Biopesticiden zijn een van de belangrijkste instrumenten voor de implementatie van de "Groene Voedselsysteemstrategie" in Japan. Dit artikel beschrijft de definitie en categorisering van biopesticiden in Japan en geeft een overzicht van de registratie van biopesticiden in Japan, om zo een referentie te bieden voor de ontwikkeling en toepassing van biopesticiden in andere landen.
Door de relatief beperkte hoeveelheid beschikbare landbouwgrond in Japan is het noodzakelijk om meer pesticiden en meststoffen te gebruiken om de gewasopbrengst per hectare te verhogen. Het gebruik van grote hoeveelheden chemische bestrijdingsmiddelen heeft echter de milieubelasting verhoogd. Het is daarom van cruciaal belang om de bodem, het water, de biodiversiteit, het landschap en de voedselzekerheid te beschermen om duurzame landbouw- en milieuontwikkeling te realiseren. Omdat hoge concentraties pesticideresiduen in gewassen leiden tot een toename van ziekten onder de bevolking, kiezen boeren en het publiek steeds vaker voor veiligere en milieuvriendelijkere biopesticiden.
Net als het Europese 'van boer tot bord'-initiatief heeft de Japanse overheid in mei 2021 een 'Strategie voor een Groen Voedselsysteem' ontwikkeld. Deze strategie heeft als doel het risicogewogen gebruik van chemische bestrijdingsmiddelen tegen 2050 met 50% te verminderen en het areaal biologische landbouw te vergroten tot 1 miljoen hm² (gelijk aan 25% van het Japanse landbouwoppervlak). De strategie streeft ernaar de productiviteit en duurzaamheid van voedsel, landbouw, bosbouw en visserij te verbeteren door middel van innovatieve veerkrachtmaatregelen (MeaDRI), waaronder geïntegreerde plaagbestrijding, verbeterde toepassingsmethoden en de ontwikkeling van nieuwe alternatieven. De belangrijkste hiervan is de ontwikkeling, toepassing en promotie van geïntegreerde plaagbestrijding (IPM), waarbij biopesticiden een van de belangrijkste instrumenten vormen.
1. Definitie en categorie van biopesticiden in Japan
Biopesticiden zijn verwant aan chemische of synthetische pesticiden en verwijzen over het algemeen naar pesticiden die relatief veilig of milieuvriendelijk zijn voor mens, milieu en ecologie, en die gebruikmaken van of gebaseerd zijn op biologische grondstoffen. Afhankelijk van de bron van de actieve ingrediënten kunnen biopesticiden worden onderverdeeld in de volgende categorieën: ten eerste, pesticiden van microbiële oorsprong, waaronder bacteriën, schimmels, virussen en van nature voorkomende biologische dieren (genetisch gemodificeerde) microbiële levende organismen en hun afgescheiden metabolieten; ten tweede, pesticiden van plantaardige oorsprong, waaronder levende planten en hun extracten, en in planten ingebedde beschermingsmiddelen (genetisch gemodificeerde gewassen); ten derde, pesticiden van dierlijke oorsprong, waaronder levende entomopathogene nematoden, parasitaire en roofzuchtige dieren en dierlijke extracten (zoals feromonen). De Verenigde Staten en andere landen classificeren ook pesticiden van natuurlijke minerale oorsprong, zoals minerale olie, als biopesticiden.
Het Japanse SEIJ (Sector Institute of Agricultural Industry) classificeert biopesticiden in pesticiden op basis van levende organismen en pesticiden op basis van biogene stoffen. Feromonen, microbiële metabolieten (landbouwantibiotica), plantenextracten, pesticiden op basis van mineralen, dierlijke extracten (zoals geleedpotigengif), nano-antilichamen en in planten ingebedde beschermingsmiddelen worden geclassificeerd als pesticiden op basis van biogene stoffen. De Federatie van Landbouwcoöperaties van Japan (Farmer of Agricultural Cooperatives of Japan) classificeert Japanse biopesticiden in geleedpotigen die natuurlijke vijanden bestrijden, nematoden die natuurlijke vijanden bestrijden, micro-organismen en biogene stoffen. Geïnactiveerde Bacillus thuringiensis wordt geclassificeerd als micro-organismen en landbouwantibiotica worden uitgesloten van de categorie biopesticiden. In de praktijk worden Japanse biopesticiden echter eng gedefinieerd als biologische pesticiden op basis van levende organismen, dat wil zeggen "biologische bestrijdingsmiddelen zoals antagonistische micro-organismen, plantpathogene micro-organismen, insectpathogene micro-organismen, insectparasitaire nematoden, parasitaire en roofzuchtige geleedpotigen die worden gebruikt voor de bestrijding van plagen". Met andere woorden, Japanse biopesticiden zijn pesticiden die levende organismen zoals micro-organismen, entomopathogene nematoden en natuurlijke vijanden als actieve bestanddelen gebruiken. De in Japan geregistreerde biologische grondstoffen vallen echter niet onder de categorie biopesticiden. Bovendien vallen genetisch gemodificeerde micro-organismen en planten volgens de Japanse "Maatregelen voor de behandeling van de resultaten van veiligheidsbeoordelingstests met betrekking tot de aanvraag voor registratie van microbiële pesticiden" niet onder de verantwoordelijkheid van biologische pesticiden in Japan. Het Ministerie van Landbouw, Bosbouw en Visserij heeft de afgelopen jaren ook een herbeoordelingsproces voor biopesticiden in gang gezet en nieuwe normen ontwikkeld voor de niet-registratie ervan. Dit om de kans te verkleinen dat het gebruik en de verspreiding van biopesticiden aanzienlijke schade toebrengen aan de leefomgeving of de groei van dieren en planten.
De onlangs door het Japanse Ministerie van Landbouw, Bosbouw en Visserij gepubliceerde "Lijst van biologische teeltmiddelen" uit 2022 omvat alle biopesticiden en een aantal pesticiden van biologische oorsprong. Japanse biopesticiden zijn vrijgesteld van de vaststelling van de toelaatbare dagelijkse inname (ADI) en de maximale residulimieten (MRL), die beide wel gebruikt mogen worden bij de productie van landbouwproducten volgens de Japanse biologische landbouwstandaard (JAS).
2. Overzicht van de registratie van biologische bestrijdingsmiddelen in Japan
Als toonaangevend land in de ontwikkeling en toepassing van biopesticiden beschikt Japan over een relatief compleet registratiesysteem voor pesticiden en een relatief breed scala aan geregistreerde biopesticiden. Volgens de statistieken van de auteur waren er in 2023 99 biologische pesticiden in Japan geregistreerd en werkzaam, met 47 werkzame stoffen, wat neerkomt op ongeveer 8,5% van het totale aantal werkzame stoffen in geregistreerde pesticiden. Hiervan worden 35 stoffen gebruikt als insecticide (waaronder 2 nematociden), 12 stoffen voor sterilisatie en er zijn geen herbiciden of andere toepassingen (Figuur 1). Hoewel feromonen in Japan niet tot de categorie biopesticiden behoren, worden ze vaak samen met biopesticiden gepromoot en toegepast als organische gewasbeschermingsmiddelen.
2.1 Biologische bestrijdingsmiddelen van natuurlijke vijanden
In Japan zijn 22 actieve bestanddelen van biopesticiden op basis van natuurlijke vijanden geregistreerd. Deze kunnen worden onderverdeeld in parasitaire insecten, roofinsecten en roofmijten, afhankelijk van de biologische soort en werkingswijze. Roofinsecten en roofmijten jagen op schadelijke insecten, terwijl parasitaire insecten eieren leggen in parasitaire plagen. De uitgekomen larven voeden zich met de gastheer en ontwikkelen zich tot een ziekte die de gastheer uiteindelijk doodt. De in Japan geregistreerde parasitaire vliesvleugeligen, zoals bladluisbijen, bladluisbijen, bladluisbijen, bladluisbijen, bladluisbijen, bladluisbijen, bladluisbijen, bladluisbijen en Mylostomus japonicus, worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van bladluizen, vliegen en wittevliegen op groenten die in kassen worden geteeld. De in Japan geregistreerde roofinsecten zoals bladluizen, wantsen, lieveheersbeestjes en tripsen worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van bladluizen, tripsen en wittevliegen op groenten die in kassen worden geteeld. De roofmijten worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van spintmijt, bladmijt, tyrophage, pleurotarsus, trips en wittevlieg op groenten, bloemen, fruitbomen, bonen en aardappelen die in kassen worden geteeld, evenals op groenten, fruitbomen en thee die in de volle grond worden verbouwd. Anicetus beneficus, Pseudaphycus malinus, E. eremicus, Dacnusa, Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris). De registratie van natuurlijke vijanden zoals O. sauteri is niet verlengd.
2.2 Microbiële pesticiden
In Japan zijn 23 soorten actieve bestanddelen van microbiële pesticiden geregistreerd, die kunnen worden onderverdeeld in virale insecticiden/fungiciden, bacteriële insecticiden/fungiciden en schimmelinsecticiden/fungiciden, afhankelijk van de soorten en toepassingen van de micro-organismen. Microbiële insecticiden doden of bestrijden plagen door infectie, vermenigvuldiging en het afscheiden van toxines. Microbiële fungiciden bestrijden pathogene bacteriën door middel van kolonisatiecompetitie, de afscheiding van antimicrobiële stoffen of secundaire metabolieten en de inductie van plantenresistentie [1-2, 7-8, 11]. De registratie van de volgende middelen is niet verlengd: de ...
2.2.1 Microbiële insecticiden
De in Japan geregistreerde insecticiden op basis van korrelvormige en nucleaire polyhedroïde virussen worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van specifieke plagen zoals appelringworm, theeringworm en theebladringworm, evenals Streptococcus aureus op gewassen zoals fruit, groenten en bonen. Bacillus thuringiensis, het meest gebruikte bacteriële insecticide, wordt voornamelijk ingezet voor de bestrijding van vlinder- en halfvleugelplagen op gewassen zoals groenten, fruit, rijst, aardappelen en gazon. Van de geregistreerde schimmelinsecticiden wordt Beauveria bassiana voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van kauwende en stekende insecten zoals tripsen, schildluizen, wittevliegen, mijten, kevers, bladluizen en bladluizen op groenten, fruit, dennenbomen en thee. Beauveria brucei wordt gebruikt voor de bestrijding van keverplagen zoals kevers en kevers in fruitbomen, bomen, engelwortel, kersenbloesem en shiitake-champignons. Metarhizium anisopliae wordt gebruikt voor de bestrijding van tripsen bij de teelt van groenten en mango's in kassen; Paecilomyces furosus en Paecilopus pectus worden gebruikt voor de bestrijding van wittevliegen, bladluizen en spintmijten bij de teelt van groenten en aardbeien in kassen. De schimmel wordt gebruikt voor de bestrijding van wittevliegen en tripsen bij de teelt van groenten, mango's, chrysanten en lisiflorum in kassen.
Bacillus Pasteurensis punctum is het enige geregistreerde en effectieve microbiële nematocide in Japan en wordt daarom gebruikt voor de bestrijding van wortelknobbelaaltjes in groenten, aardappelen en vijgen.
2.2.2 Microbiociden
Het virusachtige fungicide Zucchini yellowing Mosaic virus attenuated strain, geregistreerd in Japan, werd gebruikt voor de bestrijding van mozaïekziekte en fusariumverwelking, veroorzaakt door een komkommergerelateerd virus. Onder de in Japan geregistreerde bacteriologische fungiciden wordt Bacillus amylolitica gebruikt voor de bestrijding van schimmelziekten zoals bruinrot, grijze schimmel, zwarte bladvlekkenziekte, witte sterziekte, echte meeldauw, zwarte schimmel, bladvlekkenziekte, witte roest en bladvlekkenziekte op groenten, fruit, bloemen, hop en tabak. Bacillus simplex werd gebruikt voor de preventie en behandeling van bacteriële verwelking en bacteriële bladvlekkenziekte bij rijst. Bacillus subtilis wordt gebruikt voor de bestrijding van bacteriële en schimmelziekten zoals grijze schimmel, echte meeldauw, zwarte sterziekte, rijstblast, bladvlekkenziekte, zwarte bladvlekkenziekte, witte vlekkenziekte, spikkelziekte, kankerziekte, bladvlekkenziekte, zwarte schimmelziekte, bruine vlekkenziekte, zwarte bladvlekkenziekte en bacteriële vlekkenziekte op groenten, fruit, rijst, bloemen en sierplanten, bonen, aardappelen, hop, tabak en paddenstoelen. De niet-pathogene stammen van Erwenella soft rot carrot subspecies worden gebruikt voor de bestrijding van soft rot en kankerziekte bij groenten, citrusvruchten, cyclen en aardappelen. Pseudomonas fluorescens wordt gebruikt voor de bestrijding van rot, zwarte rot, bacteriële zwarte rot en bloemknoprot bij bladgroenten. Pseudomonas roseni wordt gebruikt voor de bestrijding van soft rot, zwarte rot, rot, bloemknoprot, bacteriële vlekkenziekte, bacteriële zwarte vlekkenziekte, bacteriële perforatie, bacteriële soft rot, bacteriële stengelrot, bacteriële takrot en bacteriële kanker bij groenten en fruit. Phagocytophage mirabile wordt gebruikt voor de bestrijding van wortelzwellingziekte bij kruisbloemige groenten, en gele mandbacteriën worden gebruikt voor de bestrijding van poederachtige meeldauw, zwarte schimmel, miltvuur, bladschimmel, grijze schimmel, rijstblast, bacteriële bladvlekkenziekte, bacteriële verwelking, bruine streep, slechte zaailingziekte en zaailingziekte bij groenten, aardbeien en rijst, en bevorderen de groei van gewaswortels. Lactobacillus plantarum wordt gebruikt voor de bestrijding van soft rot bij groenten en aardappelen. Van de in Japan geregistreerde fungiciden werd Scutellaria microscutella gebruikt voor de preventie en bestrijding van sclerotiumrot in groenten, zwarte rot in lente-uitjes en knoflook. Trichoderma viridis wordt gebruikt voor de bestrijding van bacteriële en schimmelziekten zoals rijstblight, bacteriële bruinstreepziekte, bladblight en rijstblast, evenals aspergepaarsestreepziekte en tabakswittezijdeziekte.
2.3 Entomopathogene nematoden
In Japan zijn twee soorten entomopathogene nematoden effectief geregistreerd, en hun insecticide mechanismen [1-2, 11] omvatten voornamelijk schade aan het invasiemechanisme, consumptie van voedingsstoffen en desintegratie van weefselcellen, en de afscheiding van toxines door symbiotische bacteriën. Steinernema carpocapsae en S. glaseri, geregistreerd in Japan, worden voornamelijk gebruikt op zoete aardappelen, olijven, vijgen, bloemen en bladplanten, kersenbloesems, pruimen, perziken, rode bessen, appels, paddenstoelen, groenten, gazon en ginkgo. Bestrijding van insectenplagen zoals Megalophora, olijfkever, druivenkever, rode palmkever, gele sterkever, perzikkever, udonnematophora, dubbelpluimlepidophora, Zoysia oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japanse kersenboorder, perzikrups, aculema japonica en rode schimmel. De registratie van de entomopathogene nematode S. kushidai is niet verlengd.
3. Samenvatting en vooruitzichten
In Japan zijn biopesticiden belangrijk voor het waarborgen van voedselzekerheid, de bescherming van het milieu en de biodiversiteit, en het in stand houden van duurzame landbouwontwikkeling. In tegenstelling tot landen en regio's zoals de Verenigde Staten, de Europese Unie, China en Vietnam [1, 7-8], worden Japanse biopesticiden eng gedefinieerd als niet-genetisch gemodificeerde levende biologische bestrijdingsmiddelen die als organische plantinput kunnen worden gebruikt. Momenteel zijn er 47 geregistreerde en effectieve biologische pesticiden in Japan, die behoren tot natuurlijke vijanden, micro-organismen en insectenpathogene nematoden, en die worden gebruikt voor de preventie en bestrijding van schadelijke geleedpotigen, plantparasitaire nematoden en ziekteverwekkers in de glastuinbouw en op akkerbouwgewassen zoals groenten, fruit, rijst, theeplanten, bomen, bloemen en sierplanten en gazons. Hoewel deze biopesticiden voordelen bieden zoals een hoge veiligheid, een laag risico op resistentie, zelfopsporing of herhaalde eliminatie van parasieten onder gunstige omstandigheden, een lange werkingsduur en arbeidsbesparing, hebben ze ook nadelen zoals een slechte stabiliteit, een trage werking, slechte compatibiliteit, een beperkt werkingsspectrum en een smalle gebruiksperiode. Aan de andere kant is het scala aan gewassen en bestrijdingsobjecten voor de registratie en toepassing van biopesticiden in Japan ook relatief beperkt, en kunnen ze chemische bestrijdingsmiddelen niet volledig vervangen om dezelfde effectiviteit te bereiken. Volgens statistieken [3] bedroeg de waarde van biopesticiden die in Japan in 2020 werden gebruikt slechts 0,8%, wat veel lager was dan het aandeel van het aantal geregistreerde werkzame stoffen.
Biopesticiden worden steeds meer onderzocht, ontwikkeld en geregistreerd voor gebruik in de landbouw, omdat ze de belangrijkste ontwikkelingsrichting van de pesticidenindustrie voor de toekomst vormen. In combinatie met de vooruitgang in de biologische wetenschap en technologie, het duidelijke kostenvoordeel van biopesticideonderzoek en -ontwikkeling, de verbetering van de voedselveiligheid en -kwaliteit, de vermindering van de milieubelasting en de eisen voor duurzame landbouw, blijft de Japanse biopesticidenmarkt snel groeien. Inkwood Research schat dat de Japanse biopesticidenmarkt tussen 2017 en 2025 met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 22,8% zal groeien en naar verwachting in 2025 een waarde van 729 miljoen dollar zal bereiken. Met de implementatie van de "Strategie voor een Groen Voedselsysteem" worden biopesticiden steeds vaker door Japanse boeren gebruikt.
Geplaatst op: 14 mei 2024