オゾンによる農薬代替と化学残留物減少のメカニズム

オゾンによる農薬代替と化学残留物減少のメカニズム

オゾンによる一部の農薬代替と化学残留物減少のメカニズムや応用は広く研究されており、その技術的優位性は主に高効率な殺菌・残留分解性と環境適合性に表れている。

微生物や害虫を直接酸化破壊する作用
其一、殺菌作用はオゾンの強い酸化性により細菌や真菌の細胞膜や核酸（DNA/RNAなど）を破壊し、不活性化させることである。例えば、オゾン濃度0.5ppmで灰黴病菌（Botrytis cinerea）の胞子不活化率は99%以上に達する。
其二、殺虫作用はオゾンガスが害虫の呼吸系に浸透し、酵素系やミトコンドリア機能を破壊し、虫卵の孵化を抑制することである。

農薬残留物の分解
オゾンは有機リン系農薬や合成ピレスロイド系農薬などと反応し、酸化分解により低毒性または無毒性の産物（CO₂、H₂Oなど）に変換する。実験では、オゾン処理10分間で野菜・果物表面のクロロピリホス（Chlorpyrifos）残留量を70～90%削減できることが確認されている。

植物の抗病性誘導
低濃度のオゾンは植物の系統的抗性（SAR）を活性化し、過酸化物酶やスーパーオキシドディスムターゼなどの防御酵素の合成を促進し、病害に対する抵抗力を高める。

中国農業科学院が開発したオゾン水灌漑システムは、山東省寿光の野菜大棚での試験で、キュウリの白粉病発生率を60%低下させ、農薬使用量を40%削減した。華南農業大学の研究では、オゾン熏蒸によりライチの鮮度保持期間が7日延長され、ダイアジノン（Dimethoate）残留量が75%分解された。日本北海道大学の実験では、オゾン水灌漑によりトマトの葉黴病発症率が80%低下し、殺菌剤使用量が50%削減された。スペインの農業技術センター（IRTA）は、オゾン処理によりブドウ表面のカルベンダジム（Carbendazim）残留量を85%分解でき、果実品質に影響を与えないことを証明した。米国FDAはオゾンをGRAS（一般に安全と認められる）物質として認証し、食品加工や農業での使用を許可している。国際標準化機構（ISO）はISO 22412:2020を発行し、農業におけるオゾンの安全使用濃度を規定している。世界保健機関（WHO）は『水と健康ガイドライン』の中でオゾンの殺菌性と環境保全性を認めている。