Боротьба зі шкідниками та хворобами має вирішальне значення для сільськогосподарського виробництва, захищаючи культури від шкідливих шкідників та хвороб. Програми боротьби на основі порогових значень, які застосовують пестициди лише тоді, коли щільність популяцій шкідників та хвороб перевищує заздалегідь визначений поріг, можуть зменшити використання пестицидів. Однак ефективність цих програм неясна та сильно варіюється. Щоб оцінити ширший вплив програм боротьби на основі порогових значень на сільськогосподарських членистоногих шкідників, ми провели метааналіз 126 досліджень, включаючи 466 випробувань на 34 культурах, порівнюючи програми на основі порогових значень з календарними (тобто щотижневими або невидоспецифічними) програмами боротьби з пестицидами та/або необробленими засобами контролю. Порівняно з календарними програмами, програми на основі порогових значень зменшили застосування пестицидів на 44% та пов'язані з ними витрати на 40%, не впливаючи на ефективність боротьби зі шкідниками та хворобами чи загальну врожайність сільськогосподарських культур. Програми на основі порогових значень також збільшили популяції корисних комах та досягли аналогічного рівня контролю хвороб, що передаються членистоногими, як і програми на основі календарних значень. Враховуючи широту та послідовність цих переваг, необхідна посилена політична та фінансова підтримка для заохочення впровадження цього підходу до боротьби в сільському господарстві.
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.
Не всі дослідження повідомляли про середні значення та дисперсії; тому ми розрахували середній коефіцієнт варіації, щоб оцінити дисперсію логарифмічних значень.співвідношення 0,25Для досліджень з невідомими стандартними відхиленнями ми використовували рівняння 4 для оцінки логарифмічного відношення та рівняння 5 для оцінки відповідного стандартного відхилення. Перевага цього методу полягає в тому, що навіть якщо оцінене стандартне відхилення lnRR відсутнє, його все одно можна включити до метааналізу, обчисливши відсутнє стандартне відхилення за допомогою середньозваженого коефіцієнта варіації з досліджень, які централізовано повідомляють про стандартні відхилення.
Для досліджень з відомими стандартними відхиленнями для оцінки логарифмічного коефіцієнта та відповідного стандартного відхилення 25 використовуються наступні формули 1 та 2.
Для досліджень з невідомими стандартними відхиленнями для оцінки логарифмічного коефіцієнта та відповідного стандартного відхилення 25 використовуються наступні формули 3 та 4.
У таблиці 1 представлено точкові оцінки співвідношень, пов'язані стандартні помилки, довірчі інтервали та p-значення для кожного показника та порівняння. Для визначення наявності асиметрії для досліджуваних показників були побудовані воронкоподібні діаграми (Додатковий рисунок 1). На додаткових рисунках 2–7 представлено оцінки для досліджуваних показників у кожному дослідженні.
Більш детальну інформацію про дизайн дослідження можна знайти у короткому описі звіту Nature Portfolio, посилання на який міститься в цій статті.
Цікаво, що ми практично не виявили суттєвих відмінностей в ефективності застосування пестицидів на основі порогових значень між спеціалізованими та звичайними культурами за ключовими показниками, такими як боротьба зі шкідниками та хворобами, врожайність, економічні вигоди та вплив на корисних комах. Цей результат не є дивним, враховуючи, що з біологічної точки зору програми застосування пестицидів на основі порогових значень суттєво не відрізняються між цими двома типами культур. Відмінності між звичайними та спеціалізованими культурами в першу чергу зумовлені економічними та/або регуляторними факторами, а не екологічними. Ці відмінності між типами культур радше впливають на методи боротьби зі шкідниками та хворобами, ніж на біологічні наслідки застосування пестицидів на основі порогових значень. Наприклад, спеціальні культури зазвичай мають вищу собівартість продукції на гектар і тому вимагають більш суворих стандартів якості, що може мотивувати виробників застосовувати пестициди превентивно через побоювання щодо менш поширених шкідників та хвороб. І навпаки, великі площі звичайних культур роблять моніторинг шкідників та хвороб більш трудомістким, обмежуючи можливість впровадження програм застосування пестицидів на основі порогових значень. Таким чином, обидві системи стикаються з унікальним тиском, який може або сприяти, або перешкоджати впровадженню програм застосування пестицидів на основі порогових значень. Оскільки майже всі дослідження в нашому метааналізі проводилися в умовах, де обмеження на використання пестицидів були зняті, не дивно, що ми спостерігали стабільні порогові значення для різних типів культур.
Наш аналіз показує, що програми управління пестицидами на основі порогових значень можуть значно скоротити використання пестицидів та пов'язані з ними витрати, але залишається незрозумілим, чи отримують сільськогосподарські виробники фактичну користь від них. Дослідження, включені до нашого метааналізу, суттєво відрізнялися у своїх визначеннях «стандартних» програм управління пестицидами, починаючи від регіональних практик і закінчуючи спрощеними календарними програмами. Тому позитивні результати, про які ми повідомляємо тут, можуть не повністю відображати фактичний досвід виробників. Більше того, хоча ми задокументували значну економію коштів завдяки скороченню використання пестицидів, початкові дослідження загалом не враховували витрати на польові інспекції. Тому загальні економічні вигоди від програм управління на основі порогових значень можуть бути дещо нижчими, ніж результати нашого аналізу. Однак усі дослідження, в яких повідомлялося про витрати на польові інспекції, задокументували зниження виробничих витрат завдяки зниженню витрат на пестициди. Рутинний моніторинг та польові інспекції можуть бути складними для зайнятих виробників та керівників фермерських господарств (Бюро статистики праці США, 2004).
Економічні порогові значення відіграють центральну роль у концепції інтегрованого управління шкідниками (ІУШ), і дослідники давно повідомляють про позитивні переваги програм застосування пестицидів на основі порогових значень. Наші дослідження показали, 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 сприяння довгостроковому сталому розвитку сільського господарства. Ми виявили, що застосування пестицидів на основі порогових значень ефективно контролює пошкодження членистоногими, не жертвуючи врожайністю сільськогосподарських культур порівняно з програмами застосування пестицидів на основі календаря. Більше того, застосування пестицидів на основі порогових значень може зменшити використання пестицидів більш ніж на 40%.ІншеМасштабні оцінки моделей застосування пестицидів на сільськогосподарських угіддях Франції та випробування з боротьби з хворобами рослин також показали, що застосування пестицидів можна зменшити шляхом40-50% без впливу на врожайність. Ці результати підкреслюють необхідність подальшої розробки нових порогових значень для боротьби зі шкідниками та забезпечення ресурсами для стимулювання їх широкого використання. Зі зростанням інтенсивності використання сільськогосподарських угідь використання пестицидів продовжуватиме загрожувати природним системам, включаючи високочутливі та ціннісередовища існуванняОднак, ширше впровадження та впровадження програм щодо обмеження використання пестицидів може пом'якшити цей вплив, тим самим підвищуючи сталий розвиток та екологічність сільського господарства.
Час публікації: 04 грудня 2025 р.