Tuholaisten ja tautien torjuntaon ratkaisevan tärkeää maataloustuotannolle, sillä se suojaa kasveja haitallisilta tuholaisilta ja taudeilta. Kynnysarvoihin perustuvat torjuntaohjelmat, joissa torjunta-aineita käytetään vain silloin, kun tuholaisten ja tautien tiheydet ylittävät ennalta määritetyn kynnysarvon, voivat vähentää torjunta-aineiden käyttöä. Näiden ohjelmien vaikutus on kuitenkin epäselvä ja vaihtelee eri ympäristöissä. Arvioidaksemme kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden torjunta-aineiden laajempaa vaikutusta maatalouden niveljalkaistuholaisiin, teimme meta-analyysin 126 tutkimuksesta, jossa raportoitiin 466 koetta 34 viljelykasvilla. Analyysissä verrattiin kynnysarvoihin perustuvia ohjelmia kalenteripohjaisiin ohjelmiin.torjunta-aineiden torjuntaohjelmia (eli viikoittaisia tai lajikohtaisia) ja/tai käsittelemättömiä kontrollialoja. Kalenteripohjaisiin ohjelmiin verrattuna kynnysarvoihin perustuvat ohjelmat vähensivät torjunta-aineiden käyttöä 44 % ja niihin liittyviä kustannuksia 40 % vaikuttamatta tuholais- ja tautien torjunnan tehokkuuteen tai kokonaissatoon. Kynnysarvoihin perustuvat ohjelmat lisäsivät myös hyödyllisten hyönteisten populaatioita ja saavuttivat samanlaisen niveljalkaisten levittämien tautien torjunnan kuin kalenteripohjaiset ohjelmat. Näiden hyötyjen laajuuden ja kestävyyden vuoksi tarvitaan lisää poliittista ja taloudellista tukea tämän torjuntamenetelmän käyttöönoton edistämiseksi maataloudessa.
Arvioidaksemme kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysprotokollien laajamittaista käyttöönottoa maataloudessa, etsimme systemaattisesti asiaankuuluvia tutkimuksia, joissa arvioitiin kynnysarvoihin perustuvaa levitystä viljelyjärjestelmissä. Käyttämällä useita hakukoneita analysoimme lopulta 126 tutkimusta selvittääksemme kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysprotokollien vaikutuksen niveljalkaisten torjuntaan, maatalouden tuottavuuteen ja hyödyllisten niveljalkaisten tiheyteen. Oletamme, että kynnysarvoihin perustuvat torjunta-aineiden levitysprotokollat voivat vähentää torjunta-aineiden käyttöä vaikuttamatta satoihin. Lisäksi kalenteripohjaisiin torjunta-aineiden levitysprotokolliin verrattuna kynnysarvoihin perustuvat protokollat ovat tehokkaampia niveljalkaisten levittämien tautien torjunnassa ja samalla tukevat hyödyllisten hyönteisten selviytymistä.
Teimme kirjallisuuskatsauksen selvittääksemme kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden hallintaohjelmien vaikutusta maataloudessa. Julkaistu kirjallisuus haettiin Web of Sciencestä ja Google Scholarista (kuva 1). Käytimme myös hybridilähestymistapaa, jossa hyödynsimme täydentäviä strategioita tietokannan edustavuuden ja kattavuuden parantamiseksi. Sisällytimme myös tutkimuksia, jotka perustuivat tutkijoiden henkilökohtaiseen tietämykseen aiemmasta tutkimuksesta, asiaankuuluvista tietovarastoista ja lumipallomenetelmään (eli artikkeleiden valitseminen asiaankuuluvista lähteistä). Tarkistimme alkuperäisen aineiston toukokuussa 2023 varmistaaksemme sen täydellisyyden keskeisten maatalouden tekijöiden, kuten viljelykasvityypin, niveljalkaisten lajin ja tutkimusmaan, osalta. Tietokannan aukot korjattiin myöhemmillä avainsanahauilla. Koko sisäänottokriteerit täyttävien tutkimusten haku kesti helmikuusta 2021 kesäkuuhun 2023.
Tietueet tunnistettiin tietokantahauilla ja muilla lähteillä, niiden relevanssi seulottiin, kelpoisuus arvioitiin ja lopulta rajattiin 126 tutkimukseen, jotka sisällytettiin lopulliseen kvantitatiiviseen meta-analyysiin.
Tutkimuksissa, joissa standardipoikkeamat tunnetaan, käytetään seuraavia kaavoja 1 ja 25 logaritmisen suhteen ja vastaavan standardipoikkeaman arvioimiseen.
Tutkimuksissa, joissa keskihajonnat ovat tuntemattomia, käytetään seuraavia kaavoja 3 ja 4 logaritmisen suhteen ja vastaavan keskihajonnan 25 arvioimiseen.
Gearyn (1930) normaalitestin26 perusteella tutkimukset, joissa arvot olivat alle 3, suljettiin pois (Nakagawa ym. 2023:n kaavan 5 mukaisesti).
Lisätietoja tutkimusmenetelmästä on tässä artikkelissa linkitetyssä Nature Portfolio -raportin yhteenvedossa.
Tuholaiset ovat merkittävä uhka monille viljelykasveille, ja niiden osuus on yli20% maailmanlaajuisista tuottohäviöistä.28Vaikka kynnysarvoihin perustuvat tuholaistorjuntaohjelmat ovat integroidun tuholaistorjunnan (IPM) kulmakivi, niiden kokonaisvaikutus maatalouteen on edelleen epäselvä. Useat riippumattomat tutkimukset ovat kuitenkin tunnistaneet näiden ohjelmien myönteisiä vaikutuksia, kuten tehokkaan tuholaistorjunnan, korkeat sadot ja joissakin tapauksissa hyödyllisiä epäsuoria vaikutuksia (esim. lisääntynyt pölytys tai biologinen torjunta). Oletamme, että nämä myönteiset vaikutukset ovat laajalle levinneitä koko maataloudessa. Meta-analyysin tulokset tukevat tätä hypoteesia suurelta osin. Vaikka tuholaisten tiheydet olivat merkittävästi suurempia kynnysarvoihin perustuvissa ohjelmissa kuin kalenteripohjaisissa ohjelmissa, tuholaisvahinkoindeksit osoittivat samanlaista torjunta-aineiden tehokkuutta molemmissa torjunta-aineiden levitysohjelmissa. Kynnysarvoihin ja kalenteripohjaisiin torjunta-aineiden levitysohjelmiin havaittiin myös samanlaista niveljalkaisten levittämien kasvitautien estämistä. Kynnysarvoihin perustuvissa ohjelmissa havaittiin suurempi määrä hyödyllisiä niveljalkaisia verrattuna tavanomaisiin torjunta-aineiden levitysohjelmiin. Näitä tuloksia voidaan osittain selittää torjunta-aineiden käytön kokonaismäärällä 44 %:n vähennyksellä kynnysarvoihin perustuvissa ohjelmissa verrattuna kalenteripohjaisiin ohjelmiin. Vaikka kynnysarvoihin ja kalenteripohjaisiin torjuntamenetelmiin ei havaittu merkittäviä eroja sadossa, havaitsimme, että kynnysarvomenetelmä heikensi hieman sadon laatua. Lisäksi viljelykasvityyppi (erikoisviljelykasvit vs. perinteiset viljelykasvit) voi vaikuttaa merkittävästi kynnysarvoihin perustuvan torjuntamenetelmän tehokkuuteen. Kaiken kaikkiaan tuloksemme tukevat pitkään vallinnutta näkemystä, että kynnysarvoihin perustuvat tuholaistorjuntaohjelmat voivat tarjota merkittäviä etuja tuholaisten ja tautien hallinnassa maatalousjärjestelmissä.
Taloudelliset kynnysarvot ovat keskeinen osa integroitua tuholaistorjuntaa (IPM), ja tutkijat ovat jo pitkään raportoineet kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysohjelmien myönteisistä hyödyistä. Tutkimuksemme osoitti, että niveljalkaisten torjunta on välttämätöntä useimmissa järjestelmissä, sillä 94 % tutkimuksista osoittaa satojen vähenemistä ilman torjunta-aineiden levitystä. Torjunta-aineiden harkittu käyttö on kuitenkin ratkaisevan tärkeää pitkän aikavälin kestävän maatalouden kehityksen varmistamiseksi. Havaitsimme, että kynnysarvojen käyttö torjuu tehokkaasti niveljalkaisten aiheuttamia vahinkoja vähentämättä satoja verrattuna kalenteripohjaisiin torjunta-aineiden levitysohjelmiin. Lisäksi kynnysarvojen käyttö voi vähentää torjunta-aineiden levitystä yli 40 %.MuutLaajamittaiset torjunta-aineiden käyttötapojen arvioinnit Ranskan viljelysmailla ja kasvitautien torjuntakokeet ovat myös osoittaneet, että torjunta-aineiden käyttöä voidaan vähentää40-50% vaikuttamatta satoihin. Nämä tulokset korostavat tarvetta jatkaa uusien tuholaistorjunnan kynnysarvojen kehittämistä ja resurssien tarjoamista niiden laajamittaisen käytön edistämiseksi. Maatalousmaan käytön lisääntyessä torjunta-aineiden käyttö uhkaa edelleen luonnonjärjestelmiä, mukaan lukien erityisen herkkiä ja arvokkaitaelinympäristöjäTorjunta-aineiden kynnysarvoihin perustuvien ohjelmien laajempi käyttöönotto ja toteuttaminen voi kuitenkin lieventää näitä vaikutuksia ja siten parantaa maatalouden kestävyyttä ja ympäristöystävällisyyttä.
Tiedot esitetään käsikirjoituksessa tai lisätiedostossa, ja ne ovat myös julkisesti saatavilla tekijän GitHub-tilillä osoitteessa https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce.
Julkaisun aika: 12. tammikuuta 2026