تُعدّ المبيدات الحيوية إحدى الأدوات المهمة لتنفيذ "استراتيجية النظام الغذائي الأخضر" في اليابان. تتناول هذه الورقة تعريف المبيدات الحيوية وتصنيفها في اليابان، وتصنف إجراءات تسجيلها، وذلك بهدف توفير مرجع لتطويرها وتطبيقها في بلدان أخرى.
نظراً لمحدودية مساحة الأراضي الزراعية المتاحة في اليابان، بات من الضروري استخدام كميات أكبر من المبيدات والأسمدة لزيادة إنتاجية المحاصيل لكل وحدة مساحة. إلا أن الإفراط في استخدام المبيدات الكيميائية قد زاد من العبء البيئي، مما يجعل حماية التربة والمياه والتنوع البيولوجي والمناظر الطبيعية الريفية والأمن الغذائي أمراً بالغ الأهمية لتحقيق تنمية زراعية وبيئية مستدامة. ونظراً لارتفاع نسبة بقايا المبيدات في المحاصيل، وما يترتب على ذلك من تزايد حالات الأمراض العامة، يتجه المزارعون وعامة الناس إلى استخدام المبيدات الحيوية الأكثر أماناً وصديقة للبيئة.
على غرار مبادرة "من المزرعة إلى المائدة" الأوروبية، وضعت الحكومة اليابانية في مايو 2021 "استراتيجية النظام الغذائي الأخضر" التي تهدف إلى خفض استخدام المبيدات الكيميائية بنسبة 50% بحلول عام 2050، وزيادة مساحة الزراعة العضوية إلى مليون هكتار (ما يعادل 25% من مساحة الأراضي الزراعية في اليابان). وتسعى هذه الاستراتيجية إلى تعزيز إنتاجية واستدامة قطاعات الغذاء والزراعة والغابات ومصايد الأسماك من خلال تدابير مبتكرة لتعزيز المرونة (MeaDRI)، تشمل الإدارة المتكاملة للآفات، وتحسين أساليب التطبيق، وتطوير بدائل جديدة. ومن أهم هذه التدابير تطوير وتطبيق وتعزيز الإدارة المتكاملة للآفات (IPM)، وتُعد المبيدات الحيوية إحدى الأدوات المهمة في هذا الصدد.
1. تعريف وتصنيف المبيدات الحيوية في اليابان
تُعدّ المبيدات الحيوية مُقارنةً بالمبيدات الكيميائية أو الاصطناعية، وهي تُشير عمومًا إلى المبيدات الآمنة نسبيًا على الإنسان والبيئة والنظام البيئي، والتي تستخدم موارد بيولوجية أو تعتمد عليها. ويمكن تقسيم المبيدات الحيوية، وفقًا لمصدر مكوناتها الفعّالة، إلى الفئات التالية: أولًا، المبيدات ذات المصدر الميكروبي، وتشمل البكتيريا والفطريات والفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الأصلية (المعدلة وراثيًا) ومستقلباتها المُفرزة؛ ثانيًا، المبيدات ذات المصدر النباتي، وتشمل النباتات الحية ومستخلصاتها، وعوامل الحماية المُدمجة في النباتات (المحاصيل المعدلة وراثيًا)؛ ثالثًا، المبيدات ذات الأصل الحيواني، وتشمل الديدان الخيطية الحية المُمرضة للحشرات، والحيوانات الطفيلية والمفترسة، والمستخلصات الحيوانية (مثل الفيرومونات). وتُصنّف الولايات المتحدة ودول أخرى أيضًا المبيدات ذات المصدر المعدني الطبيعي، مثل الزيوت المعدنية، ضمن المبيدات الحيوية.
يُصنّف معهد SEIJ الياباني 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 المُدمجة في النباتات ضمن فئة مبيدات المواد الحيوية. أما اتحاد التعاونيات الزراعية في اليابان، فيُصنّف المبيدات الحيوية اليابانية إلى مفصليات الأعداء الطبيعية، والديدان الخيطية الأعداء الطبيعية، والكائنات الدقيقة، والمواد الحيوية، ويُصنّف بكتيريا Bacillus thuringiensis المُعطّلة ضمن فئة الكائنات الدقيقة، ويستثني المضادات الحيوية الزراعية من فئة المبيدات الحيوية. مع ذلك، في إدارة المبيدات الفعلية، تُعرَّف المبيدات الحيوية اليابانية تعريفًا ضيقًا بأنها مبيدات حيوية حية، أي "عوامل مكافحة بيولوجية مثل الكائنات الدقيقة المضادة، والكائنات الدقيقة الممرضة للنباتات، والكائنات الدقيقة الممرضة للحشرات، والديدان الخيطية الطفيلية للحشرات، والمفصليات الطفيلية والمفترسة المستخدمة لمكافحة الآفات". بعبارة أخرى، المبيدات الحيوية اليابانية هي مبيدات تُسوَّق فيها كائنات حية مثل الكائنات الدقيقة، والديدان الخيطية الممرضة للحشرات، وكائنات العدو الطبيعي كمكونات فعالة، بينما لا تنتمي أصناف وأنواع المواد البيولوجية المسجلة في اليابان إلى فئة المبيدات الحيوية. إضافةً إلى ذلك، ووفقًا لـ"تدابير معالجة نتائج اختبارات تقييم السلامة المتعلقة بطلب تسجيل المبيدات الميكروبية" في اليابان، فإن الكائنات الدقيقة والنباتات المعدلة وراثيًا لا تخضع لإدارة المبيدات الحيوية في اليابان. في السنوات الأخيرة، بدأت وزارة الزراعة والغابات ومصايد الأسماك أيضًا عملية إعادة تقييم المبيدات الحيوية ووضعت معايير جديدة لعدم تسجيل المبيدات الحيوية للحد من احتمالية أن يتسبب تطبيق وانتشار المبيدات الحيوية في أضرار جسيمة لموائل أو نمو الحيوانات والنباتات في البيئة المعيشية.
تشمل "قائمة مدخلات الزراعة العضوية" التي أصدرتها وزارة الزراعة والغابات والثروة السمكية اليابانية عام 2022 جميع المبيدات الحيوية وبعض المبيدات ذات الأصل البيولوجي. وتُستثنى المبيدات الحيوية اليابانية من تحديد الجرعة اليومية المسموح بها (ADI) والحد الأقصى المسموح به للمتبقيات (MRL)، وكلاهما يُمكن استخدامه في إنتاج المنتجات الزراعية وفقًا لمعيار الزراعة العضوية الياباني (JAS).
2. لمحة عامة عن تسجيل المبيدات البيولوجية في اليابان
باعتبارها دولة رائدة في تطوير وتطبيق المبيدات الحيوية، تمتلك اليابان نظامًا متكاملًا نسبيًا لإدارة تسجيل المبيدات، بالإضافة إلى تنوع كبير في تسجيل المبيدات الحيوية. ووفقًا لإحصاءات الباحث، بلغ عدد المبيدات الحيوية المسجلة والفعالة في اليابان حتى عام 2023، 99 مستحضرًا، تضم 47 مكونًا فعالًا، أي ما يعادل 8.5% من إجمالي المكونات الفعالة للمبيدات المسجلة. ومن بين هذه المكونات، 35 مكونًا تُستخدم كمبيدات حشرية (بما في ذلك مبيدين للنيماتودا)، و12 مكونًا تُستخدم للتعقيم، بينما لا توجد مبيدات أعشاب أو استخدامات أخرى (الشكل 1). وعلى الرغم من أن الفيرومونات لا تُصنف ضمن فئة المبيدات الحيوية في اليابان، إلا أنها تُروج عادةً وتُستخدم جنبًا إلى جنب مع المبيدات الحيوية كمدخلات للزراعة العضوية.
2.1 المبيدات البيولوجية للأعداء الطبيعيين
يوجد في اليابان 22 مكونًا فعالًا للمبيدات الحيوية التي تستهدف الأعداء الطبيعية، ويمكن تقسيمها إلى حشرات طفيلية، وحشرات مفترسة، وعث مفترسة، وذلك وفقًا لنوعها البيولوجي وآلية عملها. تتغذى الحشرات المفترسة والعث المفترسة على الحشرات الضارة، بينما تضع الحشرات الطفيلية بيضها داخل الآفات الطفيلية، وتتغذى يرقاتها بعد فقسها على العائل حتى تتطور وتقتله. تُستخدم الحشرات الطفيلية من رتبة غشائيات الأجنحة، مثل نحل المن، ونحل المن، ونحل المن، ونحل المن، ونحل نصفيات الأجنحة، وMylostomus japonicus، المسجلة في اليابان، بشكل أساسي لمكافحة المن والذباب والذباب الأبيض على الخضراوات المزروعة في البيوت المحمية. أما الحشرات المفترسة من رتبة غشائيات الأجنحة، مثل البق، والخنافس، والتربس، فتُستخدم أيضًا لمكافحة المن والتربس والذباب الأبيض على الخضراوات المزروعة في البيوت المحمية. تُستخدم العث المفترسة بشكل أساسي لمكافحة العنكبوت الأحمر، وعث الأوراق، وعث التيروفاج، وعث البليوروتارسوس، والتربس، والذبابة البيضاء على الخضراوات والزهور وأشجار الفاكهة والفاصوليا والبطاطس المزروعة في البيوت المحمية، وكذلك على الخضراوات وأشجار الفاكهة والشاي المزروع في الحقول. وتشمل هذه الأنواع: Anicetus beneficus، وPseudaphycus malinus، وE. eremicus، وDacnusa Sibirica sibirica، وDiglyphus isaea، وBathyplectes anurus، وdegenerans (A. (=Iphiseius) degenerans، وA. cucumeris. لم يتم تجديد تسجيل الأعداء الطبيعيين مثل O. sauteri.
2.2 المبيدات الميكروبية
يوجد في اليابان 23 نوعًا من المكونات الفعالة للمبيدات الميكروبية، والتي يمكن تقسيمها إلى مبيدات حشرية/فطرية فيروسية، ومبيدات حشرية/فطرية بكتيرية، ومبيدات حشرية/فطرية فطرية، وذلك وفقًا لأنواع الكائنات الدقيقة واستخداماتها. وتقوم المبيدات الحشرية الميكروبية بقتل الآفات أو مكافحتها عن طريق إصابتها وتكاثرها وإفراز السموم. أما المبيدات الفطرية الميكروبية فتكافح البكتيريا الممرضة من خلال التنافس على الاستعمار، وإفراز مضادات الميكروبات أو المستقلبات الثانوية، وتحفيز مقاومة النبات [1-2، 7-8، 11]. الفطريات (الافتراس) مبيدات النيماتودا Monacrosporium phymatopagum، ومبيدات الفطريات الميكروبية Agrobacterium radiobacter، وPseudomonas sp.CAB-02، وFusarium oxysporum غير الممرض، وسلالة موهنة من فيروس التبقع الخفيف للفلفل، ولم يتم تجديد تسجيل المبيدات الميكروبية مثل Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus وDrechslera monoceras.
2.2.1 المبيدات الحشرية الميكروبية
تُستخدم المبيدات الحشرية الفيروسية متعددة الأوجه الحبيبية والنووية المسجلة في اليابان بشكل رئيسي لمكافحة آفات محددة مثل دودة التفاح، ودودة الشاي، ودودة أوراق الشاي الطويلة، بالإضافة إلى بكتيريا المكورات العقدية الذهبية على محاصيل مثل الفواكه والخضراوات والبقوليات. أما بكتيريا العصوية التورنجية، فهي أكثر المبيدات الحشرية البكتيرية استخدامًا، وتُستخدم بشكل أساسي لمكافحة آفات حرشفيات الأجنحة ونصفية الأجنحة على محاصيل مثل الخضراوات والفواكه والأرز والبطاطس والعشب. ومن بين المبيدات الحشرية الفطرية المسجلة، يُستخدم فطر بيوفيريا باسسيانا بشكل رئيسي لمكافحة آفات أجزاء الفم القارضة واللاسعة مثل التربس، والحشرات القشرية، والذباب الأبيض، والعث، والخنافس، والآفات الماسية، والمن على الخضراوات والفواكه والصنوبر والشاي. ويُستخدم فطر بيوفيريا بروساي لمكافحة آفات الخنافس مثل غمديات الأوراق الطويلة والخنافس على أشجار الفاكهة، والأشجار، ونباتات حشيشة الملاك، وأزهار الكرز، وفطر شيتاكي. يُستخدم فطر Metarhizium anisopliae لمكافحة التربس في زراعة الخضراوات والمانجو في البيوت المحمية؛ بينما يُستخدم فطر Paecilomyces furosus وPaecilopus pectus لمكافحة الذبابة البيضاء والمن والعنكبوت الأحمر في زراعة الخضراوات والفراولة في البيوت المحمية. ويُستخدم هذا الفطر لمكافحة الذبابة البيضاء والتربس في زراعة الخضراوات والمانجو والأقحوان والليسيفلوروم في البيوت المحمية.
باعتبارها المبيد الميكروبي الوحيد المسجل والفعال في اليابان، يتم استخدام Bacillus Pasteurensis punctum للسيطرة على ديدان العقد الجذرية في الخضراوات والبطاطس والتين.
2.2.2 المبيدات الميكروبية
استُخدم مبيد الفطريات الشبيه بالفيروس، وهو سلالة مُضعفة من فيروس تبرقش اصفرار الكوسة، والمُسجل في اليابان، لمكافحة مرض التبرقش وذبول الفيوزاريوم الناجم عن فيروس مرتبط بالخيار. ومن بين مبيدات الفطريات البكتيرية المُسجلة في اليابان، تُستخدم بكتيريا Bacillus amylolitica 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 في الخضراوات والفواكه والزهور والجنجل والتبغ. كما استُخدمت بكتيريا Bacillus simplex للوقاية من الذبول البكتيري واللفحة البكتيرية في الأرز وعلاجهما. تُستخدم بكتيريا Bacillus subtilis لمكافحة الأمراض البكتيرية والفطرية مثل العفن الرمادي، والبياض الدقيقي، ومرض النجمة السوداء، ولفحة الأرز، والبياض الورقي، واللفحة السوداء، والبقع البيضاء، والتبقع، 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. وتُستخدم السلالات غير الممرضة من بكتيريا Erwenella soft rot carrot subspecies لمكافحة العفن الطري ومرض التقرح في الخضراوات والحمضيات والسايكلين والبطاطس. وتُستخدم بكتيريا Pseudomonas fluorescens لمكافحة العفن، والعفن الأسود، والعفن الأسود البكتيري، وتعفن براعم الزهور في الخضراوات الورقية. وتُستخدم بكتيريا Pseudomonas roseni لمكافحة العفن الطري، والعفن الأسود، والعفن، وتعفن براعم الزهور، والبقع البكتيرية، والبقع السوداء البكتيرية، والثقب البكتيري، والعفن الطري البكتيري، ولفحة الساق البكتيرية، ولفحة الفروع البكتيرية، والتقرح البكتيري في الخضراوات والفواكه. يُستخدم فطر Phagocytophage mirabile لمكافحة مرض انتفاخ جذور الخضراوات الصليبية، بينما تُستخدم بكتيريا السلال الصفراء لمكافحة البياض الدقيقي، والعفن الأسود، والجمرة الخبيثة، وعفن الأوراق، والعفن الرمادي، ولفحة الأرز، والذبول البكتيري، والذبول البكتيري، والخط البني، ومرض الشتلات الرديئة، ولفحة الشتلات في الخضراوات والفراولة والأرز، كما تُعزز نمو جذور المحاصيل. ويُستخدم فطر Lactobacillus plantarum لمكافحة العفن الطري في الخضراوات والبطاطس. ومن بين مبيدات الفطريات المسجلة في اليابان، استُخدم فطر Scutellaria microscutella للوقاية من عفن السكليروتيوم في الخضراوات ومكافحته، وكذلك لمكافحة العفن الأسود في البصل الأخضر والثوم. ويُستخدم فطر Trichoderma viridis لمكافحة الأمراض البكتيرية والفطرية مثل لفحة الأرز، ومرض الخط البني البكتيري، ولفحة الأوراق، ولفحة الأرز، بالإضافة إلى مرض الخط الأرجواني في الهليون ومرض الحرير الأبيض في التبغ.
2.3 الديدان الخيطية الممرضة للحشرات
هناك نوعان من الديدان الخيطية الممرضة للحشرات مسجلان بشكل فعال في اليابان، وتشمل آلياتهما المبيدة للحشرات [1-2، 11] بشكل رئيسي تلف آليات الغزو، واستهلاك التغذية، وتفكك تلف خلايا الأنسجة، وإفراز البكتيريا التكافلية للسموم. تُستخدم نيماتودا Steinernema carpocapsae وS. glaseri، المسجلتان في اليابان، بشكل رئيسي لمكافحة آفات حشرية مثل دودة ميغالوفورا، ودودة الزيتون، ودودة العنب السوداء، ودودة النخيل الحمراء، ودودة النجمة الصفراء، ودودة عنق الخوخ، ودودة أودون، ودودة ليبيدوفورا، ودودة زويزيا أوريزاي، ودودة سيربوس أوريزاي، ودودة ديبتريكس جابونيكا، ودودة شجرة الكرز اليابانية، ودودة الخوخ الصغيرة، ودودة أكوليما جابونيكا، والفطر الأحمر. لم يتم تجديد تسجيل النيماتودا الممرضة للحشرات S. kushidai.
3. ملخص وتوقعات
في اليابان، تُعدّ المبيدات الحيوية ضرورية لضمان الأمن الغذائي، وحماية البيئة والتنوع البيولوجي، والحفاظ على التنمية الزراعية المستدامة. وعلى عكس دول ومناطق أخرى كالولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والصين وفيتنام [1، 7-8]، تُعرَّف المبيدات الحيوية اليابانية تعريفًا دقيقًا بأنها عوامل مكافحة حيوية حية غير معدلة وراثيًا، يمكن استخدامها كمدخلات زراعية عضوية. ويوجد حاليًا 47 مبيدًا حيويًا مسجلًا وفعالًا في اليابان، تنتمي إلى الأعداء الطبيعية والكائنات الدقيقة والديدان الخيطية الممرضة للحشرات، وتُستخدم للوقاية من المفصليات الضارة والديدان الخيطية الطفيلية النباتية ومسببات الأمراض ومكافحتها في الزراعة المحمية والحقولية، مثل الخضراوات والفواكه والأرز وأشجار الشاي والأشجار والزهور ونباتات الزينة والمسطحات الخضراء. على الرغم من مزايا المبيدات الحيوية، كارتفاع مستوى الأمان، وانخفاض خطر مقاومة الأدوية، وقدرتها على البحث الذاتي أو القضاء المتكرر على الآفات في الظروف الملائمة، وطول فترة فعاليتها، وتوفيرها للجهد، إلا أنها تعاني من عيوب، كضعف استقرارها، وبطء فعاليتها، وضعف توافقها مع مختلف الآفات، ومحدودية نطاق المكافحة، وضيق فترة استخدامها. ومن جهة أخرى، فإن نطاق المحاصيل والأهداف المراد مكافحتها لتسجيل المبيدات الحيوية وتطبيقها في اليابان محدود نسبيًا، ولا يمكنها أن تحل محل المبيدات الكيميائية لتحقيق الفعالية الكاملة. وتشير الإحصاءات [3] إلى أن قيمة المبيدات الحيوية المستخدمة في اليابان عام 2020 لم تتجاوز 0.8%، وهي نسبة أقل بكثير من نسبة المكونات الفعالة المسجلة.
باعتبارها التوجه الرئيسي لتطوير صناعة المبيدات في المستقبل، تحظى المبيدات الحيوية باهتمام متزايد في مجال البحث والتطوير والتسجيل للاستخدام في الإنتاج الزراعي. وبفضل التقدم الذي أحرزته العلوم والتكنولوجيا الحيوية، والميزة التنافسية لتكلفة أبحاث وتطوير المبيدات الحيوية، وتحسين سلامة وجودة الغذاء، والحد من الأثر البيئي، ومتطلبات التنمية الزراعية المستدامة، يشهد سوق المبيدات الحيوية في اليابان نموًا متسارعًا. وتشير تقديرات شركة "إنكوود ريسيرش" إلى أن سوق المبيدات الحيوية الياباني سينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 22.8% خلال الفترة من 2017 إلى 2025، ومن المتوقع أن يصل حجمه إلى 729 مليون دولار أمريكي في عام 2025. ومع تطبيق "استراتيجية النظام الغذائي الأخضر"، يستخدم المزارعون اليابانيون المبيدات الحيوية على نطاق واسع.
تاريخ النشر: 14 مايو 2024