Biopesticīdi ir viens no svarīgākajiem instrumentiem “Zaļās pārtikas sistēmas stratēģijas” īstenošanai Japānā. Šajā rakstā ir aprakstīta biopesticīdu definīcija un kategorija Japānā, kā arī klasificēta biopesticīdu reģistrācija Japānā, lai sniegtu atsauci biopesticīdu izstrādei un lietošanai citās valstīs.
Tā kā Japānā pieejamā lauksaimniecības zeme ir relatīvi ierobežota, ir nepieciešams lietot vairāk pesticīdu un mēslošanas līdzekļu, lai palielinātu ražu katrā platībā. Tomēr liela skaita ķīmisko pesticīdu lietošana ir palielinājusi vides slodzi, un ir īpaši svarīgi aizsargāt augsni, ūdeni, bioloģisko daudzveidību, lauku ainavas un nodrošinātību ar pārtiku, lai panāktu ilgtspējīgu lauksaimniecības un vides attīstību. Tā kā augsts pesticīdu atlieku līmenis kultūraugos izraisa sabiedrības slimību gadījumu pieaugumu, lauksaimnieki un sabiedrība mēdz izmantot drošākus un videi draudzīgākus biopesticīdus.
Līdzīgi kā Eiropas iniciatīva “No lauka līdz galdam”, Japānas valdība 2021. gada maijā izstrādāja “Zaļās pārtikas sistēmas stratēģiju”, kuras mērķis ir līdz 2050. gadam samazināt ķīmisko pesticīdu lietošanu, ņemot vērā risku, par 50% un palielināt bioloģiskās audzēšanas platību līdz 1 miljonam hm2 (kas atbilst 25% no Japānas lauksaimniecības zemes platības). Stratēģijas mērķis ir uzlabot pārtikas, lauksaimniecības, mežsaimniecības un zivsaimniecības produktivitāti un ilgtspējību, izmantojot inovatīvus noturības pasākumus (MeaDRI), tostarp integrētu kaitēkļu apkarošanu, uzlabotas lietošanas metodes un jaunu alternatīvu izstrādi. Starp tiem vissvarīgākā ir integrētās kaitēkļu apkarošanas (IPM) izstrāde, piemērošana un popularizēšana, un biopesticīdi ir viens no svarīgākajiem instrumentiem.
1. Biopesticīdu definīcija un kategorija Japānā
Biopesticīdi ir relatīvi ķīmiskie vai sintētiskie pesticīdi un parasti attiecas uz pesticīdiem, kas ir relatīvi droši vai draudzīgi cilvēkiem, videi un ekoloģijai, izmantojot vai pamatojoties uz bioloģiskajiem resursiem. Atkarībā no aktīvo vielu avota biopesticīdus var iedalīt šādās kategorijās: pirmkārt, mikrobiālas izcelsmes pesticīdi, tostarp baktērijas, sēnītes, vīrusi un oriģinālie bioloģiskie dzīvnieki (ģenētiski modificēti), mikrobiālie dzīvie organismi un to izdalītie metabolīti; otrkārt, augu izcelsmes pesticīdi, tostarp dzīvi augi un to ekstrakti, augos iestrādāti aizsarglīdzekļi (ģenētiski modificētas kultūras); treškārt, dzīvnieku izcelsmes pesticīdi, tostarp dzīvas entomopātiskas nematodes, parazītiskie un plēsīgie dzīvnieki un dzīvnieku ekstrakti (piemēram, feromoni). Amerikas Savienotās Valstis un citas valstis arī klasificē dabisko minerālu izcelsmes pesticīdus, piemēram, minerāleļļu, kā biopesticīdus.
Japānas Lauksaimniecības kooperatīvu federācija (SEIJ) klasificē biopesticīdus dzīvo organismu pesticīdu un biogēno vielu pesticīdu kategorijā, bet feromonus, mikrobu metabolītus (lauksaimniecības antibiotikas), augu ekstraktus, no minerālvielām iegūtus pesticīdus, dzīvnieku ekstraktus (piemēram, posmkāju indi), nanoantivielas un augos iestrādātus aizsarglīdzekļus klasificē kā biogēno vielu pesticīdus. Japānas Lauksaimniecības kooperatīvu federācija klasificē Japānas biopesticīdus dabisko ienaidnieku posmkāju, dabisko ienaidnieku nematodu, mikroorganismu un biogēno vielu kategorijā, kā arī inaktivēto Bacillus thuringiensis klasificē kā mikroorganismus un izslēdz lauksaimniecības antibiotikas no biopesticīdu kategorijas. Tomēr faktiskajā pesticīdu pārvaldībā Japānas biopesticīdi tiek šauri definēti kā bioloģiski dzīvi pesticīdi, tas ir, "bioloģiskās kontroles līdzekļi, piemēram, antagonistiski mikroorganismi, augu patogēni mikroorganismi, kukaiņu patogēni mikroorganismi, kukaiņu parazitārās nematodes, parazitārie un plēsīgie posmkāji, ko izmanto kaitēkļu apkarošanai". Citiem vārdiem sakot, Japānas biopesticīdi ir pesticīdi, kas komercializē dzīvus organismus, piemēram, mikroorganismus, entomopātiskās nematodes un dabiskos ienaidnieku organismus, kā aktīvās sastāvdaļas, savukārt Japānā reģistrētās bioloģisko avotu vielu šķirnes un veidi nepieder biopesticīdu kategorijai. Turklāt saskaņā ar Japānas "Pasākumiem drošības novērtējuma testu rezultātu apstrādei saistībā ar mikrobiālo pesticīdu reģistrācijas pieteikumu" ģenētiski modificēti mikroorganismi un augi Japānā netiek pārvaldīti kā bioloģiskie pesticīdi. Pēdējos gados Lauksaimniecības, mežsaimniecības un zivsaimniecības ministrija ir arī uzsākusi biopesticīdu atkārtotas novērtēšanas procesu un izstrādājusi jaunus standartus biopesticīdu nereģistrēšanai, lai samazinātu iespēju, ka biopesticīdu lietošana un izplatība var radīt būtisku kaitējumu dzīvnieku un augu dzīvotnei vai augšanai dzīvajā vidē.
Japānas Lauksaimniecības, mežsaimniecības un zivsaimniecības ministrijas 2022. gadā publicētais “Bioloģisko stādīšanas izejvielu saraksts” aptver visus biopesticīdus un dažus bioloģiskas izcelsmes pesticīdus. Japānas biopesticīdi ir atbrīvoti no pieļaujamās diennakts devas (ADI) un maksimālās atlieku robežvērtības (MRL) noteikšanas, un abus var izmantot lauksaimniecības produktu ražošanā saskaņā ar Japānas Bioloģiskās lauksaimniecības standartu (JAS).
2. Bioloģisko pesticīdu reģistrācijas pārskats Japānā
Kā vadošajai valstij biopesticīdu izstrādē un pielietošanā, Japānai ir relatīvi pilnīga pesticīdu reģistrācijas pārvaldības sistēma un relatīvi bagātīgs biopesticīdu reģistrācijas klāsts. Saskaņā ar autora statistiku, 2023. gadā Japānā bija reģistrēti un efektīvi 99 bioloģisko pesticīdu preparāti, kuros bija 47 aktīvās vielas, kas veidoja aptuveni 8,5% no kopējā reģistrēto pesticīdu aktīvo vielu skaita. No tām 35 sastāvdaļas tiek izmantotas kā insekticīdi (tostarp 2 nematocīdi), 12 sastāvdaļas tiek izmantotas sterilizācijai, un nav herbicīdu vai citu pielietojumu (1. attēls). Lai gan feromoni Japānā nepieder pie biopesticīdu kategorijas, tos parasti reklamē un lieto kopā ar biopesticīdiem kā bioloģiskās stādīšanas izejvielas.
2.1 Bioloģiskie pesticīdi pret dabiskajiem ienaidniekiem
Japānā ir reģistrētas 22 dabisko ienaidnieku biopesticīdu aktīvās sastāvdaļas, kuras pēc bioloģiskās sugas un darbības veida var iedalīt parazītiskos kukaiņos, plēsīgos kukaiņos un plēsīgās ērcēs. Starp tiem plēsīgie kukaiņi un plēsīgās ērces medī kaitīgos kukaiņus, lai iegūtu barību, un parazītiskie kukaiņi dēj olas parazītiskajos kaitēkļos, un to izšķīlušies kāpuri barojas ar saimnieku un attīstās, lai nogalinātu saimnieku. Japānā reģistrētie parazītiskie plēvspārņu kukaiņi, piemēram, laputu bite, laputu bite, laputu bite, laputu bite, laputu bite, hemiptera bite un Mylostomus japonicus, galvenokārt tiek izmantoti laputu, mušu un balto mušu kontrolei siltumnīcās audzētos dārzeņos, bet upurus - hrizopterus, blaktis, mārītes un tripšus - galvenokārt izmanto laputu, tripšu un balto mušu kontrolei siltumnīcās audzētos dārzeņos. Plēsīgās ērces galvenokārt izmanto sarkano zirnekļērču, lapu ērču, tirofāgu, pleirotarsu, tripšu un baltblusiņu apkarošanai dārzeņiem, ziediem, augļu kokiem, pupiņām un kartupeļiem, kas audzēti siltumnīcās, kā arī dārzeņiem, augļu kokiem un tējas kokiem, kas stādīti laukos. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris. Dabisko ienaidnieku, piemēram, O. sauteri, reģistrācija netika atjaunota.
2.2 Mikrobu pesticīdi
Japānā ir reģistrētas 23 mikrobiālo pesticīdu aktīvo vielu veidi, kurus atkarībā no mikroorganismu veidiem un lietojuma var iedalīt vīrusu insekticīdos/fungicīdos, bakteriālajos insekticīdos/fungicīdos un sēnīšu insekticīdos/fungicīdos. Starp tiem mikrobiālie insekticīdi iznīcina vai kontrolē kaitēkļus, inficējot, vairojoties un izdalot toksīnus. Mikrobiālie fungicīdi kontrolē patogēnās baktērijas, izmantojot kolonizācijas konkurenci, antimikrobiālo līdzekļu vai sekundāro metabolītu sekrēciju un augu rezistences indukciju [1-2, 7-8, 11]. Sēnīšu (plēsīgo) nematocīdi Monacrosporium phymatopagum, mikrobiālie fungicīdi Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, nepatogēnais Fusarium oxysporum un piparu vieglās plankumainības vīrusa novājinātais celms, un tādu mikrobiālo pesticīdu kā Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus un Drechslera monoceras reģistrācija netika atjaunota.
2.2.1 Mikrobiālie insekticīdi
Japānā reģistrētie granulētie un kodolveida daudzspārņu vīrusa insekticīdi galvenokārt tiek izmantoti specifisku kaitēkļu, piemēram, ābolu cirpējēdes, tējas cirpējēdes un tējas garlapu cirpējēdes, kā arī Streptococcus aureus, kontrolei uz tādām kultūrām kā augļi, dārzeņi un pupiņas. Kā visplašāk izmantotais bakteriālais insekticīds, Bacillus thuringiensis galvenokārt tiek izmantots lepidoptera un hemiptera kaitēkļu kontrolei uz tādām kultūrām kā dārzeņi, augļi, rīsi, kartupeļi un zāliens. Starp reģistrētajiem sēnīšu insekticīdiem Beauveria bassiana galvenokārt tiek izmantots, lai kontrolētu košļājošos un dzelošos mutes orgānu kaitēkļus, piemēram, tripšus, zvīņkāju, baltkāju, ērču, vaboļu, dimanta un laputis, kontrolei uz dārzeņiem, augļiem, priedēm un tējas kokiem. Beauveria brucei tiek izmantots, lai kontrolētu vaboļus, piemēram, garkājus un vaboles augļu kokos, kokos, angelikās, ķiršu ziedos un šitake sēnēs. Metarhizium anisopliae tiek izmantots tripšu kontrolei dārzeņu un mango audzēšanā siltumnīcās; Paecilomyces furosus un Paecilopus pectus tika izmantotas, lai kontrolētu baltās mušiņas, laputis un sarkano zirnekli siltumnīcās audzētos dārzeņos un zemenēs. Sēne tiek izmantota, lai kontrolētu baltās mušiņas un tripšus dārzeņu, mango, krizantēmu un lizafloru audzēšanā siltumnīcās.
Kā vienīgais Japānā reģistrētais un efektīvais mikrobiālais nematocīds Bacillus Pasteurensis punctum tiek izmantots sakņu mezglu nematodu kontrolei dārzeņos, kartupeļos un vīģēs.
2.2.2 Mikrobiocīdi
Japānā reģistrētais vīrusveidīgais fungicīds – novājinātais cukini dzeltēšanas mozaīkas vīrusa celms – tika izmantots mozaīkas slimības un fuzārija vītes, ko izraisa ar gurķiem saistīts vīruss, kontrolei. No Japānā reģistrētajiem bakterioloģiskajiem fungicīdiem Bacillus amylolitica tiek izmantots tādu sēnīšu slimību kā brūnā puve, pelēkā puve, melnā puve, baltā zvaigžņu slimība, miltrasa, melnā puve, lapu pelējums, plankumu slimība, baltā rūsa un lapu plankumainība kontrolei dārzeņiem, augļiem, ziediem, apiņiem un tabakai. Bacillus simplex tika izmantots rīsu bakteriālās vītes un bakteriālās plankumainības profilaksei un ārstēšanai. Bacillus subtilis tiek izmantots tādu baktēriju un sēnīšu slimību kā pelēkā puve, miltrasa, melnā zvaigžņu slimība, rīsu sprādziena slimība, lapu miltrasa, melnā puve, lapu plankumainība, baltplankumainība, plankums, vēža slimība, puve, melnā puve, brūnā plankumainība, melnā lapu puve un dārzeņu, augļu, rīsu, ziedu un dekoratīvo augu, pupiņu, kartupeļu, apiņu, tabakas un sēņu bakteriālās un sēnīšu slimības kontrolei. Erwenella mīkstās puves burkānu pasugas nepatogēnos celmus izmanto dārzeņu, citrusaugļu, ciklēna un kartupeļu mīkstās puves un vēža slimības kontrolei. Pseudomonas fluorescens lieto, lai kontrolētu lapu dārzeņu puvi, melno puvi, bakteriālo melno puvi un ziedpumpuru puvi. Pseudomonas roseni lieto, lai kontrolētu dārzeņu un augļu mīksto puvi, melno puvi, puvi, ziedpumpuru puvi, bakteriālo plankumainību, bakteriālo melno plankumainību, bakteriālo perforāciju, bakteriālo mīksto puvi, bakteriālo stublāju iedegas, bakteriālo zaru iedegas un bakteriālo vēža slimību. Phagocytophage mirabile lieto krustziežu dārzeņu sakņu pietūkuma slimības kontrolei, savukārt dzeltenās grozbaktērijas izmanto miltrasas, melnās puves, Sibīrijas mēra, lapu pelējuma, pelēkās puves, rīsu sprādziena, bakteriālās iedegas, bakteriālās vītes, brūnās svītras, sliktās dīgstu slimības un dīgstu iedegas kontrolei dārzeņiem, zemenēm un rīsiem, kā arī veicina kultūraugu sakņu augšanu. Lactobacillus plantarum lieto, lai kontrolētu dārzeņu un kartupeļu mīksto puvi. No Japānā reģistrētajiem fungicīdiem Scutellaria microscutella tika izmantots sklerocija puves profilaksei un kontrolei dārzeņos, melnās puves puves profilaksei un kontrolei lociņos un ķiplokos. Trichoderma viridis lieto, lai kontrolētu baktēriju un sēnīšu slimības, piemēram, rīsu iedegas, bakteriālās brūnās svītru slimības, lapu iedegas un rīsu sprādziena slimības, kā arī sparģeļu purpura svītru slimības un tabakas baltā zīda slimības.
2.3 Entomopatogēnās nematodes
Japānā ir reģistrētas divas entomopatogēno nematodu sugas, un to insekticīdie mehānismi [1–2, 11] galvenokārt ietver invāzijas tehnikas bojājumus, barības vielu patēriņu un audu šūnu bojājumus, sadalīšanos, kā arī simbiotiskas baktērijas, kas izdala toksīnus. Steinernema carpocapsae un S. glaseri, kas reģistrētas Japānā, galvenokārt tiek izmantotas saldajiem kartupeļiem, olīvām, vīģēm, ziediem un lapotnes augiem, ķiršu ziediem, plūmēm, persikiem, sarkanajām ogām, āboliem, sēnēm, dārzeņiem, zālienam un ginkgo. Tiek veikta tādu kukaiņu kaitēkļu kā Megalophora, olīvu weestro, vīnogu melnā weestro, sarkanās palmas weestro, dzeltenās zvaigznes longicornis, persiku kakla kakla weestro, udon Nematophora, dubultpušķotās lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japānas ķiršu koku urbēja, persiku mazā pārtikas tārpiņa, aculema Japonica un sarkanās sēnes kontrole. Entomopatogēnās nematodes S. kushidai reģistrācija netika atjaunota.
3. Kopsavilkums un perspektīvas
Japānā biopesticīdi ir svarīgi pārtikas nodrošinājuma, vides un bioloģiskās daudzveidības aizsardzības, kā arī ilgtspējīgas lauksaimniecības attīstības uzturēšanai. Atšķirībā no tādām valstīm un reģioniem kā Amerikas Savienotās Valstis, Eiropas Savienība, Ķīna un Vjetnama [1, 7–8], Japānas biopesticīdi ir šauri definēti kā ģenētiski nemodificēti dzīvi biokontroles līdzekļi, ko var izmantot kā organiskas augu izejvielas. Pašlaik Japānā ir reģistrēti un efektīvi 47 bioloģiskie pesticīdi, kas pieder pie dabiskajiem ienaidniekiem, mikroorganismiem un kukaiņu patogēnajām nematodēm, un tiek izmantoti kaitīgu posmkāju, augu parazitāro nematodu un patogēnu profilaksei un kontrolei siltumnīcu audzēšanā un lauka kultūrās, piemēram, dārzeņos, augļos, rīsos, tējas kokos, kokos, ziedos un dekoratīvajos augos un zālājos. Lai gan šiem biopesticīdiem ir tādas priekšrocības kā augsta drošība, zems zāļu rezistences risks, kaitēkļu pašmeklēšana vai atkārtota parazītu iznīcināšana labvēlīgos apstākļos, ilgs iedarbības periods un darbaspēka ietaupījums, tiem ir arī tādi trūkumi kā slikta stabilitāte, lēna efektivitāte, slikta saderība, kontroles spektrs un šaurs lietošanas loga periods. No otras puses, kultūraugu un kontroles objektu klāsts biopesticīdu reģistrācijai un lietošanai Japānā arī ir relatīvi ierobežots, un tie nevar aizstāt ķīmiskos pesticīdus, lai sasniegtu pilnīgu efektivitāti. Saskaņā ar statistiku [3], 2020. gadā Japānā izmantoto biopesticīdu vērtība veidoja tikai 0,8%, kas bija daudz mazāk nekā reģistrēto aktīvo vielu skaita īpatsvars.
Kā galvenais pesticīdu nozares attīstības virziens nākotnē, biopesticīdi tiks vairāk pētīti, izstrādāti un reģistrēti lauksaimnieciskajai ražošanai. Apvienojumā ar bioloģiskās zinātnes un tehnoloģiju attīstību un biopesticīdu pētniecības un izstrādes izmaksu priekšrocību izcelšanu, pārtikas nekaitīguma un kvalitātes uzlabošanu, vides slodzi un lauksaimniecības ilgtspējīgas attīstības prasībām, Japānas biopesticīdu tirgus turpina strauji augt. Inkwood Research lēš, ka Japānas biopesticīdu tirgus no 2017. līdz 2025. gadam pieaugs ar salikto gada pieauguma tempu 22,8% apmērā un paredzams, ka 2025. gadā tas sasniegs 729 miljonus ASV dolāru. Īstenojot "Zaļās pārtikas sistēmas stratēģiju", biopesticīdus izmanto Japānas lauksaimnieki.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 14. maijs