تُعدّ المبيدات الحيوية إحدى الأدوات المهمة لتطبيق "استراتيجية نظام الغذاء الأخضر" في اليابان. تصف هذه الورقة تعريف المبيدات الحيوية وفئاتها في اليابان، وتُصنّف تسجيلها هناك، وذلك لتوفير مرجع لتطوير وتطبيق المبيدات الحيوية في الدول الأخرى.
نظراً لمحدودية مساحة الأراضي الزراعية المتاحة في اليابان، من الضروري استخدام المزيد من المبيدات والأسمدة لزيادة إنتاجية المحاصيل لكل مساحة. ومع ذلك، فقد أدى استخدام كميات كبيرة من المبيدات الكيميائية إلى زيادة العبء البيئي، ومن المهم للغاية حماية التربة والمياه والتنوع البيولوجي والمناظر الطبيعية الريفية والأمن الغذائي لتحقيق تنمية زراعية وبيئية مستدامة. ونظراً لارتفاع بقايا المبيدات في المحاصيل، مما يؤدي إلى تزايد حالات الأمراض العامة، يميل المزارعون والجمهور إلى استخدام مبيدات حيوية أكثر أماناً وصديقة للبيئة.
على غرار المبادرة الأوروبية "من المزرعة إلى المائدة"، وضعت الحكومة اليابانية في مايو 2021 "استراتيجية نظام الغذاء الأخضر" التي تهدف إلى تقليل استخدام المبيدات الكيميائية المُرجّحة المخاطر بنسبة 50% بحلول عام 2050، وزيادة مساحة الزراعة العضوية إلى مليون هكتار مربع (أي ما يعادل 25% من مساحة الأراضي الزراعية في اليابان). تسعى الاستراتيجية إلى تعزيز إنتاجية واستدامة الغذاء والزراعة والغابات ومصايد الأسماك من خلال تدابير مبتكرة لتعزيز القدرة على التكيف (MeaDRI)، بما في ذلك الإدارة المتكاملة للآفات، وتحسين أساليب التطبيق، وتطوير بدائل جديدة. ومن أهم هذه التدابير تطوير وتطبيق وتعزيز الإدارة المتكاملة للآفات، وتُعد المبيدات الحيوية إحدى الأدوات المهمة.
1. تعريف وتصنيف المبيدات الحيوية في اليابان
المبيدات الحيوية هي مبيدات ذات صلة بالمبيدات الكيميائية أو الاصطناعية، وتشير عمومًا إلى مبيدات آمنة نسبيًا أو صديقة للإنسان والبيئة والبيئة، باستخدام الموارد البيولوجية أو الاعتماد عليها. وفقًا لمصدر المكونات الفعالة، يمكن تقسيم المبيدات الحيوية إلى الفئات التالية: أولًا، مبيدات ميكروبية المصدر، وتشمل البكتيريا والفطريات والفيروسات والحيوانات البيولوجية الأصلية (المعدلة وراثيًا) والكائنات الحية الميكروبية ونواتجها الأيضية المفرزة؛ ثانيًا، مبيدات نباتية المصدر، وتشمل النباتات الحية ومستخلصاتها، وعوامل الحماية النباتية المدمجة (المحاصيل المعدلة وراثيًا)؛ ثالثًا، مبيدات حيوانية المصدر، وتشمل الديدان الخيطية الحية المسببة للحشرات، والحيوانات الطفيلية والمفترسة، ومستخلصات الحيوانات (مثل الفيرومونات). كما تُصنف الولايات المتحدة ودول أخرى مبيدات المعادن الطبيعية، مثل الزيوت المعدنية، كمبيدات حيوية.
يُصنّف الاتحاد الياباني للتعاونيات الزراعية المبيدات الحيوية إلى مبيدات كائنات حية ومبيدات مواد حيوية، ويُصنّف الفيرومونات، ومستقلبات الميكروبات (المضادات الحيوية الزراعية)، والمستخلصات النباتية، والمبيدات المشتقة من المعادن، والمستخلصات الحيوانية (مثل سم المفصليات)، والأجسام المضادة النانوية، وعوامل الحماية النباتية المُدمجة كمبيدات مواد حيوية. ويُصنّف اتحاد التعاونيات الزراعية في اليابان المبيدات الحيوية اليابانية إلى أعداء طبيعيين: المفصليات، والديدان الخيطية، والكائنات الدقيقة، والمواد الحيوية، ويُصنّف عصيات تورينجينسيس المُعطّلة ككائنات دقيقة، ويُستبعد المضادات الحيوية الزراعية من فئة المبيدات الحيوية. ومع ذلك، في إدارة مبيدات الآفات الفعلية، تُعرّف المبيدات الحيوية اليابانية تعريفًا ضيقًا بأنها مبيدات آفات حية بيولوجية، أي "عوامل المكافحة البيولوجية، مثل الكائنات الدقيقة المُضادة، والكائنات الدقيقة المُمرضة للنباتات، والكائنات الدقيقة المُمرضة للحشرات، والديدان الخيطية الطفيلية، والمفصليات الطفيلية والمفترسة، والمُستخدمة لمكافحة الآفات". بعبارة أخرى، تُعدّ المبيدات الحيوية اليابانية مبيدات تُسوّق كائنات حية، مثل الكائنات الدقيقة، والديدان الخيطية المُمرضة للحشرات، والكائنات الحية المعادية الطبيعية، كمكونات فعالة، في حين أن أنواع وأنواع المواد البيولوجية المصدر المُسجلة في اليابان لا تنتمي إلى فئة المبيدات الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، ووفقًا لـ"تدابير معالجة نتائج اختبارات تقييم السلامة المتعلقة بطلب تسجيل المبيدات الميكروبية" اليابانية، فإن الكائنات الدقيقة والنباتات المُعدّلة وراثيًا لا تخضع لإدارة المبيدات البيولوجية في اليابان. وفي السنوات الأخيرة، بدأت وزارة الزراعة والغابات والثروة السمكية أيضًا عملية إعادة التقييم للمبيدات الحيوية ووضعت معايير جديدة لعدم تسجيل المبيدات الحيوية لتقليل احتمالية أن يتسبب استخدام المبيدات الحيوية وانتشارها في أضرار جسيمة للموائل أو نمو الحيوانات والنباتات في البيئة الحية.
تغطي "قائمة مدخلات الزراعة العضوية" التي أصدرتها وزارة الزراعة والغابات ومصايد الأسماك اليابانية حديثًا في عام 2022 جميع المبيدات الحيوية وبعض المبيدات ذات الأصل البيولوجي. تُعفى المبيدات الحيوية اليابانية من تحديد الكمية اليومية المسموح بها (ADI) وحدود المخلفات القصوى (MRL)، وكلاهما يمكن استخدامه في إنتاج المنتجات الزراعية بموجب معيار الزراعة العضوية الياباني (JAS).
2. نظرة عامة على تسجيل المبيدات البيولوجية في اليابان
باعتبارها دولة رائدة في تطوير وتطبيق المبيدات الحيوية، تمتلك اليابان نظامًا متكاملًا نسبيًا لإدارة تسجيل المبيدات، وتشكيلة واسعة من تسجيلات المبيدات الحيوية. ووفقًا لإحصاءات المؤلف، بلغ عدد مستحضرات المبيدات الحيوية المسجلة والفعالة في اليابان 99 مستحضرًا، حتى عام 2023، تحتوي على 47 مكونًا فعالًا، ما يمثل حوالي 8.5% من إجمالي المكونات الفعالة للمبيدات المسجلة. من بينها، يُستخدم 35 مكونًا للمبيدات الحشرية (بما في ذلك مُبيدان للديدان الخيطية)، و12 مكونًا للتعقيم، ولا تُستخدم مبيدات أعشاب أو أي استخدامات أخرى (الشكل 1). على الرغم من أن الفيرومونات لا تُصنف ضمن فئة المبيدات الحيوية في اليابان، إلا أنه عادةً ما يتم الترويج لها واستخدامها مع المبيدات الحيوية كمدخلات عضوية للزراعة.
2.1 المبيدات البيولوجية للأعداء الطبيعيين
هناك 22 مكونًا فعالًا من المبيدات الحيوية للأعداء الطبيعيين مسجلة في اليابان، والتي يمكن تقسيمها إلى حشرات طفيلية وحشرات مفترسة وسوس مفترسة وفقًا للأنواع البيولوجية وطريقة عملها. من بينها، تفترس الحشرات المفترسة والسوس المفترس الحشرات الضارة للحصول على الغذاء، وتضع الحشرات الطفيلية بيضها في الآفات الطفيلية وتتغذى يرقاتها الفقس على العائل وتتطور لقتله. تُستخدم الحشرات الطفيلية غشائية الأجنحة، مثل نحل المن، ونحل المن، ونحل المن، ونحل المن، ونحل المن، ونحل المن نصفي الأجنحة، وMylostomus japonicus، المسجلة في اليابان، بشكل رئيسي لمكافحة حشرات المن والذباب والذباب الأبيض على الخضراوات المزروعة في الدفيئات، بينما تُستخدم فرائس chrysoptera وحشرة البق والخنفساء والتربس بشكل رئيسي لمكافحة حشرات المن والتربس والذباب الأبيض على الخضراوات المزروعة في الدفيئات. تُستخدم العثّات المفترسة بشكل رئيسي لمكافحة العنكبوت الأحمر، وعثّ الأوراق، والتيروفاج، وبلوروتارسوس، والتربس، والذبابة البيضاء على الخضراوات، والزهور، وأشجار الفاكهة، والفاصوليا، والبطاطس المزروعة في البيوت المحمية، وكذلك على الخضراوات، وأشجار الفاكهة، والشاي المزروع في الحقول. Anicetus beneficus، وPseudaphycus malinus، وE. eremicus، وDacnusa Sibirica sibirica، وDiglyphus isaea، وBathyplectes anurus، وdegenerans (A. (=Iphiseius) degenerans، وA. cucumeris). لم يُجدّد تسجيل الأعداء الطبيعيين مثل O. sauteri.
2.2 المبيدات الميكروبية
هناك 23 نوعًا من المكونات الفعالة للمبيدات الميكروبية مسجلة في اليابان، ويمكن تقسيمها إلى مبيدات حشرية/فطرية فيروسية، ومبيدات حشرية/فطرية بكتيرية، ومبيدات حشرية/فطرية فطرية، وذلك وفقًا لأنواع الكائنات الدقيقة واستخداماتها. من بين هذه المبيدات، تقتل المبيدات الميكروبية الآفات أو تكافحها عن طريق العدوى والتكاثر وإفراز السموم. أما مبيدات الفطريات الميكروبية فتكافح البكتيريا المسببة للأمراض من خلال التنافس على الاستعمار، وإفراز مضادات الميكروبات أو المستقلبات الثانوية، وتحفيز مقاومة النبات لها [1-2، 7-8، 11]. مبيدات النيماتودا الفطرية (المفترسة) Monacrosporium phymatopagum، ومبيدات الفطريات الميكروبية Agrobacterium radiobacter، وPseudomonas sp.CAB-02، وFusarium oxysporum غير الممرض، وفيروس Pepper Mild Mottle Virus المضعف، ولم يتم تجديد تسجيل المبيدات الميكروبية مثل Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus وDrechslera monoceras.
2.2.1 المبيدات الحشرية الميكروبية
تُستخدم مبيدات الفيروسات الحبيبية والنووية متعددة السطوح المسجلة في اليابان بشكل رئيسي لمكافحة آفات محددة، مثل سعفة التفاح، وسعفة الشاي، وسعفة الشاي طويلة الأوراق، بالإضافة إلى العقدية الذهبية على محاصيل مثل الفواكه والخضراوات والفاصوليا. ويُعدّ مبيد Bacillus thuringiensis الأكثر استخدامًا لمكافحة آفات حرشفيات الأجنحة ونصفيات الأجنحة على محاصيل مثل الخضراوات والفواكه والأرز والبطاطس والعشب. ومن بين المبيدات الحشرية الفطرية المسجلة، يُستخدم مبيد Beauveria bassiana بشكل رئيسي لمكافحة آفات أجزاء الفم الماضغة واللاذعة، مثل التربس، والحشرات القشرية، والذباب الأبيض، والعث، والخنافس، والماس، والمن، على الخضراوات والفواكه والصنوبر والشاي. ويُستخدم مبيد Beauveria brucei لمكافحة آفات غمدية الأجنحة، مثل سعفة طويلة الرؤوس والخنافس، في أشجار الفاكهة، والأشجار، وأزهار الكرز، وفطر شيتاكي. استُخدم فطر Metarhizium anisopliae لمكافحة التربس في زراعة الخضراوات والمانجو في الصوبات الزراعية؛ بينما استُخدم فطرا Paecilomyces furosus وPaecilopus pectus لمكافحة الذبابة البيضاء والمن والعناكب الحمراء في زراعة الخضراوات والفراولة في الصوبات الزراعية. ويُستخدم هذا الفطر لمكافحة الذبابة البيضاء والتربس في زراعة الخضراوات والمانجو والأقحوان والليسفلوروم في الصوبات الزراعية.
باعتباره مبيد النيماتودا الميكروبي الوحيد المسجل والفعال في اليابان، يستخدم Bacillus Pasteurensis punctum لمكافحة النيماتودا العقدية الجذرية في الخضروات والبطاطس والتين.
2.2.2 المبيدات الميكروبية
استُخدم مبيد الفطريات الشبيه بالفيروسات، سلالة فيروس موزاييك المُضعفة المُسببة لاصفرار الكوسة، والمسجل في اليابان، لمكافحة مرض موزاييك وذبول الفيوزاريوم الناتج عن فيروس الخيار. ومن بين مبيدات الفطريات البكتيرية المسجلة في اليابان، يُستخدم بكتيريا باسيلوس أميوليتيكا لمكافحة الأمراض الفطرية، مثل العفن البني، والعفن الرمادي، واللفحة السوداء، ومرض النجمة البيضاء، والبياض الدقيقي، والعفن الأسود، وعفن الأوراق، ومرض البقع، والصدأ الأبيض، ولفحة الأوراق، على الخضراوات والفواكه والأزهار والجنجل والتبغ. كما استُخدم بكتيريا باسيلوس سيمبلكس للوقاية من وعلاج ذبول الأرز البكتيري واللفحة البكتيرية. تُستخدم بكتيريا Bacillus subtilis لمكافحة الأمراض البكتيرية والفطرية، مثل العفن الرمادي، والبياض الدقيقي، ومرض النجمة السوداء، ومرض انفجار الأرز، وعفن الأوراق، واللفحة السوداء، ولفحة الأوراق، والبقع البيضاء، والبقع المرقطة، ومرض التقرح، واللفحة، ومرض العفن الأسود، ومرض البقع البنية، ولفحة الأوراق السوداء، ومرض البقع البكتيرية، في الخضراوات والفواكه والأرز والزهور ونباتات الزينة والفاصوليا والبطاطس والجنجل والتبغ والفطر. تُستخدم سلالات Erwenella soft rot غير المسببة للأمراض من الجزر لمكافحة العفن الطري ومرض التقرح في الخضراوات والحمضيات والسيكلين والبطاطس. تُستخدم بكتيريا Pseudomonas fluorescens لمكافحة العفن، والعفن الأسود، والعفن الأسود البكتيري، وعفن براعم الزهور في الخضراوات الورقية. تُستخدم بكتيريا Pseudomonas roseni لمكافحة العفن الطري، والعفن الأسود، والعفن، وعفن براعم الزهور، والبقع البكتيرية، والبقع السوداء البكتيرية، والثقب البكتيري، والعفن الطري البكتيري، ولفحة الساق البكتيرية، ولفحة الفروع البكتيرية، والتقرح البكتيري في الخضراوات والفواكه. يُستخدم فاجوسيتوفاج ميرابيل لمكافحة مرض تورّم الجذور في الخضراوات الصليبية، وتُستخدم بكتيريا السلة الصفراء لمكافحة البياض الدقيقي، والعفن الأسود، والجمرة الخبيثة، وعفن الأوراق، والعفن الرمادي، ومرض لفحة الأرز، واللفحة البكتيرية، والذبول البكتيري، والخطوط البنية، ومرض البادرات الرديئة، ولفحة الشتلات في الخضراوات والفراولة والأرز، كما تُعزز نمو جذور المحاصيل. يُستخدم بكتيريا لاكتوباسيلوس بلانتاروم لمكافحة العفن الطري في الخضراوات والبطاطس. من بين مبيدات الفطريات المسجلة في اليابان، استُخدم فطر سكوتيلاريا ميكروسكوتيلا للوقاية من تعفن الأسكيلوتيوم ومكافحته في الخضراوات، والعفن الأسود في البصل الأخضر والثوم. يُستخدم فطر الترايكوديرما فيريديس لمكافحة الأمراض البكتيرية والفطرية مثل لفحة الأرز، ومرض الخطوط البنية البكتيرية، ولفحة الأوراق، ومرض لفحة الأرز، بالإضافة إلى مرض الخطوط الأرجوانية في الهليون، ومرض الحرير الأبيض في التبغ.
2.3 الديدان الخيطية المسببة للأمراض الحشرية
هناك نوعان من الديدان الخيطية المسببة للأمراض الحشرية مسجلان بشكل فعال في اليابان، وتشمل آلياتها الحشرية [1-2، 11] بشكل أساسي إتلاف آلات الغزو، واستهلاك التغذية وتفكك تلف خلايا الأنسجة، والبكتيريا التكافلية التي تفرز السموم. فطريات Steinernema carpocapsae وS. glaseri، المسجلة في اليابان، تُستخدمان بشكل رئيسي في البطاطا الحلوة، والزيتون، والتين، والزهور، ونباتات الأوراق، وأزهار الكرز، والبرقوق، والخوخ، والتوت الأحمر، والتفاح، والفطر، والخضراوات، والعشب، والجنكة. مكافحة الآفات الحشرية مثل Megalophora، وWeestro الزيتون، وWeestro العنب الأسود، وWeestro النخيل الأحمر، وYellow Star Longicornis، وWeestro الخوخي، وNematophora Udon، وDouble Tufted Lepidophora، وZoysia Oryzae، وScirpus oryzae، وDipteryx japonica، وJapanese Cherry Tree Burer، وJean-Charter، وAculema Japonica، والفطر الأحمر. لم يُجدد تسجيل الدودة الخيطية المسببة للأمراض الحشرية S. kushidai.
3. الملخص والتوقعات
في اليابان، تُعدّ المبيدات الحيوية مهمة لضمان الأمن الغذائي، وحماية البيئة والتنوع البيولوجي، والحفاظ على التنمية الزراعية المستدامة. وعلى عكس دول ومناطق مثل الولايات المتحدة الأمريكية، والاتحاد الأوروبي، والصين، وفيتنام [1، 7-8]، تُعرّف المبيدات الحيوية اليابانية بشكل دقيق على أنها عوامل مكافحة حيوية حية غير معدلة وراثيًا، يمكن استخدامها كمدخلات زراعية عضوية. يوجد حاليًا 47 مبيدًا حيويًا مسجلًا وفعالًا في اليابان، تنتمي إلى أعداء طبيعيين، وكائنات دقيقة، ونيماتودا ممرضة للحشرات، وتُستخدم للوقاية من المفصليات الضارة، والنيماتودا الطفيلية النباتية، ومسببات الأمراض ومكافحتها في زراعة البيوت المحمية والمحاصيل الحقلية مثل الخضراوات والفواكه والأرز وأشجار الشاي والأشجار والزهور ونباتات الزينة والمروج. على الرغم من أن هذه المبيدات الحيوية تتمتع بمزايا السلامة العالية، وانخفاض خطر مقاومة الأدوية، والبحث الذاتي أو القضاء المتكرر على الآفات الطفيلية في ظل ظروف مواتية، وفترة فعالية طويلة وتوفير العمالة، إلا أنها تعاني أيضًا من عيوب مثل ضعف الاستقرار، وبطء الفعالية، وضعف التوافق، وطيف التحكم، وفترة استخدام ضيقة. من ناحية أخرى، فإن نطاق المحاصيل وأدوات التحكم لتسجيل وتطبيق المبيدات الحيوية في اليابان محدود نسبيًا أيضًا، ولا يمكن أن يحل محل المبيدات الكيميائية لتحقيق الفعالية الكاملة. وفقًا للإحصاءات [3]، في عام 2020، بلغت قيمة المبيدات الحيوية المستخدمة في اليابان 0.8٪ فقط، وهو أقل بكثير من نسبة العدد المسجل من المكونات النشطة.
باعتبارها الاتجاه الرئيسي لتطوير صناعة المبيدات الحشرية في المستقبل، تشهد المبيدات الحيوية تزايدًا في البحث والتطوير وتسجيلها للإنتاج الزراعي. إلى جانب التقدم في العلوم والتكنولوجيا البيولوجية، وأهمية ميزة التكلفة في البحث والتطوير في مجال المبيدات الحيوية، وتحسين سلامة وجودة الأغذية، والعبء البيئي، ومتطلبات التنمية الزراعية المستدامة، يشهد سوق المبيدات الحيوية في اليابان نموًا متسارعًا. وتشير تقديرات شركة إنكوود للأبحاث إلى أن سوق المبيدات الحيوية في اليابان سينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 22.8% بين عامي 2017 و2025، ومن المتوقع أن يصل إلى 729 مليون دولار أمريكي في عام 2025. ومع تطبيق "استراتيجية نظام الغذاء الأخضر"، تُستخدم المبيدات الحيوية في مزارعي اليابان.
وقت النشر: ١٤ مايو ٢٠٢٤