Tærskelbaserede forvaltningspraksisser kan reducere pesticidforbruget med 44 % uden at gå på kompromis med skadedyrs- og sygdomsbekæmpelse eller afgrødeudbytte.

     Skadedyrs- og sygdomsbekæmpelseer afgørende for landbrugsproduktionen og beskytter afgrøder mod skadelige skadedyr og sygdomme. Tærskelbaserede bekæmpelsesprogrammer, hvor pesticider kun anvendes, når skadedyrs- og sygdomstætheden overstiger en forudbestemt tærskel, kan reducere pesticidforbruget. Virkningen af ​​disse programmer er dog uklar og varierer på tværs af miljøer. For at vurdere den bredere effekt af tærskelbaserede pesticidbekæmpelsesprogrammer på leddyr i landbruget, udførte vi en metaanalyse af 126 undersøgelser, der rapporterede 466 forsøg på tværs af 34 afgrøder, hvor vi sammenlignede tærskelbaserede programmer med kalenderbaserede programmer.pesticidbekæmpelseprogrammer (dvs. ugentlige eller ikke-artsspecifikke) og/eller ubehandlede kontrolparceller. Sammenlignet med kalenderbaserede programmer reducerede tærskelbaserede programmer pesticidforbruget med 44 % og de tilhørende omkostninger med 40 % uden at påvirke effektiviteten af ​​skadedyrs- og sygdomsbekæmpelse eller det samlede udbytte. Tærskelbaserede programmer øgede også populationerne af gavnlige insekter og opnåede en lignende bekæmpelse af leddyrbårne sygdomme som kalenderbaserede programmer. I betragtning af omfanget og bæredygtigheden af ​​disse fordele er der behov for øget politisk og økonomisk støtte for at fremme indførelsen af ​​denne bekæmpelsesmetode i landbruget.

For at evaluere den udbredte anvendelse af tærskelbaserede pesticidapplikationsprotokoller i landbruget, søgte vi systematisk efter relevante studier, der evaluerer tærskelanvendelse i dyrkningssystemer. Ved hjælp af flere søgemaskiner analyserede vi i sidste ende 126 studier for at bestemme virkningen af ​​tærskelbaserede pesticidapplikationsprotokoller på bekæmpelse af leddyr, landbrugsproduktivitet og tætheden af ​​gavnlige leddyr. Vi antager, at tærskelbaserede pesticidapplikationsprotokoller kan reducere pesticidforbruget uden at påvirke afgrødeudbyttet. Sammenlignet med kalenderbaserede pesticidapplikationsprotokoller er tærskelbaserede protokoller desuden mere effektive til at bekæmpe leddyrbårne sygdomme, samtidig med at de understøtter overlevelsen af ​​gavnlige insekter.
Vi gennemførte en litteraturgennemgang for at bestemme effekten af ​​tærskelbaserede pesticidhåndteringsprogrammer i landbruget. Publiceret litteratur blev hentet fra Web of Science og Google Scholar (figur 1). Vi anvendte også en hybrid tilgang, hvor vi anvendte komplementære strategier for at forbedre databasens repræsentativitet og omfattendehed. Vi inkluderede også studier baseret på forskernes personlige viden om tidligere forskning, relevante datalagre og en sneboldsudvælgelsesstrategi (dvs. udvælgelse af artikler fra relevante referencer). Vi gennemgik det oprindelige datasæt i maj 2023 for at sikre dets fuldstændighed for centrale landbrugsfaktorer, herunder afgrødetype, leddyrart og undersøgelsesland. Mangler i databasen blev adresseret gennem efterfølgende søgeord. Hele søgningen efter studier, der opfyldte inklusionskriterierne, varede fra februar 2021 til juni 2023.
Journaler blev identificeret gennem database- og andre kildesøgninger, screenet for relevans, vurderet for egnethed og i sidste ende indsnævret til 126 studier, der blev inkluderet i den endelige kvantitative metaanalyse.
For studier med kendte standardafvigelser anvendes følgende formler 1 og 25 til at estimere logaritmen og den tilsvarende standardafvigelse.
For studier med ukendte standardafvigelser anvendes følgende formler 3 og 4 til at estimere logaritmen og den tilsvarende standardafvigelse 25.
Baseret på Gearys (1930) normalitetstest26 blev studier med værdier under 3 ekskluderet (ifølge formel 5 fra Nakagawa et al. 2023).
For yderligere oplysninger om studiets metode, se venligst resuméet af Nature Portfolio Report, der er linket i denne artikel.
Skadedyr udgør en betydelig trussel mod mange afgrøder og tegner sig for mere end²⁰% af globale udbyttetab.²⁸Selvom tærskelbaserede skadedyrsbekæmpelsesprogrammer er hjørnestenen i integreret skadedyrsbekæmpelse (IPM), er deres samlede indvirkning på landbruget fortsat uklar. Adskillige uafhængige undersøgelser har dog identificeret positive effekter af disse programmer, herunder effektiv skadedyrsbekæmpelse, høje udbytter og gavnlige indirekte effekter i nogle tilfælde (f.eks. øget bestøvning eller biologisk bekæmpelse). Vi antager, at disse positive effekter er udbredt i hele landbruget. Resultaterne af en metaanalyse understøtter i vid udstrækning denne hypotese. Selvom skadedyrstætheden var signifikant højere i tærskelbaserede programmer end i kalenderbaserede programmer, viste skadedyrsskadeindekser lignende bekæmpelseseffektivitet for begge pesticidprogrammer. Tærskelbaserede og kalenderbaserede pesticidprogrammer viste også lignende undertrykkelse af leddyrbårne plantesygdomme. Tærskelbaserede programmer demonstrerede et højere antal gavnlige leddyr sammenlignet med standard pesticidprogrammer. Disse resultater kan delvist forklares med den samlede reduktion på 44 % i pesticidforbruget i tærskelbaserede programmer sammenlignet med kalenderbaserede programmer. Selvom tærskel- og kalenderbaserede bekæmpelsesmetoder ikke viste signifikante forskelle i udbytte, fandt vi, at tærskelmetoden reducerede udbyttekvaliteten en smule. Derudover kan afgrødetypen (specialafgrøder versus konventionelle afgrøder) have betydelig indflydelse på effektiviteten af ​​tærskelkontrolmetoden. Samlet set understøtter vores resultater den længe udbredte opfattelse af, at tærskelbaserede skadedyrsbekæmpelsesprogrammer kan give betydelige fordele i håndteringen af ​​skadedyr og sygdomme i landbrugssystemer.
Økonomiske tærskler er et centralt element i konceptet for integreret skadedyrsbekæmpelse (IPM), og forskere har længe rapporteret om de positive fordele ved tærskelbaserede pesticidprogrammer. Vores undersøgelse viste, at bekæmpelse af leddyr er afgørende i de fleste systemer, da 94 % af undersøgelserne indikerer en reduktion i afgrødeudbyttet uden pesticidanvendelse. Imidlertid er forsigtig pesticidbrug afgørende for at sikre langsigtet bæredygtig landbrugsudvikling. Vi fandt, at tærskelbrug effektivt kontrollerer leddyrskader uden at reducere udbyttet sammenlignet med kalenderbaserede pesticidprogrammer. Desuden kan tærskelbrug reducere pesticidanvendelsen med mere end 40 %.^AndreOmfattende vurderinger af pesticidforbrugsmønstre i fransk landbrugsjord og forsøg med bekæmpelse af plantesygdomme har også vist, at pesticidanvendelsen kan reduceres ved at^40-50% uden at det påvirker udbyttet. Disse resultater understreger behovet for fortsat at udvikle nye tærskler for skadedyrsbekæmpelse og at stille ressourcer til rådighed for at fremme deres udbredte anvendelse. Efterhånden som landbrugsarealanvendelsen stiger, vil pesticidbruget fortsat true naturlige systemer, herunder særligt følsomme og værdifulde^levestederBredere anvendelse og implementering af programmer baseret på pesticidtærskler kan dog afbøde disse påvirkninger og derved forbedre landbrugets bæredygtighed og miljøvenlighed.
Dataene præsenteres i manuskriptet eller en supplerende informationsfil og er også offentligt tilgængelige på forfatterens GitHub-konto på https://github.com/alach379/Thresholdsreduce.