Боротьба зі шкідниками та хворобамимає вирішальне значення для сільськогосподарського виробництва, захищаючи врожаї від шкідливих шкідників та хвороб. Програми боротьби на основі порогових значень, в яких пестициди застосовуються лише тоді, коли щільність шкідників та хвороб перевищує заздалегідь встановлений поріг, можуть зменшити використання пестицидів. Однак вплив цих програм незрозумілий і варіюється залежно від умов. Щоб оцінити ширший вплив програм боротьби з пестицидами на основі порогових значень на сільськогосподарських членистоногих шкідників, ми провели метааналіз 126 досліджень, у яких повідомлялося про 466 випробувань на 34 культурах, порівнюючи програми на основі порогових значень з програмами на основі календарних значень.контроль пестицидівпрограми (тобто щотижневі або невидоспецифічні) та/або необроблені контрольні ділянки. Порівняно з календарними програмами, порогові програми зменшили використання пестицидів на 44% та пов'язані з ними витрати на 40%, не впливаючи на ефективність боротьби зі шкідниками та хворобами чи загальну врожайність. Порогові програми також збільшили популяції корисних комах та досягли подібного контролю над хворобами, що передаються членистоногими, як і календарні програми. Враховуючи масштаб та стійкість цих переваг, необхідна посилена політична та фінансова підтримка для заохочення впровадження цього методу контролю в сільському господарстві.
Щоб оцінити широке впровадження протоколів застосування пестицидів на основі порогових значень у сільському господарстві, ми систематично шукали відповідні дослідження, що оцінюють застосування пестицидів на основі порогових значень у системах вирощування сільськогосподарських культур. Використовуючи кілька пошукових систем, ми зрештою проаналізували 126 досліджень, щоб визначити вплив протоколів застосування пестицидів на основі порогових значень на боротьбу зі шкідниками членистоногих, продуктивність сільського господарства та щільність корисних членистоногих. Ми висуваємо гіпотезу, що протоколи застосування пестицидів на основі порогових значень можуть зменшити використання пестицидів, не впливаючи на врожайність сільськогосподарських культур. Крім того, порівняно з протоколами застосування пестицидів на основі календарних значень, протоколи на основі порогових значень є більш ефективними в боротьбі з хворобами, що передаються членистоногими, одночасно підтримуючи виживання корисних комах.
Ми провели огляд літератури, щоб визначити вплив програм управління пестицидами на основі порогових значень у сільському господарстві. Опубліковані джерела були отримані з Web of Science та Google Scholar (Рисунок 1). Ми також використали гібридний підхід, застосовуючи додаткові стратегії для покращення репрезентативності та повноти бази даних. Ми також включили дослідження, засновані на особистих знаннях дослідників про попередні дослідження, відповідні сховища даних та стратегію вибірки «снігова куля» (тобто вибір статей з відповідних посилань). Ми переглянули початковий набір даних у травні 2023 року, щоб переконатися в його повноті за ключовими сільськогосподарськими факторами, включаючи тип культури, види членистоногих та країну дослідження. Прогалини в базі даних були усунені шляхом подальшого пошуку за ключовими словами. Весь пошук досліджень, що відповідають критеріям включення, тривав з лютого 2021 року по червень 2023 року.
Записи були ідентифіковані за допомогою пошуку в базі даних та інших джерелах, перевірені на релевантність, оцінені на відповідність критеріям та зрештою звужені до 126 досліджень, які були включені до остаточного кількісного метааналізу.
Для досліджень з відомими стандартними відхиленнями для оцінки логарифмічного коефіцієнта та відповідного стандартного відхилення використовуються наступні формули 1 та 25.
Для досліджень з невідомими стандартними відхиленнями для оцінки логарифмічного коефіцієнта та відповідного стандартного відхилення 25 використовуються наступні формули 3 та 4.
На основі тесту нормальності Гірі (1930)26 дослідження зі значеннями нижче 3 були виключені (згідно з формулою 5 Накагави та ін., 2023).
Для отримання додаткової інформації про методологію дослідження дивіться короткий виклад звіту про портфоліо природи, посилання на який наведено в цій статті.
Шкідники становлять значну загрозу для багатьох сільськогосподарських культур, на їхню частку припадає понад20% глобальних втрат врожаю.28Хоча програми боротьби зі шкідниками на основі порогових значень є основою інтегрованої боротьби зі шкідниками (ІБШЗ), їхній загальний вплив на сільське господарство залишається неясним. Однак кілька незалежних досліджень виявили позитивні ефекти цих програм, включаючи ефективну боротьбу зі шкідниками, високу врожайність та корисні непрямі ефекти в деяких випадках (наприклад, збільшення запилення або біологічного контролю). Ми висуваємо гіпотезу, що ці позитивні ефекти широко поширені в сільському господарстві. Результати метааналізу значною мірою підтверджують цю гіпотезу. Хоча щільність шкідників була значно вищою в програмах на основі порогових значень, ніж у календарних програмах, показники пошкодження шкідниками показали подібну ефективність контролю для обох програм застосування пестицидів. Програми застосування пестицидів на основі порогових значень та календарні програми також показали подібне пригнічення хвороб рослин, що переносяться членистоногими. Програми на основі порогових значень продемонстрували більшу кількість корисних членистоногих порівняно зі стандартними програмами застосування пестицидів. Ці результати можна частково пояснити загальним скороченням використання пестицидів на 44% у програмах на основі порогових значень порівняно з календарними програмами. Однак, хоча методи боротьби на основі порогових значень та календарні методи контролю не показали суттєвої різниці у врожайності, ми виявили, що метод порогових значень дещо знизив якість врожаю. Крім того, тип культури (спеціальні культури проти звичайних культур) може суттєво впливати на ефективність методу контролю на основі порогових значень. Загалом, наші результати підтверджують давню думку, що програми боротьби зі шкідниками на основі порогових значень можуть забезпечити значні переваги в боротьбі зі шкідниками та хворобами в сільськогосподарських системах.
Економічні пороги є центральним елементом концепції інтегрованого управління шкідниками (ІУШ), і дослідники давно повідомляють про позитивні переваги програм застосування пестицидів на основі порогових значень. Наше дослідження показало, що боротьба зі шкідниками членистоногими є важливою в більшості систем, оскільки 94% досліджень вказують на зниження врожайності сільськогосподарських культур без застосування пестицидів. Однак розумне використання пестицидів має вирішальне значення для забезпечення довгострокового сталого розвитку сільського господарства. Ми виявили, що використання порогових значень ефективно контролює пошкодження членистоногими, не знижуючи врожайність порівняно з програмами застосування пестицидів на основі календаря. Крім того, використання порогових значень може зменшити застосування пестицидів більш ніж на 40%.ІншеМасштабні оцінки моделей використання пестицидів на французьких сільськогосподарських угіддях та випробуваннях боротьби з хворобами рослин також показали, що застосування пестицидів можна зменшити шляхом40-50% без впливу на врожайність. Ці результати підкреслюють необхідність продовження розробки нових порогових значень для боротьби зі шкідниками та забезпечення ресурсами для заохочення їх широкого використання. Зі збільшенням використання сільськогосподарських угідь використання пестицидів продовжуватиме загрожувати природним системам, включаючи особливо чутливі та ціннісередовища існуванняОднак, ширше впровадження та впровадження програм, заснованих на порогових значеннях пестицидів, може пом'якшити цей вплив, тим самим покращуючи сталий розвиток та екологічність сільського господарства.
Дані представлені в рукописі або у файлі додаткової інформації, а також є загальнодоступними в обліковому записі автора на GitHub за адресою https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce.
Час публікації: 12 січня 2026 р.