温州ミカンのリアルな生産現場データを大規模解析~農薬や肥料の使用量削減で環境保全効果~

2025-12-24 理化学研究所,福島大学,東京大学,北海道大学,大阪府立環境農林水産総合研究所

理化学研究所などの共同研究グループは、日本各地の温州ミカン生産現場から直接収集したリアルワールドデータを用い、農薬や肥料の使用方法が果樹園の環境や果実品質に与える影響を大規模解析した。11府県206点の果実・土壌サンプルを対象にマルチオミクス解析と統計手法を組み合わせた結果、農薬や肥料の使用量削減は土壌炭素含量の増加や重金属低減といった環境保全効果をもたらすことが示された。一方、化学合成農薬は果実表面の病害を抑制する反面、土壌中の病原微生物割合を高める可能性も示唆された。本研究は、研究と生産現場を結ぶ新たなアプローチとして、持続可能な果樹栽培技術の確立に貢献する。

温州ミカンのリアルな生産現場データを大規模解析~農薬や肥料の使用量削減で環境保全効果~
図1 研究の概要
国内の多数の生産者ほ場からサンプルを収集した結果、農薬や肥料の使用方法に基づく多様な栽培方法が観察された(左)。それらのサンプルから土壌と果実に関するマルチオミクスデータを抽出した(右)。

<関連情報>

日本全国のミカン園における持続可能な栽培方法に関するコホート研究 A cohort study of sustainable cultivation methods in mandarin orange orchards across Japan

Fuki Fujiwara, Yukari Okano, Daisuke Takata, Hayato Maruyama, Ryota Arakawa, Natsuko I Kobayashi, Kie Kumaishi, Megumi Narukawa, Yui Nose, Tsuyoshi Isawa, Takuro Shinano, Kae Miyazawa, Naoto Nihei, Yasunori Ichihashi
Plant Biotechnology  Published: December 25, 2025
DOI:https://doi.org/10.5511/plantbiotechnology.25.0605a

Abstract

Variability in environmental conditions and farming practices often leads to discrepancies between experimental results and outcomes in farmers’ fields. This gap poses a challenge for understanding the effects of agricultural inputs and methods under real-world conditions, particularly in fruit cultivation systems, where large-scale experimental data are limited. In this study, we applied a cohort study approach leveraging data from farmers’ fields to investigate the effects of pesticide and fertilizer application methods on fruit quality and soil properties in mandarin orange orchards. Biases arising from differences in covariates among cultivation methods were controlled using the inverse probability weighting (IPW) based on propensity scores. Consequently, compared to local-scale analysis between adjacent fields, the nationwide cohort analysis detected a greater number of significant effects of cultivation methods by utilizing its larger sample size. Through this analysis, we found important insights into the effects of pesticide and fertilizer application methods on plant pathogens, nutritional quality, and soil properties in sustainable cultivation systems of mandarin orange. This study demonstrates that cohort analyses using real-world data have great potential to advance agricultural biotechnology by providing effective feedback from farmers’ fields and bridging the gap between scientific research and real-world agriculture.

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