菜の列間に適用する生分解性ハイドロマルチ。
カメラガイド付きロボット耕作。
セイヨウヒルガオに対するヒルガオガ（Tyta luctuosa）とヒルガオフシダニ（Aceria malherbae）、カナダアザミに対するアザミサビ菌（Puccinia punctiformis）などの特定の生物的防除。
これらの新しい技術はそれぞれ、農家と研究者の協力を通じて試験と開発が進められている有機雑草総合的病害虫管理（IPM）戦略の一部です。
これらの取り組みは、USDA有機研究・普及イニシアチブまたは有機転換研究プログラムからの資金提供によってサポートされています。単一の戦術だけでは十分な雑草管理を提供できませんが、これらの方法は、輪作、被覆作物、その他の予防的雑草管理実践の効果を高める可能性を示しています。
有機昆虫害虫管理のための機能的植物生物多様性
作物の多様性と有益な昆虫は、節足動物（昆虫とダニ）の害虫の有機管理において中心的な役割を果たします。多様な植物群落は害虫と病原体の拡散を遅らせると同時に、昆虫害虫の天敵に食物と生息地を提供します。有機農家は、生態学的に基づいた害虫管理をサポートするために以下の植物多様性実践を使用します：
• 生垣、防風林、または自然区域で区切られた小さな圃場での作物栽培
圃場内作物多様化
コンパニオンプランティング
有益な生息地の植栽（ファームスケーピング）
トラップクロップ
害虫と病原体は、定期的に農薬で処理されない限り、単一作物（モノカルチャー）が植えられた大規模圃場全体に急速に拡散します。輪作—連続する年や作付けサイクルで異なる作物を植えること—は、病原性微生物や植物寄生性線虫の成長と拡散を遅らせることができます。
しかし、ほとんどの昆虫害虫は、作物が毎年輪作されても宿主作物を見つけるのに十分な移動性を持っています。一つの圃場内に二つ以上の無関係な作物を植えることで、害虫が宿主植物種が植えられた新しい区域を見つけて被害を与えることをより困難にし、それによって成長と繁殖を遅らせることができます。この作物の多様性は同様に、空気伝染性または昆虫媒介性の植物病原体の拡散も妨げます。
圃場内の作物多様性を高める実践には以下が含まれます：
ストリップクロッピング（CPS 585）
アレイクロッピング（CPS 311）
インタークロッピング（CPS 328 保全作物輪作強化活動 E328N）
圃場を輪作ブロックに分割し、隣接するブロックに異なる作物を植える
様々な野菜、ハーブ、または切り花を生産する有機特殊作物農家は、しばしば圃場を輪作ブロックに分割します。各ブロックは単一の畝床または数床で構成されます。隣接するブロックは輪作の異なる段階に植えられ、各ブロックが後続の年に輪作を通じて移動するにつれて圃場内の多様性を維持します（図8）。
農家はしばしば、変化する市場需要や栽培条件に対応できる適応的なアプローチを輪作に取ります。例えば、オクラやブロッコリーの市場需要が弱い場合、それぞれサツマイモやカリフラワーへの転換が正当化されるかもしれません。
トマトの晩疫病やキュウリのウリハムシの深刻な問題は、ピーマンやカボチャなどのより耐性のある作物に切り替えることで対処できるかもしれません。
コンパニオンプランティング
コンパニオンプランティングは、初期の有機農法実践者によって開発された間作技術です。相互利益のために、2種類以上の異なる作物を近接して植えることを含みます。コンパニオンプランティングシステムでは、1つ以上の作物が他の作物の害虫の天敵を宿主としたり、害虫を混乱させたり忌避させる香りを放出したりすることがよくあります。セリ科（Apiaceae）、キク科（Asteraceae）、シソ科（Lamiaceae）、マメ科（Fabaceae）の多くの切り花や料理用・薬用ハーブは、アクセスしやすい花粉と蜜を提供します。これらは、寄生性のマイクロワスプやハナアブ、ヤドリバエにとって重要な食物源であり、多くの害虫に対する貴重な生物的防除を提供します。
例えば、ウリ科作物の間にディルやコリアンダーを植えることで、ウリハムシの天敵を引き寄せることができ、シソ科のハーブは様々な害虫に対する生物的防除を強化することができます。一部の有機農家は、意図的にカラシナやルッコラの開花を許可します。これらの花は、アオムシやその他のアブラナ科害虫の天敵を引き寄せるためです。
コンパニオンプランティングは、作物全体の活力と耐性を高める追加的な利点を提供します。これらには、土壌水分の相補的利用（深根性と浅根性の作物の組み合わせ）、相乗的な栄養動態（窒素要求の高い作物とマメ科植物の組み合わせなど）、微気候の改善（例：背の高い作物の列間での葉物野菜の部分的な日陰）、背の高い直立作物の間での低成長作物による雑草抑制、土壌と根圏の微生物叢への相互に有益な効果が含まれます。
先住民のコンパニオンプランティングの代表的な例は「三姉妹」法で、トウモロコシ（背が高く、直立し、養分要求量が多い）、豆（窒素固定し、トウモロコシを支柱として利用）、カボチャ（日陰に強く、長いつるで雑草を抑制するキャノピーを形成）を組み合わせます。
ファームスケーピング
ファームスケーピングは、生育期間を通じて開花植物の多様性を維持することを目的とした有益な生息地植栽のアプローチです。
これらの植物は、害虫の捕食者や寄生者に花粉と蜜を提供し、地上性および空中性の有益な昆虫の両方に避難所と生息地を提供します。ニンジン、ヒマワリ、マメ科、シソ科、アブラナ科、その他の植物科から、アクセスしやすい蜜と花粉を持つ一年生および多年生の開花植物の混合物が、作物生産地域に隣接して播種されます。この混合物には、春、夏、秋に開花する種が含まれています。
多くの寄生バチやハエは特定の害虫種を攻撃する専門家であるため、ファームスケープ植栽用に選ばれる植物は、作物の害虫の天敵を引き寄せるべきです。この混合物には、マメ科植物や穀類など、生産作物を攻撃しないアブラムシやその他の軟体昆虫を宿主とする植物を含めることができます。これらの昆虫は代替の餌を提供し、標的の害虫が一時的に不在の時（例：収穫後）でも、テントウムシやその他の捕食者が農場生態系に留まることを保証します。
多くのカバークロップは有益な昆虫を支援します。ソバは寄生バチやハエにとって最高の蜜源植物の1つであり、一方、ササゲは葉柄の基部に花外蜜腺を持っています。穀類は野菜や果物の作物に寄生する可能性が低いアブラムシ種を宿し、テントウムシやその他の主要な捕食者の個体群を維持することができます。有機部門に供給する種子販売業者は、有益な昆虫を宿すことで知られるカバークロップ、ハーブ、切り花、野生の花を組み合わせた様々な有益な生息地植栽混合物を提供しています。
ファームスケーピングは、小さな圃場の周囲や境界として植えることができます（有益な生息地はCPS 386フィールドボーダーの目的の1つです）、または大きな圃場全体に50〜100フィートごとに生息地の帯として植えて、有益な昆虫が生産地域のすべての部分に到達できるようにすることができます。在来のプレーリーの草、マメ科植物、および広葉草本からなるプレーリーの帯は、生物学的な害虫防除に貢献できる有益な生息地を提供します。
ファームスケープ植栽の一種で、時に「ビートルバンク」と呼ばれるものは、シロクローバー、匍匐性のレッドフェスク、その他の低成長の草、またはスイートアリッサムなどの低成長種を重視します。これらは、クモ、オサムシ、ハナカメムシなどの地上性の一般捕食者に避難所を提供します。これらの生物は比較的小さな行動範囲を持つため、ビートルバンク植栽は圃場全体に一定間隔で維持されるストリップとして最も効果的かもしれません。
CPS 332等高線バッファーストリップは、これらの害虫捕食者の生息地を提供することができます。
河畔林緩衝帯（CPS 391）、生垣（CPS 422）、防風林および防風帯（CPS 380）などの多年生の保全緩衝帯は、作物の害虫を捕食する鳥類や昆虫、そして受粉者や野生動物を含む有益な生物を支援します。有機農家は、しばしば生産地域を小さな圃場に分割し、緩衝帯や自然地域で囲むことで、害虫管理を必要とする農地に有益な生息地を近接させています。
カリフォルニア州の52の有機農場を対象とした研究では、圃場に隣接する自然生息地が在来の野鳥の数を増やし、同時に鳥の糞による作物の食中毒病原体汚染のリスクを減少させました。野鳥は100種以上の害虫昆虫を消費し、生物学的害虫防除に大きく貢献しました。118
すべての有益な生息地植栽は、農薬（石鹸、植物性農薬、その他のNOP許可の害虫防除を含む）への曝露や、有益な生物に害を与えたり生息地を破壊したりする可能性のある不適切な時期の刈り取りやその他の攪乱から保護されなければなりません。
トラップクロップ
トラップクロップは、標的の害虫にとって生産作物よりも魅力的な植物種または品種です。圃場の周囲、片側の領域、または定期的な間隔でストリップとして播種することができます。
例としては、イチゴやワタからカスミカメムシを引き離すためのアルファルファや、キュウリやカボチャからウリハムシ、カボチャバグ、ツルクイムシを引き離すためのブルーハバードウィンタースクワッシュなどがあります。
害虫がトラップクロップに移動した後、経済的に損害を与えるレベルで生産作物に再侵入するのを防がなければなりません。これは以下の方法で達成できます：
•サラダ用葉物などの短期作物を、害虫が増殖してトラップクロップから分散する前に収穫する。
害虫がトラップクロップに移動した後、生産作物をロウカバーで保護する。
天敵がトラップクロップの害虫を破壊するのを許可する。
トラップクロップを掃除機で吸引して害虫を除去する。
トラップクロップを炎で処理する。
トラップクロップにNOP許可の農薬を散布する。
トラップクロップを刈り取りや耕起によって破壊する。
トラップクロップへの散布は、圃場全体への散布と比較して80-95％少ない農薬使用量で済み、トラップクロップ外の非標的生物を保護し、直接的および環境的な害虫防除コストの両方を削減します。
病気、害虫、雑草に対する抵抗性を持つ作物品種
ほとんどの現代の作物品種は、可溶性肥料や合成植物保護化学物質を使用する慣行農業システム向けに育種されてきました。その結果、これらの品種は、雑草競争力、害虫抵抗性、または緩効性の有機栄養源で繁栄する能力などの特性に関してほとんど、あるいは全く選抜されていません。有機生産と慣行生産の間の収量格差（穀物で20％と推定される）の主要な要因の1つは、有機農法に適した作物品種の不足です。
過去75年間で、1つ以上の微生物病原体や線虫に対する遺伝的抵抗性を持つ多くの作物品種が開発されてきました。初期の病害抵抗性品種は、しばしば垂直抵抗性—単一の遺伝子に基づく特定の病原体に対する免疫—を持っていました。
しかし、病原体はしばしばこの抵抗性遺伝子を克服するように進化し、再び病原性を獲得しました。最近の取り組みでは、異なる作用機序を持つ複数の遺伝子に基づいて、1つ以上の病原体に対してより完全ではないものの、より安定した保護を提供する水平的病害抵抗性を持つ品種の開発に焦点が当てられています。
有機農業システムのための植物育種
過去20年間、USDA有機研究・普及イニシアチブ（OREI）と有機移行プログラム（ORG）は、有機システム用の作物品種を開発するためのいくつかの強力な農家参加型植物育種ネットワークを支援してきました。大学の研究者たちは、有機農家、オーガニックシードアライアンス（OSA）などの非政府組織、バージニア州のコモンウェルスシードグロワーズやバーモント州のハイモーイングオーガニックシーズなどの小規模種子会社と協力して、有機生産者にとって優先度の高い特性を持つ作物品種の開発を始めています。これには以下が含まれます：
病害抵抗性。 雑草との競合や耐性の能力。 栄養素と水の利用効率の向上。 素早い発芽、苗の活力 干ばつ、洪水、極端な温度などの非生物的ストレスに対する回復力。 風味、栄養価、その他の市場特性。
これらの育種の取り組みを通じて開発された病害に強い品種の例には以下があります：
べと病に強く、優れた風味と長期保存性を持つサウスアンナバターナッツスクワッシュ（コモンウェルスシードグロワーズ）。
べと病と細菌性萎凋病に強く、優れた風味を持つコモンウェルスピクラーキュウリ（コモンウェルスシードグロワーズ）。
早期疫病、晩期疫病、セプトリア病に抵抗性のあるアイアンレディトマト（ハイモーイングオーガニックシーズ）。
伝統的な風味と色を、インゲンマメ一般モザイクウイルスへの抵抗性と高収量と組み合わせた6種類の乾燥インゲンマメ（カリフォルニア大学デービス校）。
タマネギアザミウマ、フザリウム球根腐敗病、ピンクルート病に抵抗性のあるUSDA-Maiaイエローオニオン（USDA）。
いくつかのOREI資金提供の農家-研究者植物育種ネットワークは、雑草、病害、害虫圧力に対する回復力を含む複数の特性を積み重ねています。例えば、有機農業のためのニンジン改良（CIOA）は、雑草競争力（素早い発芽と大きなキャノピー）、アルテルナリア葉枯病と根を食べる線虫への抵抗性、風味の改善、その他の市場特性を組み合わせた育種系統を開発しました。
アルテルナリア病に中程度の抵抗性を持ついくつかの赤と黄色のニンジン品種が最近リリースされましたが、まだ種子カタログには掲載されていません。
ニンジンは、根組織内に栄養吸収を助け、葉枯病に対する全身抵抗性（ISR）を誘導する根圏および内生細菌を宿主としています。健康的に有機管理された土壌で育つ作物は、これらの有益な微生物と関連する能力が向上しています。
研究者たちは、有益な土壌生物相への応答性に品種間の遺伝的変異があることを文書化しています。CIOAチームは、病害抵抗性と栄養利用効率のための根-土壌微生物相相互作用を強化した新品種の研究開発のための追加資金を受け取りました。
トマト有機管理・改良（TOMI）プロジェクトは、2つの深刻な葉の病気である晩期疫病と灰色カビ病に対する全身抵抗性を誘導できるトマトの根-土壌微生物相相互作用を文書化しました。研究者たちは、有益な真菌トリコデルマ・ハルジアヌムに対するISR応答のレベルに品種間の違いがあることを特定し、在来種が現代の品種よりも大きなISR応答を示すことを発見しました。
農家参加型育種プログラムにおいて、TOMIチームは直接的な抗生作用とISRを通じて病気を抑制する有益な植物-微生物関係を選抜しています。さらに、TOMIは現在、高収量、良好な風味、複数の病原体に対する抵抗性を組み合わせたいくつかの育種系統を改良中です。
全国的な農家ネットワークは、有機生産システムにおける雑草抑制と土壌肥沃度のために、ヘアリーベッチ、クリムゾンクローバー、ウィンターピー、ライムギの新しい被覆作物品種を選抜・開発しています。選抜特性には、発芽と初期活力、高バイオマス、越冬性、春の活力、病害抵抗性が含まれており、これらはすべて被覆作物の雑草抑制能力にとって重要です。
有機システム用の改良された小麦品種の開発は、雑草耐性、窒素利用効率、収量に焦点を当てています。研究者たちは、草丈、活力、分げつ、密なキャノピー、早期成熟を含む雑草競争特性において、小麦品種間にかなりの変異があることを特定しました。
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