Biopesticidele sunt unul dintre instrumentele importante pentru implementarea „Strategiei Sistemului Alimentar Verde” în Japonia. Această lucrare descrie definiția și categoria biopesticidelor în Japonia și clasifică înregistrarea biopesticidelor în Japonia, pentru a oferi referințe pentru dezvoltarea și aplicarea biopesticidelor în alte țări.
Datorită suprafeței relativ limitate de teren agricol disponibil în Japonia, este necesară aplicarea mai multor pesticide și îngrășăminte pentru a crește randamentul culturilor pe suprafață. Cu toate acestea, aplicarea unui număr mare de pesticide chimice a crescut povara asupra mediului și este deosebit de importantă protejarea solului, apei, biodiversității, peisajelor rurale și securității alimentare pentru a realiza o dezvoltare agricolă și de mediu durabilă. Având în vedere reziduurile ridicate de pesticide din culturi, care duc la creșterea cazurilor de boli publice, fermierii și publicul tind să utilizeze biopesticide mai sigure și mai ecologice.
Similar inițiativei europene „de la fermă la furculiță”, guvernul japonez a elaborat în mai 2021 o „Strategie pentru un Sistem Alimentar Verde” care își propune să reducă utilizarea ponderată în funcție de risc a pesticidelor chimice cu 50% până în 2050 și să crească suprafața cultivată organic la 1 milion hm2 (echivalentul a 25% din suprafața agricolă a Japoniei). Strategia urmărește să sporească productivitatea și sustenabilitatea alimentelor, agriculturii, silviculturii și pescuitului prin măsuri inovatoare de reziliență (MeaDRI), inclusiv gestionarea integrată a dăunătorilor, metode îmbunătățite de aplicare și dezvoltarea de noi alternative. Printre acestea, cea mai importantă este dezvoltarea, aplicarea și promovarea gestionării integrate a dăunătorilor (IPM), iar biopesticidele sunt unul dintre instrumentele importante.
1. Definiția și categoria biopesticidelor în Japonia
Biopesticidele sunt relative la pesticidele chimice sau sintetice și se referă, în general, la pesticide relativ sigure sau prietenoase cu oamenii, mediul și ecologia, care utilizează sau se bazează pe resurse biologice. În funcție de sursa ingredientelor active, biopesticidele pot fi împărțite în următoarele categorii: în primul rând, pesticide de origine microbiană, inclusiv bacterii, ciuperci, virusuri și organisme microbiene vii de origine animală (modificate genetic) și metaboliții lor secretați; în al doilea rând, pesticide de origine vegetală, inclusiv plante vii și extractele acestora, agenți de protecție încorporați în plante (culturi modificate genetic); în al treilea rând, pesticide de origine animală, inclusiv nematode entomopatice vii, animale parazite și prădătoare și extracte animale (cum ar fi feromonii). Statele Unite și alte țări clasifică, de asemenea, pesticidele de origine minerală naturală, cum ar fi uleiul mineral, drept biopesticide.
SEIJ din Japonia clasifică biopesticidele în pesticide din organisme vii și pesticide din substanțe biogene și clasifică feromonii, metaboliții microbieni (antibiotice agricole), extractele de plante, pesticidele derivate din minerale, extractele animale (cum ar fi veninul de artropode), nanoanticorpii și agenții de protecție încorporați în plante drept pesticide din substanțe biogene. Federația Cooperativelor Agricole din Japonia clasifică biopesticidele japoneze în artropode inamici naturali, nematode inamici naturali, microorganisme și substanțe biogene și clasifică Bacillus thuringiensis inactivat drept microorganisme și exclude antibioticele agricole din categoria biopesticidelor. Cu toate acestea, în gestionarea practică a pesticidelor, biopesticidele japoneze sunt definite în sens restrâns ca pesticide biologice vii, adică „agenți de control biologic, cum ar fi microorganisme antagoniste, microorganisme patogene ale plantelor, microorganisme patogene ale insectelor, nematode parazite ale insectelor, artropode parazite și prădătoare utilizate pentru controlul dăunătorilor”. Cu alte cuvinte, biopesticidele japoneze sunt pesticide care comercializează organisme vii, cum ar fi microorganisme, nematode entomopatice și organisme inamic naturale ca ingrediente active, în timp ce soiurile și tipurile de substanțe biologice sursă înregistrate în Japonia nu aparțin categoriei de biopesticide. În plus, conform „Măsurilor pentru tratarea rezultatelor testelor de evaluare a siguranței referitoare la cererea de înregistrare a pesticidelor microbiene” din Japonia, microorganismele și plantele modificate genetic nu se află sub controlul pesticidelor biologice în Japonia. În ultimii ani, Ministerul Agriculturii, Silviculturii și Pescuitului a inițiat, de asemenea, procesul de reevaluare pentru biopesticide și a elaborat noi standarde pentru neînregistrarea biopesticidelor, pentru a reduce posibilitatea ca aplicarea și răspândirea biopesticidelor să provoace daune semnificative habitatului sau creșterii animalelor și plantelor din mediul de viață.
„Lista de materii prime pentru plante organice”, publicată recent de Ministerul Agriculturii, Silviculturii și Pescuitului din Japonia în 2022, acoperă toate biopesticidele și unele pesticide de origine biologică. Biopesticidele japoneze sunt exceptate de la stabilirea dozei zilnice admisibile (DZI) și a limitelor maxime de reziduuri (LMR), ambele putând fi utilizate în producția de produse agricole în conformitate cu Standardul japonez pentru agricultura organică (JAS).
2. Prezentare generală a înregistrării pesticidelor biologice în Japonia
Fiind o țară lider în dezvoltarea și aplicarea biopesticidelor, Japonia are un sistem relativ complet de gestionare a înregistrării pesticidelor și o varietate relativ bogată de înregistrări ale biopesticidelor. Conform statisticilor autorului, începând cu anul 2023, existau 99 de preparate biologice de pesticide înregistrate și eficiente în Japonia, implicând 47 de ingrediente active, reprezentând aproximativ 8,5% din totalul ingredientelor active ale pesticidelor înregistrate. Dintre acestea, 35 de ingrediente sunt utilizate pentru insecticide (inclusiv 2 nematocide), 12 ingrediente sunt utilizate pentru sterilizare și nu există erbicide sau alte utilizări (Figura 1). Deși feromonii nu aparțin categoriei de biopesticide în Japonia, aceștia sunt de obicei promovați și aplicați împreună cu biopesticidele ca inputuri pentru plantarea organică.
2.1 Pesticide biologice ale inamicilor naturali
În Japonia sunt înregistrate 22 de ingrediente active ale biopesticidelor inamici naturali, care pot fi împărțite în insecte parazitare, insecte prădătoare și acarieni prădători în funcție de speciile biologice și de modul de acțiune. Printre acestea, insectele prădătoare și acarienii prădători se hrănesc cu insecte dăunătoare, iar insectele parazitare depun ouă în dăunătorii paraziți, iar larvele lor eclozate se hrănesc cu gazdă și se dezvoltă pentru a o ucide. Insectele himenoptera parazitare, cum ar fi albina afidă, albina afidă, albina afidă, albina hemiptera și Mylostomus japonicus, înregistrate în Japonia, sunt utilizate în principal pentru controlul afidelor, muștelor și musculițelor albe de pe legumele cultivate în sere, iar chrysopterele prădătoare, ploșnițele, buburuza și tripsii sunt utilizați în principal pentru controlul afidelor, tripsilor și musculițelor albe de pe legumele cultivate în sere. Acarienii prădători sunt utilizați în principal pentru combaterea păianjenului roșu, a acarianului frunzei, a tirofagului, a pleurotarsului, a tripșilor și a musculiței albe pe legume, flori, pomi fructiferi, fasole și cartofi cultivați în sere, precum și pe legume, pomi fructiferi și ceai plantați pe câmpuri. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris). Înregistrarea dușmanilor naturali precum O. sauteri nu a fost reînnoită.
2.2 Pesticide microbiene
În Japonia sunt înregistrate 23 de tipuri de ingrediente active pentru pesticide microbiene, care pot fi împărțite în insecticide/fungicide virale, insecticide/fungicide bacteriene și insecticide/fungicide fungice, în funcție de tipurile și utilizările microorganismelor. Printre acestea, insecticidele microbiene ucid sau controlează dăunătorii prin infectarea, multiplicarea și secreția de toxine. Fungicidele microbiene controlează bacteriile patogene prin competiție de colonizare, secreția de antimicrobiene sau metaboliți secundari și inducerea rezistenței plantelor [1-2, 7-8, 11]. Ciupercile (prădătoare) nematocide Monacrosporium phymatopagum, fungicidele microbiene Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, Fusarium oxysporum nepatogen și tulpina atenuată a virusului Pepper mild mottle, iar înregistrarea pesticidelor microbiene precum Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus și Drechslera monoceras nu a fost reînnoită.
2.2.1 Insecticide microbiene
Insecticidele granulare și nucleare cu virusuri poliedroide înregistrate în Japonia sunt utilizate în principal pentru a combate dăunători specifici, cum ar fi pecinginea mărului, pecinginea ceaiului și pecinginea cu frunze lungi a ceaiului, precum și Streptococcus aureus, la culturi precum fructe, legume și fasole. Fiind cel mai utilizat insecticid bacterian, Bacillus thuringiensis este utilizat în principal pentru a combate dăunătorii lepidopterelor și hemipterelor la culturi precum legume, fructe, orez, cartofi și gazon. Printre insecticidele fungice înregistrate, Beauveria bassiana este utilizată în principal pentru a combate dăunătorii aparatului bucal care mestecă și înțeapă, cum ar fi tripsii, insectele solz, muștele albe, acarienii, gândacii, romburile și afidele de la legume, fructe, pini și ciuperci de ceai. Beauveria brucei este utilizată pentru a combate dăunătorii coleopterelor, cum ar fi longicepsul și gândacii, la pomi fructiferi, copaci, angelica, flori de cireș și ciuperci shiitake. Metarhizium anisopliae este utilizată pentru a combate tripsii în cultivarea în sere a legumelor și mango; Paecilomyces furosus și Paecilopus pectus au fost utilizate pentru combaterea musculiței albe, afidelor și păianjenului roșu la legumele și căpșunile cultivate în sere. Ciuperca este utilizată pentru combaterea musculițelor albe și a tripșilor în cultivarea în sere a legumelor, mango, crizantemelor și lisiflorum.
Fiind singurul nematocid microbian înregistrat și eficient în Japonia, Bacillus Pasteurensis punctum este utilizat pentru controlul nematodelor nodulilor rădăcinii la legume, cartofi și smochine.
2.2.2 Microbiocide
Fungicidul viral îngălbenirea dovlecelului, tulpina atenuată a virusului Mosaic, înregistrată în Japonia, a fost utilizată pentru combaterea bolii Mozaic și a ofilirii fusarium cauzate de virusurile înrudite cu castraveții. Printre fungicidele bacteriologice înregistrate în Japonia, Bacillus amylolitica este utilizat pentru combaterea bolilor fungice, cum ar fi putregaiul brun, mucegaiul cenușiu, mana neagră, boala steaua albă, făinarea praf, mucegaiul negru, mucegaiul frunzelor, boala pătăriilor, rugina albă și mana frunzelor la legume, fructe, flori, hamei și tutun. Bacillus simplex a fost utilizat pentru prevenirea și tratarea ofilirii bacteriene și a mana bacteriană a orezului. Bacillus subtilis este utilizat pentru combaterea bolilor bacteriene și fungice, cum ar fi mucegaiul cenușiu, făinarea praf, boala steaua neagră, pyristria orezului, mâna frunzelor, mana neagră, mana frunzelor, pata albă, pătarea, boala tricocefală, mana, boala mucegaiului negru, boala pătării brune, mana neagră a frunzelor și boala pătării bacteriene la legume, fructe, orez, flori și plante ornamentale, fasole, cartofi, hamei, tutun și ciuperci. Tulpinile nepatogene ale subspeciei Erwenella soft rot de morcovi sunt utilizate pentru controlul putregaiului moale și al ulcerelor la legume, citrice, ciclide și cartofi. Pseudomonas fluorescens este utilizat pentru controlul putregaiului, putregaiului negru, putregaiului negru bacterian și putregaiului mugurilor florali la legumele cu frunze. Pseudomonas roseni este utilizat pentru controlul putregaiului moale, putregaiului negru, putregaiului mugurilor florali, petelor bacteriene, petelor negre bacteriene, perforației bacteriene, putregaiului moale bacterian, mana bacteriană a tulpinii, mana bacteriană a ramurilor și ulcerelor bacteriene la legume și fructe. Phagocytophage mirabile este utilizat pentru controlul bolii umflarea rădăcinilor legumelor crucifere, iar bacteria coș galben este utilizată pentru controlul făinării prafoase, mucegaiului negru, antraxului, mucegaiului frunzelor, mucegaiului cenușiu, ulcerului orezului, mana bacteriană, ofilirii bacteriene, dungii brune, bolii răsadurilor rele și mana răsadurilor la legume, căpșuni și orez și pentru a promova creșterea rădăcinilor culturilor. Lactobacillus plantarum este utilizat pentru controlul putregaiului moale la legume și cartofi. Printre fungicidele înregistrate în Japonia, Scutellaria microscutella a fost utilizată pentru prevenirea și controlul putregaiului scleroțiu la legume, putregaiului negru la ceapă verde și usturoi. Trichoderma viridis este utilizată pentru controlul bolilor bacteriene și fungice, cum ar fi manărea orezului, boala bacteriană a dungilor brune, manărea frunzelor și pyristria orezului, precum și boala dungilor purpurii a sparanghelului și boala mătăsii albe a tutunului.
2.3 Nematode entomopatogene
Există două specii de nematode entomopatogene înregistrate eficient în Japonia, iar mecanismele lor insecticide [1-2, 11] implică în principal deteriorarea mecanismelor de invazie, consumul de nutrienți și dezintegrarea leziunilor celulare ale țesuturilor, precum și bacteriile simbiotice care secretă toxine. Steinernema carpocapsae și S. glaseri, înregistrate în Japonia, sunt utilizate în principal pe cartofi dulci, măsline, smochine, flori și plante cu frunziș, flori de cireș, prune, piersici, fructe de pădure roșii, mere, ciuperci, legume, gazon și ginkgo. Controlul insectelor dăunătoare precum Megalophora, Olive Weestro, Grape Black Weestro, Red Palm Weestro, Yellow Star Longicornis, Peach Neck-neck Weestro, Udon Nematophora, Double tufted Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japanese Cherry Tree Borer, Small food viermele piersicii, aculema Japonica și Red fung. Înregistrarea nematodului entomopatogen S. kushidai nu a fost reînnoită.
3. Rezumat și perspective
În Japonia, biopesticidele sunt importante pentru asigurarea securității alimentare, protejarea mediului și a biodiversității și menținerea dezvoltării agricole durabile. Spre deosebire de țări și regiuni precum Statele Unite, Uniunea Europeană, China și Vietnam [1, 7-8], biopesticidele japoneze sunt definite în sens restrâns ca agenți de biocontrol vii nemodificați genetic, care pot fi utilizați ca inputuri organice pentru plantare. În prezent, există 47 de pesticide biologice înregistrate și eficiente în Japonia, care aparțin inamicilor naturali, microorganismelor și nematodelor patogene pentru insecte și sunt utilizate pentru prevenirea și controlul artropodelor dăunătoare, nematodelor parazite ale plantelor și agenților patogeni la cultivarea în sere și la culturile de câmp, cum ar fi legume, fructe, orez, arbori de ceai, copaci, flori și plante ornamentale și gazon. Deși aceste biopesticide au avantajele siguranței ridicate, riscului scăzut de rezistență la medicamente, auto-căutării sau eliminării parazitare repetate a dăunătorilor în condiții favorabile, perioadei lungi de eficacitate și economiei de forță de muncă, ele au și dezavantaje, cum ar fi stabilitatea slabă, eficacitatea lentă, compatibilitatea slabă, spectrul de control și perioada de utilizare îngustă. Pe de altă parte, gama de culturi și obiecte de control pentru înregistrarea și aplicarea biopesticidelor în Japonia este, de asemenea, relativ limitată, acestea neputând înlocui pesticidele chimice pentru a obține o eficacitate deplină. Conform statisticilor [3], în 2020, valoarea biopesticidelor utilizate în Japonia a reprezentat doar 0,8%, mult mai mică decât proporția numărului înregistrat de ingrediente active.
Fiind principala direcție de dezvoltare a industriei pesticidelor în viitor, biopesticidele sunt tot mai cercetate, dezvoltate și înregistrate pentru producția agricolă. Împreună cu progresul științei și tehnologiei biologice și importanța avantajului de cost al cercetării și dezvoltării biopesticidelor, îmbunătățirea siguranței și calității alimentelor, încărcarea ecologică și cerințele de dezvoltare agricolă durabilă, piața biopesticidelor din Japonia continuă să crească rapid. Inkwood Research estimează că piața japoneză a biopesticidelor va crește cu o rată anuală compusă de creștere de 22,8% între 2017 și 2025 și se așteaptă să ajungă la 729 de milioane de dolari în 2025. Odată cu implementarea „Strategiei Sistemului Alimentar Verde”, biopesticidele sunt utilizate de fermierii japonezi.
Data publicării: 14 mai 2024