Kynnysarvoihin perustuvat torjunta-aineiden käyttö voi vähentää 44 % vaikuttamatta tuholais- ja tautien torjuntaan tai satoihin.

Tuholaisten ja tautien torjunta on ratkaisevan tärkeää maataloustuotannolle, sillä se suojelee satoja haitallisilta tuholaisilta ja taudeilta. Kynnysarvoihin perustuvat torjuntaohjelmat, joissa torjunta-aineita käytetään vain silloin, kun tuholais- ja tautipopulaatioiden tiheydet ylittävät ennalta määrätyn kynnysarvon, voivat vähentää torjunta-aineiden käyttöä. Näiden ohjelmien tehokkuus on kuitenkin epäselvä ja vaihtelee suuresti. Arvioidaksemme kynnysarvoihin perustuvien torjuntaohjelmien laajempaa vaikutusta maatalouden niveljalkaistuholaisiin, teimme meta-analyysin 126 tutkimuksesta, mukaan lukien 466 koetta 34 viljelykasvilla. Analyysissä verrattiin kynnysarvoihin perustuvia ohjelmia kalenteripohjaisiin (eli viikoittaisiin tai lajikohtaisiin) torjunta-aineiden torjuntaohjelmiin ja/tai käsittelemättömiin torjunta-aineisiin. Kalenteripohjaisiin ohjelmiin verrattuna kynnysarvoihin perustuvat ohjelmat vähensivät torjunta-aineiden käyttöä 44 % ja siihen liittyviä kustannuksia 40 % vaikuttamatta tuholaisten ja tautien torjunnan tehokkuuteen tai kokonaissatomäärään. Kynnysarvoihin perustuvat ohjelmat lisäsivät myös hyödyllisten hyönteisten populaatioita ja saavuttivat samanlaisen niveljalkaisten levittämien tautien torjuntatason kuin kalenteripohjaiset ohjelmat. Näiden hyötyjen laajuuden ja johdonmukaisuuden vuoksi tarvitaan lisää poliittista ja taloudellista tukea tämän torjuntamenetelmän käyttöönoton edistämiseksi maataloudessa.
Tietueet tunnistettiin tietokantahauilla ja muilla lähteillä, niiden relevanttius seulottiin, kelpoisuus arvioitiin ja lopulta rajattiin 126 tutkimukseen, jotka sisällytettiin lopulliseen kvantitatiiviseen meta-analyysiin.
Kaikissa tutkimuksissa ei raportoitu keskiarvoja ja varianssiarvoja; siksi laskimme keskimääräisen variaatiokertoimen logaritmisen vaihtelun arvioimiseksi.^{suhde 0,25}Tutkimuksissa, joissa keskihajonnat olivat tuntemattomia, käytimme yhtälöä 4 logaritmisen suhteen arvioimiseen ja yhtälöä 5 vastaavan keskihajonnan arvioimiseen. Tämän menetelmän etuna on, että vaikka lnRR:n arvioitu keskihajonta puuttuisi, se voidaan silti sisällyttää meta-analyysiin laskemalla puuttuva keskihajonta käyttämällä keskitetysti keskihajonnat raportoivien tutkimusten painotettua keskimääräistä variaatiokerrointa.
Tutkimuksissa, joissa standardipoikkeamat tunnetaan, käytetään seuraavia kaavoja 1 ja 2 logaritmisen suhteen ja vastaavan standardipoikkeaman 25 arvioimiseen.
Tutkimuksissa, joissa keskihajonnat ovat tuntemattomia, käytetään seuraavia kaavoja 3 ja 4 logaritmisen suhteen ja vastaavan keskihajonnan 25 arvioimiseen.
Taulukossa 1 esitetään kunkin mittarin ja vertailun suhteiden piste-estimaatit, niihin liittyvät keskivirheet, luottamusvälit ja p-arvot. Suppilodiagrammit konstruoitiin kyseisten mittareiden epäsymmetrian esiintymisen määrittämiseksi (lisäkuva 1). Lisäkuvat 2–7 esittävät kyseisten mittareiden arviot kussakin tutkimuksessa.
Lisätietoja tutkimusasetelmasta löytyy Nature Portfolio -raportin yhteenvedosta, johon on linkki tässä artikkelissa.
Mielenkiintoista kyllä, emme havainneet käytännössä merkittäviä eroja kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysten tehokkuudessa erikois- ja perinteisten viljelykasvien välillä keskeisten mittareiden, kuten tuholais- ja tautien torjunnan, sadon, taloudellisten hyötyjen ja hyödyllisiin hyönteisiin kohdistuvien vaikutusten, osalta. Tämä tulos ei ole yllättävä, kun otetaan huomioon, että biologisesta näkökulmasta kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysohjelmien tehokkuudessa ei ole merkittäviä eroja näiden kahden viljelykasvityypin välillä. Perinteisten ja erikoisviljelykasvien väliset erot johtuvat ensisijaisesti taloudellisista ja/tai sääntelytekijöistä eikä niinkään ympäristötekijöistä. Nämä viljelykasvityypin väliset erot vaikuttavat todennäköisemmin tuholais- ja tautien torjuntakäytäntöihin kuin kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysten biologisiin vaikutuksiin. Esimerkiksi erikoisviljelykasveilla on tyypillisesti korkeammat yksikkökustannukset hehtaaria kohden, ja siksi ne vaativat tiukempia laatustandardeja, mikä voi motivoida viljelijöitä käyttämään torjunta-aineita ennaltaehkäisevästi harvinaisten tuholaisten ja tautien vuoksi. Toisaalta perinteisten viljelykasvien suuret viljelyalat tekevät tuholais- ja tautien seurannasta työvoimavaltaisempaa, mikä rajoittaa kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysohjelmien toteuttamiskelpoisuutta. Näin ollen molemmat järjestelmät kohtaavat ainutlaatuisia paineita, jotka voivat joko helpottaa tai haitata kynnysarvoihin perustuvien torjunta-aineiden levitysohjelmien toteuttamista. Koska lähes kaikki meta-analyysiimme sisältyneet tutkimukset tehtiin ympäristöissä, joissa torjunta-aineiden rajoitukset oli poistettu, ei ole yllättävää, että havaitsimme vakaat kynnysarvot eri viljelykasvilajeissa.
Analyysimme osoittaa, että kynnysarvoihin perustuvat torjunta-aineiden hallintaohjelmat voivat vähentää merkittävästi torjunta-aineiden käyttöä ja siihen liittyviä kustannuksia, mutta on edelleen epäselvää, hyötyvätkö maataloustuottajat niistä todella. Meta-analyysiimme sisältyneet tutkimukset vaihtelivat merkittävästi "standardien" torjunta-aineiden hallintaohjelmien määritelmissä, ja ne vaihtelivat alueellisista käytännöistä yksinkertaistettuihin kalenteriohjelmiin. Siksi tässä raportoimamme positiiviset tulokset eivät välttämättä täysin vastaa tuottajien todellisia kokemuksia. Lisäksi, vaikka dokumentoimme merkittäviä kustannussäästöjä torjunta-aineiden käytön vähenemisen ansiosta, alkuperäisissä tutkimuksissa ei yleensä otettu huomioon peltotarkastuskustannuksia. Siksi kynnysarvoihin perustuvien hallintaohjelmien kokonaistaloudelliset hyödyt voivat olla jonkin verran pienemmät kuin analyysimme tulokset. Kaikissa peltotarkastuskustannuksia raportoineissa tutkimuksissa dokumentoitiin kuitenkin tuotantokustannusten alenemista torjunta-ainekustannusten alenemisen vuoksi. Rutiiniseuranta ja peltotarkastukset voivat olla haastavia kiireisille tuottajille ja tilanhoitajille (Yhdysvaltain työtilastovirasto, 2004).
Taloudellisilla kynnysarvoilla on keskeinen rooli integroidun tuholaistorjunnan (IPM) konseptissa, 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 vähenemisen ilman torjunta-aineiden levitystä. Torjunta-aineiden harkittu käyttö on kuitenkin ratkaisevan tärkeää pitkän aikavälin kestävän maatalouden kehityksen edistämiseksi. Havaitsimme, että kynnysarvoihin perustuva levitys torjuu tehokkaasti niveljalkaisten aiheuttamia vahinkoja tinkimättä sadoista verrattuna kalenteriperusteisiin torjunta-aineiden levitysohjelmiin. Lisäksi kynnysarvoihin perustuva levitys voi vähentää torjunta-aineiden käyttöä yli 40 %.^MuutLaajamittaiset torjunta-aineiden levitysmallien arvioinnit Ranskan viljelysmailla ja kasvitautien torjuntakokeet ovat myös osoittaneet, että torjunta-aineiden käyttöä voidaan vähentää^40-50% vaikuttamatta satoon. Nämä tulokset korostavat tarvetta kehittää edelleen uusia tuholaistorjunnan kynnysarvoja ja tarjota resursseja niiden laajamittaisen käytön edistämiseksi. Maatalousmaan käytön intensiteetin kasvaessa torjunta-aineiden käyttö uhkaa edelleen luonnonjärjestelmiä, mukaan lukien erittäin herkkiä ja arvokkaita^{elinympäristöjä}Torjunta-aineiden kynnysarvo-ohjelmien laajempi käyttöönotto ja toteuttaminen voi kuitenkin lieventää näitä vaikutuksia ja siten lisätä maatalouden kestävyyttä ja ympäristöystävällisyyttä.