ｌＯ

加治明日香・北野日出男

瞼文

カプラハバチAthaliarosaeruficornisの胚子発生を利用した環境教育の素材研究一農薬汚染を中心として－
加治明日香＊.北野日出男*＊＊江戸川社会保険事務所＊＊東京学芸大学教育学部理科教育学科

lnstructionalMaterialofEnvironmetaIEducationthroughtheStudiesontheEffectsof

PesticidesontheEmbryonicDeveIopmentofAthｚｌｉａｒｏｓａｅｒ邸/icor"なんだ０２ﾉｌｅ〃(月)mzeｧzo〆ｅｒａＪ７ｅ"ﾋﾙ”｡i打idczeﾉ．
AsukaKAJFandHideoKITANO*＊＊EdogawaSociallnsuranceoflicaEdogawa,Tokyo＊＊DepartmentofScienceEducationandBioIogy,FacuItyofEducation，TokyoGakugeiUniversity,KoganeLTokyol84Japan(受付日1992年２月７日，受理日1992年４月９日）
Inrecentyears,ａｗａｒｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｎｅｅｄｔｏｐｒｏｔｅｃｔｔheearthenvironmenthasincTeasedrapidIyin

responsetogrowingIeveIsofpoIIutionandthedestructionofnature
TeachertrainingmanuaIshaveevencometoincIudesectionsonhowtoinstructstudentsin
environmentalprotection，ｂｕｔｂｅｙｏｎｄｓｕｃｈｔextbookinstructions，tberearefewmaterialstosupport
actualexperimentsorobsewation.ThepresentreseaTcbconsiderspesticides,Ortran(Takeda)asaninsecticideandSimazin（NihonCibaGeigy）asherbicide,asonesourceofpesticidecontaminatiom

UsingthesepesticidesinIowconcetratiom，effectsontheembryonicdeveIopmeｎｔｏｆｔｕｍｉｐｓａｗｆＩｙ，
Ａ・ｒｏｓＱｅｒⅢ/icor"iSwerestudied、Ｔｈｅｓｔｕｄｙｔｈｅｎｇｏｅｓｏｎｔｏａｓｋｉｆｔｈｉｓｃanbeaneffective

indicatorofthepesticidecontaminati０，．Theresultsofthepresentexperimentconfirmedtbat
OrtransolutionoI10ppmpTeventedembryonicdevelopmentofAtAcJZmeggandSimazinsoIutionof
300ppminhibiteditshatching、TheresultsofthisexperimentindicatethatA2haliaembIyomay
serveasoneeffectivemateriaIforenvironmentaIeducationasregardspesticidecontamination，Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Tumipsawflyembryo，pesticidecontamination，environmentaIeducationjinstructional
materiaL

Ｉ・緒言（文部省，1991）が発行されているが，学校教育の場にあって，現実的に環境教育的な授業を実践

現代における環境教育の重要性と緊急性は世界する場合，楳々な問題点や陸路がある（環境教育の国々において，もはや議論の余地のないものと実態調査委員会，1983)。そのうちの一つに,身近なっている。日本においても，中学校・高等学校かで入手できる材料を使って生徒自身が観察・実の教師・生徒を対象とした「環境教育指導資料」

験を行うことにより環境教育の重要性を認識でき〔問い合わせ先〕〒184小金井市貫井北町4-1-l東京学芸大学理科教育学教室

環境教育VOL,２－ノ

カプラハパチの胚子発生を利用した環境教育の素材研究るような教材の不足が挙げられる。私共が専門と〃Ⅱ材料および方法する生物学および生物学教育の視点から，この問題に役立ちうるものがあるとすれば，その－つと実験で用いたハチは，1990年５月に東京都日野

して，我々人間の生活と多様な生物種の生活との市平山城社公園付近の山林内および東京学芸大学

相互関係の理想的なあり方をどのような方法で児附属野外教育実習施設の農場で採集した成虫（図童・生徒に理解，認識させたならばよいか，そのｌ）の雌雄を実験室内の飼育ケージ内で交尾産卵ための適切な生物教材を開発することが考えられさせ，累代飼育して得られた２～３世代の未交尾る。

雌成虫を用いた。飼育は25℃，１６時間明期，８時

今回は，農薬の使用による環境汚染の問題を取

間暗期の恒温器を用い，幼虫には食草としてダイり上げ，使用する化学農薬が生体に無害であるとコン葉（モモセ種苗の種子から発芽してもの）いわれる低濃度であっても，いかに影響を与えてを，成虫には５％蜂男八つ溶液を与えた。

いるかを知るための素材研究を，殺虫剤として「武田オルトラン水和剤」を，除草剤として「シマジン粒剤」を用い，生物素材として膜翅目ハバチ科に属するカプラハパチ（以下ハチと略記）の卵を用いて行った。

環境汚染物質が生物体に与える影響に関しては，細菌（岩本・篠沢，1990)，＝ケ・ウメノキゴ
ケ（生出，1985,1990)，イネ（川上，1980),甲ｂｃ)，マウス（後藤・大木，1980）など生物学的定、法や指標生物法に基づく多くの個別的研究や峠田（1974)，松中（1984)，小林（1985）による総説的報告があるが，低濃度の殺虫剤および除草翰鰯（蒲生・栗林’1980)，水生昆虫（西内，１９８１；
Takamuraeta1.,1991)，メダカ（平岡，１９８０ａ＃殻類のアミの１菰（Ｎｉｍｍｏｅｔａ1.,1980)，カイコ

録,Ｉ

図１カプラハパチの成虫実験方法を図２に示す。黒色ビニール製植木鉢で栽培した食草に，プラスチック製の透明な筒（直径11cm．高さ20cm）をかぶせ，この中に未交剤が昆虫の胚子発生に与える影轡を環境教育の教

尾雌成虫のハチ数匹を入れて上部をサランラップ

材開発の視点からバイオアヅセイ的な手法（松で覆い，約25℃の実験室内で２時間産卵させた。

中，1984）を活用して研究した例は少ない。

ハチの成虫はダイコン葉の葉縁組織内にｌ卵ず

本研究では，ハチの胚子発生に対して，種々のつ産卵し，産卵された部位は葉の表面が膨らんで濃度の農薬がどの程度影響を及ぼすのか，農薬のいるため産卵場所は容易に発見できる（図３）。

浪度と発生との関係について調べ，生徒自身が課

実験用の卵は産卵場所を葉縁組織と共に切り取

題研究的なテーマとして農薬汚染の問題を取り上げる場合，具体的な研究素材として有効であるかどうかを検討した。
本実験で用いるハチ卵は，卵殻が透明で昆虫卵の中では大きく生卵観察には80～100倍の低倍率の顕微鏡で十分であり，発生の過程を観察することが可能である（武藤・北野，１９８８；Ｓａｗａｅｔ
ａＬｌ９８９；内藤．1989)。

り，双眼実体顕微鏡の下で，先の尖ったピンセットを用いて組織中から取り出した。

農薬は，殺虫剤のacephate水和剤（市販名，武田オルトラン水和剤，成分：qS-dimethylN-acetylphosphoramidothioate50.0％，鉱物質粉末など50.0％）および除草剤のシマジン粒剤Ｉ（日本チパガイギー，成分：２－chloro－４，６－bis(ethyIamino)－１，３，５－triazine1.0％，鉱物質など99.0％）を用いた。

環境教育VOL､２－ノJ２

加治明日香・北野日出男

図２８カプラハパチ卵の採卵及び農薬への畢耐方法（１）巌卵（２）採卵￣－１１cm￣

ラップ で田う

かぶせる
ダ イコン

プラスチックの筒Ｉ鑿Ｔ－ＩＩ－－－－別－－－－－ＩＩＬ

上部を卵された部位

Cロ

ハチを入れ、２５℃で２時IⅢ１６km

短娠0.イ1,ｍ

抑人位、を肥したシャーレに0.3％寒天を旅し固める』

採災した卵を椰人する、Ｌ

25℃、１６０$Ⅲ11ﾘﾘＩＩＪ１８０ｹⅡIIlWvlIllの恒温器内へ入れる
0.396寒天を流し固めたシャーレ、0,24DIilⅢのサイクルで実体UiiiWilをｍいて発生の通れ及び体｣上の砿肥

環境教育VOL､２－ノカプラハパチの胚子発生を利用した環境教育の素材研究

J３

期には10～15kgをそのまま手まきで均一に圃場に散布するよう指示されている。

霧シマジンヘの暴露実験は，メダカ卵において最高300ppmの濃度で実験されており（佐藤，未発表)，今回の実験ではメダカ卵との比較の意味も含めて，300ppmの実験群を設定した。

上記の濃度の農薬を含む0.3％寒天溶液を作り，シャーレ上に流し固めた。寒天内に採集した卵を挿入し，２５℃，１６時間明期，８時間暗期の慣洞暴内で発生を進行させた。対照実験として，シャーレ内に流し固めた0.3％寒天中に採集した卵を挿蕊
図３ダイコン案に産卵されたカプラハパチ卵入し，上記の恒温器内で発生を進行させた。

Ｂ・産卵部位観察は，１日１回約24時間のサイクルで実体顕ｂ、産卵部位の表皮を剥がした状態微鏡を用いて発生の遅れおよび発生停止の確潔を行った。産卵後３日間における発生初期の発生停￣k『:＝ＯＪｍｍ
ＵＰａ団

止は，卵が不透明になること，卵殻が破れることによって確認した。産卵後４日以後の発生後期における発生停止は，胚の脊脈管および付属肢の活動の有無によって確認した（図４)。また，対照群および実験群のそれぞれにおいて，任意Iこ10卵を選び，観察と同時に写真掻影を行った。なお，使用後の農薬は学内に設極してある有害廃棄物処理施設において廃棄するよう配蝋した。
、、結果および考察
図４カプラハパチ胚子の背脈管(a.)、及び付属肢(b）オルトランは家庭でも常用される農薬の１つで，適用害虫はアブラムシ類，カイガラムシ類，ヨトウガ・モソシロチョウ幼虫などで，浸透移行性があり食毒，接触毒を示す有樫リン系殺虫剤である。作用機作は抗コリソニステラーゼ作用を持つ神経毒である。通常，500～1,000ppmの実用使用濃度で植物に散布して用いることから，本実験
では’６００，３００，２００，１００，５０，３０，１０，５，１ppmの各濃度で実験群を設定した。

シマジン粒剤は，農地やゴルフ秘などの１年生広葉雑草，カヤツリグサ科，イネ科雑草の除草剤として一般に使用されており，光合成を阻害する作用がある。ゴルフ場で使用されている農薬の汚染問題を踏まえて本実験に用いた。本剤は実用的には春期雑草発生前には10アール当り20kgを，秋

農薬は農作物に大きな被害を与える害虫や雑草を駆除し，飢餓を現実に減少させてきたことは確かである。しかしながら，Carsoｎ（196のが化学農薬の見境のない使用が目に見えないあり方で長期的な被害を地球生態系に与えることを警告して以来，２０～30年たった今日，すでに1971年にアメリカで農薬としての使用が禁止されていたＤＤＴが，三世代後の大部分のアメリカ人の血液や脂肪中に，また，サンフランシス＝のスーパーマーケットで売られているニンジンやホウレンソウの中にかなりの趾検出されるとは予想だＩこしなかったことである（Brown，1987)。このような農薬の危険性を認めながらも，世界的な人口増加に対処するためには農薬の使用は避けることはできないとされ（MarcoetaL,1991)，その使用の戦略として，総合的害虫管理（Integratedpestmanage
環境教育VOL､２－J加治明日香・北野日出男

J‘ment）の手法が考えられている。この手法は，農いる。本実験で用いたカプラハパチ幼虫も例外で薬の使用を鹸小限にとどめながらも害虫による被はなく，農作物のダイーン，カブ以外に湧水水域害を股小にしようとするものである（桐谷・中に生育するオランダガラシやタネツケパナなども筋，１９７２；桐谷，1984)。

食草として生活している。

表１

カプラハバチ（A2hqli`８，s“ｿⅥ/icor"is）卵の発生に与える農薬（シマジン，オルトラン）の影響
一対照群及び実験群の孵化率一オルトラン(100）

オルトラン(50）
オルトラソ(10）オルトラソ(5)オルトラン(1)１１１１

オルトラソ(30）

0１(1)
９(8)

31(9)
57(10）
68(7)
87(1)

88(O）

凸□●●曰●●

オルトラン(200）２７０９７６２

オルトラン(300）

９(4)*＊
0■■

シマジン粒剤(300)＊

オルトラソ(600）２５65(2)神

対照群

孵化率（％）
０２００１０６０６０２
８１
１３５６８８総孵化卵数

１２８６５４６２２８７供試卵数
８７８８８８８１０００

対照群及び実験群＊（）内の数字は濃度（単位：ppm）を示す。
＊＊（）内の数字は，孵化した個体のうち，死亡していた個体数を示す。
●

このような現状にあって，学校教育の場におい一般に農地やゴルフ場などに施された農薬は，ても，児逝・生徒自身が環境教育の視点から農薬

土駆中の水分に溶解し，地下水に流入したり，大による汚染や農薬の適正な使用方法を知り，さら気中へ蒸散するなどの経路をたどり，種々の生物に，農薬が生体に与える影響を身近に入手できる体に影響をおよぼす可能性がある。ハチの卵は，生物素材を用いて，具体的に観察・実験できる教

食草であるアブラナ科植物の葉縁組織中に１卵ず材を開発することが必要であると考える。

つ産卵され，組織内の水分を吸収しながら胚子発

日本においても，奈良県山添村のゴルフ拐の排生を進めていくことから，農薬に汚染された土壌水から毒性の強い有機リン剤ＥＰＮ（O-ethyl・水系付近に生息するハチは，その卵が稀釈されO-P-nitrophenylphenylphosphonothioate）がた農薬の影響を受ける可能性も考えられる。

検出されたという報告（河野，1990）や水田に使今回行った実験の対照群および実験群におけるわれている除草剤のＣＮＰ(cbloronit｢ophen）が全ハチ卵の孵化率を表１に示す。対照群の孵化率が国の海水域を汚染している取実が報告されている

80.2％であるのに対し，シマジン300ppm，オル（1991年12月５日付，朝日新聞朝刊)。

トラン６００，３００，２００，１００，５０，３０，１０ppmの各

とくに，ゴルフ場は丘陵地の山林を切り開いて実験群では，孵化率が低いことがわかる。オルト建設されることが多く，その周辺には，河川が流

ラソ600,300ppmの実験群では，本剤が植食性昆れたり，草原が広がり様々な動・植物が生息して虫に対する農薬であることを考えれば，孵化率が環境教汀ＶＯＬ２－Ｉカプラハパチの匠子発生を利用した環境教育の素材研究

応図５：カプラハパチ（〃砲〃海Jns司巳'z'〃“']７Ｊ汐)卵の発生に与える鼠薬（シマジン，オルトラン）の彫儒

一対lKlIIV及び災験iIVにおける腿卵後ｕ敵と生存911とのlﾘU係一Joト

１入生存率％

生亦螂

Ｉ(96）

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寵卵後日数（日）１

産卵後日数（日）

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１

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産卵後日数（日）産卵後日散（日）環境教育ＶＯＬ２－ノ加治明日香・北野日出男

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環境教育

1００

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１２３４５ｅ７ＢｇｌＯ

産卵後日数（日）カプラハパチの胚子発生を利用した環境教育の素材研究

１'、ﾉｱ

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５1２３４５６７ＢｇｌＯ

産卵後日数（日）１２３４５６７８９１０

産卵後日敵（日）１ｊ

く

生存率％lll□Ⅲi子として生存していた削合1画、幼虫として生存していた制合ただし検鈍Ulr点において生存していたものは、その後も生存しているとみなす｡⑥ｙＵｇｌ【】産卵後日数（日）環境教育VOL､2－１

加治明日香・北野日出男

１８

表２：カプラハバチ（Aｵﾊﾛﾉitz7osqer脚/ipor加is）卵の発生に与える農薬（シマジン・オルトラン）の影響

一対照群及び実験群における任意に選んだ10卵の発生状態一発生停止卵発生状態
対照群

孵化孵化したが卵不透明卵破裂胚子収縮ほぼ胚子完成

及び実験群

死亡

5(2))*秤

対照群

7(1)

6(6)
１１ｊｊ

３４（300)*＊

くくシマジソ粒剤

5(1)

6(1)

7(2)

6(1)
7(2)

8(1)
オルトラソ(600）

2(7)

2(2)

4(1)

オルトラソ(300）

1(2)

3(2)

8(3)

3(1)

9(1)

4(1)
オルトラソ(200）
オルトラソ(100）

1(3)

7(3)

3(1)

8(3)

1(2)

7(1)

2(1)

8(4)

8(1)

9(1)
オルトラソ(50）
オルトラン(30）

1(2)

7(2)

6(2)

9(1)

7(1)
6(2)

2(2)

7(2)

7(1)

3(1)

8(1)

9(1)
5(2)

7(2)

オルトラソ(10）

7(2)

6(6)
オルトラソ(5)

1(1)

6(6)

8(1)

7(1)
オルトラン(1)

7(1)

5(3)
6(6)

＊対照群は，９卵の発生状態を観察＊＊（）内の数字は濃度（単位：ppm）を示す。，＊＊＊５（２）：５は産卵後数日後を示し，（２）は卵数を示す。

環境教育VOL､２－Ｊ

7(1)カプラハパチの胚子発生を利用した環境教育の素材研究

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１９ｍ、．

、、ｍ、ｍ、雌，!￥Ｆ:雫寸の没､

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図版１カブラハパチ卵の正常な発生状態（産卵後６日目に孵化）
a、産卵後１日目ｂ、産卵後２日目ｃ･産卵後３日目｡、産卵後４日目ｅ、産卵後５日目

環境教育VOL､２－J

加治明日香・北野日出男

2０

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図版２オルトラン600P”に暴露されたカプラハパチ卵の発生状胆a-1．産卵後１日目ａ-2．産卵後２日目に不透明な状態になり発生を停止したb-1．産卵後１日目ｂ-2．産卵後２日目に破裂した状態で発生を停止した

0％であることは当然のことではあるが，実用使い死亡率を示していた。

用濃度（500～1,000ppm）以下の300ppmで全く孵化する卵が熟られなかったことは注目に値する。

オルトランの場合，当然のことながら，濃度が高孵化するまでにどの位の日数を要したかを調べいほど発生初期に多くの卵が発生を停止し，死亡次に，産卵後日数と生存率の関係を図５に示す。

たところ，対照群では産卵後５～６日で総孵化卵している。シマジン300ppm，オルトラン２００，１０数の90％以上が孵化しているのに比べ，シマジン

０，５０，３０，１０ppmの各結果を見ると，生存率が産300ppm，オルトラン２００，１００，５０，３０，１０ppm

卵後２～５日目の間は．ほぼ一定でその後急に低の各実験群では６日以上の日数を要していた。ま下している。発生の状態を知るために，対照群おた，検鏡（観察）を行った時点で孵化したが死亡

よび実験群のそれぞれにおいて任意に10卵ずつをした卵の割合を，孵化所要日数別に綱ぺた場合も選び，写真鍛影を行い，写真により発生状態を調

シマジソ300ppm，オルトラン200,100,50,30,べた結果を表２に示す。

10ppmの各実験群では明らかに対照群よりも商環箆教育ＶＯＬ２－ノカプラハパチの匠子発生を利用した環境教育の素材研究

２１

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図版３シマジン粒剤300pppに暴露されたカプラハパチ卵の発生状態

ａ・産卵後１日目ｂ・産卵後２日目ｃ、産卵後３日目。、産卵後４日目ｅ・産卵後６日目ｆ，産卵後７日目

９．産卵後８日目ｈ、産卵後９日目で胚子の完成に近い状態で発生を停止した

環境教育VOL､２－J

１，１↓ｆｂ加治明日香・北野日出男

2２

対照群の場合は，産卵後５～６日でほぼ孵化を完了するが（図版１），シマジン300ppmの場合
は，３回の反復実験の結果からも，産卵後５～８日の経過で，胚子が完成されているものは少な

く，胚子が完成に近い状態で発生を停止している|土できないが，ハチの卵は，水分を吸収しながら発生を進行させることを考えると，シマジンはハチ卵に対しては，メダカ卵のように短時間では影響を及ぼさないものと考えられる。しかし，本剤が300ppmの濃度でハチ卵に，匠子発生の遅れ，ものも見られた（図版３，ｈ)。オルトラソ600か孵化率の低下（表Ｉ）を誘起していることは，メら100ppmでは，胚子が完成した卵は１卵の歌で（表２)，600ppmでは，ほとんどの胚子が破裂（図版２，ｂ－２）するか，収縮して死亡している。オルトラン50および30ppmでは，孵化した卵ダカ卵に対すると同様，この濃度ではハチ卵に対しても強い影響を与えているものと考えられる。
本研究において，オルトランでは，通常の使用浪度よりも低い濃度で明らかに胚子発生に影響をはそれぞれ２卵程度で，多くの卵は産卵後９日目及ぼしていることがわかった。カイコにおいて，の観察で匠子が完成に近い状態で発生を停止して低濃度の農薬を桑葉に付着させ，５令期間連続して供与すると，生存率にはほとんど影響は現れないが，まゆ質や羽化率に顕著な悪影響が現れるといることがわかった。オルトラソ１０，５，１

ppmでは、卵の孵化は５～６日で対照群とほぼ同橡な結果を得ている（表２)。

いう報告がある（蒲生，栗林，1980)。オルトラソ

オルトランの場合，濃度が商いほど発生の初期は低濃度でハチ卵に対し影響を及ぼしているが，に発生停止という形でその影響が現れ，３０～５０

本剤の使用脱明嘗には，人畜・魚介類に対する毒性は低いという記述があり，また，魚毒性50％致

ppmの低温度でも正常の発生よりも霧化率が低く，孵化しても生存できない場合がある。また，死濃度はニジマス1,000ppm以上，カダヤシ6,650

胚子の発生速度の遅れによる孵化所要日数の増加

ppm，キンギョ9,550ppm（富澤他，1989）とかなり高濃度であることから，ハチでの結果を脊椎動物一般にあてはめて考えることはできないが，各種農薬の残留毒性や未知の発がん性物質への変化などが問題となっていることを考えた場合，人間が低濃度の農薬の残留している食物を長期的に摂取し続けた場合の危険性を老癒せざるをえない。
この点で，厚生省が本年国内で製造されている約３万種類の化学物質すべてについて，発がん性など人体への危険性を記した「化学物質安全性データ，MSDS」を取引の際添付するよう指示しや胚子の外部形態に異常を及ぼすなどの影響がある。オルトラソは，＝リソーステラーゼ活性を阻害する神経毒であり，低濃度の鍋合は，神経系の形成される発生後期において上述したような影響をうけるものと考えられるが，オルトラン600,300ppmの実験群のような高濃度の場合,神経系の未形成な発生初期の卵にどのような作用機作によって発生停止が導かれるのかは興味深い問題である。

シマジン粒剤の場合，ミジンコの50％致死濃度は48時間暴露で40ppm以上という報告（富潔他，1989）があるが，今回使用した300ppmの濃度は，メダカの胚子発生においては，１６細胞期～後期桑実胚という発生段階初期で発生が停止するという結果（佐藤，未発表）がある。ハチの場合は，多たのはよろこばしい（1992年４月３日付朝日新聞夕刊)。

本研究の結果から，農薬汚染の影響を生徒自らが実験的な手法を用いて認識していく場合に，カプラハパチの胚子発生が－つの指標として有効なくの卵が胚子の完成に近い段階まで発生が進行素材であることが示唆された。

し，孵化せずにそのまま卵殻内にとどまっているという結果が得られている（表１，図版３），本実はなして考えることはできないが，少なくとも，験では，農薬を含んだ0.3％寒天中に卵を挿入しているのに対し，メダカの場合は，水に直接農薬を混入しているので，一概に両者を比較すること

環境教育VOL,２－ノ

私たち人間の生活と農薬との関係は今後も切り家庭菜園・庭園規模の場においては極力，化学農薬の使用を避け，病害虫・雑草などの生活史を熟知した上で，捕殺・除草・焼却など人の手iこよっカプラハパチの胚子発生を利用した環境教育の素材研究て処理することの必要性を学校教育の場で強調することが，身近かで行動しうる環境教育の－つではなかろうかと考える。

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