Борьба с вредителями и болезнямиКонтроль численности вредителей имеет решающее значение для сельскохозяйственного производства, защищая посевы от вредных насекомых и болезней. Программы контроля, основанные на пороговых значениях, в которых пестициды применяются только тогда, когда плотность вредителей и болезней превышает заранее определенный порог, могут сократить использование пестицидов. Однако влияние этих программ неясно и варьируется в зависимости от условий. Для оценки более широкого влияния программ контроля численности вредителей на основе пороговых значений на сельскохозяйственных членистоногих вредителей мы провели метаанализ 126 исследований, в которых сообщалось о 466 испытаниях по 34 культурам, сравнивая программы, основанные на пороговых значениях, с программами, основанными на календарном методе.контроль пестицидовпрограммы (например, еженедельные или неспецифичные для каждого вида) и/или необработанные контрольные участки. По сравнению с программами, основанными на календаре, программы, основанные на пороговых значениях, сократили использование пестицидов на 44% и связанные с этим затраты на 40% без влияния на эффективность борьбы с вредителями и болезнями или общую урожайность. Программы, основанные на пороговых значениях, также увеличили популяции полезных насекомых и обеспечили аналогичный контроль заболеваний, передаваемых членистоногими, как и программы, основанные на календаре. Учитывая масштаб и устойчивость этих преимуществ, необходима усиленная политическая и финансовая поддержка для поощрения внедрения этого метода борьбы в сельском хозяйстве.
Для оценки широкого применения протоколов применения пестицидов, основанных на пороговых значениях, в сельском хозяйстве мы систематически искали соответствующие исследования, оценивающие пороговое применение в системах земледелия. Используя несколько поисковых систем, мы в конечном итоге проанализировали 126 исследований, чтобы определить влияние протоколов применения пестицидов, основанных на пороговых значениях, на борьбу с членистоногими-вредителями, сельскохозяйственную продуктивность и плотность полезных членистоногих. Мы предполагаем, что протоколы применения пестицидов, основанные на пороговых значениях, могут снизить использование пестицидов без влияния на урожайность. Кроме того, по сравнению с протоколами применения пестицидов, основанными на календарном графике, протоколы, основанные на пороговых значениях, более эффективны в борьбе с болезнями, передаваемыми членистоногими, и одновременно поддерживают выживание полезных насекомых.
Мы провели обзор литературы для определения влияния программ управления применением пестицидов на основе пороговых значений в сельском хозяйстве. Опубликованная литература была получена из Web of Science и Google Scholar (Рисунок 1). Мы также использовали гибридный подход, применяя дополнительные стратегии для повышения репрезентативности и полноты базы данных. Мы также включили исследования, основываясь на личных знаниях исследователей о предыдущих исследованиях, соответствующих хранилищах данных и стратегии «снежного кома» (т.е., отборе статей из соответствующих источников). Мы проверили первоначальный набор данных в мае 2023 года, чтобы убедиться в его полноте по ключевым сельскохозяйственным факторам, включая тип культуры, виды членистоногих и страну исследования. Пробелы в базе данных были устранены с помощью последующих поисков по ключевым словам. Весь поиск исследований, соответствующих критериям включения, продолжался с февраля 2021 года по июнь 2023 года.
Поиск записей проводился с помощью баз данных и других источников, оценивался на предмет релевантности, определялось соответствие критериям отбора, и в конечном итоге в окончательный количественный метаанализ было включено 126 исследований.
Для исследований с известными стандартными отклонениями для оценки логарифмического отношения и соответствующего стандартного отклонения используются следующие формулы 1 и 25.
Для исследований с неизвестными стандартными отклонениями используются следующие формулы 3 и 4 для оценки логарифмического отношения и соответствующего стандартного отклонения 25.
На основании теста на нормальность Гири (1930)26 исследования со значениями ниже 3 были исключены (согласно формуле 5 Накагавы и др. 2023).
Более подробную информацию о методологии исследования можно найти в кратком отчете Nature Portfolio Report Summary, ссылка на который приведена в этой статье.
Вредители представляют собой значительную угрозу для многих сельскохозяйственных культур, на их долю приходится более 100 000 урожаев.20% глобальных потерь урожая.28Хотя программы борьбы с вредителями, основанные на пороговых значениях, являются краеугольным камнем интегрированной защиты растений (ИЗР), их общее влияние на сельское хозяйство остается неясным. Однако несколько независимых исследований выявили положительные эффекты этих программ, включая эффективный контроль вредителей, высокие урожаи и в некоторых случаях полезные косвенные эффекты (например, увеличение опыления или биологический контроль). Мы предполагаем, что эти положительные эффекты широко распространены в сельском хозяйстве. Результаты метаанализа в значительной степени подтверждают эту гипотезу. Хотя плотность вредителей была значительно выше в программах, основанных на пороговых значениях, чем в программах, основанных на календарном цикле, индексы повреждения вредителями показали аналогичную эффективность контроля для обеих программ применения пестицидов. Программы применения пестицидов, основанные на пороговых значениях и на календарном цикле, также показали аналогичное подавление болезней растений, переносимых членистоногими. Программы, основанные на пороговых значениях, продемонстрировали большее количество полезных членистоногих по сравнению со стандартными программами применения пестицидов. Эти результаты частично объясняются общим снижением использования пестицидов на 44% в программах, основанных на пороговых значениях, по сравнению с программами, основанными на календарном цикле. Однако, хотя методы контроля, основанные на пороговых значениях и на календарном цикле, не показали существенных различий в урожайности, мы обнаружили, что метод пороговых значений несколько снижает качество урожая. Кроме того, тип культуры (специализированные культуры против традиционных) может существенно влиять на эффективность метода порогового контроля. В целом, наши результаты подтверждают давно устоявшееся мнение о том, что программы борьбы с вредителями, основанные на пороговых значениях, могут принести значительную пользу в борьбе с вредителями и болезнями в сельскохозяйственных системах.
Экономические пороговые значения являются центральным элементом концепции интегрированной защиты растений (ИЗР), и исследователи давно сообщают о положительных результатах программ применения пестицидов, основанных на пороговых значениях. Наше исследование показало, что борьба с членистоногими вредителями необходима в большинстве систем, поскольку 94% исследований указывают на снижение урожайности сельскохозяйственных культур без применения пестицидов. Однако разумное использование пестицидов имеет решающее значение для обеспечения долгосрочного устойчивого развития сельского хозяйства. Мы обнаружили, что использование пороговых значений эффективно контролирует повреждения, наносимые членистоногими, без снижения урожайности по сравнению с программами применения пестицидов, основанными на календарном графике. Кроме того, использование пороговых значений может сократить применение пестицидов более чем на 40%.ДругойМасштабные исследования моделей использования пестицидов на французских сельскохозяйственных угодьях и испытания по борьбе с болезнями растений также показали, что применение пестицидов можно сократить путем40-50% без влияния на урожайность. Эти результаты подчеркивают необходимость продолжения разработки новых пороговых значений для борьбы с вредителями и предоставления ресурсов для поощрения их широкого использования. По мере увеличения использования сельскохозяйственных земель применение пестицидов будет продолжать представлять угрозу для природных систем, включая особенно чувствительные и ценные.места обитанияОднако более широкое внедрение программ, основанных на пороговых значениях содержания пестицидов, может смягчить эти последствия, тем самым повысив устойчивость и экологичность сельского хозяйства.
Данные представлены в рукописи или в дополнительном информационном файле, а также находятся в открытом доступе в учетной записи автора на GitHub по адресу https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce.
Дата публикации: 12 января 2026 г.