Biopesticiden zijn een van de belangrijkste instrumenten voor de implementatie van de "Green Food System Strategy" in Japan. Dit artikel beschrijft de definitie en categorie van biopesticiden in Japan en classificeert de registratie van biopesticiden in Japan, om als referentie te dienen voor de ontwikkeling en toepassing van biopesticiden in andere landen.
Vanwege de relatief beperkte oppervlakte aan beschikbare landbouwgrond in Japan is het noodzakelijk om meer pesticiden en meststoffen te gebruiken om de oogstopbrengsten per gebied te verhogen. De toepassing van een groot aantal chemische pesticiden heeft echter de milieubelasting verhoogd, en het is met name belangrijk om bodem, water, biodiversiteit, landelijke landschappen en voedselzekerheid te beschermen om duurzame landbouw- en milieuontwikkeling te bereiken. Omdat hoge residuen van pesticiden in gewassen leiden tot een toename van ziekten bij de bevolking, kiezen boeren en burgers er doorgaans voor om veiligere en milieuvriendelijkere biopesticiden te gebruiken.
Net als het Europese 'Farm-to-Fork'-initiatief ontwikkelde de Japanse overheid in mei 2021 een 'Green Food System Strategy'. Deze strategie beoogt het risicogewogen gebruik van chemische pesticiden tegen 2050 met 50% te verminderen en het areaal biologische teelt te vergroten tot 1 miljoen hm2 (gelijk aan 25% van het Japanse landbouwareaal). De strategie beoogt 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), en biopesticiden zijn een van de belangrijkste instrumenten.
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, gebruikmakend van of gebaseerd op biologische grondstoffen. Afhankelijk van de bron van de werkzame stoffen kunnen biopesticiden worden onderverdeeld in de volgende categorieën: ten eerste pesticiden van microbiële oorsprong, waaronder bacteriën, schimmels, virussen en oorspronkelijk biologische dieren (genetisch gemodificeerde) microbiële levende organismen en hun uitgescheiden metabolieten; ten tweede pesticiden van plantaardige oorsprong, waaronder levende planten en hun extracten, in planten ingebedde beschermende middelen (genetisch gemodificeerde gewassen); ten derde pesticiden van dierlijke oorsprong, waaronder levende entomopathische 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.
De Japanse SEIJ classificeert biopesticiden in pesticiden voor levende organismen en pesticiden voor biogene stoffen. Ook feromonen, microbiële metabolieten (landbouwantibiotica), plantenextracten, pesticiden op basis van mineralen, dierlijke extracten (zoals geleedpotigengif), nano-antilichamen en in planten ingebedde beschermende middelen worden geclassificeerd als pesticiden voor biogene stoffen. De Federatie van Landbouwcoöperaties van Japan classificeert Japanse biopesticiden in natuurlijke vijanden van geleedpotigen, natuurlijke vijanden van nematoden, micro-organismen en biogene stoffen. Geïnactiveerde Bacillus thuringiensis wordt geclassificeerd als micro-organismen en landbouwantibiotica worden uitgesloten van de categorie biopesticiden. In de praktijk van het pesticidenbeheer worden Japanse biopesticiden echter strikt gedefinieerd als biologisch levende pesticiden, 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, entomopathische nematoden en natuurlijke vijanden als actieve ingrediënten commercialiseren, terwijl de variëteiten en typen biologische bronstoffen die in Japan geregistreerd zijn, niet tot de categorie biopesticiden behoren. 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 het beheer van biologische pesticiden in Japan. In de afgelopen jaren heeft het Ministerie van Landbouw, Bosbouw en Visserij ook het herbeoordelingsproces voor biopesticiden geïnitieerd en nieuwe normen ontwikkeld voor het niet-registreren van biopesticiden om de kans te verkleinen dat de toepassing en verspreiding van biopesticiden aanzienlijke schade toebrengt aan de leefomgeving of de groei van dieren en planten in de leefomgeving.
De onlangs gepubliceerde "Lijst van biologische teeltmiddelen" van het Japanse Ministerie van Landbouw, Bosbouw en Visserij uit 2022 omvat alle biopesticiden en sommige pesticiden van biologische oorsprong. Japanse biopesticiden zijn vrijgesteld van de vaststelling van de toegestane dagelijkse inname (ADI) en maximale residulimieten (MRL), die beide mogen worden gebruikt bij de productie van landbouwproducten volgens de Japanse norm voor biologische landbouw (JAS).
2. Overzicht van de registratie van biologische pesticiden in Japan
Als toonaangevend land in de ontwikkeling en toepassing van biopesticiden beschikt Japan over een relatief compleet systeem voor de registratie van pesticiden en een relatief rijke verscheidenheid aan biopesticidenregistraties. Volgens de statistieken van de auteur waren er in 2023 99 biologische pesticidepreparaten geregistreerd en effectief in Japan, met 47 actieve ingrediënten, goed voor ongeveer 8,5% van de totale actieve ingrediënten van geregistreerde pesticiden. Hiervan worden 35 ingrediënten gebruikt voor insecticiden (waaronder 2 nematociden), 12 ingrediënten voor sterilisatie en er zijn geen herbiciden of andere toepassingen (figuur 1). Hoewel feromonen in Japan niet tot de categorie biopesticiden behoren, worden ze doorgaans gepromoot en samen met biopesticiden toegepast als biologische teeltgrondstoffen.
2.1 Biologische bestrijdingsmiddelen of natuurlijke vijanden
Er zijn 22 actieve ingrediënten van natuurlijke vijand biopesticiden geregistreerd in Japan, die kunnen worden onderverdeeld in parasitaire insecten, roofinsecten en roofmijten op basis van biologische soort en werkingswijze. Roofinsecten en roofmijten jagen op schadelijke insecten voor voedsel, en parasitaire insecten leggen eieren in parasitaire plagen en hun uitgekomen larven voeden zich met de gastheer en ontwikkelen zich om de gastheer te doden. De parasitaire vliesvleugelige insecten, zoals bladluisbij, bladluisbij, bladluisbij, bladluisbij, bladluisbij, bladluisbij, hemiptera-bij en Mylostomus japonicus, geregistreerd in Japan, worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van bladluizen, vliegen en witte vliegen op groenten die in kassen worden geteeld, en de prooichrysoptera, wants, lieveheersbeestje en trips worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van bladluizen, trips en witte vliegen op groenten die in kassen worden geteeld. De roofmijten worden voornamelijk gebruikt voor de bestrijding van spint, bladmijt, tyrophage, pleurotarsus, trips en witte vlieg op groenten, bloemen, fruitbomen, bonen en aardappelen in kassen, evenals op groenten, fruitbomen en thee geplant op de velden. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, 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 vernieuwd.
2.2 Microbiële pesticiden
Er zijn 23 soorten actieve ingrediënten van microbiële pesticiden geregistreerd in Japan, die kunnen worden onderverdeeld in virale insecticiden/fungiciden, bacteriële insecticiden/fungiciden en schimmelinsecticiden/fungiciden, afhankelijk van de soorten en toepassingen van 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 middelen of secundaire metabolieten, en de inductie van plantenresistentie [1-2, 7-8, 11]. Schimmelbestrijding (predatie) nematociden Monacrosporium phymatopagum, microbiële fungiciden Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, niet-pathogene Fusarium oxysporum en de verzwakte stam Pepper mild mottle virus, en de registratie van microbiële pesticiden zoals Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus en Drechslera monoceras werden niet verlengd.
2.2.1 Microbiële insecticiden
De in Japan geregistreerde granulaire en nucleaire polyhedroidvirusinsecticiden worden voornamelijk gebruikt om specifieke plagen te bestrijden, zoals appelringworm, theeringworm en thee-langbladringworm, evenals Streptococcus aureus op gewassen zoals fruit, groenten en bonen. Als het meest gebruikte bacteriële insecticide wordt Bacillus thuringiensis voornamelijk gebruikt om lepidoptera- en hemiptera-plagen te bestrijden op gewassen zoals groenten, fruit, rijst, aardappelen en turf. Van de geregistreerde schimmelinsecticiden wordt Beauveria bassiana voornamelijk gebruikt om de kauwende en stekende monddelenplagen zoals trips, schildluizen, witte vlieg, mijten, kevers, diamant en bladluizen op groenten, fruit, dennen en thee te bestrijden. Beauveria brucei wordt gebruikt om coleoptera-plagen zoals longiceps en kevers te bestrijden in fruitbomen, bomen, engelwortel, kersenbloesem en shiitake-paddenstoelen. Metarhizium anisopliae wordt gebruikt voor de bestrijding van trips in de glasgroenteteelt en mangoteelt; Paecilomyces furosus en Paecilopus pectus worden gebruikt voor de bestrijding van witte vlieg, bladluis en spint in de glasgroenteteelt en aardbeienteelt. De schimmel wordt gebruikt voor de bestrijding van witte vlieg en trips in de glasgroenteteelt, mangoteelt, chrysantenteelt en lisiflorumteelt.
Bacillus Pasteurensis punctum is het enige in Japan geregistreerde en effectieve microbiële nematocide en wordt gebruikt voor de bestrijding van wortelknobbelaaltjes in groenten, aardappelen en vijgen.
2.2.2 Microbiociden
De virusachtige fungicide courgette vergeling mozaïekvirus verzwakte stam geregistreerd in Japan werd gebruikt voor de bestrijding van mozaïekziekte en fusarium verwelkingsziekte veroorzaakt door komkommer gerelateerd virus. Van de bacteriologische fungiciden geregistreerd in Japan wordt Bacillus amylolitica gebruikt voor de bestrijding van schimmelziekten zoals bruinrot, grauwe schimmel, zwarte sterziekte, witte sterziekte, echte meeldauw, zwarte schimmel, bladschimmel, vlekkenziekte, witte roest en bladvlekkenziekte op groenten, fruit, bloemen, hop en tabak. Bacillus simplex werd gebruikt voor de preventie en behandeling van bacteriële verwelkingsziekte en bacterieziekte van rijst. Bacillus subtilis wordt gebruikt voor de bestrijding van bacteriële en schimmelziekten zoals grauwe schimmel, echte meeldauw, zwarte sterziekte, rijstblast, bladmeeldauw, zwarte sterziekte, bladvlekkenziekte, witte stip, spikkel, kankerziekte, meeldauw, zwarte schimmelziekte, bruine vlekkenziekte, zwarte bladvlekkenziekte en bacteriële vlekkenziekte van groenten, fruit, rijst, bloemen en sierplanten, bonen, aardappelen, hop, tabak en paddenstoelen. De niet-pathogene stammen van Erwenella soft rot wortel ondersoorten worden gebruikt voor de bestrijding van soft rot en kankerziekte op groenten, citrusvruchten, cycleen en aardappel. Pseudomonas fluorescens wordt gebruikt voor de bestrijding van rot, zwartrot, bacteriële zwartrot en bloemknoprot op bladgroenten. Pseudomonas roseni wordt gebruikt voor de bestrijding van soft rot, zwartrot, rot, bloemknoprot, bacteriële vlekkenziekte, bacteriële zwarte vlekkenziekte, bacteriële perforatie, bacteriële soft rot, bacteriële stengelvlekkenziekte, bacteriële takvlekkenziekte en bacteriële kanker op groenten en fruit. Fagocytofaag mirabile wordt gebruikt voor de bestrijding van wortelzwellingziekte van kruisbloemige groenten, en gele mand bacteriën worden gebruikt voor de bestrijding van echte meeldauw, zwarte schimmel, miltvuur, bladschimmel, grauwe schimmel, rijstziekte, bacteriële vlekkenziekte, bacteriële verwelkingsziekte, bruine streep, slechte zaailingziekte en zaailingvlekkenziekte op groenten, aardbeien en rijst, en bevorderen de groei van gewaswortels. Lactobacillus plantarum wordt gebruikt voor de bestrijding van soft rot op 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 bosui en knoflook. Trichoderma viridis wordt gebruikt voor de bestrijding van bacteriële en schimmelziekten zoals rijstvlekkenziekte, bacteriële bruinstrepenziekte, bladvlekkenziekte en rijstrot, evenals de paarse streepziekte bij asperges en de witte zijdeziekte bij tabak.
2.3 Entomopathogene nematoden
Er zijn twee soorten entomopathogene nematoden effectief geregistreerd in Japan, en hun insecticide mechanismen [1-2, 11] omvatten voornamelijk schade aan het invasiemechanisme, voedselconsumptie en weefselcelschade desintegratie, en symbiotische bacteriën die toxines afscheiden. 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, gras en ginkgo Bestrijding van insectenplagen zoals Megalophora, olijfweestro, Grape Black Weestro, Red Palm Weestro, Yellow Star Longicornis, Peach Neck-neck Weestro, Udon Nematophora, Double tufted Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japanse kersenboomboorder, Peach small food worm, 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, het beschermen van het milieu en de biodiversiteit, en het handhaven 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 nauw gedefinieerd als niet-genetisch gemodificeerde levende biologische bestrijdingsmiddelen die kunnen worden gebruikt als biologische teeltinputs. Momenteel zijn er 47 biologische pesticiden geregistreerd en effectief in Japan, die behoren tot natuurlijke vijanden, micro-organismen en insectenpathogene nematoden, en worden gebruikt voor de preventie en bestrijding van schadelijke geleedpotigen, plantparasitaire nematoden en pathogenen in kasteelten en akkerbouwgewassen zoals groenten, fruit, rijst, theebomen, bomen, bloemen, sierplanten en gazons. Hoewel deze biopesticiden de voordelen hebben van een hoge veiligheid, een laag risico op resistentie tegen geneesmiddelen, zelfzoekende of herhaalde parasitaire eliminatie van plagen onder gunstige omstandigheden, een lange werkzaamheidsperiode en arbeidsbesparing, hebben ze ook nadelen zoals een slechte stabiliteit, trage werkzaamheid, slechte compatibiliteit, een bestrijdingsspectrum 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 pesticiden niet vervangen om volledige werkzaamheid te bereiken. Volgens statistieken [3] bedroeg de waarde van de in Japan gebruikte biopesticiden in 2020 slechts 0,8%, wat veel lager was dan het aandeel van het geregistreerde aantal actieve ingrediënten.
Biopesticiden worden in de toekomst steeds meer onderzocht, ontwikkeld en geregistreerd voor landbouwproductie, aangezien dit de belangrijkste ontwikkelingsrichting van de pesticidenindustrie is. Gecombineerd met de vooruitgang in biologische wetenschap en technologie, het kostenvoordeel van onderzoek en ontwikkeling van biopesticiden, de verbetering van voedselveiligheid en -kwaliteit, de milieubelasting en de eisen voor duurzame landbouwontwikkeling, blijft de Japanse markt voor biopesticiden snel groeien. Inkwood Research schat dat de Japanse markt voor biopesticiden tussen 2017 en 2025 met een samengestelde jaarlijkse groei van 22,8% zal groeien en naar verwachting in 2025 een waarde van $ 729 miljoen zal bereiken. Met de implementatie van de "Green Food System Strategy" worden biopesticiden gebruikt door Japanse boeren.
Geplaatst op: 14 mei 2024