閾値に基づいた管理手法を用いることで、害虫や病気の防除、あるいは作物の収量を損なうことなく、農薬の使用量を44%削減できる。

     害虫および病害の管理作物を有害な害虫や病気から守ることは、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定めら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、農薬の使用量を削減できます。しかし、これらのプログラムの効果は不明確であり、状況によって異なります。閾値ベースの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、34種類の作物を対象とした466件の試験を報告した126件の研究のメタ分析を実施し、閾値ベースのプログラムと暦ベースのプログラムを比較しました。農薬による防除プログラム（週単位または非特定種）および/または無処理の対照区。カレンダーベースのプログラムと比較して、閾値ベースのプログラムは、害虫および病害防除効果や全体的な収量に影響を与えることなく、農薬使用量を44%、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、有益な昆虫の個体数を増加させ、節足動物媒介性疾患の防除においてもカレンダーベースのプログラムと同様の成果を上げました。これらの利点の規模と持続性を考慮すると、農業におけるこの防除方法の採用を促進するためには、政治的および財政的な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普及状況を評価するため、作物栽培システムにおける閾値散布を評価した関連研究を体系的に検索しました。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、および有益な節足動物の密度に及ぼす影響を明らかにしました。閾値ベースの農薬散布プロトコルは、作物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ました。さらに、暦日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ると同時に、有益な昆虫の生存も促進します。
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判断するために、文献レビューを実施しました。公開されている文献は、Web of Science および Google Scholar から取得しました (図 1)。また、データベースの代表性と包括性を向上させ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、研究者の過去の研究に関する個人的な知識、関連するデータ リポジトリ、およびスノーボール サンプリング戦略 (つまり、関連する参考文献から記事を選択する) に基づいて研究を含めました。2023 年 5 月に最初のデータセットをレビューし、作物の種類、節足動物の種類、研究対象国などの主要な農業要因の完全性を確認しました。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。
データベースやその他の情報源から文献を検索し、関連性をスクリーニングし、適格性を評価した結果、最終的に126件の研究が定量的メタ分析に含められた。
標準偏差が既知の研究の場合、対数比と対応する標準偏差を推定するために、次の式1と25が使用されます。
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に基づき、3未満の値を持つ研究は除外された（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レポートの概要をご覧ください。
害虫は多くの作物に深刻な脅威を与え、²⁰世界の収益損失の割合。²⁸閾値ベースの害虫管理プログラムは総合的害虫管理（IPM）の要ではあるものの、農業への全体的な影響は依然として不明確である。しかし、いくつかの独立した研究では、効果的な害虫防除、高収量、場合によっては有益な間接効果（例えば、受粉の増加や生物的防除）など、これらのプログラムのプラスの効果が確認されている。我々は、これらのプラスの効果が農業全体に広く及んでいると仮説を立てた。メタ分析の結果は、この仮説を概ね支持している。害虫密度は閾値ベースのプログラムの方が暦ベースのプログラムよりも有意に高かったが、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た。閾値ベース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様であった。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、有益な節足動物の数が多かった。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%減少したことで部分的に説明できる。しかし、閾値ベースと暦ベースの防除方法では収量に有意差は見られなかったものの、閾値ベースの方法では収量品質がわずかに低下することがわかった。さらに、作物の種類（特殊作物か従来作物か）は、閾値制御法の有効性に大きく影響する可能性がある。全体として、今回の結果は、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メリットをもたらすという長年の見解を裏付けるものである。
経済的閾値は総合的病害虫管理（IPM）の概念の中核をなす要素であり、研究者たちは閾値に基づく農薬散布プログラムの有効性を長年報告してきた。本研究では、ほとんどのシステムにおいて節足動物害虫の防除が不可欠であることが示された。実際、94%の研究で、農薬を散布しないと作物の収量が減少することが示されている。しかし、持続可能な農業開発を長期的に確保するためには、農薬の適切な使用が不可欠である。本研究では、閾値を用いることで、暦日に基づく農薬散布プログラムと比較して、収量を減少させる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わかった。さらに、閾値を用いることで、農薬散布量を40%以上削減できる可能性も示された。^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、農薬散布量を削減できることも示されています。^40～50収量に影響を与えることなく%。これらの結果は、害虫管理のための新たな閾値の開発を継続し、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強調している。農地利用が増加するにつれて、農薬の使用は、特に敏感で貴重なものを含む自然システムを脅かし続けるだろう。^生息地しかし、農薬の基準値に基づいた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る。
データは論文または補足情報ファイルに記載されており、著者のGitHubアカウント（https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce）でも公開されています。