害虫と病気の管理閾値に基づく農薬防除プログラムは、作物を有害な害虫や病気から守るという点で、農業生産にとって極めて重要です。害虫や病気の密度があらかじめ設定された閾値を超えた場合にのみ農薬を散布する閾値ベースの防除プログラムは、農薬使用量を削減することができます。しかし、これらのプログラムの効果は明確ではなく、環境によって異なります。閾値に基づく農薬防除プログラムが農業節足動物害虫に及ぼすより広範な影響を評価するために、34種類の作物を対象とした466件の試験を報告した126件の研究のメタアナリシスを実施し、閾値ベースのプログラムとカレンダーベースのプログラムを比較しました。農薬管理閾値ベースのプログラムは、カレンダーベースのプログラムと比較して、害虫・病害防除の効果や総収量に影響を与えることなく、農薬使用量を44%削減し、関連コストを40%削減しました。閾値ベースのプログラムはまた、益虫の個体数を増加させ、カレンダーベースのプログラムと同等の節足動物媒介性疾患の防除効果も達成しました。これらの効果の規模と持続性を考慮すると、この防除法の農業への導入を促進するためには、政治的および財政的支援の強化が必要です。
農業における閾値ベースの農薬散布プロトコルの広範な導入を評価するため、作付体系における閾値適用を評価する関連研究を体系的に検索した。複数の検索エンジンを用いて最終的に126件の研究を分析し、閾値ベースの農薬散布プロトコルが節足動物害虫防除、農業生産性、そして有益節足動物の密度に与える影響を明らかにした。閾値ベースの農薬散布プロトコルは、作物の収量に影響を与えることなく農薬使用量を削減できると仮説を立てている。さらに、カレンダーベースの農薬散布プロトコルと比較して、閾値ベースのプロトコルは節足動物媒介性疾患の防除に効果的であり、同時に有益昆虫の生存も支援する。
農業における閾値ベースの農薬管理プログラムの影響を明らかにするため、文献レビューを実施しました。発表文献はWeb of ScienceとGoogle Scholar（図1）から取得しました。また、データベースの代表性と包括性を高めるために、補完的な戦略を採用したハイブリッドアプローチも使用しました。さらに、研究者の個人的な先行研究に関する知識、関連データリポジトリ、スノーボールサンプリング戦略（関連する参考文献から論文を選択する方法）に基づいて研究を組み入れました。2023年5月に初期データセットをレビューし、作物の種類、節足動物の種、研究対象国などの主要な農業要因について網羅性を確保しました。データベースのギャップは、その後のキーワード検索によって対処しました。包含基準を満たす研究の検索全体は、2021年2月から2023年6月まで続きました。
記録はデータベースやその他のソース検索を通じて特定され、関連性が審査され、適格性が評価され、最終的に 126 件の研究に絞り込まれ、最終的な定量的メタ分析に含められました。
標準偏差が既知の研究の場合、次の式 1 と 25 を使用して、対数比と対応する標準偏差を推定します。
標準偏差が不明な研究の場合、次の式 3 と 4 を使用して、対数比と対応する標準偏差 25 を推定します。
Geary（1930）の正規性検定26に基づいて、3未満の値を持つ研究は除外されました（Nakagawa et al. 2023の式5による）。
研究方法の詳細については、この記事にリンクされている Nature Portfolio Report Summary をご覧ください。
害虫は多くの作物に重大な脅威をもたらし、20世界の収穫量損失の割合。28閾値ベースの病害虫防除プログラムは総合的病害虫管理（IPM）の要となるものの、農業への全体的な影響は依然として不明です。しかしながら、複数の独立した研究において、これらのプログラムには効果的な害虫防除、高い収量、そして場合によっては有益な間接効果（例えば、受粉や生物的防除の増加）など、肯定的な効果があることが示されています。私たちは、これらの肯定的な効果が農業全体に広がっているという仮説を立てています。メタアナリシスの結果は、この仮説をほぼ裏付けています。閾値ベースのプログラムでは、暦ベースのプログラムよりも害虫密度が有意に高かったものの、害虫被害指数は両方の農薬散布プログラムで同様の防除効果を示しました。また、閾値ベースのプログラムと暦ベースの農薬散布プログラムは、節足動物媒介性植物病害の抑制効果も同等でした。閾値ベースのプログラムは、標準的な農薬散布プログラムと比較して、有益節足動物の数が多いことが示されました。これらの結果は、閾値ベースのプログラムでは暦ベースのプログラムと比較して農薬使用量が全体で44%削減されたことで部分的に説明できます。しかし、閾値ベースの防除方法と暦ベースの防除方法は収量に有意差を示さなかったものの、閾値ベースの方法は収量品質をわずかに低下させることが分かりました。さらに、作物の種類（特殊作物 vs. 従来作物）は、閾値防除法の有効性に大きく影響する可能性があります。全体として、私たちの研究結果は、閾値に基づく害虫管理プログラムが農業システムにおける害虫や病気の管理に大きな利益をもたらすという長年の見解を裏付けています。
経済的閾値は総合的病害虫管理（IPM）の概念の中核を成す要素であり、研究者らは長年にわたり、閾値に基づく農薬散布プログラムの有益な効果を報告してきました。本研究では、94%の研究で農薬散布を行わない場合、作物の収量が低下することが示されていることから、節足動物による害虫防除はほとんどのシステムにおいて不可欠であることが示されました。しかしながら、長期にわたる持続可能な農業開発を確保するためには、慎重な農薬使用が不可欠です。閾値使用は、暦に基づく農薬散布プログラムと比較して、収量を減らすことなく節足動物による被害を効果的に抑制できることが分かりました。さらに、閾値使用は農薬散布量を40%以上削減することも可能です。他のフランスの農地における農薬使用パターンの大規模な評価と植物病害防除試験では、農薬散布は40～50収量に影響を与えることなく、%を達成しました。これらの結果は、害虫管理のための新たな基準値の開発を継続し、その普及を促進するためのリソースを提供する必要性を浮き彫りにしています。農地利用が増加するにつれて、農薬の使用は、特に敏感で貴重な自然システムを含む自然システムを脅かし続けるでしょう。生息地しかし、農薬の閾値に基づくプログラムをより広く採用・実施することで、これらの影響を軽減し、農業の持続可能性と環境への配慮を向上させることができます。
データは原稿または補足情報ファイルに掲載されており、著者の GitHub アカウント (https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce) でも公開されています。
投稿日時: 2026年1月12日