Biopesticidai yra viena iš svarbių priemonių įgyvendinant „Žaliosios maisto sistemos strategiją“ Japonijoje. Šiame straipsnyje aprašomas biopesticidų apibrėžimas ir kategorija Japonijoje, taip pat klasifikuojama biopesticidų registracija Japonijoje, siekiant pateikti nuorodas biopesticidų kūrimui ir taikymui kitose šalyse.
Dėl santykinai riboto dirbamos žemės ploto Japonijoje būtina naudoti daugiau pesticidų ir trąšų, siekiant padidinti pasėlių derlių viename plote. Tačiau daugybės cheminių pesticidų naudojimas padidino aplinkos naštą, todėl ypač svarbu apsaugoti dirvožemį, vandenį, biologinę įvairovę, kaimo kraštovaizdžius ir aprūpinimą maistu, siekiant tvaraus žemės ūkio ir aplinkos vystymosi. Dėl didelio pesticidų likučių kiekio pasėliuose daugėja visuomenės ligų, todėl ūkininkai ir visuomenė linkę naudoti saugesnius ir ekologiškesnius biopesticidus.
Panašiai kaip ir Europos iniciatyva „Nuo ūkio iki stalo“, Japonijos vyriausybė 2021 m. gegužės mėn. parengė „Žaliosios maisto sistemos strategiją“, kuria siekiama iki 2050 m. 50 % sumažinti cheminių pesticidų naudojimą pagal riziką ir padidinti ekologinio ūkininkavimo plotą iki 1 milijono hm2 (tai atitinka 25 % Japonijos dirbamos žemės ploto). Strategija siekiama padidinti maisto, žemės ūkio, miškininkystės ir žuvininkystės produktyvumą ir tvarumą taikant novatoriškas atsparumo didinimo priemones (MeaDRI), įskaitant integruotą kenkėjų kontrolę, patobulintus taikymo metodus ir naujų alternatyvų kūrimą. Svarbiausia iš jų yra integruotos kenkėjų kontrolės (IPM) kūrimas, taikymas ir skatinimas, o biopesticidai yra viena iš svarbių priemonių.
1. Biopesticidų apibrėžimas ir kategorija Japonijoje
Biopesticidai yra giminingi cheminiams arba sintetiniams pesticidams ir paprastai reiškia pesticidus, kurie yra gana saugūs arba draugiški žmonėms, aplinkai ir ekologijai, naudojantys biologinius išteklius arba pagrįsti jais. Pagal veikliųjų medžiagų šaltinį biopesticidus galima suskirstyti į šias kategorijas: pirma, mikrobinės kilmės pesticidai, įskaitant bakterijas, grybelius, virusus ir originalius biologinius gyvūnus (genetiškai modifikuotus), mikrobinius gyvus organizmus ir jų išskiriamus metabolitus; antra, augalinės kilmės pesticidai, įskaitant gyvus augalus ir jų ekstraktus, augaluose esančias apsaugos priemones (genetiškai modifikuotus augalus); trečia, gyvūninės kilmės pesticidai, įskaitant gyvus entomopatinius nematodus, parazitinius ir plėšriuosius gyvūnus bei gyvūnų ekstraktus (pvz., feromonus). Jungtinės Valstijos ir kitos šalys taip pat priskiria natūralios mineralinės kilmės pesticidus, tokius kaip mineralinė alyva, biopesticidams.
Japonijos Žemės ūkio institutas (SEIJ) biopesticidus klasifikuoja kaip gyvų organizmų pesticidus ir biogeninių medžiagų pesticidus, o feromonus, mikrobų metabolitus (žemės ūkio antibiotikus), augalų ekstraktus, iš mineralų gautus pesticidus, gyvūnų ekstraktus (pvz., nariuotakojų nuodus), nanoantikūnus ir augaluose esančias apsaugos priemones – kaip biogeninių medžiagų pesticidus. Japonijos žemės ūkio kooperatyvų federacija japoniškus biopesticidus klasifikuoja kaip natūralius nariuotakojus, natūralius nematodus, mikroorganizmus ir biogenines medžiagas, o inaktyvuotas Bacillus thuringiensis priskiria mikroorganizmams ir neįtraukia žemės ūkio antibiotikų į biopesticidų kategoriją. Tačiau faktiniame pesticidų valdyme japoniški biopesticidai siaurai apibrėžiami kaip gyvi biologiniai pesticidai, t. y. „biologinės kontrolės priemonės, tokios kaip antagonistiniai mikroorganizmai, augalų patogeniniai mikroorganizmai, vabzdžių patogeniniai mikroorganizmai, vabzdžių parazitinės nematodos, parazitiniai ir plėšrūniški nariuotakojai, naudojami kenkėjams kontroliuoti“. Kitaip tariant, japoniški biopesticidai yra pesticidai, kurie komercializuoja gyvus organizmus, tokius kaip mikroorganizmai, entomopatinės nematodos ir natūralūs priešo organizmai, kaip veikliąsias medžiagas, o Japonijoje registruotos biologinių šaltinių medžiagų veislės ir tipai nepriklauso biopesticidų kategorijai. Be to, remiantis Japonijos „Priemonėmis, skirtomis mikrobinių pesticidų registracijos paraiškos saugos vertinimo bandymų rezultatų tvarkymui“, genetiškai modifikuoti mikroorganizmai ir augalai Japonijoje nėra biologinių pesticidų valdymo objektas. Pastaraisiais metais Žemės ūkio, miškininkystės ir žuvininkystės ministerija taip pat pradėjo pakartotinio biopesticidų vertinimo procesą ir parengė naujus biopesticidų neregistravimo standartus, siekdama sumažinti galimybę, kad biopesticidų naudojimas ir plitimas gali padaryti didelę žalą gyvūnų ir augalų buveinei ar augimui gyvenamojoje aplinkoje.
Japonijos žemės ūkio, miškininkystės ir žuvininkystės ministerijos 2022 m. paskelbtame „Ekologiškų sodinimo priemonių sąraše“ yra visi biopesticidai ir kai kurie biologinės kilmės pesticidai. Japonijos biopesticidams netaikomi leidžiamos paros normos (ADI) ir didžiausių leistinų likučių kiekių (MRL) nustatymo reikalavimai, ir abu šie kiekiai gali būti naudojami žemės ūkio produktų gamyboje pagal Japonijos ekologinės žemdirbystės standartą (JAS).
2. Biologinių pesticidų registracijos Japonijoje apžvalga
Būdama pirmaujančia šalimi biopesticidų kūrimo ir taikymo srityje, Japonija turi gana išsamią pesticidų registracijos valdymo sistemą ir gana didelę biopesticidų registracijų įvairovę. Remiantis autoriaus statistika, 2023 m. Japonijoje buvo registruoti ir veiksmingi 99 biologiniai pesticidų preparatai, kuriuose yra 47 veikliosios medžiagos, sudarančios apie 8,5 % visų registruotų pesticidų veikliųjų medžiagų. Iš jų 35 ingredientai naudojami insekticidams (įskaitant 2 nematocidus), 12 ingredientų naudojami sterilizavimui, o herbicidų ar kitų panaudojimo būdų nėra (1 pav.). Nors feromonai Japonijoje nepriklauso biopesticidų kategorijai, jie paprastai reklamuojami ir naudojami kartu su biopesticidais kaip organinės sodinimo medžiagos.
2.1 Biologiniai natūralių priešų pesticidai
Japonijoje registruoti 22 natūralių priešų biopesticidų veikliosios medžiagos, kurias pagal biologines rūšis ir veikimo būdą galima suskirstyti į parazitinius vabzdžius, plėšriuosius vabzdžius ir plėšriąsias erkes. Tarp jų plėšrūnieji vabzdžiai ir plėšriosios erkės minta kenksmingais vabzdžiais maistui, o parazitiniai vabzdžiai deda kiaušinėlius parazitiniuose kenkėjuose, o jų išsiritusios lervos minta šeimininku ir vystosi, kad jį sunaikintų. Japonijoje registruoti parazitiniai plėviasparniai vabzdžiai, tokie kaip amarai, amarų bitės, amarų bitės, amarų bitės, amarų bitės, amarų bitės, blakės ir Mylostomus japonicus, daugiausia naudojami amarų, musių ir baltasparnių kontrolei šiltnamiuose auginamose daržovėse, o grobis chrizoptera, blakės, boružės ir tripsai daugiausia naudojami amarų, tripsų ir baltasparnių kontrolei šiltnamiuose auginamose daržovėse. Plėšriosios erkės daugiausia naudojamos raudonosioms voratinklinėms erkėms, lapinėms erkėms, tirofagams, pleurotarsams, tripsams ir baltasparniams naikinti ant daržovių, gėlių, vaismedžių, pupelių ir bulvių, auginamų šiltnamiuose, taip pat ant daržovių, vaismedžių ir arbatmedžių, pasodintų laukuose. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris. Natūralių priešų, tokių kaip O. sauteri, registracija nebuvo atnaujinta.
2.2 Mikrobiniai pesticidai
Japonijoje registruotos 23 rūšių mikrobinių pesticidų veikliosios medžiagos, kurias pagal mikroorganizmų tipus ir panaudojimą galima suskirstyti į virusinius insekticidus/fungicidus, bakterinius insekticidus/fungicidus ir grybelinius insekticidus/fungicidus. Tarp jų mikrobiniai insekticidai naikina arba kontroliuoja kenkėjus užkrėsdami, daugindamiesi ir išskirdami toksinus. Mikrobiniai fungicidai kontroliuoja patogenines bakterijas kolonizacijos konkurencijos, antimikrobinių medžiagų arba antrinių metabolitų išskyrimo ir augalų atsparumo indukcijos būdu [1-2, 7-8, 11]. Grybiniai (plėšrūnų) nematocidai Monacrosporium phymatopagum, mikrobiniai fungicidai Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, nepatogeniniai Fusarium oxysporum ir susilpnintas pipirų švelniosios margligės viruso štamas, o mikrobinių pesticidų, tokių kaip Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus ir Drechslera monoceras, registracijos nebuvo atnaujintos.
2.2.1 Mikrobiniai insekticidai
Japonijoje registruoti granuliuoti ir branduoliniai daugiasluoksniai virusiniai insekticidai daugiausia naudojami specifiniams kenkėjams, tokiems kaip obelų grybelis, arbatžolės ir arbatžolės ilgalapės grybelis, taip pat Streptococcus aureus, kontroliuoti tokiuose augaluose kaip vaisiai, daržovės ir pupelės. Bacillus thuringiensis, kaip plačiausiai naudojamas bakterinis insekticidas, daugiausia naudojamas lepidopterinių ir blakės kenkėjams kontroliuoti tokiuose augaluose kaip daržovės, vaisiai, ryžiai, bulvės ir durpės. Iš registruotų grybinių insekticidų Beauveria bassiana daugiausia naudojamas kramtomiesiems ir geliančiosioms burnos organų kenkėjams, tokiems kaip tripsai, skydamariai, baltasparniai, erkės, vabalai, rombai ir amarai, kontroliuoti daržovėse, vaisiuose, pušyse ir arbatoje. Beauveria brucei naudojamas kovablakių kenkėjams, tokiems kaip ilgagalviai ir vabalai, kontroliuoti vaismedžiuose, šventagaršvėse, vyšnių žieduose ir šiitake grybuose. Metarhizium anisopliae naudojamas tripsams kontroliuoti šiltnamiuose auginant daržoves ir mangus; Šiltnamiose daržovėse ir braškėse baltasparniams, amarams ir raudoniesiems vorams naikinti buvo panaudoti Paecilomyces furosus ir Paecilopus pectus. Grybelis naudojamas baltasparniams ir tripsams naikinti šiltnamiuose auginamose daržovėse, mangais, chrizantemomis ir lizungliais.
Bacillus Pasteurensis punctum, vienintelis Japonijoje registruotas ir veiksmingas mikrobinis nematocidas, naudojamas šakniagumbių nematodų kontrolei daržovėse, bulvėse ir figose.
2.2.2 Mikrobiocidai
Japonijoje registruotas susilpnintas į virusą panašus fungicidas cukinijų geltimo mozaikos viruso štamas buvo naudojamas mozaikos ligai ir fuzarioziniam vytuliui, kurį sukelia su agurkais susijęs virusas, kontroliuoti. Iš Japonijoje registruotų bakteriologinių fungicidų Bacillus amylolitica naudojamas grybelinėms ligoms, tokioms kaip rudasis puvinys, pilkasis puvinys, juodoji margaspalvė liga, baltoji žvaigždėtegė, miltligė, juodasis puvinys, lapų pelėsis, dėmėtligė, baltosios rūdys ir lapų maras, kontroliuoti daržovėse, vaisiuose, gėlėse, apyniuose ir tabake. Bacillus simplex buvo naudojamas ryžių bakterinio vytulio ir bakterinio maro profilaktikai ir gydymui. Bacillus subtilis naudojamas bakterinėms ir grybelinėms ligoms, tokioms kaip pilkasis puvinys, miltligė, juodoji margaspalvė liga, ryžių pūstis, lapų miltligė, juodoji maras, lapų maras, baltoji dėmėtligė, dėmėtligė, aftaligė, maras, juodasis puvinys, rudoji dėmėtligė, juodųjų lapų maras ir bakterinė dėmėtligė daržovėse, vaisiuose, ryžiuose, gėlėse ir dekoratyviniuose augaluose, pupelėse, bulvėse, apyniuose, tabake ir grybuose, kontroliuoti. Nepatogeninės Erwenella morkų minkštojo puvinio porūšio atmainos naudojamos daržovių, citrusinių vaisių, cikleeno ir bulvių minkštajam puviniui ir vėžiui kontroliuoti. Pseudomonas fluorescens naudojamas lapinių daržovių puviniui, juodajam puviniui, bakteriniam juodajam puviniui ir žiedpumpurių puviniui kontroliuoti. Pseudomonas roseni naudojamas minkštajam puviniui, juodajam puviniui, puviniui, žiedpumpurių puviniui, bakterinei dėmėtligei, bakterinei juodajai dėmėtligei, bakterinei perforacijai, bakteriniam minkštajam puviniui, bakterinei stiebų marui, bakterinei šakų marui ir bakterinėms vėžiui kontroliuoti daržovėse ir vaisiuose. Phagocytophage mirabile naudojamas kryžmažiedžių daržovių šaknų brinkimo ligai kontroliuoti, o geltonosios krepšelio bakterijos naudojamos miltligei, juodajam puviniui, juodligei, lapų pelėsiui, pilkajam puviniui, ryžių marui, bakterinei marui, bakteriniam vytuliui, rudosioms dryžligėms, blogųjų daigų ligai ir daigų marui kontroliuoti daržovėse, braškėse ir ryžiuose, taip pat skatina augalų šaknų augimą. Lactobacillus plantarum naudojamas daržovių ir bulvių minkštajam puviniui kontroliuoti. Iš Japonijoje registruotų fungicidų Scutellaria microscutella buvo naudojamas daržovėse esančio skleročių puvinio, laiškiniuose česnakuose esančio juodojo puvinio ir puvinio profilaktikai bei kontrolei. Trichoderma viridis naudojamas bakterinėms ir grybelinėms ligoms, tokioms kaip ryžių maras, bakterinė rudoji dryžligė, lapų maras ir ryžių maras, taip pat šparagų purpurinė dryžligė ir tabako baltojo šilko liga, kontroliuoti.
2.3 Entomopatogeninės nematodos
Japonijoje veiksmingai užregistruotos dvi entomopatogeninių nematodų rūšys, o jų insekticidiniai mechanizmai [1–2, 11] daugiausia apima invazinės technikos pažeidimus, maisto medžiagų suvartojimą ir audinių ląstelių pažeidimus, irimą bei simbiotinių bakterijų toksinus išskiriančius parazitus. Japonijoje užregistruotos Steinernema carpocapsae ir S. glaseri daugiausia naudojamos saldžiosioms bulvėms, alyvuogėms, figoms, gėlėms ir lapiniams augalams, vyšnių žiedams, slyvoms, persikams, raudonoms uogoms, obuoliams, grybams, daržovėms, velėnai ir ginkmedžiui naikinti. Jos skirtos vabzdžių kenkėjų, tokių kaip Megalophora, alyvmedžių vyšnia, vynuogių juodoji vyšnia, raudonoji palmė vyšnia, geltonoji žvaigždė, persikų kaklinė vyšnia, udon nematophora, dvigubai kuokštinė lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, japoninių vyšnių medžių gręžtuvas, persikų mažasis maistinis kirminas, aculema Japonica ir raudonasis grybas, kontrolei. Entomopatogeninės nematodos S. kushidai registracija nebuvo atnaujinta.
3. Santrauka ir perspektyvos
Japonijoje biopesticidai yra svarbūs užtikrinant aprūpinimą maistu, aplinkos ir biologinės įvairovės apsaugą bei palaikant tvarų žemės ūkio vystymąsi. Skirtingai nuo tokių šalių ir regionų kaip Jungtinės Valstijos, Europos Sąjunga, Kinija ir Vietnamas [1, 7–8], Japonijos biopesticidai siaurai apibrėžiami kaip genetiškai nemodifikuoti gyvi biokontrolės agentai, kurie gali būti naudojami kaip organinės sodinimo medžiagos. Šiuo metu Japonijoje yra registruoti ir veiksmingi 47 biologiniai pesticidai, kurie priklauso natūraliems priešams, mikroorganizmams ir vabzdžių patogeninėms nematodoms, ir yra naudojami kenksmingų nariuotakojų, augalų parazitinių nematodų ir patogenų prevencijai ir kontrolei šiltnamių kultūrose ir lauko kultūrose, tokiose kaip daržovės, vaisiai, ryžiai, arbatmedžiai, medžiai, gėlės ir dekoratyviniai augalai bei vejos. Nors šie biopesticidai turi didelių saugumo, mažos atsparumo vaistams rizikos, savarankiško kenkėjų paieškos ar pakartotinio parazitinio naikinimo palankiomis sąlygomis, ilgo veiksmingumo laikotarpio ir darbo sąnaudų taupymo privalumų, jie taip pat turi trūkumų, tokių kaip prastas stabilumas, lėtas veiksmingumas, prastas suderinamumas, kontrolės spektras ir siauras naudojimo laikotarpis. Kita vertus, Japonijoje biopesticidų registracijai ir naudojimui skirtų augalų ir kontrolės objektų spektras taip pat yra gana ribotas, ir jie negali pakeisti cheminių pesticidų siekiant visiško veiksmingumo. Remiantis statistika [3], 2020 m. Japonijoje sunaudotų biopesticidų vertė sudarė tik 0,8 %, o tai buvo gerokai mažiau nei registruotų veikliųjų medžiagų skaičiaus dalis.
Kaip pagrindinė pesticidų pramonės plėtros kryptis ateityje, biopesticidai bus vis labiau tiriami, kuriami ir registruojami žemės ūkio produkcijai. Kartu su biologijos mokslo ir technologijų pažanga bei biopesticidų tyrimų ir plėtros sąnaudų pranašumo išryškėjimu, maisto saugos ir kokybės gerinimu, aplinkos tarša ir tvaraus žemės ūkio vystymosi reikalavimais, Japonijos biopesticidų rinka toliau sparčiai auga. „Inkwood Research“ prognozuoja, kad Japonijos biopesticidų rinka nuo 2017 iki 2025 m. augs 22,8 % metiniu augimo tempu ir tikimasi, kad 2025 m. ji pasieks 729 mln. USD. Įgyvendinus „Žaliosios maisto sistemos strategiją“, biopesticidai naudojami Japonijos ūkininkams.
Įrašo laikas: 2024 m. gegužės 14 d.