Biopesticidi su jedan od važnih alata za provedbu "Strategije sustava zelene hrane" u Japanu.Ovaj rad opisuje definiciju i kategoriju biopesticida u Japanu, te klasificira registraciju biopesticida u Japanu, kako bi pružio referencu za razvoj i primjenu biopesticida u drugim zemljama.
Zbog relativno ograničene površine raspoloživog poljoprivrednog zemljišta u Japanu, potrebno je primijeniti više pesticida i gnojiva kako bi se povećali prinosi usjeva po površini.Međutim, primjena velikog broja kemijskih pesticida povećala je opterećenje okoliša, a posebno je važno zaštititi tlo, vodu, bioraznolikost, ruralni krajolik i sigurnost hrane za postizanje održivog poljoprivrednog i ekološkog razvoja.S visokim ostacima pesticida u usjevima koji dovode do povećanja broja javnih bolesti, poljoprivrednici i javnost teže koristiti sigurnije i ekološki prihvatljivije biopesticide.
Slično europskoj inicijativi od farme do vilice, japanska vlada je u svibnju 2021. razvila „Strategiju sustava zelene hrane” koja ima za cilj smanjiti upotrebu kemijskih pesticida ponderiranu rizikom za 50% do 2050. i povećati površinu organskog uzgoja na 1 milijun hm2 (ekvivalentno 25% obradive površine Japana).Strategija nastoji poboljšati produktivnost i održivost hrane, poljoprivrede, šumarstva i ribarstva kroz inovativne mjere otpornosti (MeaDRI), uključujući integrirano upravljanje štetočinama, poboljšane metode primjene i razvoj novih alternativa.Među njima je najvažniji razvoj, primjena i promicanje integriranog upravljanja štetočinama (IPM), a biopesticidi su jedan od važnih alata.
1. Definicija i kategorija biopesticida u Japanu
Biopesticidi se odnose na kemijske ili sintetičke pesticide, a općenito se odnose na pesticide koji su relativno sigurni ili prijateljski nastrojeni prema ljudima, okolišu i ekologiji koristeći ili se temelje na biološkim resursima.Prema izvoru aktivnih sastojaka, biopesticidi se mogu podijeliti u sljedeće kategorije: prvo, pesticidi mikrobnog izvora, uključujući bakterije, gljivice, viruse i izvorne biološke životinje (genetski modificirane) mikrobne žive organizme i njihove izlučene metabolite;Drugi su pesticidi biljnog porijekla, uključujući žive biljke i njihove ekstrakte, zaštitna sredstva ugrađena u biljke (genetski modificirani usjevi);Treće, pesticidi životinjskog podrijetla, uključujući žive entomopatske nematode, parazitske i predatorske životinje i životinjske ekstrakte (kao što su feromoni).Sjedinjene Države i druge zemlje također klasificiraju pesticide prirodnih mineralnih izvora kao što je mineralno ulje kao biopesticide.
Japanski SEIJ klasificira biopesticide u pesticide živih organizama i pesticide biogenih tvari, a klasificira feromone, mikrobne metabolite (poljoprivredne antibiotike), biljne ekstrakte, pesticide dobivene iz minerala, životinjske ekstrakte (kao što je otrov artropoda), nanoantitijela i zaštitna sredstva ugrađena u biljke kao biogene tvari pesticidi.Federacija poljoprivrednih zadruga Japana razvrstava japanske biopesticide u prirodne neprijatelje člankonošce, prirodne neprijatelje nematode, mikroorganizme i biogene tvari, a inaktivirani Bacillus thuringiensis svrstava u mikroorganizme i isključuje poljoprivredne antibiotike iz kategorije biopesticida.Međutim, u stvarnom upravljanju pesticidima, japanski biopesticidi su usko definirani kao biološki živi pesticidi, to jest, „agensi biološke kontrole kao što su antagonistički mikroorganizmi, patogeni mikroorganizmi za biljke, patogeni mikroorganizmi za insekte, parazitske nematode kukaca, parazitski i predatorski člankonošci koji se koriste za kontrolu štetočine”.Drugim riječima, japanski biopesticidi su pesticidi koji komercijaliziraju žive organizme kao što su mikroorganizmi, entomopatske nematode i organizmi prirodnih neprijatelja kao djelatne tvari, dok vrste i vrste bioloških izvornih tvari registrirane u Japanu ne spadaju u kategoriju biopesticida.Osim toga, prema japanskim “Mjerama za postupanje s rezultatima testova procjene sigurnosti koji se odnose na zahtjev za registraciju mikrobnih pesticida”, genetski modificirani mikroorganizmi i biljke nisu pod upravljanjem bioloških pesticida u Japanu.Posljednjih godina Ministarstvo poljoprivrede, šumarstva i ribarstva također je pokrenulo postupak ponovne evaluacije biopesticida i izradilo nove standarde za neregistraciju biopesticida kako bi se smanjila mogućnost da primjena i širenje biopesticida može uzrokovati značajnu štetu staništu ili rast životinja i biljaka u životnoj sredini.
Nedavno objavljeni „Popis inputa za organsku sadnju” od strane japanskog Ministarstva poljoprivrede, šumarstva i ribarstva 2022. pokriva sve biopesticide i neke pesticide biološkog podrijetla.Japanski biopesticidi izuzeti su od utvrđivanja dopuštenog dnevnog unosa (ADI) i maksimalnih granica ostataka (MRL), a oba se mogu koristiti u proizvodnji poljoprivrednih proizvoda prema japanskom standardu organske poljoprivrede (JAS).
2. Pregled registracije bioloških pesticida u Japanu
Kao vodeća zemlja u razvoju i primjeni biopesticida, Japan ima relativno potpun sustav upravljanja registracijom pesticida i relativno bogat izbor registracije biopesticida.Prema statistici autora, od 2023. godine u Japanu je registrirano i učinkovito 99 bioloških pesticidnih pripravaka koji sadrže 47 djelatnih tvari, što čini oko 8,5% ukupnih djelatnih tvari registriranih pesticida.Među njima, 35 sastojaka koristi se za insekticid (uključujući 2 nematocida), 12 sastojaka koristi se za sterilizaciju, a nema herbicida niti druge upotrebe (Slika 1).Iako feromoni ne pripadaju kategoriji biopesticida u Japanu, obično se promiču i primjenjuju zajedno s biopesticidima kao inputi organske sadnje.
2.1 Biološki pesticidi prirodnih neprijatelja
U Japanu su registrirana 22 djelatna sastojka prirodnih neprijatelja biopesticida, koji se prema biološkoj vrsti i načinu djelovanja mogu podijeliti na parazitske kukce, grabežljive kukce i grabežljive grinje.Među njima, grabežljivi kukci i grabežljive grinje plijene štetne kukce radi hrane, a parazitski kukci polažu jaja u parazitske štetnike, a njihove se izležene ličinke hrane domaćinom i razvijaju se tako da ubiju domaćina.Parazitski kukci opnokrilci, kao što su pčele lisne uši, pčele lisne uši, pčele lisne uši, pčele lisne uši, pčele lisne uši, pčele hemiptera i Mylostomus japonicus, registrirani u Japanu, uglavnom se koriste za suzbijanje lisnih uši, muha i bijelih mušica na povrću koje se uzgaja u staklenicima, a plijen chrysoptera, stjenica, bubamara i tripsi uglavnom se koriste za suzbijanje lisnih uši, tripsa i bijelih mušica na povrću koje se uzgaja u stakleniku.Predatorske grinje uglavnom se koriste za suzbijanje crvenog pauka, lisnih grinja, tirofaga, pleurotarzusa, tripsa i bjelanjaka na povrću, cvijeću, voćkama, grahu i krumpiru koji se uzgajaju u staklenicima, kao i na povrću, voćkama i čaju zasađenim u polja.Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris) Registracija prirodnih neprijatelja kao što je O. sauteri nije obnovljena.
2.2 Mikrobni pesticidi
Postoje 23 vrste aktivnih sastojaka mikrobnih pesticida registriranih u Japanu, koji se mogu podijeliti na virusne insekticide/fungicide, bakterijske insekticide/fungicide i gljivične insekticide/fungicide prema vrsti i upotrebi mikroorganizama.Među njima, mikrobni insekticidi ubijaju ili kontroliraju štetnike zarazom, razmnožavanjem i izlučivanjem toksina.Mikrobni fungicidi kontroliraju patogene bakterije kompeticijom za naseljavanje, izlučivanjem antimikrobnih tvari ili sekundarnih metabolita i indukcijom otpornosti biljaka [1-2, 7-8, 11].Gljive (predatorski) nematocidi Monacrosporium phymatopagum, mikrobni fungicidi Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, nepatogeni Fusarium oxysporum i atenuirani soj Pepper mild mottle virusa, te registracija mikrobnih pesticida kao što su Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus i Drechslera monoceras nisu obnavljane.
2.2.1 Mikrobni insekticidi
Insekticidi granularnog i nuklearnog poliedroidnog virusa registrirani u Japanu uglavnom se koriste za suzbijanje specifičnih štetnika kao što su jabučni lišaj, lišaj čaja i dugolisni lišaj čaja, kao i Streptococcus aureus na usjevima poput voća, povrća i graha.Kao najčešće korišteni bakterijski insekticid, Bacillus thuringiensis uglavnom se koristi za suzbijanje lepidoptera i hemiptera štetnika na usjevima kao što su povrće, voće, riža, krumpir i travnjak.Među registriranim insekticidima protiv gljivica, Beauveria bassiana uglavnom se koristi za suzbijanje štetočina usnog aparata koji žvaču i bode kao što su tripsi, ljuskari, bijele mušice, grinje, bube, dijamanti i lisne uši na povrću, voću, borovicama i čaju.Beauveria brucei se koristi za suzbijanje štetočina coleoptera kao što su dugoglavi mišići i kukci u voćkama, stablima, angelici, cvjetovima trešnje i shiitake gljivama.Metarhizium anisopliae koji se koristi za suzbijanje tripsa u stakleničkom uzgoju povrća i manga;Paecilomyces furosus i Paecilopus pectus korišteni su za suzbijanje bijele mušice, lisnih uši i crvenog pauka u stakleničkom uzgoju povrća i jagoda.Gljiva se koristi za suzbijanje bjeloušice i tripsa u stakleničkom uzgoju povrća, manga, krizantema i lisifloruma.
Kao jedini mikrobni nematocid registriran i učinkovit u Japanu, Bacillus Pasteurensis punctum koristi se za kontrolu nematoda korijenskih kvržica u povrću, krumpiru i smokvama.
2.2.2 Mikrobiocidi
Virusu sličan fungicid zucchini yellowing Mosaic virus atenuirani soj registriran u Japanu korišten je za suzbijanje Mosaic bolesti i fuzarije uzrokovane virusom srodnim krastavcima.Među bakteriološkim fungicidima registriranim u Japanu, Bacillus amylolitica koristi se za suzbijanje gljivičnih bolesti kao što su smeđa trulež, siva plijesan, crna plamenjača, bijela zvjezdasta bolest, pepelnica, crna plijesan, lisna plijesan, pjegavost, bijela hrđa i palež lišća. na povrću, voću, cvijeću, hmelju i duhanu.Bacillus simplex korišten je za prevenciju i liječenje bakterijskog venuća i bakterijske paleži riže.Bacillus subtilis se koristi za suzbijanje bakterijskih i gljivičnih bolesti kao što su siva plijesan, pepelnica, bolest crne zvijezde, plijesan riže, lisna plijesan, crna plijesan, plamenjača lišća, bijela pjegavost, pjegavost, rak, bolest plijesni, crna plijesan, smeđa pjegavost, crna pjegavost lišća i bakterijska pjegavost povrća, voća, riže, cvijeća i ukrasnog bilja, graha, krumpira, hmelja, duhana i gljiva.Nepatogeni sojevi Erwenella podvrste meke truleži mrkve koriste se za kontrolu meke truleži i bolesti raka na povrću, agrumima, ciklusu i krumpiru.Pseudomonas fluorescens koristi se za suzbijanje truleži, crne truleži, bakterijske crne truleži i truleži cvjetnih pupova lisnatog povrća.Pseudomonas roseni koristi se za suzbijanje meke truleži, crne truleži, truleži, truleži cvjetnih pupova, bakterijske pjegavosti, bakterijske crne pjegavosti, bakterijske perforacije, bakterijske meke truleži, bakterijske paleži stabljike, bakterijske plamenjače grana i bakterijskog raka na povrću i voću.Phagocytophage mirabile koristi se za suzbijanje bolesti bubrenja korijena krstašica, a bakterije žute košarice koriste se za suzbijanje pepelnice, crne plijesni, antraksa, lisne plijesni, sive plijesni, plamenjače riže, bakterijske paleži, bakterijskog venuća, smeđe pruge. , loše bolesti sadnica i plamenjače sadnica na povrću, jagodama i riži te pospješuju rast korijena usjeva.Lactobacillus plantarum koristi se za suzbijanje meke truleži na povrću i krumpiru.Među fungicidima registriranim u Japanu, Scutellaria microscutella korištena je za sprječavanje i suzbijanje sklerocijske truleži povrća, crne truleži truleži mladog luka i češnjaka.Trichoderma viridis koristi se za suzbijanje bakterijskih i gljivičnih bolesti kao što su rižina plamenjača, bakterijska bolest smeđe pruge, plamenjača lišća i rižina plamenjača, kao i bolest ljubičaste pruge šparoga i bolest bijele svile duhana.
2.3 Entomopatogene nematode
Postoje dvije vrste entomopatogenih nematoda koje su učinkovito registrirane u Japanu, a njihovi insekticidni mehanizmi [1-2, 11] uglavnom uključuju oštećenje strojeva invazije, potrošnju hrane i dezintegraciju oštećenih stanica tkiva te simbiotske bakterije koje luče toksine.Steinernema carpocapsae i S. glaseri, registrirani u Japanu, uglavnom se koriste na slatkom krumpiru, maslinama, smokvama, cvijeću i lisnatim biljkama, cvjetovima trešnje, šljivama, breskvama, crvenom bobičastom voću, jabukama, gljivama, povrću, travnjaku i ginku Kontrola štetnih insekata kao što su Megalophora, maslina Weestro, Grape Black Weestro, Red Palm Weestro, Yellow Star Longicornis, Breskva Neck-neck Weestro, Udon Nematophora, Double tufted Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japanska trešnja Borer, Breskva mali prehrambeni crv , aculema japonica i crvena gljiva.Nije obnovljena registracija entomopatogene nematode S. kushidai.
3. Sažetak i izgledi
U Japanu su biopesticidi važni za osiguravanje sigurnosti hrane, zaštitu okoliša i bioraznolikosti te održavanje održivog razvoja poljoprivrede.Za razliku od zemalja i regija kao što su Sjedinjene Države, Europska unija, Kina i Vijetnam [1, 7-8], japanski biopesticidi usko su definirani kao ne-genetski modificirani živi biokontrolni agensi koji se mogu koristiti kao inputi za organsku sadnju.Trenutno je u Japanu registrirano i učinkovito 47 bioloških pesticida koji spadaju u prirodne neprijatelje, mikroorganizme i insektopatogene nematode, a koriste se za prevenciju i suzbijanje štetnih člankonožaca, biljnih parazitskih nematoda i uzročnika bolesti u stakleničkom uzgoju i ratarskim usjevima kao što su poput povrća, voća, riže, čajevca, drveća, cvijeća i ukrasnog bilja i travnjaka.Iako ovi biopesticidi imaju prednosti visoke sigurnosti, niskog rizika od rezistencije na lijekove, samostalnog traženja ili opetovanog uklanjanja parazita pod povoljnim uvjetima, dugog razdoblja učinkovitosti i uštede rada, također imaju nedostatke kao što su slaba stabilnost, spora učinkovitost, loša kompatibilnost , kontrolni spektar i usko razdoblje uporabe.S druge strane, raspon usjeva i kontrolnih objekata za registraciju i primjenu biopesticida u Japanu također je relativno ograničen, te ne može zamijeniti kemijske pesticide za postizanje pune učinkovitosti.Prema statistici [3], u 2020. godini vrijednost biopesticida korištenih u Japanu iznosila je samo 0,8%, što je daleko niže od udjela registriranog broja aktivnih sastojaka.
Kao glavni smjer razvoja industrije pesticida u budućnosti, biopesticidi se sve više istražuju i razvijaju te registriraju za poljoprivrednu proizvodnju.Zajedno s napretkom biološke znanosti i tehnologije i istaknutom isplativošću istraživanja i razvoja biopesticida, poboljšanjem sigurnosti i kvalitete hrane, opterećenjem okoliša i zahtjevima održivog razvoja poljoprivrede, japansko tržište biopesticida nastavlja ubrzano rasti.Inkwood Research procjenjuje da će japansko tržište biopesticida rasti po ukupnoj godišnjoj stopi rasta od 22,8% od 2017. do 2025., a očekuje se da će dosegnuti 729 milijuna dolara u 2025. S provedbom "Strategije sustava zelene hrane", biopesticidi se koriste kod japanskih farmera
Vrijeme objave: 14. svibnja 2024