Los biopesticidas son una herramienta fundamental para la implementación de la estrategia del “Sistema Alimentario Verde” en Japón. Este artículo describe la definición y la categorización de los biopesticidas en Japón, y clasifica su registro en el país, con el fin de servir de referencia para el desarrollo y la aplicación de biopesticidas en otros países.
Debido a la superficie relativamente limitada de tierras cultivables en Japón, es necesario aplicar más pesticidas y fertilizantes para aumentar el rendimiento de los cultivos por hectárea. Sin embargo, el uso de una gran cantidad de pesticidas químicos ha incrementado la carga ambiental, y es fundamental proteger el suelo, el agua, la biodiversidad, los paisajes rurales y la seguridad alimentaria para lograr un desarrollo agrícola y ambiental sostenible. Ante la alta presencia de residuos de pesticidas en los cultivos, que conlleva un aumento de las enfermedades, los agricultores y la población en general tienden a utilizar biopesticidas más seguros y respetuosos con el medio ambiente.
De forma similar a la iniciativa europea «De la granja a la mesa», el gobierno japonés desarrolló en mayo de 2021 una «Estrategia para un Sistema Alimentario Verde» que busca reducir el uso ponderado por riesgo de plaguicidas químicos en un 50 % para 2050 y aumentar la superficie de cultivo orgánico a 1 millón de hm² (equivalente al 25 % de la superficie agrícola de Japón). La estrategia pretende mejorar la productividad y la sostenibilidad de la alimentación, la agricultura, la silvicultura y la pesca mediante medidas innovadoras de resiliencia (MeaDRI), que incluyen el manejo integrado de plagas, la mejora de los métodos de aplicación y el desarrollo de nuevas alternativas. Entre ellas, la más importante es el desarrollo, la aplicación y la promoción del manejo integrado de plagas (MIP), siendo los biopesticidas una de las herramientas clave.
1. Definición y categoría de biopesticidas en Japón
Los biopesticidas son distintos de los pesticidas químicos o sintéticos y, en general, se refieren a pesticidas relativamente seguros o respetuosos con las personas, el medio ambiente y la ecología, que utilizan o se basan en recursos biológicos. Según el origen de sus ingredientes activos, los biopesticidas se pueden dividir en las siguientes categorías: primero, pesticidas de origen microbiano, que incluyen bacterias, hongos, virus y animales biológicos originales (modificados genéticamente), organismos vivos microbianos y sus metabolitos secretados; segundo, pesticidas de origen vegetal, que incluyen plantas vivas y sus extractos, agentes protectores incorporados a las plantas (cultivos modificados genéticamente); tercero, pesticidas de origen animal, que incluyen nematodos entomopatógenos vivos, animales parásitos y depredadores, y extractos animales (como feromonas). Estados Unidos y otros países también clasifican como biopesticidas los pesticidas de origen mineral natural, como el aceite mineral.
La SEIJ de Japón clasifica los biopesticidas en plaguicidas de organismos vivos y plaguicidas de sustancias biogénicas, y clasifica las feromonas, los metabolitos microbianos (antibióticos agrícolas), los extractos de plantas, los plaguicidas derivados de minerales, los extractos de animales (como el veneno de artrópodos), los nanoanticuerpos y los agentes protectores incorporados a las plantas como plaguicidas de sustancias biogénicas. La Federación de Cooperativas Agrícolas de Japón clasifica los biopesticidas japoneses en artrópodos enemigos naturales, nematodos enemigos naturales, microorganismos y sustancias biogénicas, y clasifica el Bacillus thuringiensis inactivado como microorganismo y excluye los antibióticos agrícolas de la categoría de biopesticidas. Sin embargo, en la gestión real de plaguicidas, los biopesticidas japoneses se definen de forma restrictiva como plaguicidas biológicos vivos, es decir, "agentes de control biológico tales como microorganismos antagonistas, microorganismos fitopatógenos, microorganismos entomopatógenos, nematodos parásitos de insectos, artrópodos parásitos y depredadores utilizados para el control de plagas". En otras palabras, los biopesticidas japoneses son plaguicidas que comercializan organismos vivos como microorganismos, nematodos entomopatógenos y organismos enemigos naturales como ingredientes activos, mientras que las variedades y tipos de sustancias de origen biológico registradas en Japón no pertenecen a la categoría de biopesticidas. Además, según las "Medidas para el tratamiento de los resultados de las pruebas de evaluación de seguridad relacionadas con la solicitud de registro de plaguicidas microbianos" de Japón, los microorganismos y plantas genéticamente modificados no están sujetos a la gestión de plaguicidas biológicos en Japón. En los últimos años, el Ministerio de Agricultura, Silvicultura y Pesca también ha iniciado un proceso de reevaluación de los biopesticidas y ha desarrollado nuevos estándares para su no registro, con el fin de reducir la posibilidad de que su aplicación y propagación causen daños significativos al hábitat o al crecimiento de animales y plantas en el medio ambiente.
La “Lista de insumos para siembra orgánica” publicada recientemente por el Ministerio de Agricultura, Silvicultura y Pesca de Japón en 2022 abarca todos los biopesticidas y algunos plaguicidas de origen biológico. Los biopesticidas japoneses están exentos del establecimiento de la Ingesta Diaria Admisible (IDA) y los límites máximos de residuos (LMR), los cuales pueden utilizarse en la producción de productos agrícolas bajo la Norma Japonesa de Agricultura Orgánica (JAS).
2. Panorama general del registro de plaguicidas biológicos en Japón
Como país líder en el desarrollo y la aplicación de biopesticidas, Japón cuenta con un sistema de gestión de registro de plaguicidas relativamente completo y una amplia variedad de biopesticidas registrados. Según las estadísticas del autor, a partir de 2023, existen 99 preparados de plaguicidas biológicos registrados y efectivos en Japón, que contienen 47 ingredientes activos, lo que representa aproximadamente el 8,5 % del total de ingredientes activos de los plaguicidas registrados. De estos, 35 ingredientes se utilizan como insecticidas (incluidos 2 nematicidas), 12 como esterilizantes y no hay herbicidas ni otros usos (Figura 1). Si bien las feromonas no pertenecen a la categoría de biopesticidas en Japón, suelen promoverse y aplicarse junto con biopesticidas como insumos para la agricultura orgánica.
2.1 Plaguicidas biológicos de enemigos naturales
En Japón se han registrado 22 ingredientes activos de biopesticidas de enemigos naturales, que se pueden dividir en insectos parásitos, insectos depredadores y ácaros depredadores según la especie biológica y el modo de acción. Entre ellos, los insectos depredadores y los ácaros depredadores se alimentan de insectos dañinos, mientras que los insectos parásitos depositan sus huevos en las plagas parásitas y sus larvas, una vez eclosionadas, se alimentan del huésped y se desarrollan hasta matarlo. Los insectos himenópteros parásitos, como la abeja de los pulgones, la abeja de los pulgones, la abeja de los pulgones, la abeja de los pulgones, la abeja de los pulgones, la abeja hemíptera y Mylostomus japonicus, registrados en Japón, se utilizan principalmente para el control de pulgones, moscas y moscas blancas en hortalizas cultivadas en invernaderos, y los crisópteros presa, la chinche, la mariquita y los trips se utilizan principalmente para el control de pulgones, trips y moscas blancas en hortalizas cultivadas en invernaderos. Los ácaros depredadores se utilizan principalmente para el control de la araña roja, el ácaro de la hoja, el tirafago, el pleurotarso, los trips y la mosca blanca en hortalizas, flores, árboles frutales, frijoles y papas cultivadas en invernadero, así como en hortalizas, árboles frutales y té plantados en campos. Anicetus beneficus, Pseudaphycus mali⁃nus, E. eremicus, Dacnusa Sibirica sibirica, Diglyphus isaea, Bathyplectes anurus, degenerans (A. (=Iphiseius) degenerans, A. cucumeris El registro de enemigos naturales como O. sauteri no fue renovado.
2.2 Plaguicidas microbianos
En Japón se han registrado 23 tipos de ingredientes activos de plaguicidas microbianos, que se pueden clasificar en insecticidas/fungicidas virales, bacterianos e insecticidas/fungicidas fúngicos según el tipo y el uso de los microorganismos. Entre ellos, los insecticidas microbianos eliminan o controlan las plagas mediante la infección, la multiplicación y la secreción de toxinas. Los fungicidas microbianos controlan las bacterias patógenas mediante la competencia por la colonización, la secreción de antimicrobianos o metabolitos secundarios y la inducción de resistencia en las plantas [1-2, 7-8, 11]. Los hongos (depredadores) nematicidas Monacrosporium phymatopagum, los fungicidas microbianos Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, el Fusarium oxysporum no patógeno y la cepa atenuada del virus del moteado suave del pimiento, y el registro de plaguicidas microbianos como Xanthomonas campestris pv.retroflexus y Drechslera monoceras no fueron renovados.
2.2.1 Insecticidas microbianos
Los insecticidas de virus poliédroides granulares y nucleares registrados en Japón se utilizan principalmente para controlar plagas específicas como la tiña del manzano, la tiña del té y la tiña de hoja larga del té, así como Streptococcus aureus en cultivos como frutas, verduras y legumbres. Como el insecticida bacteriano más utilizado, Bacillus thuringiensis se utiliza principalmente para controlar plagas de lepidópteros y hemípteros en cultivos como verduras, frutas, arroz, patatas y césped. Entre los insecticidas fúngicos registrados, Beauveria bassiana se utiliza principalmente para controlar plagas masticadoras y urticantes como trips, cochinillas, moscas blancas, ácaros, escarabajos, áfidos y pulgones en verduras, frutas, pinos y té. Beauveria brucei se utiliza para controlar plagas de coleópteros como longiceps y escarabajos en árboles frutales, árboles, angélica, cerezos en flor y setas shiitake. Metarhizium anisopliae se utiliza para controlar trips en cultivos de hortalizas y mangos en invernadero; Paecilomyces furosus y Paecilopus pectus se utilizan para controlar mosca blanca, pulgones y araña roja en hortalizas y fresas cultivadas en invernadero. El hongo se utiliza para controlar mosca blanca y trips en cultivos de hortalizas, mangos, crisantemos y lisiflorum en invernadero.
Como único nematicida microbiano registrado y eficaz en Japón, Bacillus Pasteurensis punctum se utiliza para el control de nematodos de agallas radiculares en hortalizas, patatas e higos.
2.2.2 Microbicidas
El fungicida similar a un virus, cepa atenuada del virus del mosaico del amarilleamiento del calabacín, registrado en Japón, se utilizó para el control de la enfermedad del mosaico y la marchitez por Fusarium causada por un virus relacionado con el pepino. Entre los fungicidas bacteriológicos registrados en Japón, Bacillus amylolitica se utiliza para el control de enfermedades fúngicas como la podredumbre parda, el moho gris, el tizón negro, la enfermedad de la estrella blanca, el oídio, el moho negro, el moho de las hojas, la enfermedad de la mancha, la roya blanca y la mancha foliar en hortalizas, frutas, flores, lúpulo y tabaco. Bacillus simplex se utilizó para la prevención y el tratamiento de la marchitez bacteriana y el tizón bacteriano del arroz. Bacillus subtilis se utiliza para el control de enfermedades bacterianas y fúngicas como el moho gris, el oídio, la enfermedad de la estrella negra, la piriculariosis del arroz, el oídio, el tizón negro, la mancha foliar, la mancha blanca, la moteadura, la enfermedad del chancro, el tizón, la enfermedad del moho negro, la enfermedad de la mancha parda, la mancha negra de las hojas y la enfermedad de la mancha bacteriana en hortalizas, frutas, arroz, flores y plantas ornamentales, frijoles, papas, lúpulo, tabaco y hongos. Las cepas no patógenas de Erwenella soft podr zanahoria subespecies se utilizan para el control de la podredumbre blanda y la cancrosis en hortalizas, cítricos, cicleen y papa. Pseudomonas fluorescens se utiliza para controlar la podredumbre, la podredumbre negra, la podredumbre negra bacteriana y la podredumbre de los cogollos florales en hortalizas de hoja. Pseudomonas roseni se utiliza para el control de la podredumbre blanda, la podredumbre negra, la podredumbre, la podredumbre de los cogollos florales, la mancha bacteriana, la mancha negra bacteriana, la perforación bacteriana, la podredumbre blanda bacteriana, el tizón bacteriano del tallo, el tizón bacteriano de la rama y la cancrosis bacteriana en hortalizas y frutas. Phagocytophage mirabile se utiliza para el control de la enfermedad de hinchazón de la raíz en hortalizas crucíferas, y las bacterias de cesta amarilla se utilizan para el control del oídio, moho negro, ántrax, moho de la hoja, moho gris, piriculariosis del arroz, tizón bacteriano, marchitamiento bacteriano, raya marrón, enfermedad de plántulas malas y tizón de plántulas en hortalizas, fresas y arroz, y promueven el crecimiento de las raíces de los cultivos. Lactobacillus plantarum se utiliza para controlar la podredumbre blanda en hortalizas y papas. Entre los fungicidas registrados en Japón, Scutellaria microscutella se utiliza para la prevención y el control de la podredumbre esclerotizada en hortalizas, la podredumbre negra en cebolletas y ajo. Trichoderma viridis se utiliza para controlar enfermedades bacterianas y fúngicas como el tizón del arroz, la enfermedad de la raya marrón bacteriana, el tizón foliar y la piriculariosis del arroz, así como la enfermedad de la raya púrpura del espárrago y la enfermedad de la seda blanca del tabaco.
2.3 Nematodos entomopatógenos
Hay dos especies de nematodos entomopatógenos registradas eficazmente en Japón, y sus mecanismos insecticidas [1-2, 11] implican principalmente daño a la maquinaria de invasión, consumo de nutrientes y desintegración de daño a las células del tejido, y bacterias simbióticas que secretan toxinas. Steinernema carpocapsae y S. glaseri, registradas en Japón, se utilizan principalmente en batatas, olivos, higos, plantas de flores y follaje, cerezos en flor, ciruelas, duraznos, bayas rojas, manzanas, hongos, verduras, césped y ginkgo Control de plagas de insectos como Megalophora, olivo weestro, uva negra weestro, palma roja weestro, estrella amarilla longicornis, cuello de cuello weestro del durazno, udon nematophora, lepidophora de doble penacho, zoysia oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, barrenador del cerezo japonés, gusano pequeño de la comida del durazno, aculema japonica y hongo rojo. No se renovó el registro del nematodo entomopatógeno S. kushidai.
3. Resumen y perspectivas
En Japón, los biopesticidas son importantes para garantizar la seguridad alimentaria, proteger el medio ambiente y la biodiversidad, y mantener un desarrollo agrícola sostenible. A diferencia de países y regiones como Estados Unidos, la Unión Europea, China y Vietnam [1, 7-8], los biopesticidas japoneses se definen estrictamente como agentes de biocontrol vivos no modificados genéticamente que pueden utilizarse como insumos para la siembra orgánica. Actualmente, existen 47 plaguicidas biológicos registrados y efectivos en Japón, que pertenecen a enemigos naturales, microorganismos y nematodos patógenos de insectos, y se utilizan para la prevención y el control de artrópodos dañinos, nematodos fitoparásitos y patógenos en cultivos de invernadero y cultivos de campo como hortalizas, frutas, arroz, árboles de té, árboles, flores, plantas ornamentales y césped. Si bien estos biopesticidas tienen las ventajas de alta seguridad, bajo riesgo de resistencia a los medicamentos, auto-búsqueda o eliminación repetida de parásitos de plagas en condiciones favorables, largo período de eficacia y ahorro de mano de obra, también tienen desventajas como baja estabilidad, eficacia lenta, baja compatibilidad, espectro de control y período de ventana de uso limitado. Por otro lado, la gama de cultivos y objetos de control para el registro y la aplicación de biopesticidas en Japón también es relativamente limitada, y no puede reemplazar a los plaguicidas químicos para lograr una eficacia total. Según las estadísticas [3], en 2020, el valor de los biopesticidas utilizados en Japón representó solo el 0,8%, una proporción muy inferior al número de ingredientes activos registrados.
Como principal dirección de desarrollo de la industria de plaguicidas en el futuro, los biopesticidas se están investigando, desarrollando y registrando cada vez más para la producción agrícola. Junto con el progreso de la ciencia y la tecnología biológicas y la prominencia de la ventaja de costos de la investigación y el desarrollo de biopesticidas, la mejora de la seguridad y la calidad alimentaria, la carga ambiental y los requisitos de desarrollo agrícola sostenible, el mercado japonés de biopesticidas continúa creciendo rápidamente. Inkwood Research estima que el mercado japonés de biopesticidas crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta del 22,8% entre 2017 y 2025, y se espera que alcance los 729 millones de dólares en 2025. Con la implementación de la "Estrategia del Sistema Alimentario Verde", los biopesticidas se están utilizando en las explotaciones agrícolas japonesas.
Hora de publicación: 14 de mayo de 2024