Биопестициди су један од важних алата за спровођење „Стратегије зеленог система хране“ у Јапану. Овај рад описује дефиницију и категорију биопестицида у Јапану и класификује регистрацију биопестицида у Јапану, како би се пружила референца за развој и примену биопестицида у другим земљама.
Због релативно ограничене површине расположивог пољопривредног земљишта у Јапану, неопходно је применити више пестицида и ђубрива како би се повећали приноси усева по површини. Међутим, примена великог броја хемијских пестицида повећала је оптерећење животне средине, а посебно је важно заштитити земљиште, воду, биодиверзитет, руралне пејзаже и безбедност хране како би се постигао одрживи пољопривредни и еколошки развој. Са високим остацима пестицида у усевима што доводи до повећања броја јавних болести, пољопривредници и јавност имају тенденцију да користе безбедније и еколошки прихватљивије биопестициде.
Слично европској иницијативи „Од фарме до трпезе“, јапанска влада је у мају 2021. године развила „Стратегију зеленог система хране“ која има за циљ да смањи употребу хемијских пестицида пондерисану ризиком за 50% до 2050. године и повећа површину органске производње на 1 милион хм² (што је еквивалентно 25% површине пољопривредног земљишта у Јапану). Стратегија има за циљ да побољша продуктивност и одрживост хране, пољопривреде, шумарства и рибарства кроз иновативне мере отпорности (MeaDRI), укључујући интегрисано управљање штеточинама, побољшане методе примене и развој нових алтернатива. Међу њима, најважнији је развој, примена и промоција интегрисаног управљања штеточинама (IPM), а биопестициди су један од важних алата.
1. Дефиниција и категорија биопестицида у Јапану
Биопестициди су сродни хемијским или синтетичким пестицидима и генерално се односе на пестициде који су релативно безбедни или пријатељски настројени према људима, животној средини и екологији, користећи или се заснивају на биолошким ресурсима. Према извору активних састојака, биопестициди се могу поделити у следеће категорије: прво, пестициди микробног порекла, укључујући бактерије, гљивице, вирусе и оригиналне биолошке животиње (генетски модификоване), живе микробне организме и њихове излучене метаболите; друго, пестициди биљног порекла, укључујући живе биљке и њихове екстракте, заштитне агенсе уграђене у биљке (генетски модификовани усеви); треће, пестициди животињског порекла, укључујући живе ентомопатске нематоде, паразитске и предаторске животиње и животињске екстракте (као што су феромони). Сједињене Америчке Државе и друге земље такође класификују пестициде природног минералног порекла, као што је минерално уље, као биопестициде.
Јапански SEIJ класификује биопестициде у пестициде живих организама и биогене супстанце као пестициде, а феромоне, микробне метаболите (пољопривредне антибиотике), биљне екстракте, пестициде минералног порекла, животињске екстракте (као што је отров зглавкара), наноантитела и заштитне агенсе уграђене у биљке класификује као биогене супстанце као пестициде. Федерација пољопривредних задруга Јапана класификује јапанске биопестициде у природне непријатеље зглавкарца, природне непријатеље нематоде, микроорганизме и биогене супстанце, а инактивирани Bacillus thuringiensis класификује као микроорганизме и искључује пољопривредне антибиотике из категорије биопестицида. Међутим, у стварном управљању пестицидима, јапански биопестициди су уско дефинисани као биолошки живи пестициди, односно „биолошки агенси за контролу као што су антагонистички микроорганизми, биљни патогени микроорганизми, инсектопатогени микроорганизми, инсектопаразитске нематоде, паразитски и предаторски зглавкарци који се користе за контролу штеточина“. Другим речима, јапански биопестициди су пестициди који комерцијализују живе организме као што су микроорганизми, ентомопатске нематоде и природни непријатељски организми као активне састојке, док сорте и врсте биолошких изворних супстанци регистроване у Јапану не спадају у категорију биопестицида. Поред тога, према јапанским „Мерама за обраду резултата тестова процене безбедности у вези са захтевом за регистрацију микробних пестицида“, генетски модификовани микроорганизми и биљке нису под управом биолошких пестицида у Јапану. Последњих година, Министарство пољопривреде, шумарства и рибарства је такође покренуло процес поновне евалуације биопестицида и развило нове стандарде за нерегистрацију биопестицида како би се смањила могућност да примена и ширење биопестицида могу проузроковати значајну штету станишту или расту животиња и биљака у животној средини.
Новообјављена „Листа органских пестицида за садњу“ коју је 2022. године објавило јапанско Министарство пољопривреде, шумарства и рибарства обухвата све биопестициде и неке пестициде биолошког порекла. Јапански биопестициди су изузети од утврђивања дозвољеног дневног уноса (ADI) и максималних граница остатака (MRL), а оба се могу користити у производњи пољопривредних производа према Јапанском стандарду органске пољопривреде (JAS).
2. Преглед регистрације биолошких пестицида у Јапану
Као водећа земља у развоју и примени биопестицида, Јапан има релативно комплетан систем управљања регистрацијом пестицида и релативно богат избор регистрованих биопестицида. Према статистици аутора, од 2023. године, у Јапану је регистровано и ефикасно 99 биолошких пестицидних препарата, који садрже 47 активних састојака, што чини око 8,5% укупних активних састојака регистрованих пестицида. Међу њима, 35 састојака се користи за инсектициде (укључујући 2 нематоцида), 12 састојака се користи за стерилизацију, а нема хербицида или других употреба (Слика 1). Иако феромони не спадају у категорију биопестицида у Јапану, они се обично промовишу и примењују заједно са биопестицидима као органски инпути за садњу.
2.1 Биолошки пестициди природних непријатеља
У Јапану је регистровано 22 активна састојка биопестицида природних непријатеља, који се могу поделити на паразитске инсекте, предаторске инсекте и предаторске гриње према биолошким врстама и начину деловања. Међу њима, предаторски инсекти и предаторске гриње лове штетне инсекте ради хране, а паразитски инсекти полажу јаја у паразитским штеточинама и њихове излегле ларве хране се на домаћину и развијају се да би убиле домаћина. Паразитски инсекти хименоптера, као што су биљне ваши, лисне ваши, лисне ваши, хемиптера пчела и Mylostomus japonicus, регистровани у Јапану, углавном се користе за сузбијање лисних вашки, мува и белих мушица на поврћу које се гаји у пластеницима, а пленници хризоптера, стеница, бубамара и трипс се углавном користе за сузбијање лисних вашки, трипса и белих мушица на поврћу које се гаји у пластеницима. Предаторске гриње се углавном користе за сузбијање црвеног паука, лисног гриња, тирофага, плеуротарсуса, трипса и белих мушица на поврћу, цвећу, воћкама, пасуљу и кромпиру узгајаном у пластеницима, као и на поврћу, воћкама и чају засађеном на пољима. Anicetus beneficus, Pseudaphycus malinus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, дегенеранс (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris). Регистрација природних непријатеља као што је O. sauteri није обновљена.
2.2 Микробни пестициди
У Јапану је регистровано 23 врсте активних састојака микробних пестицида, које се могу поделити на вирусне инсектициде/фунгициде, бактеријске инсектициде/фунгициде и гљивичне инсектициде/фунгициде према врстама и употреби микроорганизама. Међу њима, микробни инсектициди убијају или контролишу штеточине инфицирањем, размножавањем и лучењем токсина. Микробни фунгициди контролишу патогене бактерије путем конкуренције у колонизацији, лучења антимикробних средстава или секундарних метаболита и индуковања отпорности биљака [1-2, 7-8, 11]. Гљивични (предаторски) нематоциди Monacrosporium phymatopagum, микробни фунгициди Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, непатогени Fusarium oxysporum и атенуирани сој вируса благе пегавости паприке, а регистрација микробних пестицида као што су Xanthomonas campestris pv.retroflexus и Drechslera monoceras није обновљена.
2.2.1 Микробни инсектициди
Инсектициди на бази грануларног и нуклеарног полиедроидног вируса регистровани у Јапану углавном се користе за сузбијање специфичних штеточина као што су јабукови лишајеви, чајни лишајеви и чајни дуголисни лишајеви, као и Streptococcus aureus на усевима као што су воће, поврће и пасуљ. Као најшире коришћени бактеријски инсектицид, Bacillus thuringiensis се углавном користи за сузбијање лептирских и хемиптерских штеточина на усевима као што су поврће, воће, пиринач, кромпир и травњак. Међу регистрованим гљивичним инсектицидима, Beauveria bassiana се углавном користи за сузбијање штеточина које жваћу и убоду у устима, као што су трипси, штитасте жваке, беле мушице, гриње, бубе, дијамантске и биљне ваши на поврћу, воћу, боровима и чају. Beauveria brucei се користи за сузбијање штеточина колеоптера као што су лонгицепси и бубе на воћкама, дрвећу, анђелики, цветовима трешње и шитаке печуркама. Metarhizium anisopliae се користи за сузбијање трипса у узгоју поврћа и манга у пластеницима; Гљивице Paecilomyces furosus и Paecilopus pectus коришћене су за сузбијање белих мушица, биљних ваши и црвеног паука код поврћа и јагода узгајаних у пластеницима. Гљивица се користи за сузбијање белих мушица и трипса у узгоју поврћа, манга, хризантема и лизифлорума у пластеницима.
Као једини микробни нематоцид регистрован и ефикасан у Јапану, Bacillus Pasteurensis punctum се користи за сузбијање нематода корена поврћа, кромпира и смокава.
2.2.2 Микробиоциди
Вирус-слични фунгицид, атенуирани сој вируса жућења тиквица, регистрован у Јапану, коришћен је за сузбијање мозаичне болести и фузаријумског увенућа изазваног вирусом сродним краставцу. Међу бактериолошким фунгицидима регистрованим у Јапану, Bacillus amylolitica се користи за сузбијање гљивичних болести као што су смеђа трулеж, сива плесан, црна плесан, болест беле звездасте болести, пепелница, црна плесан, плесан лишћа, пегавост, бела рђа и плесан лишћа на поврћу, воћу, цвећу, хмељу и дувану. Bacillus simplex је коришћен за превенцију и лечење бактеријског увенућа и бактеријске плесан пиринча. Bacillus subtilis се користи за сузбијање бактеријских и гљивичних болести као што су сива плесан, пепелница, болест црне звездасте болести, пиринчана бомба, плесан лишћа, црна плесан, плесан лишћа, бела пегавост, пегавост, болест рака, плесан, болест црне плесан, болест смеђе пегавости, црна плесан лишћа и бактеријска пегавост поврћа, воћа, пиринча, цвећа и украсних биљака, пасуља, кромпира, хмеља, дувана и печурака. Непатогени сојеви подврсте шаргарепе Erwenella меке трулежи користе се за сузбијање меке трулежи и болести рака на поврћу, цитрусима, цикламу и кромпиру. Pseudomonas fluorescens се користи за сузбијање трулежи, црне трулежи, бактеријске црне трулежи и трулежи цветних пупољака на лиснатом поврћу. Pseudomonas roseni се користи за сузбијање меке трулежи, црне трулежи, трулежи цветних пупољака, бактеријске пегавости, бактеријске црне пегавости, бактеријске перфорације, бактеријске меке трулежи, бактеријске пегавости стабљике, бактеријске пегавости грана и бактеријског рака на поврћу и воћу. Phagocytophage mirabile се користи за сузбијање болести отока корена код крсташног поврћа, а жуте корпе се користе за сузбијање пепелнице, црне плесни, антракса, плесни листа, сиве плесни, пиринчане експлозије, бактеријске пегавости, бактеријског увенућа, смеђих пруга, болести лошег садница и болести садница на поврћу, јагодама и пиринчу, и подстичу раст корена усева. Lactobacillus plantarum се користи за сузбијање меке трулежи на поврћу и кромпиру. Међу фунгицидима регистрованим у Јапану, Scutellaria microscutella је коришћена за превенцију и контролу склероцијумске трулежи код поврћа, црне трулежи код младог лука и белог лука. Trichoderma viridis се користи за контролу бактеријских и гљивичних болести као што су пламењача пиринча, бактеријска болест смеђих пруга, пламењача лишћа и пиринчана бомба, као и болест љубичастих пруга шпаргле и болест беле свиле дувана.
2.3 Ентомопатогене нематоде
У Јапану су ефикасно регистроване две врсте ентомопатогених нематода, а њихови инсектицидни механизми [1-2, 11] углавном укључују оштећење механизама инвазије, потрошњу хранљивих материја и оштећење ћелија ткива, као и симбиотске бактерије које луче токсине. Steinernema carpocapsae и S. glaseri, регистроване у Јапану, углавном се користе на слатком кромпиру, маслинама, смоквама, цветним и лиснатим биљкама, цветовима трешње, шљивама, бресквама, црвеном воћу, јабукама, печуркама, поврћу, травњаку и гинку. Сузбијање инсеката штеточина као што су Megalophora, маслинова вестро, црна вестро грожђа, црвена палмина вестро, жута звездаста лонгикорнис, бресквина вестро са вратом, удонска нематофа, двоструко чупава лепидофора, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, јапански бушач трешње, мали прехрамбени црв брескве, aculema japonica и црвена гљивица. Регистрација ентомопатогене нематоде S. kushidai није обновљена.
3. Резиме и перспективе
У Јапану, биопестициди су важни за обезбеђивање безбедности хране, заштиту животне средине и биодиверзитета, као и за одржавање одрживог развоја пољопривреде. За разлику од земаља и региона као што су Сједињене Америчке Државе, Европска унија, Кина и Вијетнам [1, 7-8], јапански биопестициди су уско дефинисани као негенетски модификовани живи биоконтролни агенси који се могу користити као органски инпути за садњу. Тренутно је у Јапану регистровано и ефикасно 47 биолошких пестицида, који спадају у природне непријатеље, микроорганизме и инсектопатогене нематоде, а користе се за превенцију и контролу штетних зглавка, биљних паразитских нематода и патогена на узгоју у пластеницима и пољским усевима као што су поврће, воће, пиринач, чајно дрвеће, дрвеће, цвеће и украсне биљке и травњаци. Иако ови биопестициди имају предности високе безбедности, ниског ризика од резистенције на лекове, самопроналажења или поновљеног паразитског уклањања штеточина под повољним условима, дугог периода ефикасности и уштеде рада, они такође имају недостатке као што су лоша стабилност, спора ефикасност, лоша компатибилност, спектар контроле и уски период употребе. С друге стране, распон усева и објеката контроле за регистрацију и примену биопестицида у Јапану је такође релативно ограничен и не може заменити хемијске пестициде ради постизања пуне ефикасности. Према статистици [3], у 2020. години, вредност биопестицида који се користе у Јапану износила је само 0,8%, што је далеко ниже од удела регистрованог броја активних састојака.
Као главни правац развоја индустрије пестицида у будућности, биопестициди се све више истражују, развијају и региструју за пољопривредну производњу. Уз напредак биолошке науке и технологије и истакнуту предност истраживања и развоја биопестицида у погледу трошкова, побољшање безбедности и квалитета хране, оптерећење животне средине и захтеве одрживог развоја пољопривреде, јапанско тржиште биопестицида наставља брзо да расте. Inkwood Research процењује да ће јапанско тржиште биопестицида расти по просечној годишњој стопи раста од 22,8% од 2017. до 2025. године и очекује се да ће достићи 729 милиона долара 2025. године. Са имплементацијом „Стратегије зеленог система хране“, биопестициди се користе код јапанских пољопривредника.
Време објаве: 14. мај 2024.