Els biopesticides són una de les eines importants per implementar l'"estratègia del sistema alimentari verd" al Japó. Aquest article descriu la definició i la categoria dels biopesticides al Japó i classifica el registre dels biopesticides al Japó, per tal de proporcionar una referència per al desenvolupament i l'aplicació de biopesticides en altres països.
A causa de la superfície relativament limitada de terres de conreu disponibles al Japó, cal aplicar més pesticides i fertilitzants per augmentar el rendiment dels cultius per àrea. Tanmateix, l'aplicació d'un gran nombre de pesticides químics ha augmentat la càrrega ambiental, i és particularment important protegir el sòl, l'aigua, la biodiversitat, els paisatges rurals i la seguretat alimentària per aconseguir un desenvolupament agrícola i ambiental sostenible. Amb els elevats residus de pesticides en els cultius que provoquen un augment dels casos de malalties públiques, els agricultors i el públic tendeixen a utilitzar biopesticides més segurs i respectuosos amb el medi ambient.
De manera similar a la iniciativa europea "de la granja a la taula", el govern japonès va desenvolupar al maig de 2021 una "Estratègia del Sistema Alimentari Verd" que té com a objectiu reduir l'ús ponderat pel risc de pesticides químics en un 50% per al 2050 i augmentar la superfície de cultiu orgànic a 1 milió d'hm2 (equivalent al 25% de la superfície agrícola del Japó). L'estratègia busca millorar la productivitat i la sostenibilitat de l'alimentació, l'agricultura, la silvicultura i la pesca mitjançant mesures de resiliència innovadores (MeaDRI), incloent-hi la gestió integrada de plagues, mètodes d'aplicació millorats i el desenvolupament de noves alternatives. Entre elles, la més important és el desenvolupament, l'aplicació i la promoció de la gestió integrada de plagues (GIP), i els biopesticides són una de les eines importants.
1. Definició i categoria dels biopesticides al Japó
Els biopesticides són relatius als pesticides químics o sintètics, i generalment es refereixen a pesticides que són relativament segurs o respectuosos amb les persones, el medi ambient i l'ecologia que utilitzen o es basen en recursos biològics. Segons la font dels ingredients actius, els biopesticides es poden dividir en les categories següents: primer, pesticides d'origen microbià, incloent-hi bacteris, fongs, virus i organismes vius microbians d'animals biològics originals (modificats genèticament) i els seus metabòlits secretats; segon, pesticides d'origen vegetal, incloent-hi plantes vives i els seus extractes, agents protectors incrustats en plantes (cultius modificats genèticament); tercer, pesticides d'origen animal, incloent-hi nematodes entomopàtics vius, animals paràsits i depredadors i extractes d'animals (com ara feromones). Els Estats Units i altres països també classifiquen els pesticides d'origen mineral natural, com ara l'oli mineral, com a biopesticides.
El SEIJ del Japó classifica els biopesticides en pesticides d'organismes vius i pesticides de substàncies biogèniques, i classifica les feromones, els metabòlits microbians (antibiòtics agrícoles), els extractes de plantes, els pesticides derivats de minerals, els extractes animals (com el verí d'artròpodes), els nanoanticossos i els agents protectors incrustats en plantes com a pesticides de substàncies biogèniques. La Federació de Cooperatives Agrícoles del Japó classifica els biopesticides japonesos en artròpodes enemics naturals, nematodes enemics naturals, microorganismes i substàncies biogèniques, i classifica el Bacillus thuringiensis inactivat com a microorganismes i exclou els antibiòtics agrícoles de la categoria de biopesticides. Tanmateix, en la gestió real de pesticides, els biopesticides japonesos es defineixen estretament com a pesticides biològics vius, és a dir, "agents de control biològic com ara microorganismes antagonistes, microorganismes fitopatògens, microorganismes patògens d'insectes, nematodes paràsits d'insectes, artròpodes paràsits i depredadors utilitzats per al control de plagues". En altres paraules, els biopesticides japonesos són pesticides que comercialitzen organismes vius com ara microorganismes, nematodes entomopàtics i organismes enemics naturals com a ingredients actius, mentre que les varietats i tipus de substàncies de font biològica registrades al Japó no pertanyen a la categoria de biopesticides. A més, segons les "Mesures per al tractament dels resultats de les proves d'avaluació de seguretat relacionades amb la sol·licitud de registre de pesticides microbians" del Japó, els microorganismes i les plantes modificats genèticament no estan sota la gestió de pesticides biològics al Japó. En els darrers anys, el Ministeri d'Agricultura, Silvicultura i Pesca també ha iniciat el procés de reavaluació dels biopesticides i ha desenvolupat nous estàndards per al no registre de biopesticides per reduir la possibilitat que l'aplicació i la propagació de biopesticides puguin causar danys significatius a l'hàbitat o al creixement d'animals i plantes en l'entorn viu.
La "Llista d'entrades per a plantacions orgàniques" recentment publicada pel Ministeri d'Agricultura, Silvicultura i Pesca del Japó el 2022 cobreix tots els biopesticides i alguns pesticides d'origen biològic. Els biopesticides japonesos estan exempts de l'establiment de la ingesta diària admissible (IDA) i els límits màxims de residus (LMR), i tots dos es poden utilitzar en la producció de productes agrícoles segons la Norma d'Agricultura Orgànica del Japó (JAS).
2. Visió general del registre de pesticides biològics al Japó
Com a país líder en el desenvolupament i l'aplicació de biopesticides, el Japó té un sistema de gestió del registre de pesticides relativament complet i una varietat relativament rica de registres de biopesticides. Segons les estadístiques de l'autor, a partir del 2023, hi havia 99 preparats de pesticides biològics registrats i efectius al Japó, que impliquen 47 ingredients actius, que representen aproximadament el 8,5% del total d'ingredients actius dels pesticides registrats. D'entre ells, 35 ingredients s'utilitzen per a insecticides (inclosos 2 nematocides), 12 ingredients s'utilitzen per a l'esterilització i no hi ha herbicides ni altres usos (Figura 1). Tot i que les feromones no pertanyen a la categoria de biopesticides al Japó, normalment es promouen i s'apliquen juntament amb biopesticides com a insumos de plantació orgànica.
2.1 Pesticides biològics d'enemics naturals
Hi ha 22 ingredients actius de biopesticides enemics naturals registrats al Japó, que es poden dividir en insectes paràsits, insectes depredadors i àcars depredadors segons l'espècie biològica i el mode d'acció. Entre ells, els insectes depredadors i els àcars depredadors s'alimenten d'insectes nocius per alimentar-se, i els insectes paràsits ponen ous en plagues paràsites i les seves larves eclosionades s'alimenten de l'hoste i es desenvolupen per matar l'hoste. Els insectes himenòpters paràsits, com l'abella pugó, l'abella pugó, l'abella pugó, l'abella hemíptera i el Mylostomus japonicus, registrats al Japó, s'utilitzen principalment per al control de pugons, mosques i mosques blanques en verdures cultivades en hivernacle, i els crisòpters presa, la xinxa, la marieta i els trips s'utilitzen principalment per al control de pugons, trips i mosques blanques en verdures cultivades en hivernacle. Els àcars depredadors s'utilitzen principalment per al control de l'aranya vermella, l'àcar de la fulla, el tiròfag, el pleurotars, els trips i la mosca blanca en hortalisses, flors, arbres fruiters, mongetes i patates cultivades en hivernacles, així com en hortalisses, arbres fruiters i te plantats en camps. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris). El registre d'enemics naturals com ara O. sauteri no es va renovar.
2.2 Pesticides microbians
Hi ha 23 tipus d'ingredients actius de pesticides microbians registrats al Japó, que es poden dividir en insecticides/fungicides virals, insecticides/fungicides bacterians i insecticides/fungicides fúngics segons els tipus i usos dels microorganismes. Entre ells, els insecticides microbians maten o controlen plagues infectant, multiplicant i secretant toxines. Els fungicides microbians controlen els bacteris patògens mitjançant la competència per colonització, la secreció d'antimicrobians o metabòlits secundaris i la inducció de resistència a les plantes [1-2, 7-8, 11]. Fongs (nematocides de depredació) Monacrosporium phymatopagum, fungicides microbians Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, Fusarium oxysporum no patogen i la soca atenuada del virus de la taca lleugera del pebre, i el registre de pesticides microbians com ara Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus i Drechslera monoceras no es va renovar.
2.2.1 Insecticides microbians
Els insecticides de virus poliedroides granulars i nuclears registrats al Japó s'utilitzen principalment per controlar plagues específiques com la tinya de la poma, la tinya del te i la tinya de fulla llarga del te, així com Streptococcus aureus en cultius com fruites, verdures i mongetes. Com a insecticida bacterià més utilitzat, Bacillus thuringiensis s'utilitza principalment per controlar plagues de lepidòpters i hemípters en cultius com verdures, fruites, arròs, patates i gespa. Entre els insecticides fúngics registrats, Beauveria bassiana s'utilitza principalment per controlar les plagues de les peces bucals mastegadores i urticants com ara trips, cotxinelles, mosques blanques, àcars, escarabats, diamants i pugons en verdures, fruites, pins i te. Beauveria brucei s'utilitza per controlar plagues de coleòpters com ara longiceps i escarabats en arbres fruiters, arbres, angèlica, flors de cirerer i bolets shiitake. Metarhizium anisopliae s'utilitza per controlar trips en el cultiu d'hivernacles de verdures i mangos; Paecilomyces furosus i Paecilopus pectus es van utilitzar per controlar la mosca blanca, els pugons i l'aranya vermella en hortalisses i maduixes cultivades en hivernacle. El fong s'utilitza per controlar la mosca blanca i els trips en el cultiu d'hortalisses, mangos, crisantems i lisiflorum en hivernacle.
Com a únic nematocida microbià registrat i eficaç al Japó, Bacillus Pasteurensis punctum s'utilitza per al control del nematode del nus de l'arrel en verdures, patates i figues.
2.2.2 Microbiocides
El fungicida similar a un virus, el virus del mosaic groguenc del carbassó, soca atenuada registrada al Japó, es va utilitzar per al control de la malaltia del mosaic i la marchitació per fusarium causades per virus relacionats amb el cogombre. Entre els fungicides bacteriològics registrats al Japó, Bacillus amylolitica s'utilitza per al control de malalties fúngiques com la podridura marró, la floridura grisa, el míldiu negre, la malaltia de l'estrella blanca, l'oïdi, la floridura negra, la floridura de les fulles, la malaltia de les taques, el rovell blanc i la marchitació de les fulles en verdures, fruites, flors, llúpol i tabac. Bacillus simplex es va utilitzar per a la prevenció i el tractament de la marchitació bacteriana i la marchitació bacteriana de l'arròs. Bacillus subtilis s'utilitza per al control de malalties bacterianes i fúngiques com la floridura grisa, l'oïdi, la malaltia de l'estrella negra, la ràfega de l'arròs, el míldiu de les fulles, el míldiu negre, la marchitació de les fulles, la taca blanca, el motejat, la malaltia del lladruc, el míldiu, la malaltia de la floridura negra, la malaltia de la taca marró, la marchitació negra de les fulles i la malaltia de les taques bacterianes de verdures, fruites, arròs, flors i plantes ornamentals, mongetes, patates, llúpol, tabac i bolets. Les soques no patògenes de la subespècie de pastanaga *Erwenella soft podriture* s'utilitzen per al control de la podridura tova i les malalties del llaç en verdures, cítrics, ciclopèdia i patata. *Pseudomonas fluorescens* s'utilitza per controlar la podridura, la podridura negra, la podridura negra bacteriana i la podridura del brot floral en verdures de fulla. *Pseudomonas roseni* s'utilitza per al control de la podridura tova, la podridura negra, la podridura, la podridura del brot floral, la taca bacteriana, la taca negra bacteriana, la perforació bacteriana, la podridura tova bacteriana, el míldiu bacterià de la tija, el míldiu bacterià de les branques i el llaç bacterià en verdures i fruites. *Phagocytophage mirabile* s'utilitza per al control de la malaltia de la inflamació de les arrels de les verdures crucíferes, i els bacteris *cistella groga* s'utilitzen per al control de l'oïdi, la floridura negra, l'àntrax, la floridura de les fulles, la floridura grisa, la brújula de l'arròs, el míldiu bacterià, la marchitació bacteriana, la ratlla marró, la malaltia de les males plàntules i el míldiu de les plàntules en verdures, maduixes i arròs, i promouen el creixement de les arrels dels cultius. *Lactobacillus plantarum* s'utilitza per controlar la podridura tova en verdures i patates. Entre els fungicides registrats al Japó, Scutellaria microscutella es va utilitzar per a la prevenció i el control de la podridura esclerocial en hortalisses, la podridura negra en cebes tendres i alls. Trichoderma viridis s'utilitza per controlar malalties bacterianes i fúngiques com el míldiu de l'arròs, la malaltia bacteriana de la ratlla marró, el míldiu de les fulles i la píndola de l'arròs, així com la malaltia de la ratlla porpra dels espàrrecs i la malaltia de la seda blanca del tabac.
2.3 Nematodes entomopatògens
Hi ha dues espècies de nematodes entomopatògens registrades de manera efectiva al Japó, i els seus mecanismes insecticides [1-2, 11] impliquen principalment danys a la maquinària d'invasió, consum de nutrients i desintegració de danys cel·lulars tissulars, i bacteris simbiòtics que secreten toxines. Steinernema carpocapsae i S. glaseri, registrades al Japó, s'utilitzen principalment en moniatos, olives, figues, flors i plantes de fullatge, flors de cirerer, prunes, préssecs, baies vermelles, pomes, bolets, verdures, gespa i ginkgo. Control de plagues d'insectes com ara Megalophora, Olive Weestro, Raisin Black Weestro, Red Palm Weestro, Yellow Star Longicornis, Peach Neck-neck Weestro, Udon Nematophora, Double tufted Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japanese Cherry Tree Borer, Peach small food worm worm, aculema japonica i Red fung. El registre del nematode entomopatògen S. kushidai no es va renovar.
3. Resum i perspectives
Al Japó, els biopesticides són importants per garantir la seguretat alimentària, protegir el medi ambient i la biodiversitat, i mantenir el desenvolupament agrícola sostenible. A diferència de països i regions com els Estats Units, la Unió Europea, la Xina i el Vietnam [1, 7-8], els biopesticides japonesos es defineixen estretament com a agents de biocontrol vius no modificats genèticament que es poden utilitzar com a insumos de plantació orgànica. Actualment, hi ha 47 pesticides biològics registrats i eficaços al Japó, que pertanyen a enemics naturals, microorganismes i nematodes patògens d'insectes, i s'utilitzen per a la prevenció i el control d'artròpodes nocius, nematodes paràsits de plantes i patògens en cultius d'hivernacle i cultius de camp com ara verdures, fruites, arròs, arbres de te, arbres, flors i plantes ornamentals i gespa. Tot i que aquests biopesticides tenen els avantatges d'una alta seguretat, baix risc de resistència als fàrmacs, autocerca o eliminació parasitària repetida de plagues en condicions favorables, llarg període d'eficàcia i estalvi de mà d'obra, també tenen desavantatges com ara poca estabilitat, eficàcia lenta, poca compatibilitat, espectre de control i període de finestra d'ús estret. D'altra banda, la gamma de cultius i objectes de control per al registre i l'aplicació de biopesticides al Japó també és relativament limitada, i no pot substituir els pesticides químics per aconseguir la plena eficàcia. Segons les estadístiques [3], el 2020, el valor dels biopesticides utilitzats al Japó només va representar el 0,8%, molt inferior a la proporció del nombre registrat d'ingredients actius.
Com a principal direcció de desenvolupament de la indústria de pesticides en el futur, els biopesticides s'estan investigant, desenvolupant i registrant més per a la producció agrícola. Juntament amb el progrés de la ciència i la tecnologia biològiques i la prominència de l'avantatge de costos de la investigació i el desenvolupament de biopesticides, la millora de la seguretat i la qualitat dels aliments, la càrrega ambiental i els requisits de desenvolupament agrícola sostenible, el mercat de biopesticides del Japó continua creixent ràpidament. Inkwood Research estima que el mercat japonès de biopesticides creixerà a una taxa de creixement anual composta del 22,8% del 2017 al 2025, i s'espera que arribi als 729 milions de dòlars el 2025. Amb la implementació de l'"Estratègia del Sistema Alimentari Verd", els biopesticides s'estan utilitzant en agricultors japonesos.
Data de publicació: 14 de maig de 2024