Biopestisid merupakan salah satu alat penting untuk melaksanakan "strategi Sistem Makanan Hijau" di Jepun. Kertas kerja ini menerangkan definisi dan kategori biopestisid di Jepun, dan mengklasifikasikan pendaftaran biopestisid di Jepun, untuk menyediakan rujukan bagi pembangunan dan aplikasi biopestisid di negara lain.
Disebabkan keluasan tanah pertanian yang agak terhad di Jepun, adalah perlu untuk menggunakan lebih banyak racun perosak dan baja untuk meningkatkan hasil tanaman setiap kawasan. Walau bagaimanapun, penggunaan sebilangan besar racun perosak kimia telah meningkatkan beban alam sekitar, dan adalah amat penting untuk melindungi tanah, air, biodiversiti, landskap luar bandar dan keselamatan makanan bagi mencapai pembangunan pertanian dan alam sekitar yang mampan. Dengan sisa racun perosak yang tinggi dalam tanaman yang membawa kepada peningkatan kes penyakit awam, petani dan orang awam cenderung untuk menggunakan biopestisid yang lebih selamat dan mesra alam.
Sama seperti inisiatif ladang-ke-Fork Eropah, kerajaan Jepun pada Mei 2021 telah membangunkan "Strategi Sistem Makanan Hijau" yang bertujuan untuk mengurangkan penggunaan racun perosak kimia berwajaran risiko sebanyak 50% menjelang 2050 dan meningkatkan kawasan penanaman organik kepada 1 juta hm2 (bersamaan dengan 25% daripada kawasan tanah ladang Jepun). Strategi ini bertujuan untuk meningkatkan produktiviti dan kemampanan makanan, pertanian, perhutanan dan perikanan melalui langkah-langkah Daya Tahan yang inovatif (MeaDRI), termasuk pengurusan perosak bersepadu, kaedah aplikasi yang lebih baik dan pembangunan alternatif baharu. Antaranya, yang paling penting ialah pembangunan, aplikasi dan promosi pengurusan perosak bersepadu (IPM), dan biopestisid adalah salah satu alat penting.
1. Definisi dan kategori biopestisid di Jepun
Biopestisid adalah relatif kepada racun perosak kimia atau sintetik, dan secara amnya merujuk kepada racun perosak yang agak selamat atau mesra kepada manusia, alam sekitar dan ekologi yang menggunakan atau berdasarkan sumber biologi. Mengikut sumber bahan aktif, biopestisid boleh dibahagikan kepada kategori berikut: pertama, racun perosak sumber mikrob, termasuk bakteria, kulat, virus dan haiwan biologi asal (diubah suai secara genetik) organisma hidup mikrob dan metabolit yang dirembeskan; Kedua ialah racun perosak sumber tumbuhan, termasuk tumbuhan hidup dan ekstraknya, agen pelindung tertanam tumbuhan (tanaman diubah suai secara genetik); Ketiga, racun perosak yang berasal dari haiwan, termasuk nematod entomopati hidup, haiwan parasit dan pemangsa serta ekstrak haiwan (seperti feromon). Amerika Syarikat dan negara-negara lain juga mengklasifikasikan racun perosak sumber mineral semula jadi seperti minyak mineral sebagai biopestisid.
SEIJ Jepun mengklasifikasikan biopestisid kepada racun perosak organisma hidup dan bahan biogenik racun perosak, dan mengklasifikasikan feromon, metabolit mikrob (antibiotik pertanian), ekstrak tumbuhan, racun perosak yang berasal dari mineral, ekstrak haiwan (seperti racun artropod), nanoantibodi, dan agen pelindung tertanam tumbuhan sebagai racun perosak bahan biogenik. Persekutuan Koperasi Pertanian Jepun mengklasifikasikan biopestisid Jepun kepada artropod musuh semula jadi, nematod musuh semula jadi, mikroorganisma dan bahan biogenik, dan mengklasifikasikan Bacillus thuringiensis yang tidak diaktifkan sebagai mikroorganisma dan mengecualikan antibiotik pertanian daripada kategori biopestisid. Walau bagaimanapun, dalam pengurusan racun perosak sebenar, biopestisid Jepun ditakrifkan secara sempit sebagai racun perosak hidup biologi, iaitu, "agen kawalan biologi seperti mikroorganisma antagonistik, mikroorganisma patogen tumbuhan, mikroorganisma patogen serangga, nematod parasit serangga, artropod parasit dan pemangsa yang digunakan untuk mengawal perosak". Dalam erti kata lain, biopestisid Jepun ialah racun perosak yang mengkomersialkan organisma hidup seperti mikroorganisma, nematod entomopati dan organisma musuh semula jadi sebagai bahan aktif, manakala varieti dan jenis bahan sumber biologi yang berdaftar di Jepun tidak tergolong dalam kategori biopestisid. Di samping itu, menurut "Langkah-langkah Rawatan Keputusan Ujian Penilaian Keselamatan berkaitan dengan permohonan Pendaftaran racun perosak mikrob" Jepun, mikroorganisma dan tumbuhan yang diubah suai secara genetik tidak berada di bawah pengurusan racun perosak biologi di Jepun. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, Kementerian Pertanian, Perhutanan dan Perikanan juga telah memulakan proses penilaian semula untuk biopestisid dan membangunkan piawaian baharu untuk bukan pendaftaran biopestisid bagi mengurangkan kemungkinan penggunaan dan penyebaran biopestisid boleh menyebabkan kerosakan yang ketara kepada habitat atau pertumbuhan haiwan dan tumbuhan dalam persekitaran hidup.
"Senarai Input Penanaman Organik" yang baru dikeluarkan oleh Kementerian Pertanian, Perhutanan dan Perikanan Jepun pada tahun 2022 merangkumi semua biopestisid dan beberapa racun perosak yang berasal dari biologi. Biopestisid Jepun dikecualikan daripada penetapan Pengambilan Harian yang Dibenarkan (ADI) dan had Residu Maksimum (MRL), yang kedua-duanya boleh digunakan dalam pengeluaran produk pertanian di bawah Piawaian Pertanian Organik Jepun (JAS).
2. Gambaran keseluruhan pendaftaran racun perosak biologi di Jepun
Sebagai sebuah negara peneraju dalam pembangunan dan aplikasi biopestisid, Jepun mempunyai sistem pengurusan pendaftaran racun perosak yang agak lengkap dan pelbagai jenis pendaftaran biopestisid yang agak kaya. Menurut statistik penulis, sehingga tahun 2023, terdapat 99 persediaan racun perosak biologi yang berdaftar dan berkesan di Jepun, yang melibatkan 47 bahan aktif, menyumbang kira-kira 8.5% daripada jumlah bahan aktif racun perosak berdaftar. Antaranya, 35 bahan digunakan untuk racun serangga (termasuk 2 nematosid), 12 bahan digunakan untuk pensterilan, dan tiada racun herba atau kegunaan lain (Rajah 1). Walaupun feromon tidak tergolong dalam kategori biopestisid di Jepun, ia biasanya dipromosikan dan digunakan bersama biopestisid sebagai input penanaman organik.
2.1 Racun perosak biologi musuh semula jadi
Terdapat 22 bahan aktif biopestisid musuh semula jadi yang berdaftar di Jepun, yang boleh dibahagikan kepada serangga parasit, serangga pemangsa dan hama pemangsa mengikut spesies biologi dan cara tindakan. Antaranya, serangga pemangsa dan hama pemangsa memangsa serangga berbahaya untuk makanan, dan serangga parasit bertelur dalam perosak parasit dan larva mereka yang menetas memakan perumah dan berkembang untuk membunuh perumah. Serangga hymenoptera parasit, seperti lebah aphid, lebah aphid, lebah aphid, lebah aphid, lebah hemiptera dan Mylostomus japonicus, yang berdaftar di Jepun, terutamanya digunakan untuk mengawal aphid, lalat dan lalat putih pada sayur-sayuran yang ditanam di rumah hijau, dan mangsa chrysoptera, pepijat, kumbang kecil dan thrips terutamanya digunakan untuk mengawal aphid, thrips dan lalat putih pada sayur-sayuran yang ditanam di rumah hijau. Hama pemangsa terutamanya digunakan untuk mengawal labah-labah merah, hama daun, tirofaj, pleurotarsus, thrips dan kutu kebul pada sayur-sayuran, bunga, pokok buah-buahan, kacang dan kentang yang ditanam di rumah hijau, serta pada sayur-sayuran, pokok buah-buahan dan teh yang ditanam di ladang. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris Pendaftaran musuh semula jadi seperti O. sauteri tidak diperbaharui.
2.2 Pestisid Mikrob
Terdapat 23 jenis bahan aktif racun perosak mikrob yang berdaftar di Jepun, yang boleh dibahagikan kepada racun serangga/fungisid virus, racun serangga/fungisid bakteria dan racun serangga/fungisid kulat mengikut jenis dan kegunaan mikroorganisma. Antaranya, racun serangga mikrob membunuh atau mengawal perosak dengan menjangkiti, membiak dan merembeskan toksin. Fungisid mikrob mengawal bakteria patogen melalui persaingan penjajahan, rembesan antimikrob atau metabolit sekunder, dan induksi rintangan tumbuhan [1-2, 7-8, 11]. Nematosid kulat (pemangsa) Monacrosporium phymatopagum, Fungisid mikrob Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, Fusarium oxysporum bukan patogen dan strain yang dilemahkan oleh virus belang ringan Pepper, dan pendaftaran racun perosak mikrob seperti Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus dan Drechslera monoceras tidak diperbaharui.
2.2.1 Racun serangga mikrob
Racun serangga virus polihedroid berbutir dan nuklear yang berdaftar di Jepun terutamanya digunakan untuk mengawal perosak tertentu seperti kurap epal, kurap teh dan kurap daun panjang teh, serta Streptococcus aureus pada tanaman seperti buah-buahan, sayur-sayuran dan kacang. Sebagai racun serangga bakteria yang paling banyak digunakan, Bacillus thuringiensis terutamanya digunakan untuk mengawal perosak lepidoptera dan hemiptera pada tanaman seperti sayur-sayuran, buah-buahan, padi, kentang dan rumput. Antara racun serangga kulat yang berdaftar, Beauveria bassiana terutamanya digunakan untuk mengawal perosak mulut yang mengunyah dan menyengat seperti thrips, serangga sisik, lalat putih, hama, kumbang, berlian dan aphids pada sayur-sayuran, buah-buahan, pain dan teh. Beauveria brucei digunakan untuk mengawal perosak coleoptera seperti longiceps dan kumbang pada pokok buah-buahan, pokok, angelica, bunga ceri dan cendawan shiitake. Metarhizium anisopliae digunakan untuk mengawal thrips dalam penanaman sayur-sayuran dan mangga di rumah hijau; Paecilomyces furosus dan Paecilopus pectus telah digunakan untuk mengawal lalat putih, aphids dan labah-labah merah dalam sayur-sayuran dan strawberi yang ditanam di rumah hijau. Kulat ini digunakan untuk mengawal lalat putih dan thrips dalam penanaman sayur-sayuran, mangga, kekwa dan lisiflorum di rumah hijau.
Sebagai satu-satunya nematosid mikrob yang berdaftar dan berkesan di Jepun, Bacillus Pasteurensis punctum digunakan untuk kawalan nematod simpul akar dalam sayur-sayuran, kentang dan buah ara.
2.2.2 Mikrobiosida
Virus kulat seperti virus zucchini yang menguning dan strain yang dilemahkan yang didaftarkan di Jepun telah digunakan untuk mengawal penyakit Mosaic dan layu fusarium yang disebabkan oleh virus berkaitan timun. Antara racun kulat bakteriologi yang didaftarkan di Jepun, Bacillus amylolitica digunakan untuk mengawal penyakit kulat seperti reput perang, kulat kelabu, hawar hitam, penyakit bintang putih, cendawan serbuk, kulat hitam, kulat daun, penyakit bintik, karat putih dan hawar daun pada sayur-sayuran, buah-buahan, bunga, hop dan tembakau. Bacillus simplex telah digunakan untuk pencegahan dan rawatan layu bakteria dan hawar bakteria padi. Bacillus subtilis digunakan untuk mengawal penyakit bakteria dan kulat seperti kulat kelabu, kulat serbuk, penyakit bintang hitam, letupan padi, kulat daun, hawar hitam, hawar daun, bintik putih, bintik, penyakit kanker, hawar, penyakit kulat hitam, penyakit bintik coklat, hawar daun hitam dan penyakit bintik bakteria pada sayur-sayuran, buah-buahan, padi, bunga dan tumbuhan hiasan, kacang, kentang, hop, tembakau dan cendawan. Strain bukan patogenik bagi subspesies lobak merah reput lembut Erwenella digunakan untuk mengawal reput lembut dan penyakit kanker pada sayur-sayuran, sitrus, siklen dan kentang. Pseudomonas fluorescens digunakan untuk mengawal reput, reput hitam, reput hitam bakteria dan reput tunas bunga pada sayur-sayuran daun. Pseudomonas roseni digunakan untuk mengawal reput lembut, reput hitam, reput, reput tunas bunga, bintik bakteria, bintik hitam bakteria, perforasi bakteria, reput lembut bakteria, hawar batang bakteria, hawar dahan bakteria dan kanker bakteria pada sayur-sayuran dan buah-buahan. Phagocytophage mirabile digunakan untuk mengawal penyakit bengkak akar sayur-sayuran krusifer, dan bakteria bakul kuning digunakan untuk mengawal cendawan serbuk, kulapuk hitam, antraks, kulapuk daun, kulapuk kelabu, letupan padi, hawar bakteria, layu bakteria, jalur coklat, penyakit anak benih buruk dan hawar anak benih pada sayur-sayuran, strawberi dan padi, dan menggalakkan pertumbuhan akar tanaman. Lactobacillus plantarum digunakan untuk mengawal reput lembut pada sayur-sayuran dan kentang. Antara racun kulat yang berdaftar di Jepun, Scutellaria microscutella telah digunakan untuk pencegahan dan kawalan reput sklerotium dalam sayur-sayuran, reput reput hitam dalam bawang merah dan bawang putih. Trichoderma viridis digunakan untuk mengawal penyakit bakteria dan kulat seperti hawar padi, penyakit jalur coklat bakteria, hawar daun dan letupan padi, serta penyakit jalur ungu asparagus dan penyakit sutera putih tembakau.
2.3 Nematod entomopatogen
Terdapat dua spesies nematod entomopatogen yang didaftarkan secara berkesan di Jepun, dan mekanisme insektisida mereka [1-2, 11] terutamanya melibatkan kerosakan jentera pencerobohan, penggunaan nutrisi dan kerosakan sel tisu, dan bakteria simbiotik yang merembeskan toksin. Steinernema carpocapsae dan S. glaseri, yang didaftarkan di Jepun, terutamanya digunakan pada ubi keledek, buah zaitun, buah ara, bunga dan tumbuhan dedaun, bunga sakura, plum, pic, beri merah, epal, cendawan, sayur-sayuran, rumput dan ginkgo. Kawalan serangga perosak seperti Megalophora, weestro zaitun, Weestro Hitam Anggur, Weestro Palma Merah, Longicornis Bintang Kuning, Weestro Leher-Leher Pic, Nematophora Udon, Lepidophora berumbai ganda, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Penggerek Pokok Ceri Jepun, cacing makanan kecil Pic, aculema Japonica dan kulat Merah. Pendaftaran nematod entomopatogen S. kushidai tidak diperbaharui.
3. Ringkasan dan pandangan
Di Jepun, biopestisid adalah penting untuk memastikan keselamatan makanan, melindungi alam sekitar dan biodiversiti, dan mengekalkan pembangunan pertanian yang mampan. Tidak seperti negara dan wilayah seperti Amerika Syarikat, Kesatuan Eropah, China dan Vietnam [1, 7-8], biopestisid Jepun ditakrifkan secara sempit sebagai agen biokawalan hidup yang tidak diubah suai secara genetik yang boleh digunakan sebagai input penanaman organik. Pada masa ini, terdapat 47 racun perosak biologi yang berdaftar dan berkesan di Jepun, yang tergolong dalam musuh semula jadi, mikroorganisma dan nematod patogen serangga, dan digunakan untuk pencegahan dan kawalan artropod berbahaya, nematod parasit tumbuhan dan patogen pada penanaman rumah hijau dan tanaman ladang seperti sayur-sayuran, buah-buahan, padi, pokok teh, pokok, bunga dan tumbuhan hiasan serta rumput. Walaupun biopestisid ini mempunyai kelebihan keselamatan yang tinggi, risiko rintangan ubat yang rendah, pencarian sendiri atau penghapusan parasit berulang perosak di bawah keadaan yang baik, tempoh keberkesanan yang panjang dan penjimatan tenaga kerja, ia juga mempunyai kelemahan seperti kestabilan yang lemah, keberkesanan yang perlahan, keserasian yang lemah, spektrum kawalan dan tempoh tetingkap penggunaan yang sempit. Sebaliknya, julat tanaman dan objek kawalan untuk pendaftaran dan penggunaan biopestisid di Jepun juga agak terhad, dan ia tidak dapat menggantikan racun perosak kimia untuk mencapai keberkesanan sepenuhnya. Menurut statistik [3], pada tahun 2020, nilai biopestisid yang digunakan di Jepun hanya menyumbang 0.8%, yang jauh lebih rendah daripada perkadaran bilangan bahan aktif yang didaftarkan.
Sebagai hala tuju pembangunan utama industri racun perosak pada masa hadapan, biopestisid sedang dikaji, dibangunkan dan didaftarkan untuk pengeluaran pertanian. Digandingkan dengan kemajuan sains dan teknologi biologi dan keunggulan kos penyelidikan dan pembangunan biopestisid, peningkatan keselamatan dan kualiti makanan, beban alam sekitar dan keperluan pembangunan lestari pertanian, pasaran biopestisid Jepun terus berkembang pesat. Inkwood Research menganggarkan bahawa pasaran biopestisid Jepun akan berkembang pada kadar pertumbuhan tahunan kompaun sebanyak 22.8% dari 2017 hingga 2025, dan dijangka mencecah $729 juta pada tahun 2025. Dengan pelaksanaan "Strategi Sistem Makanan Hijau", biopestisid digunakan dalam kalangan petani Jepun.
Masa siaran: 14 Mei 2024