Tröskelbaserade hanteringstekniker kan minska användningen av bekämpningsmedel med 44 % utan att påverka skadedjurs- och sjukdomsbekämpning eller grödor.

Skadedjurs- och sjukdomshantering är avgörande för jordbruksproduktionen och skyddar grödor från skadliga skadedjur och sjukdomar. Tröskelbaserade kontrollprogram, som endast applicerar bekämpningsmedel när populationstätheten av skadedjur och sjukdomar överstiger ett förutbestämt tröskelvärde, kan minska användningen av bekämpningsmedel. Effektiviteten av dessa program är dock oklar och varierar kraftigt. För att bedöma den bredare effekten av tröskelbaserade kontrollprogram på leddjursskadegörare inom jordbruket genomförde vi en metaanalys av 126 studier, inklusive 466 försök på 34 grödor, där vi jämförde tröskelbaserade program med kalenderbaserade (dvs. veckovisa eller icke-artspecifika) bekämpningsprogram för bekämpning och/eller obehandlade kontroller. Jämfört med kalenderbaserade program minskade tröskelbaserade program bekämpningsmedelsanvändningen med 44 % och de därmed sammanhängande kostnaderna med 40 %, utan att påverka effekten av skadedjurs- och sjukdomskontroll eller den totala skörden. Tröskelbaserade program ökade också populationerna av nyttiga insekter och uppnådde liknande nivåer av kontroll av leddjursburna sjukdomar som kalenderbaserade program. Med tanke på bredden och konsekvensen av dessa fördelar behövs ökat politiskt och ekonomiskt stöd för att uppmuntra införandet av denna kontrollmetod inom jordbruket.
Poster identifierades genom databas- och andra källsökningar, sållades för relevans, bedömdes för behörighet och begränsades slutligen till 126 studier, vilka inkluderades i den slutliga kvantitativa metaanalysen.
Inte alla studier rapporterade medelvärden och varianser; därför beräknade vi den genomsnittliga variationskoefficienten för att uppskatta variansen av logaritmen^{förhållande 0,25}För studier med okända standardavvikelser använde vi ekvation 4 för att uppskatta logaritmisk förhållande och ekvation 5 för att uppskatta motsvarande standardavvikelse. Fördelen med denna metod är att även om den uppskattade standardavvikelsen för lnRR saknas, kan den fortfarande inkluderas i metaanalysen genom att beräkna den saknade standardavvikelsen med hjälp av den viktade medelvariationskoefficienten från studier som centralt rapporterar standardavvikelser.
För studier med kända standardavvikelser används följande formler 1 och 2 för att uppskatta logaritmiska förhållandet och motsvarande standardavvikelse 25.
För studier med okända standardavvikelser används följande formler 3 och 4 för att uppskatta logaritmisk förhållande och motsvarande standardavvikelse 25.
Tabell 1 presenterar punktuppskattningarna av kvoterna, tillhörande standardfel, konfidensintervall och p-värden för varje mått och jämförelse. Trattdiagram konstruerades för att fastställa förekomsten av asymmetri för de aktuella måtten (kompletterande figur 1). Kompletterande figurer 2–7 presenterar uppskattningarna för de aktuella måtten i varje studie.
Mer information om studiedesignen finns i sammanfattningen av Nature Portfolio-rapporten som är länkad från den här artikeln.
Intressant nog fann vi praktiskt taget inga signifikanta skillnader i effektiviteten av tröskelbaserade bekämpningsmedelsapplikationer mellan specialgrödor och konventionella grödor för viktiga mätvärden som skadedjurs- och sjukdomsbekämpning, avkastning, ekonomiska fördelar och påverkan på nyttiga insekter. Detta resultat är inte förvånande med tanke på att tröskelbaserade bekämpningsmedelsprogram, ur ett biologiskt perspektiv, inte skiljer sig signifikant mellan dessa två grödtyper. Skillnader mellan konventionella och specialgrödor härrör främst från ekonomiska och/eller regleringsfaktorer, snarare än miljömässiga. Dessa skillnader mellan grödtyper är mer benägna att påverka skadedjurs- och sjukdomsbekämpningsmetoder än de biologiska effekterna av tröskelbaserade bekämpningsmedelsapplikationer. Till exempel har specialgrödor vanligtvis en högre enhetskostnad per hektar och kräver därför strängare kvalitetsstandarder, vilket kan motivera odlare att applicera bekämpningsmedel förebyggande på grund av oro för mindre vanliga skadedjur och sjukdomar. Omvänt gör stora arealer med konventionella grödor skadedjurs- och sjukdomsövervakning mer arbetsintensiv, vilket begränsar möjligheten att implementera tröskelbaserade bekämpningsmedelsprogram. Således står båda systemen inför unika påfrestningar som antingen kan underlätta eller hindra implementeringen av tröskelbaserade bekämpningsmedelsprogram. Eftersom nästan alla studier i vår metaanalys genomfördes i miljöer där bekämpningsmedelsrestriktionerna hade upphävts är det inte förvånande att vi observerade stabila tröskelvärden över olika grödor.
Vår analys visar att tröskelbaserade bekämpningsmedelshanteringsprogram kan minska bekämpningsmedelsanvändningen och därmed sammanhängande kostnader avsevärt, men det är fortfarande oklart om jordbruksproducenter faktiskt drar nytta av dem. Studierna som ingår i vår metaanalys varierade avsevärt i sina definitioner av "standardiserade" bekämpningsmedelshanteringsprogram, allt från regionala metoder till förenklade kalenderprogram. Därför kanske de positiva resultat vi rapporterar här inte helt återspeglar producenternas faktiska erfarenheter. Dessutom, även om vi dokumenterade betydande kostnadsbesparingar på grund av minskad bekämpningsmedelsanvändning, beaktade de inledande studierna i allmänhet inte kostnader för fältinspektioner. Därför kan de totala ekonomiska fördelarna med tröskelbaserade bekämpningsmedelsprogram vara något lägre än resultaten av vår analys. Alla studier som rapporterade kostnader för fältinspektioner dokumenterade dock minskade produktionskostnader på grund av minskade bekämpningsmedelskostnader. Rutinmässig övervakning och fältinspektioner kan vara utmanande för upptagna producenter och gårdschefer (US Bureau of Labor Statistics, 2004).
Ekonomiska tröskelvärden spelar en central roll i konceptet integrerat växtskydd (IPM), och forskare har länge rapporterat om de positiva fördelarna med tröskelbaserade bekämpningsmedelsprogram. Vår forskning visade att bekämpning av leddjur är avgörande i de flesta system, eftersom 94 % av studierna indikerar en minskning av grödorna utan bekämpningsmedelsanvändning. En försiktig användning av bekämpningsmedel är dock avgörande för att främja långsiktigt hållbar jordbruksutveckling. Vi fann att tröskelbaserad applicering effektivt kontrollerar skador på leddjur utan att offra grödorna jämfört med kalenderbaserade bekämpningsmedelsprogram. Dessutom kan tröskelbaserad applicering minska bekämpningsmedelsanvändningen med mer än 40 %.^AndraStorskaliga bedömningar av bekämpningsmedelsanvändningsmönster på fransk jordbruksmark och försök med bekämpning av växtsjukdomar har också visat att bekämpningsmedelsanvändningen kan minskas genom^40-50% utan att påverka avkastningen. Dessa resultat belyser behovet av ytterligare utveckling av nya tröskelvärden för skadedjursbekämpning och tillhandahållande av resurser för att uppmuntra deras utbredda användning. I takt med att intensiteten inom jordbruksmarkanvändningen ökar kommer användningen av bekämpningsmedel att fortsätta hota naturliga system, inklusive mycket känsliga och värdefulla^livsmiljöerEmellertid kan ett bredare införande och genomförande av program med tröskelvärden för bekämpningsmedel mildra dessa effekter och därigenom öka jordbrukets hållbarhet och miljövänlighet.