חומרי הדברה ביולוגיים הם אחד הכלים החשובים ליישום "אסטרטגיית מערכת המזון הירוק" ביפן. מאמר זה מתאר את ההגדרה והקטגוריה של חומרי הדברה ביולוגיים ביפן, ומסווג את רישום חומרי ההדברה הביולוגיים ביפן, על מנת לספק מקור ייחוס לפיתוח ויישום של חומרי הדברה ביולוגיים במדינות אחרות.
בשל השטח החקלאי המוגבל יחסית ביפן, יש צורך להשתמש ביותר חומרי הדברה ודשנים כדי להגדיל את יבולי היבולים בכל שטח. עם זאת, השימוש במספר רב של חומרי הדברה כימיים הגביר את הנטל הסביבתי, וחשוב במיוחד להגן על הקרקע, המים, המגוון הביולוגי, הנופים הכפריים וביטחון המזון כדי להשיג פיתוח חקלאי וסביבתי בר-קיימא. עם שאריות חומרי הדברה גבוהות בגידולים המובילות לעלייה במקרים של מחלות בציבור, חקלאים והציבור נוטים להשתמש בחומרי הדברה ביולוגיים בטוחים וידידותיים יותר לסביבה.
בדומה ליוזמת "מהחווה לצלחת" האירופית, ממשלת יפן פיתחה במאי 2021 "אסטרטגיית מערכת מזון ירוקה" שמטרתה להפחית את השימוש המשוקלל בסיכון בחומרי הדברה כימיים ב-50% עד 2050 ולהגדיל את שטח הגידול האורגני למיליון קמ"ר (שווה ערך ל-25% משטח האדמה החקלאית של יפן). האסטרטגיה שואפת לשפר את הפרודוקטיביות והקיימות של מזון, חקלאות, ייעור ודיג באמצעות אמצעי חוסן חדשניים (MeaDRI), כולל ניהול משולב של מזיקים, שיפור שיטות היישום ופיתוח חלופות חדשות. ביניהן, החשובות ביותר הן פיתוח, יישום וקידום של ניהול משולב של מזיקים (IPM), וקוטלי הדברה ביולוגיים הם אחד הכלים החשובים.
1. הגדרה וקטגוריה של חומרי הדברה ביופיים ביפן
חומרי הדברה ביולוגיים הם יחסית לחומרי הדברה כימיים או סינתטיים, ובדרך כלל מתייחסים לחומרי הדברה בטוחים או ידידותיים יחסית לבני אדם, לסביבה ולאקולוגיה המשתמשים במשאבים ביולוגיים או מבוססים עליהם. בהתאם למקור החומרים הפעילים, ניתן לחלק את חומרי ההדברה הביולוגיים לקטגוריות הבאות: ראשית, חומרי הדברה ממקור מיקרוביאלי, כולל חיידקים, פטריות, וירוסים ובעלי חיים ביולוגיים מקוריים (מהונדסים גנטית), אורגניזמים חיים מיקרוביאליים ומטבוליטים המופרשים מהם; השנייה היא חומרי הדברה ממקור צמחי, כולל צמחים חיים ותמציותיהם, חומרי הגנה משובצים בצמחים (גידולים מהונדסים גנטית); שלישית, חומרי הדברה ממקור מן החי, כולל נמטודות אנטומופתיות חיות, בעלי חיים טפיליים וטורפים ותמציות מן החי (כגון פרומונים). ארצות הברית ומדינות אחרות מסווגות גם חומרי הדברה ממקור מינרלי טבעי כגון שמן מינרלי כחומרי הדברה ביולוגיים.
ה-SEIJ היפני מסווג קוטלי חרקים ביולוגיים לחומרי הדברה המבוססים על אורגניזמים חיים וחומרים ביוגניים, ומסווג פרומונים, מטבוליטים מיקרוביאליים (אנטיביוטיקה חקלאית), תמציות צמחים, חומרי הדברה שמקורם במינרלים, תמציות מן החי (כגון ארס פרוקי רגליים), ננו-נוגדנים וחומרי הגנה משובצים בצמחים כחומרי הדברה ביוגניים. פדרציית הקואופרטיבים החקלאיים של יפן מסווגת קוטלי חרקים ביולוגיים יפניים לפרוק רגליים אויב טבעי, נמטודות אויב טבעי, מיקרואורגניזמים וחומרים ביוגניים, ומסווגת את Bacillus thuringiensis המומת כמיקרואורגניזמים ואינה כוללת אנטיביוטיקה חקלאית מקטגוריית קוטלי החרקים הביולוגיים. עם זאת, בניהול חומרי הדברה בפועל, קוטלי חרקים ביולוגיים יפניים מוגדרים באופן צר כחומרי הדברה חיים ביולוגיים, כלומר, "חומרי הדברה ביולוגיים כגון מיקרואורגניזמים אנטגוניסטיים, מיקרואורגניזמים פתוגניים לצמחים, מיקרואורגניזמים פתוגניים לחרקים, נמטודות טפיליות לחרקים, פרוקי רגליים טפיליים וטורפים המשמשים להדברת מזיקים". במילים אחרות, קוטלי חרקים ביולוגיים יפניים הם חומרי הדברה המסחורים אורגניזמים חיים כגון מיקרואורגניזמים, נמטודות אנטומופתטיות ואורגניזמים אויבים טבעיים כמרכיבים פעילים, בעוד שזנים וסוגים של חומרי מקור ביולוגיים הרשומים ביפן אינם שייכים לקטגוריית קוטלי חרקים ביולוגיים. בנוסף, על פי "אמצעים לטיפול בתוצאות בדיקות הערכת בטיחות הקשורות לבקשה לרישום קוטלי חרקים מיקרוביאליים" של יפן, מיקרואורגניזמים וצמחים מהונדסים גנטית אינם תחת ניהול קוטלי חרקים ביולוגיים ביפן. בשנים האחרונות, משרד החקלאות, היערות והדיג גם יזם תהליך הערכה מחדש של קוטלי חרקים ביולוגיים ופיתח סטנדרטים חדשים לאי-רישום קוטלי חרקים ביולוגיים כדי להפחית את האפשרות שהיישום וההפצה של קוטלי חרקים ביולוגיים עלולים לגרום נזק משמעותי לבית הגידול או לצמיחה של בעלי חיים וצמחים בסביבת החיים.
"רשימת תשומות צמחייה אורגניות" שפורסמה לאחרונה על ידי משרד החקלאות, היערנות והדיג היפני בשנת 2022 מכסה את כל קוטלי ההדברה הביולוגיים וחלק מחומרי ההדברה ממקור ביולוגי. קוטלי הדברה ביולוגיים יפניים פטורים מקביעת צריכה יומית מותרת (ADI) ומגבלות שאריות מקסימליות (MRL), אשר שניהם ניתנים לשימוש בייצור מוצרים חקלאיים במסגרת תקן החקלאות האורגנית היפני (JAS).
2. סקירה כללית של רישום חומרי הדברה ביולוגיים ביפן
כמדינה מובילה בפיתוח ויישום של חומרי הדברה ביולוגיים, ליפן מערכת ניהול רישום חומרי הדברה מקיפה יחסית ומגוון עשיר יחסית של רישום חומרי הדברה ביולוגיים. על פי נתוני המחבר, נכון לשנת 2023, ישנם 99 תכשירי הדברה ביולוגיים רשומים ויעילים ביפן, הכוללים 47 רכיבים פעילים, המהווים כ-8.5% מכלל הרכיבים הפעילים של חומרי ההדברה הרשומים. ביניהם, 35 רכיבים משמשים לקוטל חרקים (כולל 2 נמטוצידים), 12 רכיבים משמשים לעיקור, ואין קוטלי עשבים או שימושים אחרים (איור 1). למרות שפרומונים אינם שייכים לקטגוריית חומרי ההדברה הביולוגיים ביפן, הם בדרך כלל מקודמים ומיושמים יחד עם חומרי הדברה ביולוגיים כתשומות אורגניות לשתילה.
2.1 הדברה ביולוגית של אויבים טבעיים
ביפן רשומים 22 רכיבים פעילים של קוטלי חרקים ביולוגיים מסוג אויב טבעי, אשר ניתנים לחלוקה לחרקים טפיליים, חרקים טורפים וקרדית טורפת לפי מין ביולוגי ואופן פעולה. ביניהם, חרקים טורפים וקרדית טורפת טורפים חרקים מזיקים למאכל, וחרקים טפילים מטילים ביצים במזיקים טפיליים והזחלים שבקעו מהם ניזונים מהפונדקאי ומתפתחים כדי להרוג את הפונדקאי. חרקי הימנופטרה טפיליים, כגון כנימת דבורה, כנימת דבורה, כנימת דבורה, דבורת כנימה, דבורת כנימה, דבורת כנימה, דבורת כנימה, דבורת כנימה, דבורת עמוד שולי ומילוסטומוס יפני, הרשומים ביפן, משמשים בעיקר להדברת כנימות, זבובים וזבובי לבנים על ירקות הגדלים בחממה, וחרקי הטרף, פשפש, פרת משה רבנו ותריפסים משמשים בעיקר להדברת כנימות, תריפסים וזבובי לבנים על ירקות הגדלים בחממה. אקריות טורפות משמשות בעיקר להדברת עכביש אדום, אקרית עלה, טירופאג', פלאורוטרסוס, תריפסים וזבוב לבן על ירקות, פרחים, עצי פרי, שעועית ותפוחי אדמה הגדלים בחממה, כמו גם על ירקות, עצי פרי ותה הנטועים בשדות. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris). רישום אויבים טבעיים כגון O. sauteri לא חודש.
2.2 חומרי הדברה מיקרוביאליים
ביפן רשומים 23 סוגים של רכיבים פעילים של חומרי הדברה מיקרוביאליים, אשר ניתן לחלקם לקוטלי חרקים/קוטלי פטריות ויראליים, קוטלי חרקים/קוטלי פטריות חיידקיים וקוטלי חרקים/קוטלי פטריות פטרייתיים בהתאם לסוגי המיקרואורגניזמים ולשימושיהם. ביניהם, קוטלי חרקים מיקרוביאליים הורגים או מדבירים מזיקים על ידי הדבקה, ריבוי והפרשת רעלים. קוטלי פטריות מיקרוביאליים שולטים בחיידקים פתוגניים באמצעות תחרות קולוניזציה, הפרשת חומרים אנטי-מיקרוביאליים או מטבוליטים משניים, וגרימת עמידות לצמחים [1-2, 7-8, 11]. קוטלי פטריות (טורפים) כמו נמטוצידים כמו Monacrosporium phymatopagum, קוטלי פטריות מיקרוביאליים כמו Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, Fusarium oxysporum לא פתוגני וזן מוחלש של נגיף Pepper mild mottle Virus. ורישום חומרי הדברה מיקרוביאליים כמו Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus ו-Drechslera monoceras לא חודש.
2.2.1 קוטלי חרקים מיקרוביאליים
קוטלי חרקים גרגיריים וגרעיניים של וירוס פוליהדרואיד הרשומים ביפן משמשים בעיקר לשליטה במזיקים ספציפיים כגון גזזת תפוחים, גזזת תה וגזזת ארוכת עלים של תה, כמו גם סטרפטוקוקוס אאורוס על גידולים כגון פירות, ירקות ושעועית. כקוטל החרקים החיידקי הנפוץ ביותר, Bacillus thuringiensis משמש בעיקר לשליטה במזיקי לפידופטרה והמיפטרה על גידולים כגון ירקות, פירות, אורז, תפוחי אדמה ודשא. מבין קוטלי החרקים הפטרייתיים הרשומים, Beauveria bassiana משמש בעיקר לשליטה במזיקי חלקי פה לעיסים ועוקצים כגון תריפסים, חרקי קשקשים, זבובי לב, קרציות, חיפושיות, כנימות וכנימות על ירקות, פירות, אורנים ועצי תה. Beauveria brucei משמש לשליטה במזיקי קולאופטרה כגון לונגיצפס וחיפושיות בעצי פרי, עצים, אנג'ליקה, פריחת דובדבן ופטריות שיטאקי. Metarhizium anisopliae משמש לשליטה בתריפסים בגידול חממה של ירקות ומנגו; הפטרייה Paecilomyces furosus ו-Paecilopus pectus שימשו להדברת כנימות, כנימות ועכביש אדום בירקות ותותים שגדלו בחממה. הפטרייה משמשת להדברת כנימות ותריפסים בגידול חממה של ירקות, מנגו, חרציות וליסיפלורום.
בתור קוטל הנמטודות המיקרוביאלי היחיד הרשום ויעיל ביפן, Bacillus Pasteurensis punctum משמש להדברת נמטודות קשר שורש בירקות, תפוחי אדמה ותאנים.
2.2.2 מיקרוביוצידים
קוטל פטריות דמוי וירוס, זן מוחלש של נגיף הפסיפס המצהיב קישואים, הרשום ביפן, שימש לשליטה במחלת הפסיפס וקמילת פוסריום הנגרמת על ידי נגיף הקשור למלפפון. מבין קוטלי הפטריות הבקטריולוגיים הרשומים ביפן, Bacillus amylolitica משמש לשליטה במחלות פטרייתיות כגון ריקבון חום, עובש אפור, כיב שחור, מחלת הכוכב הלבן, טחב אבקתי, עובש שחור, עובש עלים, מחלת כתמים, חלודה לבנה וכמילת עלים על ירקות, פירות, פרחים, כשות וטבק. Bacillus simplex שימש למניעה וטיפול בקמילה חיידקית ובכיב חיידקי באורז. Bacillus subtilis משמש לשליטה במחלות חיידקיות ופטרייתיות כגון עובש אפור, טחב אבקתי, מחלת הכוכב השחור, התפרצות אורז, טחב עלים, כיב שחור, כיב עלים, כתמים לבנים, מנומר, מחלת כיב, כיב, מחלת עובש שחור, מחלת כתמים חומים, כיב עלים שחורים ומחלת כתמים חיידקית של ירקות, פירות, אורז, פרחים וצמחי נוי, שעועית, תפוחי אדמה, כשות, טבק ופטריות. זנים לא פתוגניים של תת-מין גזר מסוג Erwenella soft rib משמשים לשליטה בריקבון רך ומחלת כיב בירקות, הדרים, סיקלין ותפוחי אדמה. Pseudomonas fluorescens משמש לשליטה בריקבון, ריקבון שחור, ריקבון שחור חיידקי וריקבון ניצני פרחים בירקות עליים. Pseudomonas roseni משמש לשליטה בריקבון רך, ריקבון שחור, ריקבון, ריקבון ניצני פרחים, כתמים חיידקיים, כתמים שחורים חיידקיים, ניקוב חיידקי, ריקבון רך חיידקי, כיפוף גזע חיידקי, כיפוף ענפים חיידקי וכתמים חיידקיים בירקות ופירות. Phagocytophage mirabile משמש לשליטה במחלת נפיחות שורשים בירקות מצליבים, וחיידקי סל צהוב משמשים לשליטה בטחב אבקתי, עובש שחור, אנתרקס, עובש עלים, עובש אפור, התפרצות אורז, כיפוף חיידקי, נבילה חיידקית, פס חום, מחלת שתילים רעים ודיכאון שתילים בירקות, תותים ואורז, ולקידום צמיחת שורשי גידולים. Lactobacillus plantarum משמש לשליטה בריקבון רך בירקות ותפוחי אדמה. מבין קוטלי הפטריות הרשומים ביפן, Scutellaria microscutella שימש למניעה ובקרה של ריקבון סקלרוטיום בירקות, ריקבון ריקבון שחור בבצל ירוק ושום. Trichoderma viridis משמש לבקרת מחלות חיידקיות ופטרייתיות כגון כיפת אורז, מחלת פסים חומים חיידקית, כיפת עלים ופיצוץ אורז, כמו גם מחלת פסים סגולים אספרגוס ומחלת משי לבן טבק.
2.3 נמטודות אנטומופתוגניות
ישנם שני מינים של נמטודות אנטומופתוגניות הרשומות ביעילות ביפן, ומנגנוני ההדברה שלהם [1-2, 11] כוללים בעיקר נזק למכונות פלישה, צריכת תזונה והתפרקות נזק לתאי רקמה, וחיידקים סימביוטיים המפרישים רעלים. Steinernema carpocapsae ו-S. glaseri, הרשומים ביפן, משמשים בעיקר על בטטות, זיתים, תאנים, פרחים וצמחי עלווה, פריחת דובדבן, שזיפים, אפרסקים, פירות יער אדומים, תפוחים, פטריות, ירקות, דשא וגינקו. הדברה של מזיקי חרקים כגון Megalophora, olive weestro, grape black weestro, red palm weestro, yellow Star Longicornis, pepper neck-neck weestro, Udon Nematophora, Double tufted Lepidophora, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, Japanese Cherry Tree Borer, אפרסק small food worm, aculema Japonica ו-Red fungus. רישומה של הנמטודה האנטומופתוגנית S. kushidai לא חודש.
3. סיכום ותחזית
ביפן, קוטלי חרקים ביולוגיים חשובים להבטחת ביטחון תזונתי, הגנה על הסביבה והמגוון הביולוגי, ושמירה על פיתוח חקלאי בר-קיימא. שלא כמו מדינות ואזורים כמו ארצות הברית, האיחוד האירופי, סין ווייטנאם [1, 7-8], קוטלי חרקים ביפנים מוגדרים באופן צר כחומרי הדברה ביולוגיים חיים שאינם מהונדסים גנטית, שניתן להשתמש בהם כתשומות אורגניות לצמחייה. נכון לעכשיו, ישנם 47 חומרי הדברה ביולוגיים רשומים ויעילים ביפן, השייכים לאויבים טבעיים, מיקרואורגניזמים ונמטודות פתוגניות של חרקים, ומשמשים למניעה ובקרה של פרוקי רגליים מזיקים, נמטודות טפיליות ופתוגנים בגידולי חממה וגידולי שדה כגון ירקות, פירות, אורז, עצי תה, עצים, פרחים וצמחי נוי ומדשאות. למרות שלקוטלי חרקים ביולוגיים אלה יש יתרונות של בטיחות גבוהה, סיכון נמוך לעמידות לתרופות, חיפוש עצמי או חיסול טפילי חוזר של מזיקים בתנאים נוחים, תקופת יעילות ארוכה וחיסכון בעבודה, יש להם גם חסרונות כגון יציבות ירודה, יעילות איטית, תאימות ירודה, ספקטרום בקרה וחלון שימוש צר. מצד שני, מגוון הגידולים ואובייקטי הבקרה לרישום ויישום של חומרי הדברה ביולוגיים ביפן מוגבל יחסית, והם אינם יכולים להחליף חומרי הדברה כימיים כדי להשיג יעילות מלאה. על פי נתונים סטטיסטיים [3], בשנת 2020, ערך חומרי ההדברה הביולוגיים שנעשה בהם שימוש ביפן היווה רק 0.8%, שהיה נמוך בהרבה משיעור הרכיבים הפעילים הרשום.
ככיוון הפיתוח העיקרי של תעשיית חומרי ההדברה בעתיד, חומרי הדברה ביולוגיים נחקרים, מפותחים ונרשמים יותר לייצור חקלאי. יחד עם התקדמות המדע והטכנולוגיה הביולוגית והבולטות ביתרון העלות של מחקר ופיתוח חומרי הדברה ביולוגיים, שיפור בטיחות ואיכות המזון, עומס סביבתי ודרישות פיתוח בר-קיימא בחקלאות, שוק חומרי ההדברה הביולוגיים של יפן ממשיך לצמוח במהירות. חברת Inkwood Research מעריכה כי שוק חומרי ההדברה הביולוגיים היפני יצמח בקצב צמיחה שנתי מצטבר של 22.8% בין השנים 2017 ל-2025, וצפוי להגיע ל-729 מיליון דולר בשנת 2025. עם יישום "אסטרטגיית מערכת המזון הירוקה", חומרי הדברה ביולוגיים נמצאים בשימוש בחקלאים יפנים.
זמן פרסום: 14 במאי 2024