Los biopesticidas son una herramienta importante para implementar la estrategia del Sistema Alimentario Verde en Japón. Este documento describe la definición y la categoría de biopesticidas en Japón, y clasifica su registro en el país, con el fin de servir de referencia para su desarrollo y aplicación en otros países.
Debido a la superficie relativamente limitada de tierras de cultivo disponibles en Japón, es necesario aplicar más pesticidas y fertilizantes para aumentar el rendimiento de los cultivos por superficie. Sin embargo, la aplicación de una gran cantidad de pesticidas químicos ha incrementado la carga ambiental, y es especialmente importante proteger el suelo, el agua, la biodiversidad, los paisajes rurales y la seguridad alimentaria para lograr un desarrollo agrícola y ambiental sostenible. Dado que los altos niveles de residuos de pesticidas en los cultivos provocan un aumento de casos de enfermedades, los agricultores y la población tienden a utilizar biopesticidas más seguros y respetuosos con el medio ambiente.
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 de pesticidas químicos, ponderado por el riesgo, en un 50 % para 2050 y aumentar la superficie de cultivo orgánico a 1 millón de hectáreas (equivalente al 25 % de la superficie agrícola de Japón). La estrategia busca 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, métodos de aplicación mejorados 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), y los biopesticidas son una de las herramientas clave.
1. Definición y categoría de biopesticidas en Japón
Los biopesticidas son relativos a los pesticidas químicos o sintéticos, y generalmente se refieren a pesticidas que son relativamente seguros o amigables con las personas, el medio ambiente y la ecología usando o basados en recursos biológicos. Según la fuente de los ingredientes activos, los biopesticidas pueden dividirse en las siguientes categorías: primero, pesticidas de origen microbiano, incluyendo bacterias, hongos, virus y animales biológicos originales (genéticamente modificados) organismos vivos microbianos y sus metabolitos secretados; el segundo son pesticidas de origen vegetal, incluyendo plantas vivas y sus extractos, agentes protectores incrustados en plantas (cultivos genéticamente modificados); tercero, pesticidas de origen animal, incluyendo nematodos entomopáticos vivos, animales parásitos y depredadores y extractos animales (como feromonas). Estados Unidos y otros países también clasifican pesticidas de origen mineral natural como aceite mineral como biopesticidas.
El SEIJ de Japón clasifica los biopesticidas en pesticidas de organismos vivos y pesticidas de sustancias biógenas, y clasifica las feromonas, los metabolitos microbianos (antibióticos agrícolas), los extractos de plantas, los pesticidas derivados de minerales, los extractos animales (como el veneno de artrópodos), los nanoanticuerpos y los agentes protectores incrustados en plantas como pesticidas de sustancias biógenas. La Federación de Cooperativas Agrícolas de Japón clasifica los biopesticidas japoneses en artrópodos enemigos naturales, nematodos enemigos naturales, microorganismos y sustancias biógenas, y clasifica el Bacillus thuringiensis inactivado como microorganismos y excluye los antibióticos agrícolas de la categoría de biopesticidas. Sin embargo, en la gestión real de pesticidas, los biopesticidas japoneses se definen estrictamente como pesticidas vivos biológicos, es decir, "agentes de control biológico como microorganismos antagonistas, microorganismos patógenos de plantas, microorganismos patógenos de insectos, nematodos parásitos de insectos, artrópodos parásitos y depredadores utilizados para el control de plagas". En otras palabras, los biopesticidas japoneses son pesticidas que comercializan organismos vivos como microorganismos, nematodos entomopáticos y organismos enemigos naturales como ingredientes activos, mientras que las variedades y tipos de sustancias de fuente biológica 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 pesticidas microbianos” de Japón, los microorganismos y plantas modificados genéticamente no están bajo la gestión de pesticidas biológicos en Japón. En los últimos años, el Ministerio de Agricultura, Silvicultura y Pesca también ha iniciado el proceso de reevaluación de biopesticidas y ha desarrollado nuevos estándares para la no inscripción de biopesticidas para reducir la posibilidad de que la aplicación y propagación de biopesticidas puedan causar daños significativos al hábitat o al crecimiento de animales y plantas en el entorno vivo.
La "Lista de Insumos para la Siembra Orgánica", publicada recientemente en 2022 por el Ministerio de Agricultura, Silvicultura y Pesca de Japón, abarca todos los biopesticidas y algunos pesticidas 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 según 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 pesticidas relativamente completo y una amplia variedad de biopesticidas registrados. Según las estadísticas del autor, en 2023, existían 99 preparados de pesticidas biológicos registrados y eficaces en Japón, con 47 ingredientes activos, lo que representa aproximadamente el 8,5 % del total de ingredientes activos de los pesticidas registrados. Entre ellos, 35 ingredientes se utilizan como insecticidas (incluidos 2 nematocidas), 12 ingredientes se utilizan para la esterilización y no se utilizan como herbicidas ni para otros fines (Figura 1). Aunque las feromonas no se consideran biopesticidas en Japón, suelen promocionarse y aplicarse junto con ellos como insumos para la siembra orgánica.
2.1 Plaguicidas biológicos de enemigos naturales
Hay 22 ingredientes activos de biopesticidas enemigos naturales registrados en Japón, que pueden dividirse 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 para alimentarse, y los insectos parásitos ponen huevos en plagas parasitarias y sus larvas eclosionadas se alimentan del huésped y se desarrollan para matarlo. Los insectos parásitos himenópteros, como la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja áfida, la abeja hemíptera y Mylostomus japonicus, registrados en Japón, se utilizan principalmente para el control de áfidos, moscas y moscas blancas en vegetales cultivados en invernadero, y los crisópteros presa, chinche, mariquita y trips se utilizan principalmente para el control de áfidos, trips y moscas blancas en vegetales cultivados en invernadero. Los ácaros depredadores se utilizan principalmente para el control de la araña roja, el ácaro de las hojas, el tiraófago, el pleurotarso, los trips y la mosca blanca en hortalizas, flores, árboles frutales, frijoles y patatas cultivados 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 Pesticidas microbianos
Existen 23 tipos de ingredientes activos de pesticidas microbianos registrados en Japón, que se dividen en insecticidas/fungicidas virales, insecticidas/fungicidas bacterianos e insecticidas/fungicidas fúngicos, según el tipo y 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 vegetal [1-2, 7-8, 11]. Los hongos (depredadores) nematocidas Monacrosporium phymatopagum, los fungicidas microbianos Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas sp.CAB-02, el no patógeno Fusarium oxysporum y la cepa atenuada del virus del moteado suave del pimiento, y el registro de plaguicidas microbianos como Xan⁃thomonas campestris pv.retroflexus y Drechslera monoceras no fueron renovados.
2.2.1 Insecticidas microbianos
Los insecticidas granulares y nucleares de virus poliedroides 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 frijoles. 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 de piezas bucales masticadoras y urticantes como trips, cochinillas, moscas blancas, ácaros, escarabajos, diamantes y áfidos en verduras, frutas, pinos y té. Beauveria brucei se utiliza para controlar plagas de coleópteros como longiceps y escarabajos en árboles frutales, árboles, angélica, flores de cerezo y hongos shiitake. Metarhizium anisopliae se utilizó para controlar trips en cultivos de invernadero de hortalizas y mangos; Paecilomyces furosus y Paecilopus pectus se utilizaron para controlar mosca blanca, pulgones y araña roja en cultivos de invernadero de hortalizas y fresas. El hongo se utiliza para controlar mosca blanca y trips en cultivos de invernadero de hortalizas, mangos, crisantemos y lisiflorum.
Como el único nematocida microbiano registrado y eficaz en Japón, Bacillus Pasteurensis punctum se utiliza para el control de nematodos del nudo de la raíz en vegetales, patatas e higos.
2.2.2 Microbiocidas
El fungicida viral del mosaico del amarillamiento del calabacín, una cepa atenuada registrada en Japón, se utilizó para controlar la enfermedad del mosaico y el marchitamiento por fusarium causados por virus relacionados con el pepino. Entre los fungicidas bacteriológicos registrados en Japón, Bacillus amylolitica se utiliza para controlar enfermedades fúngicas como la podredumbre parda, el moho gris, el tizón negro, la enfermedad de la estrella blanca, el mildiú polvoroso, el moho negro, el moho foliar, la enfermedad de las manchas, la roya blanca y el tizón foliar en hortalizas, frutas, flores, lúpulo y tabaco. Bacillus simplex se utilizó para la prevención y el tratamiento del marchitamiento bacteriano y el tizón bacteriano del arroz. Bacillus subtilis se utiliza para controlar enfermedades bacterianas y fúngicas como el moho gris, el mildiú polvoroso, la enfermedad de la estrella negra, el tizón del arroz, el mildiú foliar, el tizón negro, el tizón foliar, la mancha blanca, el moteado, el cancro, el tizón, la enfermedad del moho negro, la enfermedad de la mancha parda, el tizón negro de la hoja 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 la subespecie de la zanahoria, Erwenella, se utilizan para controlar la podredumbre blanda y el cancro en hortalizas, cítricos, cicuta y patata. Pseudomonas fluorescens se utiliza para controlar la podredumbre, la podredumbre negra, la podredumbre negra bacteriana y la podredumbre del capullo en hortalizas de hoja. Pseudomonas roseni se utiliza para controlar la podredumbre blanda, la podredumbre negra, la podredumbre, la podredumbre del capullo, la mancha bacteriana, la mancha negra bacteriana, la perforación bacteriana, la podredumbre blanda bacteriana, el tizón bacteriano del tallo, el tizón bacteriano de las ramas y el cancro bacteriano en hortalizas y frutas. El fagocitofago mirabile se utiliza para controlar el engrosamiento radicular en crucíferas, y las bacterias de la canasta amarilla se utilizan para controlar el mildiú polvoroso, el moho negro, el ántrax, el moho foliar, el moho gris, el tizón del arroz, el tizón bacteriano, la marchitez bacteriana, la raya parda, la enfermedad de la mala plántula y el tizón de la plántula en hortalizas, fresas y arroz, y promueven el crecimiento radicular. Lactobacillus plantarum se utiliza para controlar la podredumbre blanda en hortalizas y patata. Entre los fungicidas registrados en Japón, Scutellaria microscutella se utilizó para la prevención y el control de la podredumbre escleroticia 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 parda bacteriana, el tizón foliar y el tizón 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 registrados efectivamente en Japón, y sus mecanismos insecticidas [1-2, 11] involucran principalmente daño a la maquinaria de invasión, consumo de nutrición y desintegración de daño celular en los tejidos, y bacterias simbióticas que secretan toxinas. Steinernema carpocapsae y S. glaseri, registrados en Japón, se usan principalmente en batatas, aceitunas, higos, flores y plantas de follaje, flores de cerezo, ciruelas, melocotones, bayas rojas, manzanas, hongos, vegetales, césped y ginkgo Control de plagas de insectos tales como Megalophora, weestro del olivo, Weestro negro de la uva, Weestro de palma roja, Longicornis estrella amarilla, Weestro de cuello de melocotón, Udon Nematophora, Lepidophora de doble penacho, Zoysia Oryzae, Scirpus oryzae, Dipteryx japonica, barrenador del cerezo japonés, gusano pequeño de comida del melocotón, aculema Japonica y hongo rojo. El registro del nematodo entomopatógeno S. kushidai no fue renovado.
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 biopesticidas registrados y eficaces 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 extensivos como hortalizas, frutas, arroz, árboles de té, árboles, flores, plantas ornamentales y césped. Si bien estos biopesticidas ofrecen ventajas como alta seguridad, bajo riesgo de farmacorresistencia, eliminación parasitaria de plagas por autobúsqueda o repetida en condiciones favorables, largo periodo de eficacia y ahorro de mano de obra, también presentan desventajas como baja estabilidad, baja eficacia, baja compatibilidad, espectro de control y un período 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 pueden sustituir a los pesticidas químicos para lograr una eficacia completa. Según las estadísticas [3], en 2020, el valor de los biopesticidas utilizados en Japón representó solo el 0,8 %, muy inferior a la proporción de ingredientes activos registrados.
Como principal dirección de desarrollo de la industria de pesticidas 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, la importancia de la rentabilidad de la investigación y el desarrollo de biopesticidas, la mejora de la seguridad y la calidad alimentarias, 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 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 la agricultura japonesa.
Hora de publicación: 14 de mayo de 2024