Biopestitsiidid on Jaapanis „rohelise toidusüsteemi strateegia” rakendamise üks olulisi vahendeid. Käesolev artikkel kirjeldab biopestitsiidide määratlust ja kategooriat Jaapanis ning liigitab biopestitsiidide registreerimise Jaapanis, et pakkuda viiteid biopestitsiidide väljatöötamiseks ja rakendamiseks teistes riikides.
Kuna Jaapanis on saadaolevat põllumaad suhteliselt piiratud, on vaja pindala kohta saagikuse suurendamiseks kasutada rohkem pestitsiide ja väetisi. Suure hulga keemiliste pestitsiidide kasutamine on aga suurendanud keskkonnakoormust ning säästva põllumajanduse ja keskkonna arengu saavutamiseks on eriti oluline kaitsta mulda, vett, bioloogilist mitmekesisust, maapiirkondi ja toiduga kindlustatust. Kuna põllukultuuride kõrge pestitsiidijääkide sisaldus põhjustab rahvahaiguste sagenemist, kipuvad põllumehed ja avalikkus kasutama ohutumaid ja keskkonnasõbralikumaid biopestitsiide.
Sarnaselt Euroopa talust kahvlini algatusega töötas Jaapani valitsus 2021. aasta mais välja rohelise toidusüsteemi strateegia, mille eesmärk on vähendada keemiliste pestitsiidide riskiga kaalutud kasutamist 50% võrra aastaks 2050 ja suurendada mahepõllundusliku maa-ala 1 miljoni hektarini (mis vastab 25%-le Jaapani põllumaa pindalast). Strateegia eesmärk on suurendada toidu, põllumajanduse, metsanduse ja kalanduse tootlikkust ja jätkusuutlikkust uuenduslike vastupanuvõime meetmete (MeaDRI) abil, sealhulgas integreeritud kahjuritõrje, täiustatud rakendusmeetodid ja uute alternatiivide väljatöötamine. Nende hulgas on kõige olulisem integreeritud kahjuritõrje (IPM) väljatöötamine, rakendamine ja edendamine ning biopestitsiidid on üks olulisi vahendeid.
1. Biopestitsiidide määratlus ja kategooria Jaapanis
Biopestitsiidid on seotud keemiliste või sünteetiliste pestitsiididega ja viitavad üldiselt pestitsiididele, mis on inimestele, keskkonnale ja ökoloogiale suhteliselt ohutud või sõbralikud, kasutades bioloogilisi ressursse või tuginedes nendele. Toimeainete allika järgi saab biopestitsiidid jagada järgmistesse kategooriatesse: esiteks mikroobse päritoluga pestitsiidid, sealhulgas bakterid, seened, viirused ja algsed bioloogilised loomad (geneetiliselt muundatud), mikroobsed elusorganismid ja nende sekreteeritud metaboliidid; teiseks taimse päritoluga pestitsiidid, sealhulgas elustaimed ja nende ekstraktid, taimedesse sisseviidud kaitseained (geneetiliselt muundatud põllukultuurid); kolmandaks loomse päritoluga pestitsiidid, sealhulgas elusad entomopaatilised nematoodid, parasiitsed ja röövloomad ning loomsed ekstraktid (näiteks feromoonid). Ameerika Ühendriigid ja teised riigid liigitavad biopestitsiidideks ka looduslikke mineraalseid pestitsiide, näiteks mineraalõli.
Jaapani Põllumajandusühistute Föderatsioon (SEIJ) liigitab biopestitsiidid elusorganismide pestitsiidideks ja biogeensete ainete pestitsiidideks ning feromoonid, mikroobsed metaboliidid (põllumajanduslikud antibiootikumid), taimeekstraktid, mineraalidest saadud pestitsiidid, loomsed ekstraktid (näiteks lülijalgsete mürk), nanoantikehad ja taimedesse kinnitunud kaitseained biogeensete ainete pestitsiidideks. Jaapani Põllumajandusühistute Föderatsioon liigitab Jaapani biopestitsiidid looduslike vaenlaste lülijalgseteks, looduslike vaenlaste nematoodideks, mikroorganismideks ja biogeenseteks aineteks ning inaktiveeritud Bacillus thuringiensis'e mikroorganismideks ja jätab biopestitsiidide kategooriast välja põllumajanduslikud antibiootikumid. Tegelikus pestitsiidide käitlemises defineeritakse Jaapani biopestitsiidid aga kitsalt kui bioloogilised eluspestitsiidid, st „bioloogilised tõrjevahendid, nagu antagonistlikud mikroorganismid, taimepatogeensed mikroorganismid, putukapatogeensed mikroorganismid, putukaparasiitsed nematoodid, parasiitsed ja röövtoidulised lülijalgsed, mida kasutatakse kahjurite tõrjeks“. Teisisõnu, Jaapani biopestitsiidid on pestitsiidid, mis turustavad elusorganisme, nagu mikroorganismid, entomopatilised nematoodid ja looduslikud vaenlased, samas kui Jaapanis registreeritud bioloogiliste lähteainete sordid ja tüübid ei kuulu biopestitsiidide kategooriasse. Lisaks ei kuulu geneetiliselt muundatud mikroorganismid ja taimed Jaapanis bioloogiliste pestitsiidide haldamise alla vastavalt Jaapani „Mikroobsete pestitsiidide registreerimistaotlusega seotud ohutushindamise testide tulemuste käsitlemise meetmetele“. Viimastel aastatel on põllumajandus-, metsandus- ja kalandusministeerium algatanud ka biopestitsiidide ümberhindamise protsessi ja välja töötanud uued standardid biopestitsiidide registreerimata jätmiseks, et vähendada võimalust, et biopestitsiidide kasutamine ja levik võib põhjustada olulist kahju loomade ja taimede elupaigale või kasvule elukeskkonnas.
Jaapani põllumajandus-, metsandus- ja kalandusministeeriumi 2022. aastal avaldatud mahepõllumajanduslike istutusmaterjalide loetelu hõlmab kõiki biopestitsiide ja mõningaid bioloogilise päritoluga pestitsiide. Jaapani biopestitsiidid on vabastatud lubatud päevase tarbimise (ADI) ja jääkide piirnormide (MRL) kehtestamisest ning mõlemaid võib kasutada põllumajandustoodete tootmisel vastavalt Jaapani mahepõllumajanduse standardile (JAS).
2. Ülevaade bioloogiliste pestitsiidide registreerimisest Jaapanis
Biopestitsiidide väljatöötamise ja kasutamise juhtiva riigina on Jaapanil suhteliselt täielik pestitsiidide registreerimise haldussüsteem ja suhteliselt rikkalik valik biopestitsiidide registreeringuid. Autori statistika kohaselt oli Jaapanis 2023. aasta seisuga registreeritud ja tõhusad 99 bioloogilist pestitsiidipreparaati, mis hõlmavad 47 toimeainet, moodustades umbes 8,5% registreeritud pestitsiidide kogutoimeainetest. Nende hulgas on 35 koostisosa, mida kasutatakse insektitsiididena (sealhulgas 2 nematotsiidi), 12 koostisosa, mida kasutatakse steriliseerimiseks, ning herbitsiide ega muid kasutusviise ei ole (joonis 1). Kuigi feromoonid ei kuulu Jaapanis biopestitsiidide kategooriasse, reklaamitakse ja kasutatakse neid tavaliselt koos biopestitsiididega orgaaniliste istutusmaterjalidena.
2.1 Looduslike vaenlaste bioloogilised pestitsiidid
Jaapanis on registreeritud 22 looduslike vaenlaste biopestitsiidide toimeainet, mida saab bioloogilise liigi ja toimemehhanismi järgi jagada parasiitideks, röövtoidulisteks ja röövlestadeks. Nende hulgas röövtoidulised putukad ja röövtoidulised lestad jahivad toiduks kahjulikke putukaid ning parasiitide putukad munevad parasiitsetesse kahjuritesse ja nende koorunud vastsed toituvad peremeesorganismist ning arenevad peremeesorganismi hävitamiseks. Jaapanis registreeritud parasiitseid kiletiivalisi, nagu lehetäi, lehetäi, lehetäi, lehetäi, pooltiivaline, jaapani lestaline ja Mylostomus japonicus, kasutatakse peamiselt lehetäide, kärbeste ja valgekärbeste tõrjeks kasvuhoones kasvatatavatel köögiviljadel ning saakloomi, lutikaid, lepatriinud ja tripse, kasutatakse peamiselt lehetäide, tripside ja valgekärbeste tõrjeks kasvuhoones kasvatatavatel köögiviljadel. Röövlestasid kasutatakse peamiselt punase ämbliklesta, lehelesta, türofaagi, pleurotarsuse, tripslaste ja valgekärbse tõrjeks kasvuhoones kasvatatavatel köögiviljadel, lilledel, viljapuudel, ubadel ja kartulitel, samuti põldudel kasvatatud köögiviljadel, viljapuudel ja teetaimedel. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris. Looduslike vaenlaste, näiteks O. sauteri, registreeringut ei pikendatud.
2.2 Mikroobsed pestitsiidid
Jaapanis on registreeritud 23 liiki mikroobsete pestitsiidide toimeaineid, mida saab mikroorganismide tüübi ja kasutuse järgi jagada viiruslikeks insektitsiidideks/fungitsiidideks, bakteriaalseteks insektitsiidideks/fungitsiidideks ja seente insektitsiidideks/fungitsiidideks. Nende hulgas hävitavad või tõrjuvad mikroobsed insektitsiidid kahjureid nakatamise, paljunemise ja toksiinide eritamise teel. Mikroobsed fungitsiidid tõrjuvad patogeenseid baktereid koloniseerimiskonkurentsi, antimikroobsete ainete või sekundaarsete metaboliitide eritamise ja taimede resistentsuse esilekutsumise kaudu [1-2, 7-8, 11]. Seente (röövli) nematotsiidid Monacrosporium phymatopagum, mikroobsed fungitsiidid Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, mittepatogeenne Fusarium oxysporum ja pipra kerge laigulisuse viiruse nõrgestatud tüvi ning mikroobsete pestitsiidide, näiteks Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus ja Drechslera monoceras, registreeringuid ei pikendatud.
2.2.1 Mikroobsed insektitsiidid
Jaapanis registreeritud granuleeritud ja tuumapõhiseid polühedroidseid viirusinsektitsiide kasutatakse peamiselt spetsiifiliste kahjurite, näiteks õuna-, tee- ja tee-pikalehelise ümmarguse, samuti Streptococcus aureuse tõrjeks sellistel põllukultuuridel nagu puu- ja köögiviljad ning oad. Kõige laialdasemalt kasutatava bakteriaalse insektitsiidina kasutatakse Bacillus thuringiensist peamiselt liblikas- ja pooltiivaliste kahjurite tõrjeks sellistel põllukultuuridel nagu köögiviljad, puuviljad, riis, kartulid ja muru. Registreeritud seenhaiguste insektitsiidide hulgas kasutatakse Beauveria bassianat peamiselt närivate ja nõelavate suuõõne kahjurite, näiteks tripside, kilptäide, valgekärbeste, lestade, mardikate, teemantkännikute ja lehetäide tõrjeks köögiviljadel, puuviljadel, mändidel ja teel. Beauveria bruceid kasutatakse mardikaliste kahjurite, näiteks pikliklaste ja mardikate tõrjeks viljapuudel, angelikal, kirsiõitel ja shiitake seentel. Metarhizium anisopliae't kasutatakse tripside tõrjeks köögiviljade ja mangode kasvuhoonekasvatuses; Kasvuhoones kasvatatud köögiviljades ja maasikates kasutati valgekärbse, lehetäide ja punase ämbliku tõrjeks seeni Paecilomyces furosus ja Paecilopus pectus. Seent kasutatakse valgekärbeste ja tripsiliste tõrjeks kasvuhoones kasvatatud köögiviljades, mangodes, krüsanteemides ja lisiflorumis.
Bacillus Pasteurensis punctum on ainus Jaapanis registreeritud ja efektiivne mikroobne nematotsiidina kasutatud köögiviljade, kartulite ja viigimarjade juuresõlmede nematoodide tõrjeks.
2.2.2 Mikrobiotsiidid
Jaapanis registreeritud viirusetaolist fungitsiidi suvikõrvitsa kollasust põhjustavat Mosaic viiruse nõrgestatud tüve kasutati kurgiga seotud viiruse põhjustatud mosaiikhaiguse ja fusarium närbumise tõrjeks. Jaapanis registreeritud bakterioloogilistest fungitsiididest kasutatakse Bacillus amylolitica't köögiviljade, puuviljade, lillede, humala ja tubaka seenhaiguste, näiteks pruunmädaniku, hallhallituse, musthallituse, valgetähehaiguse, jahukaste, musthallituse, lehtede hallituse, laikhaiguse, valge rooste ja lehtede lehemädaniku tõrjeks. Bacillus simplex'i kasutati riisi bakteriaalse närbumise ja bakteriaalse lehemädaniku ennetamiseks ja raviks. Bacillus subtilis't kasutatakse köögiviljade, puuviljade, riisi, lillede ja ilutaimede, ubade, kartulite, humala, tubaka ja seente bakteriaalsete ja seenhaiguste, näiteks hallhallituse, jahukaste, musthallituse, riisi närbumishaiguse, lehtede hallituse, musthallituse, lehtede lehemädaniku, valgelaiksuse, täpphaiguse, vähihaiguse, lehemädaniku, pruunlaiksuse, musta lehtede lehemädaniku ja bakteriaalse laikhaiguse tõrjeks. Erwenella porgandi pehmemädaniku alamliigi mittepatogeenseid tüvesid kasutatakse köögiviljade, tsitruseliste, tsükloni ja kartuli pehmemädaniku ja vähi tõrjeks. Pseudomonas fluorescensi kasutatakse lehtköögiviljade mädaniku, mustamädaniku, bakteriaalse mustamädaniku ja õienuppude mädaniku tõrjeks. Pseudomonas rosenit kasutatakse köögiviljade ja puuviljade pehmemädaniku, mustamädaniku, mädaniku, õienuppude mädaniku, bakteriaalse laigulisuse, bakteriaalse mustalaiksuse, bakteriaalse perforatsiooni, bakteriaalse pehmemädaniku, bakteriaalse varrepõletiku, bakteriaalse oksapõletiku ja bakteriaalse vähi tõrjeks. Phagocytophage mirabile't kasutatakse ristõieliste köögiviljade juurte tursehaiguse tõrjeks ja kollaseid korvbaktereid kasutatakse jahukaste, mustamädaniku, siberi katku, lehehallituse, hallhallituse, riisi närbumishaiguse, bakteriaalse närbumise, pruunitriibulise seemikute haiguse ja seemikute põletike tõrjeks köögiviljadel, maasikatel ja riisil ning põllukultuuride juurte kasvu soodustamiseks. Lactobacillus plantarumit kasutatakse köögiviljade ja kartulite pehmemädaniku tõrjeks. Jaapanis registreeritud fungitsiididest kasutati Scutellaria microscutellat köögiviljade sklerootsiummädaniku, rohelise sibula ja küüslaugu mustamädaniku ja -mädaniku ennetamiseks ja tõrjeks. Trichoderma viridist kasutatakse bakteriaalsete ja seenhaiguste, näiteks riisilaiksuse, bakteriaalse pruuni vööthaiguse, lehtede lehemädaniku ja riisinärvipõletiku, samuti spargli lilla vööthaiguse ja tubaka valge siidihaiguse tõrjeks.
2.3 Entomopatogeensed nematoodid
Jaapanis on registreeritud kaks entomopatogeensete nematoodide liiki ning nende insektitsiidsed mehhanismid [1-2, 11] hõlmavad peamiselt sissetungivate masinate kahjustusi, toitainete tarbimist ja kudede rakkude kahjustusi, lagunemist ning sümbiootilisi baktereid, mis eritavad toksiine. Jaapanis registreeritud Steinernema carpocapsae ja S. glaseri kasutatakse peamiselt bataadil, oliividel, viigimarjadel, lilledel ja lehtköögiviljadel, kirsiõitel, ploomidel, virsikutel, punastel marjadel, õuntel, seentel, köögiviljadel, murul ja hõlmikpuul. Putukakahjurite tõrjeks, nagu Megalophora, oliiviõli, viinamarja must õli, punane palmõli, kollane täht-pikakorn, virsiku kaela-kaelusega õli, Udon Nematophora, topelttutt-lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Jaapani kirsipuulehik, virsiku väike toiduuss, aculema japonica ja punane seen. Entomopatogeense nematoodi S. kushidai registreeringut ei pikendatud.
3. Kokkuvõte ja väljavaated
Jaapanis on biopestitsiidid olulised toiduga kindlustatuse, keskkonna ja bioloogilise mitmekesisuse kaitsmise ning säästva põllumajandusliku arengu säilitamiseks. Erinevalt riikidest ja piirkondadest nagu Ameerika Ühendriigid, Euroopa Liit, Hiina ja Vietnam [1, 7-8] on Jaapani biopestitsiidid kitsalt defineeritud kui geneetiliselt muundamata elusad biotõrjevahendid, mida saab kasutada orgaaniliste istutusmaterjalidena. Praegu on Jaapanis registreeritud ja tõhusad 47 bioloogilist pestitsiidi, mis kuuluvad looduslike vaenlaste, mikroorganismide ja putukapatogeensete nematoodide hulka ning mida kasutatakse kahjulike lülijalgsete, taimeparasiitsete nematoodide ja patogeenide ennetamiseks ja tõrjeks kasvuhoonetes ja põllukultuuridel, nagu köögiviljad, puuviljad, riis, teepuud, puud, lilled ja ilutaimed ning muru. Kuigi nende biopestitsiidide eelised on kõrge ohutus, madal ravimiresistentsuse risk, kahjurite iseotsing või korduv parasiitide hävitamine soodsates tingimustes, pikk efektiivsusperiood ja tööjõu kokkuhoid, on neil ka puudusi, nagu halb stabiilsus, aeglane efektiivsus, halb ühilduvus, tõrjespekter ja kitsas kasutusaken. Teisest küljest on Jaapanis biopestitsiidide registreerimiseks ja kasutamiseks mõeldud põllukultuuride ja tõrjevahendite valik suhteliselt piiratud ning need ei suuda täieliku efektiivsuse saavutamiseks asendada keemilisi pestitsiide. Statistika [3] kohaselt moodustas Jaapanis 2020. aastal kasutatud biopestitsiidide väärtus vaid 0,8%, mis oli oluliselt madalam registreeritud toimeainete arvust.
Pestitsiiditööstuse peamise tuleviku arengusuunana uuritakse, arendatakse ja registreeritakse biopestitsiide üha enam põllumajanduslikuks tootmiseks. Koos bioloogiateaduse ja -tehnoloogia arenguga ning biopestitsiidide uurimis- ja arendustegevuse kulueelise esiletõstmisega, toiduohutuse ja -kvaliteedi parandamisega, keskkonnakoormuse ja põllumajandusliku säästva arengu nõuetega kasvab Jaapani biopestitsiidide turg jätkuvalt kiiresti. Inkwood Researchi hinnangul kasvab Jaapani biopestitsiidide turg aastatel 2017–2025 liitkasvumääraga 22,8% ja eeldatavasti ulatub see 2025. aastaks 729 miljoni dollarini. „Rohelise toidusüsteemi strateegia“ rakendamisega kasutavad Jaapani põllumehed biopestitsiide.
Postituse aeg: 14. mai 2024