Techniki zarządzania oparte na progach mogą ograniczyć zużycie pestycydów o 44% bez wpływu na zwalczanie szkodników i chorób oraz plony.

Zwalczanie szkodników i chorób ma kluczowe znaczenie dla produkcji rolnej, chroniąc uprawy przed szkodliwymi szkodnikami i chorobami. Programy kontroli oparte na progach, które stosują pestycydy tylko wtedy, gdy zagęszczenie populacji szkodników i chorób przekroczy ustalony próg, mogą ograniczyć ich stosowanie. Skuteczność tych programów jest jednak niejasna i bardzo zróżnicowana. Aby ocenić szerszy wpływ programów kontroli opartych na progach na szkodniki stawonogów w rolnictwie, przeprowadziliśmy metaanalizę 126 badań, w tym 466 prób na 34 uprawach, porównując programy oparte na progach z kalendarzowymi (tj. tygodniowymi lub niezależnymi od gatunku) programami kontroli pestycydów i/lub kontrolami bez zabiegów. W porównaniu z programami opartymi na kalendarzach, programy oparte na progach zmniejszyły stosowanie pestycydów o 44%, a związane z tym koszty o 40%, bez wpływu na skuteczność zwalczania szkodników i chorób ani na ogólne plony. Programy oparte na progach zwiększyły również populację pożytecznych owadów i osiągnęły podobny poziom kontroli chorób przenoszonych przez stawonogi, jak programy oparte na kalendarzach. Biorąc pod uwagę szeroki zakres i spójność tych korzyści, konieczne jest zwiększenie wsparcia politycznego i finansowego w celu zachęcenia do przyjęcia tego podejścia kontrolnego w rolnictwie.
Rekordy zidentyfikowano poprzez przeszukanie baz danych i innych źródeł, przeszukano pod kątem trafności, oceniono kwalifikowalność i ostatecznie zawężono do 126 badań, które włączono do ostatecznej ilościowej metaanalizy.
Nie wszystkie badania przedstawiały średnie i wariancje, dlatego obliczyliśmy średni współczynnik zmienności, aby oszacować wariancję logarytmu^{stosunek .25}W przypadku badań z nieznanymi odchyleniami standardowymi, do oszacowania współczynnika logarytmicznego wykorzystaliśmy równanie 4, a do oszacowania odpowiadającego mu odchylenia standardowego – równanie 5. Zaletą tej metody jest to, że nawet jeśli brakuje szacowanego odchylenia standardowego lnRR, można je uwzględnić w metaanalizie, obliczając brakujące odchylenie standardowe za pomocą ważonego średniego współczynnika zmienności z badań, które centralnie raportują odchylenia standardowe.
W przypadku badań ze znanymi odchyleniami standardowymi do oszacowania współczynnika logarytmicznego i odpowiadającego mu odchylenia standardowego 25 stosuje się następujące wzory 1 i 2.
W przypadku badań z nieznanymi odchyleniami standardowymi do oszacowania współczynnika logarytmicznego i odpowiadającego mu odchylenia standardowego 25 stosuje się następujące wzory 3 i 4.
Tabela 1 przedstawia punktowe oszacowania współczynników, powiązane błędy standardowe, przedziały ufności oraz wartości p dla każdego pomiaru i porównania. Wykresy lejkowe sporządzono w celu określenia obecności asymetrii dla rozpatrywanych miar (Rysunek uzupełniający 1). Rysunki uzupełniające 2–7 przedstawiają oszacowania dla rozpatrywanych miar w każdym badaniu.
Więcej szczegółów na temat projektu badania można znaleźć w streszczeniu raportu Nature Portfolio, do którego link znajduje się w tym artykule.
Co ciekawe, nie stwierdziliśmy praktycznie żadnych istotnych różnic w skuteczności stosowania pestycydów w oparciu o progi dawkowania między uprawami specjalistycznymi a konwencjonalnymi, w odniesieniu do kluczowych wskaźników, takich jak zwalczanie szkodników i chorób, plony, korzyści ekonomiczne i wpływ na owady pożyteczne. Wynik ten nie jest zaskakujący, biorąc pod uwagę, że z biologicznego punktu widzenia programy stosowania pestycydów w oparciu o progi dawkowania nie różnią się istotnie między tymi dwoma rodzajami upraw. Różnice między uprawami konwencjonalnymi a specjalistycznymi wynikają przede wszystkim z czynników ekonomicznych i/lub regulacyjnych, a nie środowiskowych. Te różnice między rodzajami upraw mają większe prawdopodobieństwo wpływu na praktyki zwalczania szkodników i chorób niż na biologiczne skutki stosowania pestycydów w oparciu o progi dawkowania. Na przykład uprawy specjalistyczne zazwyczaj charakteryzują się wyższym kosztem jednostkowym na hektar i dlatego wymagają bardziej rygorystycznych norm jakości, co może motywować producentów do profilaktycznego stosowania pestycydów z obawy przed mniej powszechnymi szkodnikami i chorobami. Z drugiej strony, duże areały upraw konwencjonalnych sprawiają, że monitorowanie szkodników i chorób jest bardziej pracochłonne, co ogranicza wykonalność wdrażania programów stosowania pestycydów w oparciu o progi dawkowania. Zatem oba systemy napotykają na specyficzne obciążenia, które mogą ułatwiać lub utrudniać wdrażanie programów stosowania pestycydów opartych na progach. Ponieważ niemal wszystkie badania w naszej metaanalizie przeprowadzono w warunkach, w których zniesiono ograniczenia dotyczące stosowania pestycydów, nie dziwi fakt, że zaobserwowaliśmy stabilne wartości progowe dla różnych rodzajów upraw.
Nasza analiza pokazuje, że programy zarządzania pestycydami oparte na progach mogą znacząco zmniejszyć ich zużycie i związane z tym koszty, ale nie jest jasne, czy producenci rolni faktycznie z nich korzystają. Badania uwzględnione w naszej metaanalizie różniły się znacznie pod względem definicji „standardowych” programów zarządzania pestycydami, od praktyk regionalnych po uproszczone programy kalendarzowe. Dlatego też pozytywne wyniki, które tutaj przedstawiamy, mogą nie w pełni odzwierciedlać rzeczywistych doświadczeń producentów. Co więcej, chociaż udokumentowaliśmy znaczne oszczędności kosztów wynikające z ograniczenia zużycia pestycydów, wstępne badania generalnie nie uwzględniały kosztów inspekcji polowych. W związku z tym ogólne korzyści ekonomiczne programów zarządzania opartych na progach mogą być nieco niższe niż wyniki naszej analizy. Jednak wszystkie badania, w których zgłoszono koszty inspekcji polowych, udokumentowały obniżenie kosztów produkcji dzięki niższym kosztom pestycydów. Rutynowy monitoring i inspekcje polowe mogą stanowić wyzwanie dla zapracowanych producentów i kierowników gospodarstw (US Bureau of Labor Statistics, 2004).
Progi ekonomiczne odgrywają kluczową rolę w koncepcji zintegrowanego zarządzania szkodnikami (IPM), a naukowcy od dawna donoszą o pozytywnych korzyściach płynących z programów stosowania pestycydów opartych na progach. Nasze badania wykazały, że zwalczanie stawonogów jest niezbędne w większości systemów, ponieważ 94% badań wskazuje na spadek plonów bez stosowania pestycydów. Jednak rozważne stosowanie pestycydów ma kluczowe znaczenie dla promowania długoterminowego, zrównoważonego rozwoju rolnictwa. Stwierdziliśmy, że stosowanie oparte na progach skutecznie kontroluje szkody wyrządzane przez stawonogi bez utraty plonów w porównaniu z kalendarzowymi programami stosowania pestycydów. Co więcej, stosowanie oparte na progach może zmniejszyć zużycie pestycydów o ponad 40%.^Innyszeroko zakrojone oceny wzorców stosowania pestycydów na francuskich gruntach rolnych i próby zwalczania chorób roślin wykazały również, że stosowanie pestycydów można ograniczyć poprzez^40-50% bez wpływu na plony. Wyniki te podkreślają potrzebę dalszego opracowywania nowych progów w zakresie zwalczania szkodników i zapewnienia zasobów, które zachęcą do ich powszechnego stosowania. Wraz ze wzrostem intensywności użytkowania gruntów rolnych, stosowanie pestycydów będzie nadal zagrażać systemom naturalnym, w tym wysoce wrażliwym i cennym.^siedliskaJednakże szersze przyjęcie i wdrożenie programów określających progi stosowania pestycydów może złagodzić te skutki, zwiększając tym samym zrównoważony rozwój rolnictwa i jego przyjazność dla środowiska.