害虫・病害管理は農業生産にとって極めて重要であり、作物を有害な害虫や病気から守ります。閾値に基づく防除プログラム（害虫・病害の個体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有効性は明確ではなく、大きなばらつきがあります。
農業における閾値率ベースの農薬散布プロトコルの広範な採用を評価するために、私たちは作物栽培システムにおける閾値率を評価する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使用して、最終的に 126 件の研究を分析し、閾値率ベースの農薬散布プロトコルが節足動物の害虫防除、農業生産性、および有益節足動物の密度に与える影響を判断しました。閾値施用量に基づく農薬散布プロトコルは、作物の収量を損なうことなく農薬使用量を削減できると我々は仮説を立てている。さらに、スケジュールに基づく農薬散布プロトコルと比較して、閾値施用量に基づくプロトコルは、節足動物媒介性疾患の防除においてより効果的であり、同時に益虫の生存を促進する。
閾値に基づく農薬管理プログラムが農業に及ぼす影響を明らかにするため、文献レビューを実施した。発表文献はWeb of ScienceとGoogle Scholarから取得した（図1）。また、データベースの代表性と網羅性を高めるため、相補的な戦略を採用したハイブリッドアプローチも採用した。
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。
すべての研究が平均値と分散を報告しているわけではないので、対数分散を推定するために平均変動係数を計算した。比率.25標準偏差が不明な研究については、式4を用いて対数比を推定し、式5を用いて対応する標準偏差を推定しました。この方法の利点は、lnRRの推定標準偏差が欠落している場合でも、標準偏差を中央報告している研究の加重平均変動係数を用いて欠落している標準偏差を計算することで、メタアナリシスに含めることができることです。
表1は、各指標と比較における比率の点推定値、関連する標準誤差、信頼区間、およびp値を示しています。ファンネルプロットは、対象となる指標の非対称性の有無を判断するために作成されました（補足図1）。補足図2～7は、各研究における対象となる指標の推定値を示しています。
研究設計の詳細については、この記事からリンクされている Nature Portfolio レポートの概要をご覧ください。
我々の分析では、閾値ベースの農薬管理プログラムは農薬使用量と関連コストを大幅に削減できることが示されていますが、農業生産者が実際にその恩恵を受けているかどうかは依然として不明です。メタ分析に含められた研究では、「標準的な」農薬管理プログラムの定義が大きく異なり、地域的な慣行から簡素化された暦プログラムまで多岐にわたります。そのため、ここで報告する肯定的な結果は、生産者の実際の経験を完全に反映しているとは限りません。さらに、農薬使用量の削減による大幅なコスト削減を記録しましたが、初期の研究では一般的に現場検査の費用を考慮していませんでした。そのため、閾値ベースの管理プログラムの全体的な経済的利益は、我々の分析結果よりもいくらか低い可能性があります。しかしながら、現場検査の費用を報告したすべての研究において、農薬費用の削減による生産コストの削減が記録されています。
経済的閾値は総合的病害虫管理（IPM）の概念において中心的な役割を果たしており、研究者たちは閾値に基づく農薬散布プログラムの有益な効果を長年にわたり報告してきました。私たちの研究では、94%の研究で農薬散布なしでは作物の収量が減少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。
投稿日時: 2025年11月7日