Борьба с вредителями и болезнями имеет решающее значение для сельскохозяйственного производства, защищая сельскохозяйственные культуры от вредоносных вредителей и болезней. Программы контроля на основе пороговых значений, в рамках которых пестициды применяются только при превышении заданного порогового значения плотности популяции вредителей и болезней, могут сократить использование пестицидов. Однако эффективность этих программ неясна и сильно различается. Чтобы оценить более широкое воздействие программ контроля на основе пороговых значений на сельскохозяйственных членистоногих вредителей, мы провели метаанализ 126 исследований, включая 466 испытаний на 34 культурах, сравнивая программы на основе пороговых значений с календарными (т.е. еженедельными или неспецифичными для вида) программами контроля пестицидов и/или контрольными образцами без обработки. По сравнению с календарными программами, программы на основе пороговых значений сократили применение пестицидов на 44% и сопутствующие расходы на 40%, не влияя на эффективность борьбы с вредителями и болезнями или общую урожайность. Программы на основе пороговых значений также увеличили популяции полезных насекомых и достигли такого же уровня контроля заболеваний, переносимых членистоногими, как и календарные программы. Учитывая широту и последовательность этих преимуществ, необходима усиленная политическая и финансовая поддержка для поощрения внедрения этого подхода контроля в сельском хозяйстве.
Записи были выявлены с помощью поиска в базах данных и других источниках, проверены на релевантность, оценены на соответствие требованиям и в конечном итоге сужены до 126 исследований, которые были включены в окончательный количественный метаанализ.
Не во всех исследованиях сообщались средние значения и дисперсии; поэтому мы рассчитали средний коэффициент вариации, чтобы оценить дисперсию логарифмасоотношение .25Для исследований с неизвестными стандартными отклонениями мы использовали уравнение 4 для оценки логарифмического отношения и уравнение 5 для оценки соответствующего стандартного отклонения. Преимущество этого метода заключается в том, что даже если расчетное стандартное отклонение lnRR отсутствует, его все равно можно включить в метаанализ, рассчитав отсутствующее стандартное отклонение с использованием средневзвешенного коэффициента вариации из исследований, в которых стандартные отклонения представлены централизованно.
Для исследований с известными стандартными отклонениями используются следующие формулы 1 и 2 для оценки логарифмического отношения и соответствующего стандартного отклонения 25.
Для исследований с неизвестными стандартными отклонениями используются следующие формулы 3 и 4 для оценки логарифмического отношения и соответствующего стандартного отклонения 25.
В таблице 1 представлены точечные оценки отношений, соответствующие стандартные ошибки, доверительные интервалы и p-значения для каждого показателя и сравнения. Для определения наличия асимметрии для рассматриваемых показателей были построены воронкообразные диаграммы (дополнительный рисунок 1). На дополнительных рисунках 2–7 представлены оценки для рассматриваемых показателей в каждом исследовании.
Более подробную информацию о дизайне исследования можно найти в резюме отчета Nature Portfolio, ссылка на которое приведена в этой статье.
Интересно, что мы практически не обнаружили существенных различий в эффективности применения пестицидов на основе пороговых значений для специализированных и традиционных культур по таким ключевым показателям, как борьба с вредителями и болезнями, урожайность, экономическая выгода и воздействие на полезных насекомых. Этот результат неудивителен, учитывая, что с биологической точки зрения программы применения пестицидов на основе пороговых значений для этих двух типов культур существенно не различаются. Различия между традиционными и специализированными культурами обусловлены в первую очередь экономическими и/или нормативными факторами, а не экологическими. Эти различия между типами культур с большей вероятностью повлияют на методы борьбы с вредителями и болезнями, чем на биологический эффект применения пестицидов на основе пороговых значений. Например, специализированные культуры, как правило, имеют более высокую удельную стоимость на гектар и, следовательно, требуют более строгих стандартов качества, что может мотивировать производителей к превентивному применению пестицидов из-за опасений по поводу менее распространенных вредителей и болезней. И наоборот, большие площади традиционных культур делают мониторинг вредителей и болезней более трудоемким, что ограничивает возможность внедрения программ применения пестицидов на основе пороговых значений. Таким образом, обе системы сталкиваются с уникальными факторами давления, которые могут как способствовать, так и препятствовать внедрению программ применения пестицидов на основе пороговых значений. Поскольку почти все исследования в нашем метаанализе проводились в условиях, где ограничения на использование пестицидов были сняты, неудивительно, что мы наблюдали стабильные пороговые значения для разных видов сельскохозяйственных культур.
Наш анализ показывает, что программы управления пестицидами на основе пороговых значений могут значительно сократить использование пестицидов и связанные с этим расходы, но остается неясным, действительно ли сельхозпроизводители получают от них выгоду. Исследования, включенные в наш метаанализ, значительно различались в своих определениях «стандартных» программ управления пестицидами, варьируясь от региональных практик до упрощенных календарных программ. Поэтому положительные результаты, о которых мы здесь сообщаем, могут не в полной мере отражать реальный опыт производителей. Более того, хотя мы задокументировали значительную экономию средств за счет сокращения использования пестицидов, первоначальные исследования, как правило, не учитывали расходы на полевые инспекции. Поэтому общие экономические выгоды от программ управления на основе пороговых значений могут быть несколько ниже результатов нашего анализа. Однако все исследования, в которых сообщалось о расходах на полевые инспекции, задокументировали снижение производственных затрат за счет снижения расходов на пестициды. Регулярный мониторинг и полевые инспекции могут быть сложными для занятых производителей и руководителей фермерских хозяйств (Бюро статистики труда США, 2004).
Экономические пороги играют центральную роль в концепции интегрированной борьбы с вредителями (ИБВ), и исследователи давно отмечают положительные преимущества программ применения пестицидов на основе пороговых значений. 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 содействия долгосрочному устойчивому развитию сельского хозяйства. Мы обнаружили, что применение пестицидов на основе пороговых значений эффективно контролирует повреждение членистоногими, не жертвуя урожайностью по сравнению с программами применения пестицидов на основе календарного планирования. Более того, применение пестицидов на основе пороговых значений может сократить использование пестицидов более чем на 40%.ДругойМасштабные оценки схем применения пестицидов на французских сельскохозяйственных угодьях и испытания по борьбе с болезнями растений также показали, что применение пестицидов можно сократить40-50% без ущерба для урожайности. Эти результаты подчеркивают необходимость дальнейшей разработки новых пороговых значений для борьбы с вредителями и предоставления ресурсов для стимулирования их широкого применения. По мере роста интенсивности использования сельскохозяйственных земель применение пестицидов будет продолжать угрожать природным системам, включая высокочувствительные и ценныесреды обитанияОднако более широкое принятие и реализация программ порогового содержания пестицидов может смягчить эти последствия, тем самым повышая устойчивость и экологичность сельского хозяйства.
Время публикации: 04 декабря 2025 г.