Биопестициды являются одним из важных инструментов реализации «стратегии зеленой продовольственной системы» в Японии.В этом документе описываются определение и категория биопестицидов в Японии, а также классифицируется регистрация биопестицидов в Японии, чтобы предоставить ссылки на разработку и применение биопестицидов в других странах.
Из-за относительно ограниченной площади доступных сельскохозяйственных угодий в Японии необходимо применять больше пестицидов и удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур на площади.Однако применение большого количества химических пестицидов увеличило нагрузку на окружающую среду, и особенно важно защищать почву, воду, биоразнообразие, сельские ландшафты и продовольственную безопасность для достижения устойчивого сельскохозяйственного и экологического развития.Поскольку большое количество остатков пестицидов в сельскохозяйственных культурах приводит к увеличению случаев заболеваний среди населения, фермеры и население склонны использовать более безопасные и экологически чистые биопестициды.
Подобно европейской инициативе «от фермы до вилки», правительство Японии в мае 2021 года разработало «Стратегию зеленой продовольственной системы», целью которой является сокращение использования химических пестицидов с учетом риска на 50% к 2050 году и увеличение площадей органического выращивания до 1 миллион гектаров (что эквивалентно 25% площади сельскохозяйственных угодий Японии).Стратегия направлена на повышение продуктивности и устойчивости пищевой, сельскохозяйственной, лесной и рыбной промышленности посредством инновационных мер устойчивости (MeaDRI), включая комплексную борьбу с вредителями, улучшенные методы применения и разработку новых альтернатив.Среди них наиболее важным является разработка, применение и продвижение комплексной борьбы с вредителями (ИПМ), а биопестициды являются одним из важных инструментов.
1. Определение и категория биопестицидов в Японии.
Биопестициды относятся к химическим или синтетическим пестицидам и обычно относятся к пестицидам, которые относительно безопасны или дружелюбны для людей, окружающей среды и экологии, используя или основанные на биологических ресурсах.По источнику действующих веществ биопестициды можно разделить на следующие категории: во-первых, пестициды микробного происхождения, включающие бактерии, грибы, вирусы и исходные биологические животные (генетически модифицированные) микробные живые организмы и их секретируемые метаболиты;Второе — пестициды растительного происхождения, включая живые растения и их экстракты, средства защиты растений (генетически модифицированные культуры);В-третьих, пестициды животного происхождения, в том числе живые энтомопатические нематоды, паразитические и хищные животные, а также экстракты животных (например, феромоны).Соединенные Штаты и другие страны также классифицируют пестициды из природных минеральных источников, такие как минеральное масло, как биопестициды.
Японский SEIJ классифицирует биопестициды на пестициды живых организмов и пестициды биогенных веществ, а феромоны, микробные метаболиты (сельскохозяйственные антибиотики), растительные экстракты, пестициды минерального происхождения, экстракты животных (такие как яд членистоногих), наноантитела и встроенные в растения защитные средства как биогенные. вещества пестициды.Федерация сельскохозяйственных кооперативов Японии относит японские биопестициды к естественным врагам членистоногих, естественным врагам нематод, микроорганизмам и биогенным веществам, а инактивированные Bacillus thuringiensis относит к микроорганизмам и исключает сельскохозяйственные антибиотики из категории биопестицидов.Однако при фактическом использовании пестицидов японские биопестициды в узком смысле определяются как биологические живые пестициды, то есть «агенты биологической борьбы, такие как микроорганизмы-антагонисты, микроорганизмы, патогенные для растений, микроорганизмы, патогенные для насекомых, насекомо-паразитические нематоды, паразитические и хищные членистоногие, используемые для борьбы с пестицидами. вредители».Другими словами, японские биопестициды — это пестициды, в которых в качестве активных ингредиентов используются живые организмы, такие как микроорганизмы, энтомопатические нематоды и естественные вражеские организмы, в то время как разновидности и типы веществ биологического происхождения, зарегистрированные в Японии, не относятся к категории биопестицидов.Кроме того, в соответствии с японскими «Мерами по обработке результатов испытаний по оценке безопасности, связанных с заявкой на регистрацию микробных пестицидов», генетически модифицированные микроорганизмы и растения не находятся под контролем биологических пестицидов в Японии.В последние годы Министерство сельского, лесного и рыбного хозяйства также инициировало процесс переоценки биопестицидов и разработало новые стандарты отказа от регистрации биопестицидов, чтобы снизить вероятность того, что применение и распространение биопестицидов может нанести значительный ущерб среде обитания. или рост животных и растений в среде обитания.
Недавно опубликованный Министерством сельского, лесного и рыбного хозяйства Японии в 2022 году «Список органических материалов для посадок» охватывает все биопестициды и некоторые пестициды биологического происхождения.Японские биопестициды освобождены от установления допустимой суточной дозы (ADI) и максимального уровня остатков (MRL), которые могут использоваться при производстве сельскохозяйственной продукции в соответствии с японским стандартом органического сельского хозяйства (JAS).
2. Обзор регистрации биологических пестицидов в Японии
Являясь ведущей страной в разработке и применении биопестицидов, Япония имеет относительно полную систему управления регистрацией пестицидов и относительно богатый спектр регистраций биопестицидов.По данным автора, по состоянию на 2023 год в Японии зарегистрировано и эффективно 99 биологических пестицидных препаратов, включающих 47 действующих веществ, что составляет около 8,5% от общего количества действующих веществ зарегистрированных пестицидов.Среди них 35 ингредиентов используются для инсектицидов (в том числе 2 нематоцидов), 12 ингредиентов используются для стерилизации, гербициды или другие виды применения отсутствуют (рис. 1).Хотя феромоны не относятся к категории биопестицидов в Японии, их обычно рекламируют и применяют вместе с биопестицидами в качестве органических удобрений для посадок.
2.1 Биологические пестициды естественных врагов
В Японии зарегистрировано 22 активных ингредиента биопестицидов естественных врагов, которые по биологическим видам и способу действия можно разделить на насекомых-паразитов, хищных насекомых и хищных клещей.Среди них хищные насекомые и хищные клещи питаются вредными насекомыми, а насекомые-паразиты откладывают яйца паразитическим вредителям, а их вылупившиеся личинки питаются хозяином и развиваются, убивая хозяина.Паразитические перепончатокрылые насекомые, такие как тля пчела, тля пчела, тля пчела, тля пчела, тля пчела, полужесткокрылая пчела и Mylostomus japonicus, зарегистрированные в Японии, в основном используются для борьбы с тлей, мухами и белокрылками на овощах, выращиваемых в теплицах, а добыча хризоптер, клопов, божьих коровок и трипсов в основном используется для борьбы с тлей, трипсами и белокрылкой на овощах, выращиваемых в теплицах.Хищные клещи в основном используются для борьбы с красным паутинным, листовым клещом, тирофагом, плевротарсусом, трипсами и белокрылкой на овощах, цветах, плодовых деревьях, фасоли и картофеле, выращиваемых в теплицах, а также на овощах, плодовых деревьях и чайных посадках. поля.Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris. Регистрация естественных врагов, таких как O. sauteri, не возобновлялась.
2.2 Микробные пестициды
В Японии зарегистрировано 23 вида активных ингредиентов микробных пестицидов, которые можно разделить на вирусные инсектициды/фунгициды, бактериальные инсектициды/фунгициды и грибковые инсектициды/фунгициды в зависимости от типов и использования микроорганизмов.Среди них микробные инсектициды убивают вредителей или контролируют их путем заражения, размножения и выделения токсинов.Микробные фунгициды контролируют патогенные бактерии посредством колонизационной конкуренции, секреции противомикробных препаратов или вторичных метаболитов и индукции устойчивости растений [1-2, 7-8, 11].Нематоциды грибов (хищников) Monacrosporium phymatopagum, микробные фунгициды Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, непатогенный Fusarium oxysporum и аттенуированный штамм вируса легкой крапчатости перца, а также регистрация микробных пестицидов, таких как Xan⁃thomonas Campestris pv.retroflexus и Drechslera monoceras не возобновлялись.
2.2.1 Микробные инсектициды
Зарегистрированные в Японии инсектициды с гранулированным и ядерным многогранным вирусом в основном используются для борьбы с конкретными вредителями, такими как стригущий лишай яблони, стригущий лишай чая и стригущий лишай чайного длиннолистника, а также Streptococcus aureus на таких культурах, как фрукты, овощи и бобы.Bacillus thuringiensis, наиболее широко используемый бактериальный инсектицид, в основном используется для борьбы с чешуекрылыми и полужесткокрылыми вредителями таких культур, как овощи, фрукты, рис, картофель и газон.Среди зарегистрированных грибковых инсектицидов Beauveria bassiana в основном используется для борьбы с жевательными и жалящими вредителями ротового аппарата, такими как трипсы, щитовки, белокрылки, клещи, жуки, алмазы и тля на овощах, фруктах, соснах и чае.Beauveria brucei используется для борьбы с жесткокрылыми вредителями, такими как длиннокрылые и жуки, на фруктовых деревьях, деревьях, дягиле, цветущей вишне и грибах шиитаке.Metarhizium anisopliae, используемый для борьбы с трипсами при выращивании овощей и манго в теплицах;Paecilomyces furosus и Paecilopus pectus использовались для борьбы с белокрылкой, тлей и красным пауком в овощах и клубнике, выращиваемых в теплицах.Гриб используется для борьбы с белокрылкой и трипсами при выращивании в теплицах овощей, манго, хризантем и лизифлорумов.
Bacillus Pasteurensis punctum является единственным микробным нематоцидом, зарегистрированным и эффективным в Японии, и используется для борьбы с галловой нематодой в овощах, картофеле и инжире.
2.2.2 Микробиоциды
Вирусоподобный фунгицид, вызывающий пожелтение кабачков, аттенуированный штамм вируса мозаики, зарегистрированный в Японии, использовался для борьбы с болезнью мозаики и фузариозным увяданием, вызываемым вирусом, родственным огурцу.Среди бактериологических фунгицидов, зарегистрированных в Японии, Bacillus amylolitica используется для борьбы с такими грибковыми заболеваниями, как бурая гниль, серая гниль, черная пятнистость, белая звездчатая болезнь, мучнистая роса, черная плесень, листовая плесень, пятнистость, белая ржавчина и пятнистость листьев. на овощи, фрукты, цветы, хмель и табак.Bacillus simplex применяли для профилактики и лечения бактериального увядания и бактериального ожога риса.Bacillus subtilis используется для борьбы с бактериальными и грибковыми заболеваниями, такими как серая гниль, мучнистая роса, черная звездчатая болезнь, рисовый ожог, плесень листьев, черная гниль, гниль листьев, белая пятнистость, пятнистость, язвенная болезнь, фитофтороз, черная плесень, бурая пятнистость, черная пятнистость листьев и бактериальная пятнистость овощей, фруктов, риса, цветов и декоративных растений, фасоли, картофеля, хмеля, табака и грибов.Непатогенные штаммы подвида моркови Erwenella soft rot используются для борьбы с мягкой гнилью и язвенной болезнью овощей, цитрусовых, циклана и картофеля.Pseudomonas fluorescens используется для борьбы с гнилью, черной гнилью, бактериальной черной гнилью и гнилью цветочных почек на листовых овощах.Pseudomonas Roseni используется для борьбы с мягкой гнилью, черной гнилью, гнилью, гнилью цветочных почек, бактериальной пятнистостью, бактериальной черной пятнистостью, бактериальной перфорацией, бактериальной мягкой гнилью, бактериальной болезнью стебля, бактериальной болезнью ветвей и бактериальным раком на овощах и фруктах.Фагоцитофаг мирабил используется для борьбы с болезнью набухания корней крестоцветных овощей, а бактерии желтой корзинки используются для борьбы с мучнистой росой, черной плесенью, сибирской язвой, листовой плесенью, серой плесенью, рисовым ожогом, бактериальным ожогом, бактериальным увяданием, бурой полосой. , тяжелые болезни рассады и упадок рассады овощей, клубники и риса и способствуют росту корней сельскохозяйственных культур.Lactobacillus plantarum используется для борьбы с мягкой гнилью овощей и картофеля.Среди фунгицидов, зарегистрированных в Японии, Scutellaria microscutella использовалась для профилактики и борьбы со склероциальной гнилью овощей, черной гнилью зеленого лука и чеснока.Trichoderma viridis используется для борьбы с бактериальными и грибковыми заболеваниями, такими как гниль риса, бактериальная коричневая полосатость листьев, гниль листьев и рисовая гниль, а также пурпурная полосатость спаржи и болезнь табачного белого шелка.
2.3 Энтомопатогенные нематоды
В Японии эффективно зарегистрированы два вида энтомопатогенных нематод, и их инсектицидные механизмы [1-2, 11] в основном включают повреждение инвазионных механизмов, потребление пищи и разрушение поврежденных клеток тканей, а также симбиотические бактерии, секретирующие токсины.Steinernema carpocapsae и S. glaseri, зарегистрированные в Японии, в основном используются для выращивания сладкого картофеля, оливок, инжира, цветов и лиственных растений, вишни, сливы, персиков, красных ягод, яблок, грибов, овощей, газона и гинкго. Борьба с насекомыми-вредителями такие как Мегалофора, оливковое вестро, виноградное черное вестро, красная пальма вестро, желтая звезда лонгикорнис, персиковая шея-шея вестро, удон нематофора, лепидофора с двойным хохолком, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, японский вишневый точильщик, персиковый мелкий пищевой червь , акулема японская и красный гриб.Регистрация энтомопатогенной нематоды S. kushidai не продлена.
3. Резюме и перспективы
В Японии биопестициды важны для обеспечения продовольственной безопасности, защиты окружающей среды и биоразнообразия, а также поддержания устойчивого развития сельского хозяйства.В отличие от таких стран и регионов, как США, Европейский Союз, Китай и Вьетнам [1, 7-8], японские биопестициды узко определяются как негенетически модифицированные живые агенты биоконтроля, которые можно использовать в качестве органических удобрений для растений.В настоящее время в Японии зарегистрировано и эффективно действует 47 биологических пестицидов, которые относятся к естественным врагам, микроорганизмам и насекомопатогенным нематодам и используются для профилактики и борьбы с вредными членистоногими, нематодами, паразитирующими на растениях, и патогенами при выращивании в теплицах и полевых культурах, таких как как овощи, фрукты, рис, чайные деревья, деревья, цветы и декоративные растения и газоны.Хотя эти биопестициды обладают преимуществами, заключающимися в высокой безопасности, низком риске лекарственной устойчивости, самостоятельном поиске или многократном уничтожении паразитов вредителей при благоприятных условиях, длительном периоде эффективности и экономии труда, они также имеют такие недостатки, как плохая стабильность, медленная эффективность, плохая совместимость. , спектр управления и узкий период окна использования.С другой стороны, диапазон культур и объектов контроля для регистрации и применения биопестицидов в Японии также относительно ограничен, и они не могут заменить химические пестициды для достижения полной эффективности.По данным статистики [3], в 2020 году стоимость использованных биопестицидов в Японии составила всего 0,8%, что значительно ниже доли зарегистрированного количества действующих веществ.
В качестве основного направления развития пестицидной промышленности в будущем биопестициды все больше исследуются, разрабатываются и регистрируются для сельскохозяйственного производства.В сочетании с прогрессом биологической науки и техники, а также значительным экономическим преимуществом исследований и разработок биопестицидов, улучшением безопасности и качества пищевых продуктов, экологической нагрузкой и требованиями устойчивого развития сельского хозяйства, рынок биопестицидов в Японии продолжает быстро расти.По оценкам Inkwood Research, японский рынок биопестицидов будет расти среднегодовыми темпами 22,8% в период с 2017 по 2025 год и, как ожидается, достигнет 729 миллионов долларов США в 2025 году. С реализацией «Стратегии зеленой продовольственной системы» биопестициды используются у японских фермеров
Время публикации: 14 мая 2024 г.