A biopeszticidek a „Zöld Élelmiszerrendszer Stratégia” japánországi megvalósításának egyik fontos eszközei. Ez a tanulmány a biopeszticidek japán definícióját és kategóriáját ismerteti, valamint osztályozza a biopeszticidek japán regisztrációját, hogy referenciát nyújtson a biopeszticidek más országokban történő fejlesztéséhez és alkalmazásához.
Mivel Japánban viszonylag korlátozott a rendelkezésre álló termőföld, több növényvédő szert és műtrágyát kell alkalmazni a területenkénti terméshozam növelése érdekében. A nagyszámú kémiai növényvédő szer alkalmazása azonban növelte a környezeti terhelést, és különösen fontos a talaj, a víz, a biológiai sokféleség, a vidéki tájak és az élelmezésbiztonság védelme a fenntartható mezőgazdasági és környezeti fejlődés elérése érdekében. Mivel a növényekben található magas növényvédőszer-maradványok a közbetegségek számának növekedéséhez vezetnek, a gazdálkodók és a lakosság hajlamosabbak biztonságosabb és környezetbarátabb biopeszticideket használni.
Az európai „termelőtől a villáig” kezdeményezéshez hasonlóan a japán kormány 2021 májusában kidolgozott egy „Zöld Élelmiszerrendszer Stratégiát”, amelynek célja, hogy 2050-re 50%-kal csökkentse a kémiai növényvédő szerek kockázattal súlyozott használatát, és az ökológiai gazdálkodásba bevont területet 1 millió hektárra növelje (ami Japán mezőgazdasági területének 25%-ával egyenértékű). A stratégia célja az élelmiszeripar, a mezőgazdaság, az erdőgazdálkodás és a halászat termelékenységének és fenntarthatóságának fokozása innovatív ellenálló képességet növelő intézkedések (MeaDRI) révén, beleértve az integrált növényvédelmet, a továbbfejlesztett alkalmazási módszereket és az új alternatívák kidolgozását. Ezek közül a legfontosabb az integrált növényvédelem (IPM) fejlesztése, alkalmazása és előmozdítása, és a biopeszticidek az egyik fontos eszköz.
1. A biopeszticidek meghatározása és kategóriája Japánban
A biopeszticidek a kémiai vagy szintetikus peszticidekhez tartoznak, és általában olyan peszticidekre vonatkoznak, amelyek viszonylag biztonságosak vagy barátságosak az emberekre, a környezetre és az ökológiára nézve, biológiai erőforrásokat használva vagy azokon alapulva. A hatóanyagok forrása szerint a biopeszticidek a következő kategóriákba sorolhatók: először is, mikrobiális eredetű peszticidek, beleértve a baktériumokat, gombákat, vírusokat és az eredeti biológiai állatokat (genetikailag módosított), a mikrobiális élő szervezeteket és azok kiválasztott metabolitjait; második, növényi eredetű peszticidek, beleértve az élő növényeket és azok kivonatait, a növényekbe ágyazott védőanyagokat (genetikailag módosított növények); harmadik, állati eredetű peszticidek, beleértve az élő entomopatikus fonálférgeket, a parazita és ragadozó állatokat, valamint az állati kivonatokat (például feromonokat). Az Egyesült Államok és más országok a természetes ásványi eredetű peszticideket, például az ásványi olajat is biopeszticidnek minősítik.
A japán SEIJ a biopeszticideket élőlényekre ható peszticidekként és biogén anyagokra, a feromonokat, mikrobiális metabolitokat (mezőgazdasági antibiotikumok), növényi kivonatokat, ásványi eredetű peszticideket, állati kivonatokat (például ízeltlábúak mérgét), nanoantitesteket és növényekbe ágyazott védőanyagokat pedig biogén anyagokra ható peszticidként osztályozza. A Japán Mezőgazdasági Szövetkezetek Szövetsége a japán biopeszticideket természetes ellenséges ízeltlábúakra, természetes ellenséges fonálférgekre, mikroorganizmusokra és biogén anyagokra, az inaktivált Bacillus thuringiensis-t pedig mikroorganizmusként osztályozza, és kizárja a mezőgazdasági antibiotikumokat a biopeszticidek kategóriájából. A tényleges peszticid-gazdálkodásban azonban a japán biopeszticideket szűken biológiai élő peszticidként definiálják, azaz „biológiai védekező szerek, mint például antagonista mikroorganizmusok, növényi kórokozó mikroorganizmusok, rovarkórokozó mikroorganizmusok, rovarparazita fonálférgek, parazita és ragadozó ízeltlábúak, amelyeket kártevők irtására használnak”. Más szóval, a japán biopeszticidek olyan peszticidek, amelyek élő szervezeteket, például mikroorganizmusokat, entomopatikus fonálférgeket és természetes ellenséges organizmusokat forgalmaznak hatóanyagként, míg a Japánban regisztrált biológiai eredetű anyagok fajtái és típusai nem tartoznak a biopeszticidek kategóriájába. Ezenkívül Japán „A mikrobiális peszticidek regisztrációjára vonatkozó kérelmekhez kapcsolódó biztonsági értékelési tesztek eredményeinek kezelésére vonatkozó intézkedések” szerint a géntechnológiával módosított mikroorganizmusok és növények nem tartoznak a biológiai peszticidek kezelésébe Japánban. Az elmúlt években a Mezőgazdasági, Erdészeti és Halászati Minisztérium is kezdeményezte a biopeszticidek újraértékelési folyamatát, és új szabványokat dolgozott ki a biopeszticidek regisztrációmentességére, hogy csökkentse annak lehetőségét, hogy a biopeszticidek alkalmazása és elterjedése jelentős károkat okozhat az állatok és növények élőhelyében vagy növekedésében az élő környezetben.
A japán Mezőgazdasági, Erdészeti és Halászati Minisztérium által 2022-ben kiadott „Ökológiai termesztési anyagok listája” minden biopeszticidet és néhány biológiai eredetű peszticidet is tartalmaz. A japán biopeszticidek mentesülnek a megengedhető napi bevitel (ADI) és a maximális szermaradvány-határértékek (MRL) meghatározása alól, amelyek mindkettő felhasználható mezőgazdasági termékek előállításában a japán ökológiai mezőgazdasági szabvány (JAS) értelmében.
2. A biológiai peszticidek japán regisztrációjának áttekintése
A biopeszticidek fejlesztésében és alkalmazásában vezető szerepet betöltő országként Japán viszonylag teljes peszticid-nyilvántartási rendszerrel és viszonylag gazdag biopeszticid-nyilvántartási választékkal rendelkezik. A szerző statisztikái szerint 2023-ban 99 biológiai peszticid készítmény volt regisztrálva és hatékony Japánban, 47 hatóanyaggal, ami a regisztrált peszticidek összes hatóanyagának körülbelül 8,5%-át teszi ki. Ezek közül 35 összetevőt rovarirtó szerként (köztük 2 fonálféreg-irtót), 12 összetevőt sterilizálásra használnak, és nincsenek gyomirtók vagy egyéb felhasználási módok (1. ábra). Bár a feromonok Japánban nem tartoznak a biopeszticidek kategóriájába, általában a biopeszticidekkel együtt népszerűsítik és alkalmazzák őket szerves növénytermesztési segédanyagként.
2.1 Természetes ellenségek biológiai növényvédő szerek
Japánban 22 féle természetes ellenséges biopeszticid hatóanyagot regisztráltak, amelyek biológiai fajok és hatásmechanizmus szerint parazita rovarokra, ragadozó rovarokra és ragadozó atkákra oszthatók. Közülük a ragadozó rovarok és a ragadozó atkák táplálékként káros rovarokat fogyasztanak, a parazita rovarok pedig petéznek a parazita kártevőkben, és kikelt lárváik a gazdaszervezeten táplálkoznak, majd a gazdaszervezet elpusztítására fejlődnek. A Japánban regisztrált parazita hártyásszárnyú rovarokat, mint például a levéltetű, a levéltetű méz, a levéltetű méz, a levéltetű méz, a levéltetű méz, a félszárnyú méh és a Mylostomus japonicus, főként az üvegházi zöldségek levéltetveinek, legyeinek és fehérlegyeinek irtására használják, míg a zsákmányszerző rovarokat, a bábot, a poloskát, a katicabogárt és a tripszeket főként az üvegházi zöldségek levéltetveinek, tripszeinek és fehérlegyeinek irtására használják. A ragadozó atkákat elsősorban a vörös pókatka, levélatka, tirophage, pleurotarsus, tripszek és fehérlegyek irtására használják üvegházban termesztett zöldségeken, virágokon, gyümölcsfákon, babon és burgonyán, valamint a szántóföldeken ültetett zöldségeken, gyümölcsfákon és teán. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris. A természetes ellenségek, például az O. sauteri regisztrációját nem újították meg.
2.2 Mikrobiális peszticidek
Japánban 23-féle mikrobiális növényvédőszer-hatóanyag van regisztrálva, amelyek a mikroorganizmusok típusa és felhasználása szerint vírusos rovarirtó/fungicidekre, bakteriális rovarirtó/fungicidekre és gombaölő/fungicidekre oszthatók. Ezek közül a mikrobiális rovarirtó szerek a kártevők elpusztításával, szaporodásával és toxinok kiválasztásával ölik meg vagy irtják azokat. A mikrobiális gombaölő szerek a kórokozó baktériumokat kolonizációs versengés, antimikrobiális szerek vagy másodlagos metabolitok szekréciója és növényi rezisztencia indukciója révén irtják [1-2, 7-8, 11]. Gombás (ragadozó) fonálférgek: Monacrosporium phymatopagum, mikrobiális gombaölő szerek: Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, nem patogén Fusarium oxysporum és a paprika enyhe foltosságát csökkentő vírus attenuált törzs. A mikrobiális növényvédő szerek, például a Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus és a Drechslera monoceras regisztrációját nem újították meg.
2.2.1 Mikrobiális rovarirtó szerek
A Japánban regisztrált granulált és nukleáris poliéderes vírus rovarirtó szereket főként bizonyos kártevők, például az alma-ótvar, a tea-ótvar és a tea hosszúlevelű ótvar, valamint a Streptococcus aureus irtására használják olyan növényeken, mint a gyümölcsök, zöldségek és bab. A legszélesebb körben használt bakteriális rovarirtó szerként a Bacillus thuringiensis-t főként a lepke- és félszárnyú rovarok irtására használják olyan növényeken, mint a zöldségek, gyümölcsök, rizs, burgonya és gyep. A regisztrált gombaölő rovarirtó szerek közül a Beauveria bassiana-t főként a rágó és csípő szájszerveket károsító kártevők, például tripszek, pajzstetvek, fehérlegyek, atkák, bogarak, gyémántbogarak és levéltetvek irtására használják zöldségeken, gyümölcsökön, fenyőkön és teán. A Beauveria brucei-t a bogarak, például a hosszúfejű bogarak és más rovarok irtására használják gyümölcsfákon, fákon, angyalgyökérben, cseresznyevirágzásban és shiitake gombában. A Metarhizium anisopliae-t a tripszek irtására használják zöldségek és mangók üvegházi termesztésében; A Paecilomyces furosus és a Paecilopus pectus gombákat üvegházi zöldség- és szamócatermesztésben a fehérlegyek, a levéltetvek és a vörös pók irtására használták. A gomba a fehérlegyek és a tripszek irtására szolgál zöldség-, mangó-, krizantém- és lizinvirágtermesztésben.
A Bacillus Pasteurensis punctum az egyetlen Japánban regisztrált és hatékony mikrobiális fonálféreg-irtó szer, amelyet zöldségek, burgonya és füge gyökérgubacs-fonálféreg elleni védekezésre használnak.
2.2.2 Mikrobiocidok
A Japánban regisztrált, vírusszerű gombaölő szerként használt cukkini sárgulást okozó Mosaic vírus attenuált törzsét az uborkához kapcsolódó vírus okozta mozaikbetegség és fuzárium hervadás elleni védekezésre használták. A Japánban regisztrált bakteriológiai gombaölő szerek közül a Bacillus amylolitica-t olyan gombás betegségek irtására használják, mint a barna rothadás, a szürkepenész, a feketepenész, a csillagvész, a lisztharmat, a feketepenész, a levélpenész, a foltosság, a fehér rozsda és a levélpenész zöldségeken, gyümölcsökön, virágokon, komlón és dohányon. A Bacillus simplex-et a rizs bakteriális hervadásának és bakteriális foltosodásának megelőzésére és kezelésére használták. A Bacillus subtilis-t olyan bakteriális és gombás betegségek irtására használják, mint a szürkepenész, a lisztharmat, a feketepenész, a csillagvész, a rizsrozsda, a levélpenész, a feketepenész, a levélpenész, a fehér foltosodás, a pettyesség, az féregjáratok, a feketepenész, a barna foltosodás, a feketelevél-elhalás és a zöldségek, gyümölcsök, rizs, virágok és dísznövények, bab, burgonya, komló, dohány és gombák. Az Erwenella lágyrothadást okozó sárgarépa alfaj nem patogén törzseit a zöldségek, citrusfélék, ciklik és burgonya lágyrothadása és afta elleni védekezésre használják. A Pseudomonas fluorescens a leveles zöldségek rothadásának, feketerothadásának, bakteriális feketerothadásának és virágrügyrothadásának irtására szolgál. A Pseudomonas roseni a zöldségek és gyümölcsök lágyrothadása, feketerothadása, rothadása, virágrügyrothadása, baktériumos foltosság, bakteriális feketefoltosság, bakteriális perforáció, bakteriális lágyrothadás, bakteriális szárrothadás, bakteriális ágrothadása és bakteriális afta elleni védekezésre szolgál. A Phagocytophage mirabile a keresztesvirágú zöldségek gyökérduzzanat-betegségének, míg a sárga kosárbaktériumok a lisztharmat, feketepenész, lépfene, levélpenész, szürkepenész, rizsrothadás, bakteriális rothadás, bakteriális hervadás, barna csíkosság, rossz palántabetegség és a zöldségek, eper és rizs palántarothadása elleni védekezésre, valamint a növények gyökereinek növekedésének elősegítésére szolgálnak. A Lactobacillus plantarumot a zöldségek és burgonya lágyrothadása elleni védekezésre használják. A Japánban regisztrált gombaölő szerek közül a Scutellaria microscutellát használták a zöldségek szkleróciumos rothadásának, a mogyoróhagyma és a fokhagyma feketerothadásának megelőzésére és leküzdésére. A Trichoderma viridist bakteriális és gombás betegségek, például rizsvész, bakteriális barna csíkosságbetegség, levélvész és rizsrothadás, valamint a spárga bíbor csíkosságbetegsége és a dohány fehér selyemkórja ellen használják.
2.3 Rovarkórokozó fonálférgek
Két hatékony entomopatogén fonálféreg-faj létezik Japánban, amelyek rovarölő mechanizmusai [1-2, 11] főként az inváziós gépek károsodását, a tápanyagfogyasztást és a szöveti sejtek károsodását, szétesését, valamint a szimbiotikus baktériumok toxinjainak kiválasztását foglalják magukban. A Japánban regisztrált Steinernema carpocapsae és S. glaseri főként édesburgonya, olajbogyó, füge, virágok és lombozat, cseresznyevirág, szilva, őszibarack, piros bogyós gyümölcsök, alma, gomba, zöldség, gyep és ginkgo növényen használják. Rovarkártevők, például Megalophora, olajbogyó-weestro, szőlő fekete weestro, vörös pálma weestro, sárga csillag longicornis, őszibarack nyaknyakú weestro, udon nematophora, dupla bojtos lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, japán cseresznyefafúró, őszibarack kis ételféreg, aculema japonica és vörös gomba irtására szolgálnak. Az entomopatogén fonálféreg, S. kushidai regisztrációját nem újították meg.
3. Összefoglalás és kitekintés
Japánban a biopeszticidek fontosak az élelmezésbiztonság, a környezet és a biológiai sokféleség védelme, valamint a fenntartható mezőgazdasági fejlődés fenntartása szempontjából. Ellentétben olyan országokkal és régiókkal, mint az Egyesült Államok, az Európai Unió, Kína és Vietnam [1, 7-8], a japán biopeszticideket szűken definiálják, mint nem genetikailag módosított élő biokontroll szereket, amelyek szerves növényi alapanyagként használhatók. Jelenleg 47 biológiai peszticid van regisztrálva és hatékony Japánban, amelyek a természetes ellenségekhez, mikroorganizmusokhoz és rovarkórokozó fonálférgekhez tartoznak, és a káros ízeltlábúak, növényi parazita fonálférgek és kórokozók megelőzésére és irtására szolgálnak üvegházi termesztésben és szántóföldi növényeken, például zöldségeken, gyümölcsökön, rizsen, teafákon, fákon, virágokon és dísznövényeken, valamint gyepeken. Bár ezeknek a biopeszticideknek az előnyei a magas biztonság, a gyógyszerrezisztencia alacsony kockázata, a kártevők önkereső vagy ismételt parazita-eltávolítása kedvező körülmények között, a hosszú hatékonysági időszak és a munkaerő-megtakarítás, hátrányaik is vannak, mint például a gyenge stabilitás, a lassú hatékonyság, a rossz kompatibilitás, a kontroll spektrum és a szűk felhasználási ablak. Másrészt Japánban a biopeszticidek regisztrációjához és alkalmazásához szükséges növények és ellenőrző objektumok köre is viszonylag korlátozott, és nem helyettesíthetik a kémiai peszticideket a teljes hatékonyság elérése érdekében. A statisztikák [3] szerint 2020-ban a Japánban felhasznált biopeszticidek értéke mindössze 0,8%-ot tett ki, ami jóval alacsonyabb, mint a regisztrált hatóanyagok számának aránya.
A peszticidipar jövőbeli fő fejlődési irányaként a biopeszticidek egyre nagyobb mértékben lesznek kutatva, fejlesztve és regisztrálva a mezőgazdasági termelésben. A biológiai tudomány és technológia fejlődésével, valamint a biopeszticid-kutatás és -fejlesztés költségelőnyeinek előtérbe kerülésével, az élelmiszerbiztonság és -minőség javulásával, a környezeti terheléssel és a mezőgazdasági fenntartható fejlődési követelményekkel párosulva Japán biopeszticid-piaca továbbra is gyorsan növekszik. Az Inkwood Research becslései szerint a japán biopeszticid-piac 2017 és 2025 között 22,8%-os összetett éves növekedési ütemmel fog növekedni, és várhatóan 2025-re eléri a 729 millió dollárt. A „Zöld Élelmiszerrendszer Stratégia” végrehajtásával a japán gazdálkodók biopeszticideket használnak.
Közzététel ideje: 2024. május 14.