害虫および病気の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る。閾値ベースの防除プログラムは、害虫および病気の個体密度が事前に設定された閾値を超えた場合にのみ農薬を散布するもので、農薬使用量を削減できる。しかし、これらのプログラムの有効性は不明確であり、大きく異なる。閾値ベースの防除プログラムの農業節足動物害虫に対するより広範な影響を評価するために、34種類の作物に対する466の試験を含む126の研究のメタ分析を実施し、閾値ベースのプログラムをカレンダーベース（すなわち、週ごとまたは種非特異的）の農薬防除プログラムおよび／または無処理の対照と比較した。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、害虫および病気の防除効果や全体的な作物収量に影響を与えることなく、農薬散布量を44％、関連コストを40％削減した。閾値ベースのプログラムはまた、益虫個体数を増加させ、節足動物媒介性疾患の防除をカレンダーベースのプログラムと同程度に達成した。これらの利点の幅広さと一貫性を考慮すると、農業におけるこの制御アプローチの採用を促進するには、政治的および財政的支援の強化が必要です。
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。
標準偏差が既知の研究の場合、次の式 1 と 2 を使用して、対数比と対応する標準偏差 25 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。
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。
興味深いことに、病害虫防除、収量、経済的利益、益虫への影響といった主要な指標において、特殊作物と従来作物の間に閾値ベースの農薬散布の有効性に有意差はほとんど見られませんでした。生物学的観点から、閾値ベースの農薬散布プログラムはこれら2つの作物種間で有意差がないことを考えると、この結果は驚くべきものではありません。従来作物と特殊作物の違いは、環境要因ではなく、主に経済的要因や規制要因に起因しています。作物種間のこうした違いは、閾値ベースの農薬散布の生物学的影響よりも、病害虫管理の実践に影響を与える可能性が高いです。例えば、特殊作物は一般的に1ヘクタールあたりの単価が高いため、より厳格な品質基準が求められます。そのため、生産者はあまり一般的ではない病害虫への懸念から、予防的に農薬を散布する傾向があります。逆に、従来作物の栽培面積が広い場合、病害虫のモニタリングはより労働集約的になり、閾値ベースの農薬散布プログラムの実施可能性が制限されます。このように、どちらのシステムも、閾値に基づく農薬散布プログラムの実施を促進または阻害する可能性のある独自の圧力に直面しています。メタアナリシスで検討した研究のほぼすべてが、農薬規制が解除された環境で実施されたため、作物種間で閾値が安定していることは驚くべきことではありません。
我々の分析によると、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ある。メタ分析に含められた研究は、「標準的な」農薬管理プログラムの定義が地域的な慣行から簡素化された暦プログラムまで大きく異なっていた。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ない可能性がある。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たものの、初期の研究では一般に現場検査のコストを考慮していなかった。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る。しかし、現場検査のコストを報告したすべての研究で、農薬コストの削減による生産コストの削減が記録されている。日常的なモニタリングと現場検査は、多忙な生産者や農場管理者にとって困難な場合がある（米国労働統計局、2004年）。
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。私たちの研究では、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。研究の94%が農薬散布を行わない場合、作物の収量が減少することを示しているからです。しかしながら、長期にわたる持続可能な農業開発を促進するには、慎重な農薬使用が不可欠です。閾値に基づく散布は、暦に基づく農薬散布プログラムと比較して、作物の収量を犠牲にすることなく、節足動物による被害を効果的に抑制できることが分かりました。さらに、閾値に基づく散布は、農薬使用量を40%以上削減できます。他のフランスの農地における農薬散布パターンの大規模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、%の削減が可能となる。これらの結果は、害虫管理のための新たな閾値のさらなる開発と、その普及を促進するための資源の提供の必要性を浮き彫りにしている。農地利用の強度が増すにつれ、農薬の使用は、非常に敏感で貴重な生物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、農薬閾値プログラムのより広範な導入と実施により、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高めることができます。
投稿日時: 2025年12月4日