Biopestisidit ovat yksi tärkeimmistä työkaluista "Green Food System -strategian" toteuttamisessa Japanissa. Tässä artikkelissa kuvataan biotorjunta-aineiden määritelmää ja luokkaa Japanissa ja luokitellaan biotorjunta-aineiden rekisteröinti Japanissa, jotta voidaan tarjota viitettä biotorjunta-aineiden kehittämiseen ja käyttöön muissa maissa.
Koska Japanissa on suhteellisen vähän käytettävissä olevaa viljelysmaata, on tarpeen käyttää enemmän torjunta-aineita ja lannoitteita, jotta sadon pinta-ala kasvaisi. Useiden kemiallisten torjunta-aineiden käyttö on kuitenkin lisännyt ympäristökuormitusta, ja kestävän maatalouden ja ympäristön kehityksen saavuttamiseksi on erityisen tärkeää suojella maaperää, vettä, biologista monimuotoisuutta, maaseutumaisemia ja elintarviketurvaa. Koska viljelykasveissa on paljon torjunta-ainejäämiä, mikä johtaa lisääntyviin kansantautitapauksiin, maanviljelijät ja yleisö käyttävät yleensä turvallisempia ja ympäristöystävällisempiä biotorjunta-aineita.
Euroopan maalta ruokapöytään -aloitteen tapaan Japanin hallitus kehitti toukokuussa 2021 "vihreän ruokajärjestelmän strategian", jonka tavoitteena on vähentää kemiallisten torjunta-aineiden riskipainotettua käyttöä 50 % vuoteen 2050 mennessä ja kasvattaa luomuviljelyala 1 miljoonaan hm2 (vastaa 25 % Japanin viljelysmaasta). Strategialla pyritään lisäämään elintarvikkeiden, maatalouden, metsätalouden ja kalastuksen tuottavuutta ja kestävyyttä innovatiivisilla Resilience-toimenpiteillä (MeaDRI), mukaan lukien integroitu tuholaistorjunta, parannetut levitysmenetelmät ja uusien vaihtoehtojen kehittäminen. Niistä tärkein on integroidun tuholaistorjunnan (IPM) kehittäminen, soveltaminen ja edistäminen, ja biotorjunta-aineet ovat yksi tärkeimmistä työkaluista.
1. Biopestidien määritelmä ja luokka Japanissa
Biotorjunta-aineet ovat sukua kemiallisille tai synteettisille torjunta-aineille, ja niillä tarkoitetaan yleensä torjunta-aineita, jotka ovat suhteellisen turvallisia tai ystävällisiä ihmisille, ympäristölle ja ekologialle, käyttäen biologisia resursseja tai perustuen niihin. Vaikuttavien aineiden lähteen mukaan biotorjunta-aineet voidaan jakaa seuraaviin luokkiin: ensinnäkin mikrobiperäiset torjunta-aineet, mukaan lukien bakteerit, sienet, virukset ja alkuperäiset biologiset eläimet (geneettisesti muunnetut mikrobit) ja niiden erittämät metaboliitit; toiseksi kasviperäiset torjunta-aineet, mukaan lukien elävät kasvit ja niiden uutteet, kasvien suoja-aineet (geneettisesti muunnetut viljelykasvit); kolmanneksi eläinperäiset torjunta-aineet, mukaan lukien elävät entomopatiasukkulamadot, lois- ja petoeläimet sekä eläinuutteet (kuten feromonit). Yhdysvallat ja muut maat luokittelevat myös luonnollisista mineraaliperäisistä torjunta-aineista, kuten mineraaliöljystä, peräisin olevat torjunta-aineet biotorjunta-aineiksi.
Japanin SEIJ luokittelee biopestisidit elävien organismien torjunta-aineisiin ja biogeenisten aineiden torjunta-aineisiin ja luokittelee feromonit, mikrobien aineenvaihduntatuotteet (maatalouden antibiootit), kasviuutteet, kivennäisperäiset torjunta-aineet, eläinuutteet (kuten niveljalkaisten myrkky), nanovasta-aineet ja kasveihin upotetut torjunta-aineet. Japanin maatalousosuuskuntien liitto luokittelee japanilaiset biopestisidit luonnollisiin vihollisen niveljalkaisiin, luonnollisiin vihollissukkulamatoihin, mikro-organismeihin ja biogeenisiin aineisiin ja luokittelee inaktivoidun Bacillus thuringiensis -bakteerin mikro-organismeiksi ja sulkee maatalouden antibiootit biotorjunta-aineiden kategoriasta. Kuitenkin varsinaisessa torjunta-ainehoidossa japanilaiset biopestisidit määritellään suppeasti biologisiksi eläviksi torjunta-aineiksi, toisin sanoen "biologiset torjunta-aineet, kuten antagonistiset mikro-organismit, kasvien patogeeniset mikro-organismit, hyönteisten patogeeniset mikro-organismit, hyönteisloissukkulamadot, loiset ja petolliset niveljalkaiset, joita käytetään tuholaisten torjuntaan". Toisin sanoen japanilaiset biopestisidit ovat torjunta-aineita, jotka kaupallistavat aktiivisina aineina eläviä organismeja, kuten mikro-organismeja, entomopaattisia sukkulamatoja ja luonnollisia vihollisorganismeja, kun taas Japanissa rekisteröidyt biologisten lähdeaineiden lajikkeet ja tyypit eivät kuulu biotorjunta-aineiden luokkaan. Lisäksi Japanin "Mikrobisten torjunta-aineiden rekisteröintihakemukseen liittyvien turvallisuusarviointitestien tulosten käsittelyä koskevat toimenpiteet" mukaan geneettisesti muunnetut mikro-organismit ja kasvit eivät ole Japanissa biologisten torjunta-aineiden hallinnassa. Maa-, metsä- ja kalatalousministeriö on viime vuosina käynnistänyt myös biotorjunta-aineiden uudelleenarviointiprosessin ja kehittänyt uusia standardeja biotorjunta-aineiden rekisteröimättä jättämiselle vähentääkseen mahdollisuutta, että biotorjunta-aineiden levittäminen ja leviäminen aiheuttaisi merkittäviä vahinkoja elinympäristölle tai eläinten ja kasvien kasvulle elinympäristössä.
Japanin maatalous-, metsä- ja kalatalousministeriön vuonna 2022 julkaisema "List of Organic Inputs Inputs" -luettelo kattaa kaikki biopestisidit ja jotkin biologista alkuperää olevat torjunta-aineet. Japanilaiset biopestisidit ovat vapautettuja sallitun päivittäisen saannin (ADI) ja jäämien enimmäisrajojen (MRL) vahvistamisesta, joita molempia voidaan käyttää maataloustuotteiden tuotannossa Japanin luonnonmukaisen maatalousstandardin (JAS) mukaisesti.
2. Yleiskatsaus biologisten torjunta-aineiden rekisteröintiin Japanissa
Biotorjunta-aineiden kehittämisen ja käytön johtavana maana Japanilla on suhteellisen täydellinen torjunta-aineiden rekisteröinnin hallintajärjestelmä ja suhteellisen rikas valikoima biotorjunta-aineiden rekisteröintiä. Kirjoittajan tilastojen mukaan Japanissa on vuonna 2023 rekisteröity ja tehokas 99 biologista torjunta-ainevalmistetta, jotka sisältävät 47 tehoainetta, mikä vastaa noin 8,5 % kaikista rekisteröityjen torjunta-aineiden tehoaineista. Niistä 35 ainesosaa käytetään hyönteismyrkkynä (mukaan lukien 2 sukkulamadomyrkkyä), 12 ainesosaa käytetään sterilointiin, eikä rikkakasvien torjunta-aineita tai muita käyttötarkoituksia ole (kuva 1). Vaikka feromonit eivät kuulu biotorjunta-aineiden luokkaan Japanissa, niitä yleensä mainostetaan ja käytetään yhdessä biotorjunta-aineiden kanssa orgaanisina istutuspanoksina.
2.1 Luonnollisten vihollisten biologiset torjunta-aineet
Japanissa on rekisteröity 22 luonnollisten vihollisten biotorjunta-aineiden aktiivista ainesosaa, jotka voidaan jakaa biologisten lajien ja vaikutustavan mukaan loishyönteisiin, petohyönteisiin ja petopunkkeihin. Niiden joukossa petohyönteiset ja petopunkit saalistavat haitallisia hyönteisiä ravinnoksi, ja loishyönteiset munivat loistarholaisia ja niiden kuoriutuneet toukat syövät isäntä ja kehittyvät tappamaan isännän. Japaniin rekisteröityjä loisia aiheuttavia hymenoptera-hyönteisiä, kuten kirvamehiläinen, kirvamehiläinen, kirvamehiläinen, kirvamehiläinen, kirvamehiläinen, hemiptera mehiläinen ja Mylostomus japonicus, käytetään pääasiassa kasvihuoneviljeltyjen vihannesten, kärpästen ja valkoperhosten torjuntaan, ja pääosin saalistaja, buugsgybghry ja buugsgybgry käytetään kirvojen, ripsien ja valkokärpästen torjuntaan kasvihuoneessa viljellyissä vihanneksissa. Petopunkkeja käytetään pääasiassa punahämähäkin, lehtipunkkien, tyrofagin, pleurotarsuksen, ripsien ja valkokärpäsen torjuntaan kasvihuoneessa viljellyissä vihanneksissa, kukissa, hedelmäpuissa, papuissa ja perunoissa sekä pelloille istutetuissa vihanneksissa, hedelmäpuissa ja teessä. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris Luonnollisten vihollisten rekisteröinti ei ollut, kuten O. sauteri.
2.2 Mikrobitorjunta-aineet
Japanissa on rekisteröity 23 erilaista mikrobien torjunta-aineiden aktiivista ainesosaa, jotka voidaan jakaa virushyönteismyrkkyihin/fungisideihin, bakteerihyönteismyrkkyihin/fungisideihin ja sienihyönteismyrkkyihin/fungisideihin mikro-organismien tyypin ja käyttötarkoituksen mukaan. Niiden joukossa mikrobiset hyönteismyrkyt tappavat tai torjuvat tuholaisia saastuttamalla, lisääntymällä ja erittämällä myrkkyjä. Mikrobisienimyrkyt kontrolloivat patogeenisiä bakteereja kolonisaatiokilpailun, mikrobilääkkeiden tai sekundääristen metaboliittien erittymisen ja kasvien resistenssin indusoinnin avulla [1-2, 7-8, 11]. Sienten (saalisperäisten) sukkulamatojen torjunta-aineet Monacrosporium phymatopagum, mikrobisienten torjunta-aineet Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, ei-patogeeninen Fusarium oxysporum ja Pepper mild mottle -viruksen heikennetty kanta, Ja mikrobisten torjunta-aineiden, kuten p. Drechslera monoceroja ei uusittu.
2.2.1 Mikrobiset hyönteismyrkyt
Japanissa rekisteröityjä rakeisia ja ydinpolyhedroidiviruksen hyönteismyrkkyjä käytetään pääasiassa tiettyjen tuholaisten, kuten omenasilsan, teesilsan ja teen pitkälehtisen silsan, sekä Streptococcus aureuksen torjuntaan viljelykasveilla, kuten hedelmillä, vihanneksilla ja papuilla. Laajimmin käytettynä bakteeri-hyönteismyrkkynä Bacillus thuringiensis -bakteeria käytetään pääasiassa perhosten ja hemiptera-tuholaisten torjuntaan viljelykasveilla, hedelmillä, riisillä, perunoilla ja nurmikolla. Rekisteröityjen sieni-hyönteismyrkkyjen joukossa Beauveria bassianaa käytetään pääasiassa pureskeltavien ja pistelevien suukappaleiden tuholaisten, kuten ripsien, suomihyönteisten, valkokärpästen, punkkien, kovakuoriaisten, timanttien ja kirvojen torjuntaan vihanneksilla, hedelmillä, mäntyillä ja teellä. Beauveria brucei -tuholaisia käytetään torjuntaan hedelmäpuissa, puissa, enkelissä, kirsikankukissa ja shiitake-sienissä koleoptera-tuholaisia, kuten pitkäpäisiä ja kovakuoriaisia. Metarhizium anisopliae, jota käytetään ripsien torjuntaan vihannesten ja mangojen kasvihuoneviljelyssä; Paecilomyces furosus ja Paecilopus pectus käytettiin valkokärpästen, kirvojen ja punahämähäkkien torjuntaan kasvihuoneviljeltyissä vihanneksissa ja mansikoissa. Sientä käytetään valkokärpästen ja ripsien torjuntaan vihannesten, mangojen, krysanteemien ja lisiflorumin kasvihuoneviljelyssä.
Bacillus Pasteurensis punctum on ainoa Japanissa rekisteröity ja tehokas mikrobisukkulamatojen torjuntaan vihanneksissa, perunoissa ja viikunoissa.
2.2.2 Mikrobiosidit
Japanissa rekisteröityä viruksen kaltaista fungisidiä kesäkurpitsan keltaisuutta aiheuttavaa Mosaic-viruksen heikennettyä kantaa käytettiin kurkkuperäisen viruksen aiheuttaman Mosaic-taudin ja fusarium-lakhtumisen torjuntaan. Japanissa rekisteröidyistä bakteriologisista sienitautien torjunta-aineista Bacillus amyloliticaa käytetään sienitautien, kuten ruskeamätä, harmaahome, mustarutto, valkotähtihome, härmäsieni, mustahome, lehtihome, pilkkutauti, valkoruoste ja lehtirutto vihanneksilla, hedelmillä, kukilla, humalalla ja tupakassa, torjuntaan. Bacillus simplexiä käytettiin riisin bakteerilakastumisen ja bakteeriruton ehkäisyyn ja hoitoon. Bacillus subtilista käytetään bakteeri- ja sienitautien torjuntaan, kuten harmaahome, härmäsieni, mustatähtitauti, riisirutto, lehtihome, mustarutto, lehtirutto, valkotäplä, pilkku, rutto, rutto, mustahometta, ruskeapilkkutauti, mustalehtirutto ja vihannesten, hedelmien, riisin, kukkien ja koristekasvien, kukkien ja koristekasvien bakteeripilkkutauti. sieniä. Erwenella-porkkanan alalajin ei-patogeenisiä kantoja käytetään vihannesten, sitrushedelmien, cycleenin ja perunan pehmeämädän ja syöpätaudin torjuntaan. Pseudomonas fluorescens -bakteeria käytetään torjumaan lehtivihannesten mätää, mustamätää, bakteerien aiheuttamaa mustamätää ja kukkanuppumätää. Pseudomonas rosenia käytetään vihannesten ja hedelmien pehmeämädän, mustamädän, kukkanuppumätän, bakteeripilkun, bakteerien mustan täplän, bakteeriperforaation, bakteeripehmytmädan, bakteerivarren ruton, bakteeri-oksaruton ja bakteerisyövän torjuntaan. Phagocytophage mirabilea käytetään ristikukkaisten vihannesten juuriturvotustaudin torjuntaan ja keltakoribakteereja härmän, mustahomeen, pernaruton, lehtihomeen, harmaahomeen, riisirutto, bakteerirutto, bakteerilakastuminen, ruskea juova, pahan taimitaudin ja taimien, mansikoiden ja mansikoiden torjuntaan. Lactobacillus plantarum -bakteeria käytetään vihannesten ja perunoiden pehmeämädän torjumiseen. Japanissa rekisteröidyistä sienitautien torjunta-aineista Scutellaria microscutellaa käytettiin vihannesten sklerotiummädän, kampasipulin ja valkosipulin mustamädän estämiseen ja torjuntaan. Trichoderma viridistä käytetään torjumaan bakteeri- ja sienitauteja, kuten riisiruttoa, bakteeritarttumaa, lehtiruttoa ja riisiruttotaudia, sekä parsan purppuraviiratautia ja tupakan valkosilkkitautia.
2.3 Entomopatogeeniset sukkulamadot
Japanissa on rekisteröity kaksi entomopatogeenisten sukkulamatojen lajia, ja niiden hyönteismyrkkymekanismit [1-2, 11] liittyvät pääasiassa invaasiokoneistovaurioihin, ravinnon kulutukseen ja kudosvaurioiden hajoamiseen sekä myrkkyjä erittäviin symbioottisiin bakteereihin. Japanissa rekisteröityjä Steinernema carpocapsae ja S. glaseri käytetään pääasiassa bataattien, oliivien, viikunoiden, kukkien ja lehtikasvien, kirsikankukkien, luumujen, persikoiden, punaisten marjojen, omenoiden, sienten, vihannesten, turpeen ja neidonhiuspuun torjuntaan. Tuhohyönteisten torjunta, kuten Megalophora, Graafilla Red Weeslowestro, Olive Red Weeslowestro, Star Longicornis, Peach Neck-neck Weestro, Udon Nematophora, kaksoistuftainen Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, japanilainen kirsikkapuun kaivo, persikka pieni ruokamato, aculema Japonica ja punainen sieni. Entomopatogeenisen sukkulamadon S. kushidai rekisteröintiä ei uusittu.
3. Yhteenveto ja näkymät
Japanissa biopestisidit ovat tärkeitä elintarviketurvan varmistamisessa, ympäristön ja biologisen monimuotoisuuden suojelemisessa sekä kestävän maatalouden kehityksen ylläpitämisessä. Toisin kuin Yhdysvallat, Euroopan unioni, Kiina ja Vietnam [1, 7-8], japanilaiset biopestisidit määritellään suppeasti geneettisesti muunnetuiksi eläviksi biotorjunta-aineiksi, joita voidaan käyttää orgaanisina istutuspanoksina. Tällä hetkellä Japanissa on rekisteröity ja tehokas 47 biologista torjunta-ainetta, jotka kuuluvat luonnollisiin vihollisiin, mikro-organismeihin ja hyönteispatogeenisiin sukkulamadoihin ja joita käytetään haitallisten niveljalkaisten, kasvien loisankeroisten ja taudinaiheuttajien ehkäisyyn ja torjuntaan kasvihuoneviljelyssä ja peltokasveissa, kuten vihanneksissa, hedelmissä, riisin, teekukkien ja koristepuiden. Vaikka näiden biotorjunta-aineiden etuna on korkea turvallisuus, alhainen lääkeresistenssin riski, tuholaisten itsensä etsiminen tai toistuva loisten eliminointi suotuisissa olosuhteissa, pitkä tehoaika ja työvoiman säästö, niillä on myös haittoja, kuten huono stabiilisuus, hidas tehokkuus, huono yhteensopivuus, kontrollispektri ja kapea käyttöikkuna. Toisaalta Japanissa biotorjunta-aineiden rekisteröintiin ja käyttöön tarkoitettujen viljelykasvien ja valvontaobjektien valikoima on myös suhteellisen rajallinen, eikä se voi korvata kemiallisia torjunta-aineita täyden tehokkuuden saavuttamiseksi. Tilastojen mukaan [3] vuonna 2020 Japanissa käytettyjen biotorjunta-aineiden arvo oli vain 0,8 %, mikä oli paljon pienempi kuin aktiivisten ainesosien rekisteröidyn lukumäärän osuus.
Kasvinsuojeluaineteollisuuden tulevaisuuden pääkehityssuuntana biotorjunta-aineita tutkitaan, kehitetään ja rekisteröidään entistä enemmän maataloustuotantoon. Yhdessä biologisen tieteen ja teknologian kehityksen ja biotorjunta-ainetutkimuksen ja -kehityksen kustannusedun, elintarvikkeiden turvallisuuden ja laadun parantamisen, ympäristökuormituksen ja maatalouden kestävän kehityksen vaatimusten kanssa Japanin biotorjunta-ainemarkkinat kasvavat edelleen nopeasti. Inkwood Research arvioi, että Japanin biopestisidimarkkinat kasvavat 22,8 %:n vuotuisella kasvuvauhdilla vuosina 2017–2025, ja sen odotetaan saavuttavan 729 miljoonaa dollaria vuonna 2025. Green Food System -strategian käyttöönoton myötä biotorjunta-aineita käytetään japanilaisilla viljelijöillä.
Postitusaika: 14.5.2024