Biopestitsiidid on üks olulisi vahendeid rohelise toidu süsteemi strateegia rakendamiseks Jaapanis. Selles artiklis kirjeldatakse biopestitsiidide määratlust ja kategooriat Jaapanis ning klassifitseeritakse biopestitsiidide registreerimine Jaapanis, et anda viiteid biopestitsiidide väljatöötamiseks ja kasutamiseks teistes riikides.
Kuna Jaapanis on põllumaa suhteliselt piiratud pindala, on vaja kasutada rohkem pestitsiide ja väetisi, et suurendada põllukultuuride saagikust pindala kohta. Suure hulga keemiliste pestitsiidide kasutamine on aga suurendanud keskkonnakoormust ning säästva põllumajanduse ja keskkonnaarengu saavutamiseks on eriti oluline kaitsta pinnast, vett, bioloogilist mitmekesisust, maamaastikke ja toiduga kindlustatust. Kuna põllukultuurides esinevad kõrged pestitsiidijäägid, mis põhjustavad rahvahaiguste sagenemist, kipuvad põllumehed ja üldsus kasutama ohutumaid ja keskkonnasõbralikumaid biopestitsiide.
Sarnaselt Euroopa talust lauale algatusega töötas Jaapani valitsus 2021. aasta mais välja rohelise toidusüsteemi strateegia, mille eesmärk on vähendada keemiliste pestitsiidide riskiga kaalutud kasutamist 2050. aastaks 50% võrra ja suurendada maheviljeluspinda 1 miljoni hm2-ni (vastab 25% Jaapani põllumaast). Strateegia eesmärk on tõsta toidu, põllumajanduse, metsanduse ja kalanduse tootlikkust ja jätkusuutlikkust uuenduslike vastupanuvõimemeetmete (MeaDRI), sealhulgas integreeritud kahjuritõrje, täiustatud rakendusmeetodite ja uute alternatiivide väljatöötamise kaudu. 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 võrreldes keemiliste või sünteetiliste pestitsiididega ja üldiselt viitavad pestitsiididele, mis on suhteliselt ohutud või inimestele, keskkonnale ja ökoloogiale sõbralikud, kasutades või põhinevad bioloogilisi ressursse. Vastavalt toimeainete allikale võib biopestitsiidid jagada järgmistesse kategooriatesse: esiteks mikroobse päritoluga pestitsiidid, sealhulgas bakterid, seened, viirused ja algsed bioloogilised loomad (geneetiliselt muundatud) mikroobsed elusorganismid ja nende sekreteeritud metaboliidid; Teine on taimsed pestitsiidid, sealhulgas elustaimed ja nende ekstraktid, taimedesse sisseehitatud kaitseained (geneetiliselt muundatud põllukultuurid); Kolmandaks loomse päritoluga pestitsiidid, sealhulgas elusad entomopaatilised nematoodid, parasiit- ja röövloomad ning loomsed ekstraktid (nagu feromoonid). Ameerika Ühendriigid ja teised riigid klassifitseerivad biopestitsiididena ka looduslikud mineraalsed pestitsiidid, nagu mineraalõli.
Jaapani SEIJ liigitab biopestitsiidid elusorganismide pestitsiidideks ja biogeensete ainete pestitsiidideks ning feromoonid, mikroobsed metaboliidid (põllumajanduslikud antibiootikumid), taimeekstraktid, mineraalse päritoluga pestitsiidid, loomsed ekstraktid (nt lülijalgsete mürk), nanoantikehad ja taimedesse integreeritud pestitsiidid. Jaapani Põllumajandusühistute Föderatsioon liigitab Jaapani biopestitsiidid looduslike vaenlase lülijalgsete, looduslike vaenlase nematoodide, mikroorganismide ja biogeensete ainete hulka ning liigitab mikroorganismideks inaktiveeritud Bacillus thuringiensis ja jätab biopestitsiidide kategooriast välja põllumajanduslikud antibiootikumid. Kuid tegelikus pestitsiidide haldamises määratletakse Jaapani biopestitsiide kitsalt kui bioloogilisi elusaid pestitsiide, st "kahjurite tõrjeks kasutatavaid bioloogilisi tõrjevahendeid, nagu antagonistlikud mikroorganismid, taimepatogeensed mikroorganismid, putukate patogeensed mikroorganismid, putukate parasiitnematoodid, parasiit- ja röövjalgsed". Teisisõnu on Jaapani biopestitsiidid pestitsiidid, mis turustavad toimeainetena elusorganisme, nagu mikroorganismid, entomopaatilised nematoodid ja looduslikud vaenlase organismid, samas kui Jaapanis registreeritud bioloogiliste lähteainete sordid ja tüübid ei kuulu biopestitsiidide kategooriasse. Lisaks sellele ei kuulu Jaapani „Mikroobsete pestitsiidide registreerimise taotlusega seotud ohutuse hindamise testide tulemuste käsitlemise meetmed” kohaselt geneetiliselt muundatud mikroorganismid ja taimed Jaapanis bioloogiliste pestitsiidide haldamise alla. Viimastel aastatel on Põllumajandus-, Metsandus- ja Kalandusministeerium algatanud ka biopestitsiidide ümberhindamise protsessi ning 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 äsja 2022. aastal avaldatud orgaaniliste istutusmaterjalide loend hõlmab kõiki biopestitsiide ja mõningaid bioloogilist päritolu pestitsiide. Jaapani biopestitsiidid on vabastatud lubatud päevase tarbimise (ADI) ja jääkide piirnormide (MRL) kehtestamisest, mida mõlemat võib kasutada Jaapani mahepõllumajanduse standardi (JAS) alusel põllumajandustoodete tootmisel.
2. Ülevaade bioloogiliste pestitsiidide registreerimisest Jaapanis
Biopestitsiidide väljatöötamise ja kasutamise alal juhtiva riigina on Jaapanil suhteliselt täielik pestitsiidide registreerimise haldussüsteem ja suhteliselt rikkalik biopestitsiidide registreerimise valik. Autori statistika kohaselt on Jaapanis 2023. aasta seisuga registreeritud ja tõhusalt 99 bioloogilist pestitsiidipreparaati, mis sisaldavad 47 toimeainet, mis moodustavad ligikaudu 8,5% kõigist registreeritud pestitsiidide toimeainetest. Nende hulgas kasutatakse insektitsiidiks 35 koostisainet (sealhulgas 2 nematotsiidi), steriliseerimiseks kasutatakse 12 koostisainet ning puuduvad herbitsiidid ega muud kasutusalad (joonis 1). Kuigi feromoonid ei kuulu Jaapanis biopestitsiidide kategooriasse, propageeritakse ja kasutatakse neid tavaliselt koos biopestitsiididega orgaanilise istutussisendina.
2.1 Looduslike vaenlaste bioloogilised pestitsiidid
Jaapanis on registreeritud 22 loodusliku vaenlase biopestitsiidide toimeainet, mis jagunevad bioloogiliste liikide ja toimeviisi järgi parasiitputukateks, röövputukateks ja röövlestadeks. Nende hulgas püüavad röövputukad ja röövlestad toiduks kahjulikke putukaid ning parasiitputukad munevad parasiitsetesse kahjuritesse ning nende koorunud vastsed toituvad peremeesorganismist ja arenevad peremeesorganismi tapma. Jaapanis registreeritud parasiitseid hümenoptera putukaid, nagu lehetäi, lehetäi, lehetäi mesilane, lehetäi mesilane, lehetäi mesilane, hemiptera mesilane ja Mylostomus japonicus, kasutatakse peamiselt lehetäide, kärbeste ja valgekärbeste tõrjeks kasvuhoones kasvatatavatel juurviljadel, saakloomlasteks, tiibrikuteks ja tiibrikuteks. kasutatakse lehetäide, tripside ja valgekärbeste tõrjeks kasvuhoones kasvatatavatel köögiviljadel. Röövlestasid kasutatakse peamiselt punase ämbliku, lehtlesta, türofaagi, pleirotarsuse, tripsi ja valgekärbse tõrjeks kasvuhoones kasvatatavatel köögiviljadel, lilledel, viljapuudel, ubadel ja kartulitel, samuti põldudele istutatud köögiviljadel, viljapuudel ja teel. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris Looduslike vaenlaste registreerimine ei olnud näiteks O. sauteris.
2.2 Mikroobsed pestitsiidid
Jaapanis on registreeritud 23 tüüpi mikroobsete pestitsiidide toimeaineid, mis jagunevad vastavalt mikroorganismide tüüpidele ja kasutusaladele viiruslikeks insektitsiidideks/fungitsiidideks, bakteriaalseteks insektitsiidideks/fungitsiidideks ja seente insektitsiidideks/fungitsiidideks. Nende hulgas tapavad või tõrjuvad mikroobsed insektitsiidid kahjureid, nakatades, paljundades ja eritades toksiine. Mikroobsed fungitsiidid kontrollivad patogeenseid baktereid kolonisatsioonikonkurentsi, antimikroobikumide või sekundaarsete metaboliitide sekretsiooni ja taimede resistentsuse esilekutsumise kaudu [1-2, 7-8, 11]. Seente (kiskjate) nematotsiidid Monacrosporium phymatopagum, Mikroobsed fungitsiidid Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, mittepatogeensed Fusarium oxysporum ja Pepper kerge laigulise viirusega nõrgestatud tüvi, Ja mikroobsete pestitsiidide registreerimine, nagu Xanflextroestrisusthom ja p. Drechslera monocerasid ei uuendatud.
2.2.1 Mikroobsed insektitsiidid
Jaapanis registreeritud granulaarseid ja tuumapolühedroidse viiruse insektitsiide kasutatakse peamiselt spetsiifiliste kahjurite, nagu õuna-, tee- ja tee-pikalehe-, ning Streptococcus aureus'e tõrjeks sellistel põllukultuuridel nagu puuviljad, köögiviljad ja oad. Kõige laialdasemalt kasutatava bakteriaalse insektitsiidina kasutatakse Bacillus thuringiensist peamiselt liblikõieliste ja hemipteraliste kahjurite tõrjeks sellistel põllukultuuridel nagu köögiviljad, puuviljad, riis, kartul ja muru. Registreeritud seene-insektitsiididest kasutatakse Beauveria bassianat peamiselt suuõõne närimise ja nõelamise kahjurite, nagu trips, soomusputukad, valged kärbsed, lestad, mardikad, teemandid ja lehetäid köögiviljadel, puuviljadel, männidel ja teel. Beauveria brucei kasutatakse kõrreliste kahjurite, nagu pikk- ja mardikate, tõrjeks viljapuudel, puudel, angelica, kirsiõite ja šiitake seentel. Metarhizium anisopliae, mida kasutatakse tripsi tõrjeks köögiviljade ja mangode kasvuhoones; Paecilomyces furosus ja Paecilopus pectus kasutati valgekärbse, lehetäide ja punase ämbliku tõrjeks kasvuhoones kasvatatud köögiviljades ja maasikates. Seeni kasutatakse valge-kärbeste ja tripside tõrjeks köögiviljade, mangode, krüsanteemide ja lisiflorumi kasvuhoonekasvatuses.
Ainsa Jaapanis registreeritud ja tõhusa mikroobse nematotsiidina kasutatakse Bacillus Pasteurensis punctum'i juurevõsa nematoodide tõrjeks juurviljades, kartulites ja viigimarjades.
2.2.2 Mikrobiotsiidid
Jaapanis registreeritud viirusetaolist fungitsiidi suvikõrvitsa kollaseks muutva Mosaic viiruse nõrgestatud tüve kasutati kurgiga seotud viiruse põhjustatud mosaiiktõve ja fusaariumi närbumise tõrjeks. Jaapanis registreeritud bakterioloogilistest fungitsiididest kasutatakse Bacillus amyloliticat selliste seenhaiguste tõrjeks nagu pruunmädanik, hallhallitus, mustlaiksus, valgetähttõbi, jahukaste, musthallitus, lehehallitus, täpphaigus, valgerooste ja lehemädanik köögiviljadel, puuviljadel, lilledel, humalatel ja tubakal. Bacillus simplexi kasutati riisi bakteriaalse närbumise ja bakteriaalse lehemädaniku ennetamiseks ja raviks. Bacillus subtilist kasutatakse bakteriaalsete ja seenhaiguste tõrjeks, nagu hallhallitus, jahukaste, musttähetõbi, riisitõbi, lehehallitus, mustlaiksus, lehemädanik, valgelaiksus, täpp, vähktõbi, lehemädanik, musthallitushaigus, pruunlaiktõbi, lehemädanik ja köögiviljade, puuviljade, riisi, lillede ja dekoratiivtaimede, ccbao bakteriaalne täpphaigus. seened. Pehme mädaniku porgandi alamliigi Erwenella mittepatogeenseid tüvesid kasutatakse köögiviljade, tsitrusviljade, tsüklienide ja kartulite pehme mädaniku ja vähktõve tõrjeks. Pseudomonas fluorescensit kasutatakse mädaniku, mustmädaniku, bakteriaalse mustmädaniku ja õienupumädaniku tõrjeks lehtköögiviljadel. Pseudomonas roseni kasutatakse pehme mädaniku, mustmädaniku, mädaniku, õiepungade mädaniku, bakteriaalse täpi, bakteriaalse mustlaiksuse, bakteriaalse perforatsiooni, bakteriaalse pehme mädaniku, bakteriaalse varrepõletiku, bakteriaalse oksapõletiku ja bakteriaalse vähi tõrjeks juur- ja puuviljadel. Phagocytophage mirabile'i kasutatakse ristõieliste juurviljade juurte tursehaiguse tõrjeks ning kollase korvbakterit kasutatakse jahukaste, musthallituse, siberi katku, lehehallituse, hallhallituse, riisipõletiku, bakteriaalse lehemädaniku, bakteriaalse närbumise, pruuntriibu, halva seemikute haiguse ning seemikute, maasikate ja juurviljade ning juur- ja juurviljade kasvu soodustamiseks. Lactobacillus plantarum’i kasutatakse köögiviljade ja kartulite pehme mädaniku tõrjeks. Jaapanis registreeritud fungitsiididest kasutati Scutellaria microscutellat juurviljade sklerootiumimädaniku, tallis ja küüslaugu mustmädaniku mädaniku ennetamiseks ja tõrjeks. Trichoderma viridis’t kasutatakse bakteriaalsete ja seenhaiguste, nagu riisipõletik, bakteriaalne pruuntriibuline haigus, lehemädanik ja riisilaiksus, samuti sparglililla vööttõbi ja tubakavalge siiditõbi, tõrjeks.
2.3 Entomopatogeensed nematoodid
Jaapanis on tõhusalt registreeritud kahte liiki entomopatogeenseid nematoodid ja nende insektitsiidsed mehhanismid [1–2, 11] hõlmavad peamiselt sissetungimasinate kahjustusi, toitumistarbimist ja koerakkude kahjustuste lagunemist ning toksiine eritavaid sümbiootilisi baktereid. Jaapanis registreeritud Steinernema carpocapsae ja S. glaseri kasutatakse peamiselt maguskartulite, oliivide, viigimarjade, lillede ja lehestiku taimede, kirsiõite, ploomide, virsikute, punaste marjade, õunte, seente, köögiviljade, muru ja hõlmikpuu putukakahjurite tõrjeks, nagu Megalophora, Grael Red Weeslowestro, Grael Red Weeslowestro, Olive Red Weeslowestro, Star Longicornis, Peach Neck-neck Weestro, Udon Nematophora, Double tufted Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, jaapani kirsipuurohi, virsiku väike toiduuss, aculema Japonica ja punane seen. Entomopatogeense nematoodi S. kushidai registreerimist ei pikendatud.
3. Kokkuvõte ja väljavaade
Jaapanis on biopestitsiidid olulised toiduga kindlustatuse tagamiseks, keskkonna ja bioloogilise mitmekesisuse kaitsmiseks ning jätkusuutliku põllumajandusarengu säilitamiseks. Erinevalt sellistest riikidest ja piirkondadest nagu Ameerika Ühendriigid, Euroopa Liit, Hiina ja Vietnam [1, 7-8] on Jaapani biopestitsiidid kitsalt määratletud kui geneetiliselt muundamata elusad biotõrjevahendid, mida saab kasutada orgaaniliste taimede sisenditena. Praegu on Jaapanis registreeritud ja tõhusad 47 bioloogilist pestitsiidi, mis kuuluvad looduslike vaenlaste, mikroorganismide ja putukate patogeensete nematoodide hulka ning mida kasutatakse kahjulike lülijalgsete, taimede parasiitnematoodide ja patogeenide ennetamiseks ja tõrjeks kasvuhoones kasvatamisel ning põllukultuuridel, nagu köögiviljad, puuviljad, riis, teepuud ja dekoratiivpuud. Kuigi nende biopestitsiidide eelisteks on kõrge ohutus, madal risk ravimiresistentsuse tekkeks, kahjurite eneseotsimine või korduv parasiitide hävitamine soodsates tingimustes, pikk efektiivsusperiood ja tööjõu kokkuhoid, on neil ka puudusi, nagu halb stabiilsus, aeglane efektiivsus, halb ühilduvus, kontrollispekter ja kitsas kasutusperiood. Teisest küljest on Jaapanis biopestitsiidide registreerimiseks ja kasutamiseks mõeldud põllukultuuride ja kontrolliobjektide valik samuti suhteliselt piiratud ning see ei saa asendada keemilisi pestitsiide, et saavutada täielikku tõhusust. Statistika järgi [3] moodustas 2020. aastal Jaapanis kasutatavate biopestitsiidide väärtus vaid 0,8%, mis oli tunduvalt väiksem kui registreeritud toimeainete arvu osakaal.
Pestitsiidide tööstuse peamise arengusuunana tulevikus hakatakse rohkem uurima ja arendama ning registreerima põllumajandustootmiseks biopestitsiide. Koos bioloogiateaduse ja -tehnoloogia edenemisega ning biopestitsiidide uurimis- ja arendustegevuse kulueelise, toiduohutuse ja -kvaliteedi paranemise, keskkonnakoormuse ja põllumajanduse säästva arengu nõuetega kasvab Jaapani biopestitsiidide turg jätkuvalt kiiresti. Inkwood Researchi hinnangul kasvab Jaapani biopestitsiidide turg aastatel 2017–2025 22,8% aastase kasvumääraga ja 2025. aastal peaks see jõudma 729 miljoni dollarini. Rohelise toidusüsteemi strateegia rakendamisega on Jaapani põllumeestel kasutusel biopestitsiidid.
Postitusaeg: mai-14-2024