Thuốc trừ sâu sinh học là một trong những công cụ quan trọng để thực hiện “chiến lược Hệ thống thực phẩm xanh” tại Nhật Bản. Bài viết này mô tả định nghĩa và danh mục thuốc trừ sâu sinh học ở Nhật Bản, đồng thời phân loại việc đăng ký thuốc trừ sâu sinh học ở Nhật Bản nhằm cung cấp tài liệu tham khảo cho việc phát triển và ứng dụng thuốc trừ sâu sinh học ở các nước khác.
Do diện tích đất nông nghiệp sẵn có ở Nhật Bản tương đối hạn chế nên cần phải sử dụng nhiều thuốc trừ sâu và phân bón hơn để tăng năng suất cây trồng trên mỗi diện tích. Tuy nhiên, việc sử dụng một lượng lớn thuốc trừ sâu hóa học đã làm tăng gánh nặng môi trường và điều đặc biệt quan trọng là bảo vệ đất, nước, đa dạng sinh học, cảnh quan nông thôn và an ninh lương thực để đạt được sự phát triển nông nghiệp và môi trường bền vững. Với dư lượng thuốc trừ sâu cao trong cây trồng dẫn đến gia tăng các ca bệnh cộng đồng, nông dân và người dân có xu hướng sử dụng thuốc trừ sâu sinh học an toàn hơn và thân thiện với môi trường hơn.
Tương tự như sáng kiến từ trang trại đến bàn ăn của Châu Âu, vào tháng 5 năm 2021, chính phủ Nhật Bản đã phát triển “Chiến lược hệ thống thực phẩm xanh” nhằm mục đích giảm 50% việc sử dụng thuốc trừ sâu hóa học có rủi ro vào năm 2050 và tăng diện tích canh tác hữu cơ lên 1 triệu hm2 (tương đương 25% diện tích đất nông nghiệp của Nhật Bản). Chiến lược này nhằm mục đích nâng cao năng suất và tính bền vững của lương thực, nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản thông qua các biện pháp Phục hồi đổi mới (MeaDRI), bao gồm quản lý dịch hại tổng hợp, cải tiến các phương pháp ứng dụng và phát triển các giải pháp thay thế mới. Trong đó, quan trọng nhất là việc phát triển, ứng dụng và thúc đẩy quản lý dịch hại tổng hợp (IPM), và thuốc trừ sâu sinh học là một trong những công cụ quan trọng.
1. Định nghĩa và phân loại thuốc trừ sâu sinh học ở Nhật Bản
Thuốc trừ sâu sinh học có liên quan đến thuốc trừ sâu hóa học hoặc tổng hợp và thường đề cập đến thuốc trừ sâu tương đối an toàn hoặc thân thiện với con người, môi trường và hệ sinh thái sử dụng hoặc dựa trên tài nguyên sinh học. Theo nguồn hoạt chất, thuốc trừ sâu sinh học có thể được chia thành các loại sau: thứ nhất, thuốc trừ sâu nguồn vi sinh vật, bao gồm vi khuẩn, nấm, vi rút và động vật sinh học ban đầu (biến đổi gen) sinh vật sống vi sinh vật và các chất chuyển hóa được tiết ra của chúng; Thứ hai là thuốc trừ sâu có nguồn gốc thực vật, bao gồm thực vật sống và chiết xuất của chúng, các chất bảo vệ thực vật (cây trồng biến đổi gen); Thứ ba, thuốc trừ sâu có nguồn gốc động vật, bao gồm cả tuyến trùng côn trùng sống, động vật ký sinh và săn mồi và chiết xuất động vật (chẳng hạn như pheromone). Hoa Kỳ và các nước khác cũng phân loại thuốc trừ sâu nguồn khoáng chất tự nhiên như dầu khoáng là thuốc trừ sâu sinh học.
SEIJ của Nhật Bản phân loại thuốc trừ sâu sinh học thành thuốc trừ sâu sinh vật sống và thuốc trừ sâu chất sinh học, đồng thời phân loại pheromone, chất chuyển hóa vi sinh vật (kháng sinh nông nghiệp), chiết xuất thực vật, thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ khoáng chất, chiết xuất động vật (như nọc độc động vật chân đốt), kháng thể nano và chất bảo vệ thực vật gắn vào là sinh học. các chất thuốc trừ sâu. Liên đoàn các Hợp tác xã Nông nghiệp Nhật Bản phân loại thuốc trừ sâu sinh học của Nhật Bản thành động vật chân đốt tự nhiên, tuyến trùng thiên địch, vi sinh vật và các chất sinh học, đồng thời phân loại Bacillus thuringiensis bất hoạt là vi sinh vật và loại trừ kháng sinh nông nghiệp khỏi danh mục thuốc trừ sâu sinh học. Tuy nhiên, trong quản lý thuốc trừ sâu thực tế, thuốc trừ sâu sinh học của Nhật Bản được định nghĩa hẹp là thuốc trừ sâu sinh học sống, nghĩa là “các tác nhân kiểm soát sinh học như vi sinh vật đối kháng, vi sinh vật gây bệnh thực vật, vi sinh vật gây bệnh cho côn trùng, tuyến trùng ký sinh côn trùng, động vật chân đốt ký sinh và săn mồi được sử dụng để kiểm soát côn trùng. loài gây hại”. Nói cách khác, thuốc trừ sâu sinh học của Nhật Bản là thuốc trừ sâu thương mại hóa các sinh vật sống như vi sinh vật, tuyến trùng côn trùng và sinh vật thiên địch làm thành phần hoạt chất, trong khi các giống và chủng loại chất có nguồn gốc sinh học được đăng ký tại Nhật Bản không thuộc danh mục thuốc trừ sâu sinh học. Ngoài ra, theo “Các biện pháp xử lý kết quả thử nghiệm đánh giá an toàn liên quan đến đơn đăng ký thuốc trừ sâu vi sinh” của Nhật Bản, các vi sinh vật và thực vật biến đổi gen không thuộc diện quản lý thuốc trừ sâu sinh học ở Nhật Bản. Trong những năm gần đây, Bộ Nông, Lâm nghiệp và Thủy sản cũng đã khởi xướng quá trình đánh giá lại thuốc trừ sâu sinh học và xây dựng các tiêu chuẩn mới về việc không đăng ký thuốc trừ sâu sinh học nhằm giảm khả năng việc sử dụng và lan truyền thuốc trừ sâu sinh học có thể gây thiệt hại đáng kể cho môi trường sống. hoặc sự phát triển của động vật và thực vật trong môi trường sống.
“Danh sách đầu vào trồng trọt hữu cơ” mới được Bộ Nông nghiệp, Lâm nghiệp và Thủy sản Nhật Bản công bố năm 2022 bao gồm tất cả thuốc trừ sâu sinh học và một số loại thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học. Thuốc trừ sâu sinh học của Nhật Bản được miễn khỏi việc thiết lập Giới hạn lượng tiêu thụ hàng ngày cho phép (ADI) và Giới hạn dư lượng tối đa (MRL), cả hai đều có thể được sử dụng trong sản xuất nông sản theo Tiêu chuẩn Nông nghiệp Hữu cơ Nhật Bản (JAS).
2. Tổng quan về việc đăng ký thuốc trừ sâu sinh học tại Nhật Bản
Là quốc gia đi đầu trong việc phát triển và ứng dụng thuốc trừ sâu sinh học, Nhật Bản có hệ thống quản lý đăng ký thuốc trừ sâu tương đối hoàn chỉnh và đăng ký thuốc trừ sâu sinh học tương đối phong phú. Theo thống kê của tác giả, tính đến năm 2023, có 99 chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học được đăng ký và có hiệu lực tại Nhật Bản, bao gồm 47 hoạt chất, chiếm khoảng 8,5% tổng hoạt chất thuốc trừ sâu đã đăng ký. Trong đó, có 35 thành phần dùng để diệt côn trùng (trong đó có 2 loại thuốc diệt tuyến trùng), 12 thành phần dùng để khử trùng, không có thuốc diệt cỏ và các công dụng khác (Hình 1). Mặc dù pheromone không thuộc danh mục thuốc trừ sâu sinh học ở Nhật Bản nhưng chúng thường được quảng bá và áp dụng cùng với thuốc trừ sâu sinh học làm đầu vào cho cây trồng hữu cơ.
2.1 Thuốc trừ sâu sinh học thiên địch
Có 22 thành phần hoạt chất của thuốc trừ sâu sinh học thiên địch được đăng ký tại Nhật Bản, có thể được chia thành côn trùng ký sinh, côn trùng săn mồi và nhện săn mồi tùy theo loài sinh học và phương thức hoạt động. Trong số đó, côn trùng săn mồi và ve săn mồi săn côn trùng gây hại để làm thức ăn, côn trùng ký sinh đẻ trứng trong các loài gây hại ký sinh và ấu trùng nở của chúng ăn vật chủ và phát triển để giết chết vật chủ. Các loài côn trùng màng trinh ký sinh, như ong rệp, ong rệp, ong rệp, ong rệp, ong rệp, ong hemiptera và Mylostomus japonicus, được đăng ký tại Nhật Bản, chủ yếu được sử dụng để kiểm soát rệp, ruồi và bướm trắng trên rau trồng trong nhà kính, và con mồi chrysoptera, bọ xít, bọ rùa và bọ trĩ chủ yếu được sử dụng để kiểm soát rệp, bọ trĩ và bướm trắng trên các loại rau trồng trong nhà kính. Bọ ve săn mồi chủ yếu được sử dụng để kiểm soát nhện đỏ, nhện lá, tyrophage, màng phổi, bọ trĩ và ruồi trắng trên rau, hoa, cây ăn quả, đậu và khoai tây trồng trong nhà kính, cũng như trên các loại rau, cây ăn quả và chè trồng trong nhà kính. lĩnh vực. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris Việc đăng ký các loài thiên địch như O. sauteri không được gia hạn.
2.2 Thuốc trừ sâu vi sinh vật
Có 23 loại hoạt chất thuốc trừ sâu vi sinh vật được đăng ký tại Nhật Bản, có thể được chia thành thuốc trừ sâu/thuốc diệt nấm vi-rút, thuốc trừ sâu/thuốc diệt nấm vi khuẩn và thuốc trừ sâu/thuốc diệt nấm tùy theo loại và công dụng của vi sinh vật. Trong số đó, thuốc trừ sâu vi sinh vật tiêu diệt hoặc kiểm soát sâu bệnh bằng cách lây nhiễm, nhân lên và tiết ra độc tố. Thuốc diệt nấm vi sinh vật kiểm soát vi khuẩn gây bệnh thông qua cạnh tranh xâm chiếm, tiết ra chất kháng khuẩn hoặc chất chuyển hóa thứ cấp và gây ra tính kháng thực vật [1-2, 7-8, 11]. Thuốc trừ sâu diệt nấm (ăn thịt) Monacrosporium phymatopagum, Thuốc diệt nấm vi sinh vật Agrobacteria radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, Fusarium oxysporum không gây bệnh và chủng virus đốm nhẹ tiêu độc, Và việc đăng ký thuốc trừ sâu vi sinh vật như Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus và Drechslera monoceras không được đổi mới.
2.2.1 Thuốc trừ sâu vi sinh
Thuốc trừ sâu virus đa diện dạng hạt và hạt nhân được đăng ký tại Nhật Bản chủ yếu được sử dụng để kiểm soát các loài gây hại cụ thể như giun đũa táo, giun đũa trà và giun đũa lá dài trên trà, cũng như Streptococcus vàng trên các loại cây trồng như trái cây, rau và đậu. Là loại thuốc trừ sâu vi khuẩn được sử dụng rộng rãi nhất, Bacillus thuringiensis chủ yếu được sử dụng để kiểm soát sâu bệnh lepidoptera và hemiptera trên các loại cây trồng như rau, trái cây, lúa, khoai tây và cỏ. Trong số các loại thuốc trừ sâu nấm đã được đăng ký, Beauveria bassiana chủ yếu được sử dụng để kiểm soát các loài gây hại nhai và đốt ở miệng như bọ trĩ, côn trùng vảy, bướm trắng, ve, bọ cánh cứng, kim cương và rệp trên rau, trái cây, thông và chè. Beauveria brucei được sử dụng để kiểm soát các loài gây hại coleoptera như longiceps và bọ cánh cứng trên cây ăn quả, cây thân gỗ, cây bạch chỉ, hoa anh đào và nấm shiitake. Metarhizium anisopliae dùng để trừ bọ trĩ trong trồng rau, xoài trong nhà kính; Paecilomyces furosus và Paecilopus pectus được sử dụng để kiểm soát ruồi trắng, rệp và nhện đỏ trong rau trồng trong nhà kính và dâu tây. Loại nấm này được sử dụng để kiểm soát bọ phấn và bọ trĩ trong trồng rau, xoài, hoa cúc và lisiflorum trong nhà kính.
Là loại thuốc diệt tuyến trùng vi khuẩn duy nhất được đăng ký và có hiệu quả ở Nhật Bản, Bacillus Pasteurensis punctum được sử dụng để kiểm soát tuyến trùng sưng rễ trên rau, khoai tây và quả sung.
2.2.2 Thuốc diệt vi sinh vật
Chủng vi rút khảm màu vàng giảm độc lực giống như thuốc diệt nấm được đăng ký ở Nhật Bản đã được sử dụng để kiểm soát bệnh khảm và bệnh héo fusarium do vi rút liên quan đến dưa chuột gây ra. Trong số các loại thuốc diệt nấm vi khuẩn được đăng ký tại Nhật Bản, Bacillus amylolitica được sử dụng để kiểm soát các bệnh nấm như thối nâu, mốc xám, bệnh bạc lá đen, bệnh sao trắng, bệnh phấn trắng, nấm mốc đen, bệnh mốc lá, bệnh đốm, bệnh gỉ sắt trắng và bệnh bạc lá. trên rau, quả, hoa, hoa bia và thuốc lá. Bacillus simplex được sử dụng để phòng ngừa và điều trị bệnh héo vi khuẩn và bệnh bạc lá do vi khuẩn trên cây lúa. Bacillus subtilis được sử dụng để kiểm soát các bệnh do vi khuẩn và nấm như mốc xám, phấn trắng, bệnh sao đen, đạo ôn, nấm mốc lá, bệnh bạc lá đen, bệnh bạc lá, đốm trắng, đốm, bệnh ung thư, bệnh tàn lụi, bệnh mốc đen, bệnh đốm nâu, bệnh bạc lá đen và bệnh đốm vi khuẩn trên rau, quả, lúa, hoa và cây cảnh, đậu, khoai tây, hoa bia, thuốc lá và nấm. Các chủng không gây bệnh của phân loài cà rốt thối mềm Erwenella được sử dụng để kiểm soát bệnh thối mềm và bệnh ung thư trên rau, cây có múi, Cycleen và khoai tây. Pseudomonas fluorescens được sử dụng để phòng trừ bệnh thối đen, thối đen do vi khuẩn và thối nụ hoa trên các loại rau ăn lá. Pseudomonas roseni được sử dụng để kiểm soát bệnh thối mềm, thối đen, thối nụ hoa, đốm vi khuẩn, đốm đen vi khuẩn, thủng vi khuẩn, thối mềm do vi khuẩn, bệnh bạc lá do vi khuẩn, bệnh bạc lá do vi khuẩn và bệnh thối mục do vi khuẩn trên rau và trái cây. Phagocytophage mirabile được sử dụng để kiểm soát bệnh sưng rễ của các loại rau họ cải và vi khuẩn giỏ vàng được sử dụng để kiểm soát bệnh phấn trắng, nấm mốc đen, bệnh than, nấm mốc lá, nấm mốc xám, đạo ôn, bệnh bạc lá do vi khuẩn, bệnh héo vi khuẩn, sọc nâu , bệnh cây con xấu và bệnh bạc lá trên cây rau, dâu tây và lúa, đồng thời thúc đẩy sự phát triển của rễ cây. Lactobacillus plantarum được sử dụng để kiểm soát bệnh thối mềm trên rau và khoai tây. Trong số các loại thuốc diệt nấm được đăng ký tại Nhật Bản, Scutellaria microscutella được sử dụng để phòng ngừa và kiểm soát bệnh thối xơ cứng ở rau, bệnh thối đen ở hành lá và tỏi. Trichoderma viridis được sử dụng để kiểm soát các bệnh do vi khuẩn và nấm như bệnh bạc lá, bệnh sọc nâu do vi khuẩn, bệnh bạc lá và đạo ôn cũng như bệnh sọc tím măng tây và bệnh tơ trắng thuốc lá.
2.3 Tuyến trùng gây bệnh côn trùng
Có hai loài tuyến trùng gây bệnh côn trùng được đăng ký hiệu quả ở Nhật Bản và cơ chế diệt côn trùng của chúng [1-2, 11] chủ yếu liên quan đến sự xâm nhập của máy móc, tiêu thụ dinh dưỡng và sự phân hủy tế bào mô và vi khuẩn cộng sinh tiết ra chất độc. Steinernema Carpocapsae và S. glaseri, được đăng ký tại Nhật Bản, chủ yếu được sử dụng trên khoai lang, ô liu, quả sung, hoa và cây lá, hoa anh đào, mận, đào, quả mọng đỏ, táo, nấm, rau, cỏ và bạch quả. chẳng hạn như Megalophora, weestro ô liu, Weestro nho đen, Weestro cọ đỏ, Longicornis sao vàng, Weestro cổ đào, Udon Nematophora, chần đôi Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, sâu đục thân cây anh đào Nhật Bản, sâu ăn nhỏ đào, aculema Japonica và nấm đỏ. Việc đăng ký tuyến trùng gây bệnh côn trùng S. kushidai không được gia hạn.
3. Tóm tắt và triển vọng
Tại Nhật Bản, thuốc trừ sâu sinh học rất quan trọng để đảm bảo an ninh lương thực, bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học cũng như duy trì sự phát triển nông nghiệp bền vững. Không giống như các quốc gia và khu vực như Hoa Kỳ, Liên minh Châu Âu, Trung Quốc và Việt Nam [1, 7-8], thuốc trừ sâu sinh học của Nhật Bản được định nghĩa theo nghĩa hẹp là các tác nhân kiểm soát sinh học sống không biến đổi gen có thể được sử dụng làm đầu vào trồng trọt hữu cơ. Hiện tại, có 47 loại thuốc trừ sâu sinh học được đăng ký và có hiệu lực ở Nhật Bản, thuộc về thiên địch, vi sinh vật và tuyến trùng gây bệnh côn trùng, được sử dụng để phòng ngừa và kiểm soát động vật chân đốt gây hại, tuyến trùng ký sinh thực vật và mầm bệnh trên canh tác trong nhà kính và cây trồng trên đồng ruộng như như rau, quả, lúa, cây chè, cây cối, hoa và cây cảnh, thảm cỏ. Mặc dù các loại thuốc trừ sâu sinh học này có ưu điểm là độ an toàn cao, nguy cơ kháng thuốc thấp, tự tìm kiếm hoặc diệt ký sinh lặp đi lặp lại trong điều kiện thuận lợi, thời gian hiệu quả dài và tiết kiệm nhân công nhưng chúng cũng có nhược điểm như độ ổn định kém, hiệu quả chậm, khả năng tương thích kém. , phổ kiểm soát và khoảng thời gian sử dụng hẹp. Mặt khác, phạm vi cây trồng và đối tượng kiểm soát để đăng ký và áp dụng thuốc trừ sâu sinh học ở Nhật Bản cũng tương đối hạn chế và không thể thay thế thuốc trừ sâu hóa học để đạt được hiệu quả tối đa. Theo thống kê [3], năm 2020, giá trị thuốc trừ sâu sinh học sử dụng ở Nhật Bản chỉ chiếm 0,8%, thấp hơn rất nhiều so với tỷ trọng số lượng hoạt chất đăng ký.
Là hướng phát triển chính của ngành thuốc trừ sâu trong tương lai, thuốc trừ sâu sinh học đang được nghiên cứu phát triển và đăng ký nhiều hơn cho sản xuất nông nghiệp. Cùng với sự tiến bộ của khoa học và công nghệ sinh học và sự nổi bật về lợi thế chi phí của việc nghiên cứu và phát triển thuốc trừ sâu sinh học, cải thiện chất lượng và an toàn thực phẩm, tải trọng môi trường và các yêu cầu phát triển bền vững của nông nghiệp, thị trường thuốc trừ sâu sinh học của Nhật Bản đang tiếp tục phát triển nhanh chóng. Inkwood Research ước tính thị trường thuốc trừ sâu sinh học Nhật Bản sẽ tăng trưởng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 22,8% từ năm 2017 đến năm 2025 và dự kiến sẽ đạt 729 triệu USD vào năm 2025. Với việc thực hiện “Chiến lược hệ thống thực phẩm xanh”, thuốc trừ sâu sinh học đang được sử dụng ở nông dân Nhật Bản
Thời gian đăng: 14-05-2024