Біяпестыцыды з'яўляюцца адным з важных інструментаў рэалізацыі «Стратэгіі зялёнай харчовай сістэмы» ў Японіі. У гэтым артыкуле апісваецца вызначэнне і катэгорыя біяпестыцыдаў у Японіі, а таксама класіфікуецца рэгістрацыя біяпестыцыдаў у Японіі, каб даць арыенцір для распрацоўкі і прымянення біяпестыцыдаў у іншых краінах.
З-за адносна абмежаванай плошчы даступных сельскагаспадарчых угоддзяў у Японіі неабходна ўжываць больш пестыцыдаў і ўгнаенняў для павышэння ўраджайнасці сельскагаспадарчых культур на плошчу. Аднак ужыванне вялікай колькасці хімічных пестыцыдаў павялічыла нагрузку на навакольнае асяроддзе, і асабліва важна абараняць глебу, ваду, біяразнастайнасць, сельскія ландшафты і харчовую бяспеку для дасягнення ўстойлівага сельскагаспадарчага і экалагічнага развіцця. З-за высокага ўзроўню рэшткаў пестыцыдаў у сельскагаспадарчых культурах, што прыводзіць да павелічэння колькасці выпадкаў захворванняў насельніцтва, фермеры і насельніцтва, як правіла, выкарыстоўваюць больш бяспечныя і экалагічна чыстыя біяпестыцыды.
Падобна еўрапейскай ініцыятыве «Ад фермы да стала», урад Японіі ў маі 2021 года распрацаваў «Стратэгію зялёнай харчовай сістэмы», мэтай якой з'яўляецца скарачэнне рызыкоўна-ўзважанага выкарыстання хімічных пестыцыдаў на 50% да 2050 года і павелічэнне плошчы арганічных культур да 1 мільёна гм² (што эквівалентна 25% плошчы сельскагаспадарчых угоддзяў Японіі). Стратэгія накіравана на павышэнне прадукцыйнасці і ўстойлівасці харчовай прамысловасці, сельскай гаспадаркі, лясной гаспадаркі і рыбалоўства з дапамогай інавацыйных мер устойлівасці (MeaDRI), у тым ліку інтэграванай барацьбы са шкоднікамі, удасканаленых метадаў прымянення і распрацоўкі новых альтэрнатыў. Сярод іх найбольш важнымі з'яўляюцца распрацоўка, прымяненне і прасоўванне інтэграванай барацьбы са шкоднікамі (ІБС), і біяпестыцыды з'яўляюцца адным з важных інструментаў.
1. Вызначэнне і катэгорыя біяпестыцыдаў у Японіі
Біяпестыцыды адносяцца да хімічных або сінтэтычных пестыцыдаў і звычайна адносяцца да пестыцыдаў, якія з'яўляюцца адносна бяспечнымі або бяспечнымі для людзей, навакольнага асяроддзя і экалогіі, выкарыстоўваючы або заснаваныя на біялагічных рэсурсах. У залежнасці ад крыніцы актыўных інгрэдыентаў біяпестыцыды можна падзяліць на наступныя катэгорыі: па-першае, пестыцыды мікробнага паходжання, у тым ліку бактэрыі, грыбы, вірусы і зыходныя біялагічныя жывёлы (генетычна мадыфікаваныя), мікробныя жывыя арганізмы і іх вылучаныя метабаліты; па-другое, пестыцыды расліннага паходжання, у тым ліку жывыя расліны і іх экстракты, раслінныя ахоўныя агенты (генетычна мадыфікаваныя культуры); па-трэцяе, пестыцыды жывёльнага паходжання, у тым ліку жывыя энтамапатычныя нематоды, паразітычныя і драпежныя жывёлы і жывёльныя экстракты (напрыклад, ферамоны). Злучаныя Штаты і іншыя краіны таксама класіфікуюць натуральныя мінеральныя пестыцыды, такія як мінеральнае масла, як біяпестыцыды.
Японскі інстытут сельскагаспадарчых кааператываў Японіі (SEIJ) класіфікуе біяпестыцыды як пестыцыды для жывых арганізмаў і біягенныя рэчывы, а ферамоны, мікробныя метабаліты (сельскагаспадарчыя антыбіётыкі), раслінныя экстракты, пестыцыды мінеральнага паходжання, жывёльныя экстракты (напрыклад, яд членістаногіх), нанаантыцелы і агенты абароны раслін — як пестыцыды-біягены. Федэрацыя сельскагаспадарчых кааператываў Японіі класіфікуе японскія біяпестыцыды як натуральных ворагаў членістаногіх, натуральных ворагаў нематод, мікраарганізмы і біягенныя рэчывы, а інактываваную Bacillus thuringiensis класіфікуе як мікраарганізмы і выключае сельскагаспадарчыя антыбіётыкі з катэгорыі біяпестыцыдаў. Аднак у рэальным кіраванні пестыцыдамі японскія біяпестыцыды вузка вызначаюцца як біялагічныя жывыя пестыцыды, гэта значыць «агенты біялагічнай барацьбы, такія як антаганістычныя мікраарганізмы, фітапатагенныя мікраарганізмы, насякомыя патагенныя мікраарганізмы, насякомыя паразітычныя нематоды, паразітычныя і драпежныя членістаногія, якія выкарыстоўваюцца для барацьбы са шкоднікамі». Іншымі словамі, японскія біяпестыцыды — гэта пестыцыды, якія камерцыялізуюць жывыя арганізмы, такія як мікраарганізмы, энтамапатычныя нематоды і натуральныя варожыя арганізмы, у якасці актыўных інгрэдыентаў, у той час як разнавіднасці і тыпы біялагічных зыходных рэчываў, зарэгістраваных у Японіі, не адносяцца да катэгорыі біяпестыцыдаў. Акрамя таго, згодна з японскімі «Мерамі па апрацоўцы вынікаў выпрабаванняў ацэнкі бяспекі, звязаных з заяўкай на рэгістрацыю мікробных пестыцыдаў», генетычна мадыфікаваныя мікраарганізмы і расліны не знаходзяцца пад кіраваннем біялагічных пестыцыдаў у Японіі. У апошнія гады Міністэрства сельскай гаспадаркі, лясной гаспадаркі і рыбалоўства таксама ініцыявала працэс пераацэнкі біяпестыцыдаў і распрацавала новыя стандарты для адмовы ад рэгістрацыі біяпестыцыдаў, каб паменшыць верагоднасць таго, што прымяненне і распаўсюджванне біяпестыцыдаў можа нанесці значную шкоду асяроддзю пражывання або росту жывёл і раслін у асяроддзі пражывання.
Нядаўна апублікаваны Міністэрствам сельскай гаспадаркі, лясной гаспадаркі і рыбалоўства Японіі ў 2022 годзе «Спіс арганічных раслінных угнаенняў» ахоплівае ўсе біяпестыцыды і некаторыя пестыцыды біялагічнага паходжання. Японскія біяпестыцыды вызваленыя ад устанаўлення дапушчальнай сутачнай нормы спажывання (ДДС) і максімальнага ўзроўню рэшткаў (МДР), якія могуць выкарыстоўвацца ў вытворчасці сельскагаспадарчай прадукцыі ў адпаведнасці з Японскім стандартам арганічнай сельскай гаспадаркі (JAS).
2. Агляд рэгістрацыі біялагічных пестыцыдаў у Японіі
Японія, як вядучая краіна ў распрацоўцы і ўжыванні біяпестыцыдаў, мае адносна поўную сістэму кіравання рэгістрацыяй пестыцыдаў і адносна багаты выбар рэгістрацыйных біяпестыцыдаў. Згодна са статыстыкай аўтара, па стане на 2023 год у Японіі было зарэгістравана і эфектыўна 99 біялагічных пестыцыдных прэпаратаў, якія змяшчаюць 47 актыўных інгрэдыентаў, што складае каля 8,5% ад агульнай колькасці актыўных інгрэдыентаў зарэгістраваных пестыцыдаў. Сярод іх 35 інгрэдыентаў выкарыстоўваюцца ў якасці інсектыцыдаў (у тым ліку 2 нематоцыды), 12 інгрэдыентаў выкарыстоўваюцца для стэрылізацыі, а гербіцыдаў або іншых ужыванняў няма (Малюнак 1). Нягледзячы на тое, што ферамоны не адносяцца да катэгорыі біяпестыцыдаў у Японіі, яны звычайна прасоўваюцца і ўжываюцца разам з біяпестыцыдамі ў якасці арганічных угнаенняў для пасадак.
2.1 Біялагічныя пестыцыды натуральных ворагаў
У Японіі зарэгістравана 22 актыўныя інгрэдыенты біяпестыцыдаў-ворагаў, якія можна падзяліць на паразітычных насякомых, драпежных насякомых і драпежных кляшчоў у залежнасці ад біялагічных відаў і механізму дзеяння. Сярод іх драпежныя насякомыя і драпежныя кляшчы палююць на шкодных насякомых дзеля ежы, прычым паразітычныя насякомыя адкладаюць яйкі ў паразітычных шкоднікаў, а іх вылупіліся лічынкі сілкуюцца гаспадаром і развіваюцца, каб забіць гаспадара. Паразітычныя перапончатакрылыя насякомыя, такія як тля, пчала-траўма, тля, пчала-траўма, паўшматкрылая пчала і Mylostomus japonicus, зарэгістраваныя ў Японіі, у асноўным выкарыстоўваюцца для барацьбы з тлей, мухамі і белакрылкамі на гародніне, якая вырошчваецца ў цяпліцах, а драпежныя хрызаптэры, блашчыцы, божыя кароўкі і трыпсы - у асноўным выкарыстоўваюцца для барацьбы з тлей, трыпсамі і белакрылкамі на гародніне, якая вырошчваецца ў цяпліцах. Драпежныя кляшчы ў асноўным выкарыстоўваюцца для барацьбы з чырвоным павуціннем, ліставым кляшчом, тырафагам, плеўратарсусам, трыпсам і белакрылкай на гародніне, кветках, фруктовых дрэвах, бабах і бульбе, якія вырошчваюцца ў цяпліцах, а таксама на гародніне, фруктовых дрэвах і гарбаце, пасаджаных у палях. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, дэгенерансамі (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris. Рэгістрацыя натуральных ворагаў, такіх як O. sauteri, не была адноўлена.
2.2 Мікробныя пестыцыды
У Японіі зарэгістравана 23 віды актыўных інгрэдыентаў мікробных пестыцыдаў, якія можна падзяліць на вірусныя інсектыцыды/фунгіцыды, бактэрыяльныя інсектыцыды/фунгіцыды і грыбковыя інсектыцыды/фунгіцыды ў залежнасці ад тыпаў і выкарыстання мікраарганізмаў. Сярод іх мікробныя інсектыцыды знішчаюць або кантралююць шкоднікаў шляхам заражэння, размнажэння і вылучэння таксінаў. Мікробныя фунгіцыды кантралююць патагенныя бактэрыі шляхам канкурэнцыі за каланізацыю, сакрэцыі антымікробных прэпаратаў або другасных метабалітаў і індукцыі ўстойлівасці раслін [1-2, 7-8, 11]. Грыбныя (драпежныя) нематоцыды Monacrosporium phymatopagum, мікробныя фунгіцыды Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, непатагенны Fusarium oxysporum і аслаблены штам віруса мяккай плямістасці перцу, а таксама рэгістрацыя мікробных пестыцыдаў, такіх як Xanthomonas campestris pv.retroflexus і Drechslera monoceras, не была падоўжана.
2.2.1 Мікробныя інсектыцыды
Зарэгістраваныя ў Японіі грануляваныя і ядзерныя поліэдроідныя вірусныя інсектыцыды ў асноўным выкарыстоўваюцца для барацьбы з пэўнымі шкоднікамі, такімі як яблыневы лішай, чайны лішай і чайны лішай, а таксама залацісты Streptococcus aureus на такіх сельскагаспадарчых культурах, як садавіна, гародніна і бабовыя. Bacillus thuringiensis, як найбольш шырока выкарыстоўваны бактэрыяльны інсектыцыд, у асноўным выкарыстоўваецца для барацьбы з лускакрылымі і паўздушакрылымі шкоднікамі на такіх сельскагаспадарчых культурах, як гародніна, садавіна, рыс, бульба і дзёран. Сярод зарэгістраваных грыбковых інсектыцыдаў Beauveria bassiana ў асноўным выкарыстоўваецца для барацьбы з жуючымі і джалячымі шкоднікамі ротавага апарата, такімі як трыпсы, шчытовкі, белакрылкі, кляшчы, жукі, дыяментавыя і тлі на гародніне, садавіне, хвоях і гарбаце. Beauveria brucei выкарыстоўваецца для барацьбы з жорсткакрылымі шкоднікамі, такімі як доўгушкі і жукі, на фруктовых дрэвах, дрэвах, дзягілі, кветках вішні і грыбах шыітаке. Metarhizium anisopliae выкарыстоўваецца для барацьбы з трыпсамі пры вырошчванні гародніны і манга ў цяпліцах; Грыбы Paecilomyces furosus і Paecilopus pectus выкарыстоўваліся для барацьбы з белакрылкай, тлей і чырвоным павуком на гародніне і клубніцах, якія вырошчваюцца ў цяпліцах. Грыбок выкарыстоўваецца для барацьбы з белакрылкай і трыпсамі пры вырошчванні гародніны, манга, хрызантэм і лісіфлорума ў цяпліцах.
Як адзіны мікробны нематоцыд, зарэгістраваны і эфектыўны ў Японіі, Bacillus Pasteurensis punctum выкарыстоўваецца для барацьбы з галловай нематодай у гародніне, бульбе і інжыры.
2.2.2 Мікрабіяцыды
Аслаблены штам вірусападобных фунгіцыдаў віруса мазаікі пажаўцення кабачкоў, зарэгістраваны ў Японіі, выкарыстоўваўся для барацьбы з мазаічнай хваробай і фузарыёзным увяданнем, выкліканымі вірусам, звязаным з агурком. Сярод бактэрыялагічных фунгіцыдаў, зарэгістраваных у Японіі, Bacillus amylolitica выкарыстоўваецца для барацьбы з грыбковымі захворваннямі, такімі як бурая гніль, шэрая гніль, чорная гніль, хвароба белай зоркі, сопкая раса, чорная гніль, лісцевая цвіль, плямістасць, белая іржа і лісцевая плады на гародніне, садавіне, кветках, хмелі і тытуні. Bacillus simplex выкарыстоўваўся для прафілактыкі і лячэння бактэрыяльнага ўвядання і бактэрыяльнага апёку рысу. Bacillus subtilis выкарыстоўваецца для барацьбы з бактэрыяльнымі і грыбковымі захворваннямі, такімі як шэрая гніль, сопкая гніль, хвароба чорнай зоркі, рысавы пірыдоз, лісцевая цвіль, чорная гніль, лісцевая плады, белая плямістасць, плямістасць, рак, фітафтароз, чорная гніль, бурая плямістасць, чорная гніль і бактэрыяльная плямістасць на гародніне, садавіне, рысе, кветках і дэкаратыўных раслінах, бабах, бульбе, хмелі, тытуні і грыбах. Непатагенныя штамы падвіда морквы Erwenella soft rot выкарыстоўваюцца для барацьбы з мяккай гніллю і ракам гародніны, цытрусавых, цыбульных сем'яў і бульбы. Pseudomonas fluorescens выкарыстоўваецца для барацьбы з гніллю, чорнай гніллю, бактэрыяльнай чорнай гніллю і гніллю кветкавых пупышак на ліставых гародніне. Pseudomonas roseni выкарыстоўваецца для барацьбы з мяккай гніллю, чорнай гніллю, гніллю кветкавых пупышак, бактэрыяльнай плямістасцю, бактэрыяльнай чорнай плямістасцю, бактэрыяльнай перфарацыяй, бактэрыяльнай мяккай гніллю, бактэрыяльным фітафтарозам сцябла, бактэрыяльным фітафтарозам галін і бактэрыяльным ракам на гародніне і садавіне. Phagonocytophage mirabile выкарыстоўваецца для барацьбы з хваробай набракання каранёў крыжакветных гародніны, а бактэрыі жоўтых кошыкаў выкарыстоўваюцца для барацьбы з сопкай расой, чорнай гніллю, сібірскай язвай, лісцяной гніллю, шэрай гніллю, рысавай міфацыяй, бактэрыяльным фітафтарозам, бактэрыяльным увяданнем, карычневай паласатасцю, хваробай дрэннай расады і фітафтарозам расады на гародніне, клубніцах і рысе, а таксама спрыяюць росту каранёў. Lactobacillus plantarum выкарыстоўваецца для барацьбы з мяккай гніллю на гародніне і бульбе. Сярод фунгіцыдаў, зарэгістраваных у Японіі, Scutellaria microscutella выкарыстоўваўся для прафілактыкі і барацьбы са склероцыйнай гніллю гародніны, чорнай гніллю зялёнай цыбулі і часныку. Trichoderma viridis выкарыстоўваецца для барацьбы са бактэрыяльнымі і грыбковымі захворваннямі, такімі як рысавая грыбковая хвароба, бактэрыяльная хвароба карычневых палос, грыбковая грыбковая хвароба лісця і рысавая пірыда, а таксама пурпурная палоскаватая хвароба спаржы і хвароба белага шоўку тытуню.
2.3 Энтамапатагенныя нематоды
У Японіі эфектыўна зарэгістраваны два віды энтомапатагенных нематод, механізмы якіх [1-2, 11] у асноўным звязаны з пашкоджаннем механізмаў інвазіі, спажываннем пажыўных рэчываў і распадам клетак тканін, а таксама сімбіятычнымі бактэрыямі, якія вылучаюць таксіны. Steinernema carpocapsae і S. glaseri, зарэгістраваныя ў Японіі, у асноўным выкарыстоўваюцца на салодкай бульбе, алівах, інжыры, кветкавых і ліставых раслінах, вішнёвых колерах, слівах, персіках, чырвоных ягадах, яблыках, грыбах, гародніне, дзёрне і гінкга. Знішчаюцца такія насякомыя-шкоднікі, як Megalophora, аліўкавая вістра, вінаградная чорная вістра, чырвоная пальмавая вістра, жоўтазоркавая лонгкорніс, персікавая вістра з шыяй, удонская нематофа, лепідофора з падвойным чубчыкам, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, дыптэрыкс японскі, японскі вішнёвы штурхач, дробны харчовы чарвяк персіка, японская акулема і чырвоны грыбок. Рэгістрацыя энтомапатагеннай нематоды S. kushidai не была падоўжана.
3. Рэзюмэ і перспектывы
У Японіі біяпестыцыды маюць важнае значэнне для забеспячэння харчовай бяспекі, аховы навакольнага асяроддзя і біяразнастайнасці, а таксама для падтрымання ўстойлівага развіцця сельскай гаспадаркі. У адрозненне ад такіх краін і рэгіёнаў, як ЗША, Еўрапейскі Саюз, Кітай і В'етнам [1, 7-8], японскія біяпестыцыды вузка вызначаюцца як негенетычна мадыфікаваныя жывыя біякантрольныя агенты, якія можна выкарыстоўваць у якасці арганічных угнаенняў для пасадак. У цяперашні час у Японіі зарэгістравана і эфектыўна 47 біялагічных пестыцыдаў, якія адносяцца да натуральных ворагаў, мікраарганізмаў і насякомых-патагенных нематод, і выкарыстоўваюцца для прафілактыкі і барацьбы з шкоднымі членістаногімі, расліннымі паразітычнымі нематодамі і патагенамі на цяплічных культурах і палявых культурах, такіх як гародніна, садавіна, рыс, чайныя дрэвы, дрэвы, кветкі, дэкаратыўныя расліны і газоны. Нягледзячы на тое, што гэтыя біяпестыцыды маюць перавагі высокай бяспекі, нізкай рызыкі лекавай устойлівасці, самастойнага пошуку або паўторнага паразітычнага знішчэння шкоднікаў пры спрыяльных умовах, працяглага перыяду эфектыўнасці і эканоміі працы, яны таксама маюць недахопы, такія як нізкая стабільнасць, павольная эфектыўнасць, дрэнная сумяшчальнасць, спектр кантролю і вузкі перыяд выкарыстання. З іншага боку, спектр сельскагаспадарчых культур і аб'ектаў кантролю для рэгістрацыі і прымянення біяпестыцыдаў у Японіі таксама адносна абмежаваны, і яны не могуць замяніць хімічныя пестыцыды для дасягнення поўнай эфектыўнасці. Згодна са статыстыкай [3], у 2020 годзе кошт біяпестыцыдаў, якія выкарыстоўваліся ў Японіі, склаў толькі 0,8%, што было значна ніжэй за долю зарэгістраванай колькасці актыўных інгрэдыентаў.
У якасці асноўнага напрамку развіцця пестыцыднай прамысловасці ў будучыні, біяпестыцыды ўсё часцей даследуюцца, распрацоўваюцца і рэгіструюцца для сельскагаспадарчай вытворчасці. У спалучэнні з прагрэсам біялагічнай навукі і тэхналогій і значнай перавагай эканамічнага ўплыву даследаванняў і распрацовак біяпестыцыдаў, паляпшэннем бяспекі і якасці харчовых прадуктаў, зніжэннем нагрузкі на навакольнае асяроддзе і патрабаваннямі ўстойлівага развіцця сельскай гаспадаркі, рынак біяпестыцыдаў Японіі працягвае хутка расці. Паводле ацэнак Inkwood Research, японскі рынак біяпестыцыдаў будзе расці са сукупным гадавым тэмпам росту 22,8% з 2017 па 2025 год і, як чакаецца, дасягне 729 мільёнаў долараў у 2025 годзе. З рэалізацыяй «Стратэгіі зялёнай харчовай сістэмы» біяпестыцыды выкарыстоўваюцца японскімі фермерамі.
Час публікацыі: 14 мая 2024 г.