害虫や病気の管理は農業生産にとって非常に重要であり、作物を有害なものから守る。害虫と病気害虫や病害の個体群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、農薬使用量を削減できる可能性がある。しかし、これらのプログラムの有効性は不明確であり、その効果は大きく異なる。閾値ベースの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、閾値ベースのプログラムと暦年ベースのプログラムを比較した、34種類の作物に関する466件の試験を含む126件の研究のメタ分析を実施した。農薬による防除プログラムおよび／または無処理対照群と比較した。暦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、害虫や病気の防除効果や作物全体の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、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レベルも暦ベースのプログラムと同程度に達成した。これらの利点の広範さと一貫性を考慮すると、農業におけるこの防除手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ある。
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件の研究に絞り込まれ、最終的な定量的メタ分析に含められた。
すべての研究が平均値と分散を報告していたわけではないため、対数の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、標準偏差を中央で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点である。
標準偏差が既知の研究の場合、次の式 1 および 2 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を推定します。
表1は、各指標および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。対象となる指標の非対称性の有無を判断するために、ファンネルプロットを作成しました（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。
研究デザインの詳細については、この記事からリンクされているNature Portfolioのレポート概要をご覧ください。
興味深いことに、害虫や病害の防除、収量、経済的利益、益虫への影響といった主要な指標に関して、特殊作物と従来作物の間で、閾値に基づく農薬散布の効果に有意な差はほとんど見られませんでした。生物学的観点から見ると、閾値に基づく農薬散布プログラムはこれら2種類の作物間で大きな違いがないため、この結果は驚くべきことではありません。従来作物と特殊作物の違いは、環境要因よりも主に経済的要因や規制要因に起因しています。これらの作物タイプの違いは、閾値に基づく農薬散布の生物学的影響よりも、害虫や病害の管理方法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ヘクタール当たりの単位コストが高く、より厳格な品質基準が求められるため、あまり一般的ではない害虫や病害への懸念から、農家は予防的に農薬を散布する動機を持つ可能性があります。逆に、従来作物の作付面積が広いため、害虫や病害の監視にはより多くの労力が必要となり、閾値に基づく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することも阻害することもある、それぞれ固有の圧力に直面しています。今回のメタ分析に含まれる研究のほぼ全てが、農薬規制が解除された地域で実施されたものであるため、作物の種類を問わず安定した閾値が観察されたことは驚くべきことではない。
私たちの分析によると、閾値ベースの農薬管理プログラムは農薬の使用量と関連コストを大幅に削減できますが、農業生産者が実際にそこから利益を得ているかどうかは不明です。私たちのメタ分析に含まれる研究は、「標準」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略化されたカレンダープログラムまで多岐にわたります。したがって、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ります。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圃場検査コストが考慮されていませんでした。したがって、閾値ベースの管理プログラムの全体的な経済的利益は、私たちの分析結果よりもやや低い可能性があります。ただし、圃場検査コストを報告したすべての研究は、農薬コストの削減による生産コストの削減を記録しています。定期的な監視と圃場検査は、多忙な生産者や農場管理者にとって困難な場合があります（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。我々の研究では、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促進するためには、農薬の適切な使用が不可欠である。我々の研究では、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わかった。さらに、閾値に基づく散布は、農薬の使用量を40%以上削減できる。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強調している。農業用地の利用強度が増加するにつれて、農薬の使用は、非常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、農薬使用基準値の導入と実施が広まれば、これらの影響を軽減することができ、ひいては農業の持続可能性と環境への優しさを高めることができる。
投稿日時：2025年12月4日
