Οι πρακτικές διαχείρισης που βασίζονται σε κατώτατα όρια μπορούν να μειώσουν τη χρήση φυτοφαρμάκων κατά 44% χωρίς να θέσουν σε κίνδυνο τον έλεγχο των παρασίτων και των ασθενειών ή τις αποδόσεις των καλλιεργειών.

     Διαχείριση παρασίτων και ασθενειώνείναι κρίσιμη για τη γεωργική παραγωγή, προστατεύοντας τις καλλιέργειες από επιβλαβή παράσιτα και ασθένειες. Τα προγράμματα ελέγχου που βασίζονται σε κατώτατα όρια, στα οποία τα φυτοφάρμακα εφαρμόζονται μόνο όταν η πυκνότητα των παρασίτων και των ασθενειών υπερβαίνει ένα προκαθορισμένο όριο, μπορούν να μειώσουν τη χρήση φυτοφαρμάκων. Ωστόσο, ο αντίκτυπος αυτών των προγραμμάτων είναι ασαφής και ποικίλλει ανάλογα με το περιβάλλον. Για να αξιολογήσουμε τον ευρύτερο αντίκτυπο των προγραμμάτων ελέγχου φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε κατώτατα όρια στα γεωργικά αρθρόποδα παράσιτα, διεξήγαμε μια μετα-ανάλυση 126 μελετών που ανέφεραν 466 δοκιμές σε 34 καλλιέργειες, συγκρίνοντας τα προγράμματα που βασίζονται σε κατώτατα όρια με τα προγράμματα που βασίζονται σε ημερολόγιο.έλεγχος φυτοφαρμάκωνπρογράμματα (δηλαδή, εβδομαδιαία ή μη ειδικά για κάθε είδος) ή/και μη επεξεργασμένα αγροτεμάχια ελέγχου. Σε σύγκριση με τα προγράμματα που βασίζονται σε ημερολόγιο, τα προγράμματα που βασίζονται σε κατώτατο όριο μείωσαν τη χρήση φυτοφαρμάκων κατά 44% και το σχετικό κόστος κατά 40% χωρίς να επηρεάσουν την αποτελεσματικότητα του ελέγχου παρασίτων και ασθενειών ή τη συνολική απόδοση. Τα προγράμματα που βασίζονται σε κατώτατο όριο αύξησαν επίσης τους πληθυσμούς των ωφέλιμων εντόμων και πέτυχαν παρόμοιο έλεγχο των ασθενειών που μεταδίδονται από αρθρόποδα με τα προγράμματα που βασίζονται σε ημερολόγιο. Δεδομένης της κλίμακας και της βιωσιμότητας αυτών των οφελών, απαιτείται αυξημένη πολιτική και οικονομική υποστήριξη για την ενθάρρυνση της υιοθέτησης αυτής της μεθόδου ελέγχου στη γεωργία.

Για να αξιολογήσουμε την ευρεία υιοθέτηση πρωτοκόλλων εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε κατώτατα όρια στη γεωργία, αναζητήσαμε συστηματικά σχετικές μελέτες που αξιολογούν την εφαρμογή των κατωφλίων σε συστήματα καλλιέργειας. Χρησιμοποιώντας πολλαπλές μηχανές αναζήτησης, αναλύσαμε τελικά 126 μελέτες για να προσδιορίσουμε τον αντίκτυπο των πρωτοκόλλων εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε κατώτατα όρια στον έλεγχο των αρθροπόδων, την αγροτική παραγωγικότητα και την πυκνότητα των ωφέλιμων αρθροπόδων. Υποθέτουμε ότι τα πρωτόκολλα εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε κατώτατα όρια μπορούν να μειώσουν τη χρήση φυτοφαρμάκων χωρίς να επηρεάσουν τις αποδόσεις των καλλιεργειών. Επιπλέον, σε σύγκριση με τα πρωτόκολλα εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε ημερολόγιο, τα πρωτόκολλα που βασίζονται σε κατώτατα όρια είναι πιο αποτελεσματικά στον έλεγχο των ασθενειών που μεταδίδονται από αρθρόποδα, ενώ ταυτόχρονα υποστηρίζουν την επιβίωση των ωφέλιμων εντόμων.
Διεξήγαμε μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας για να προσδιορίσουμε τον αντίκτυπο των προγραμμάτων διαχείρισης φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε κατώτατα όρια στη γεωργία. Η δημοσιευμένη βιβλιογραφία ανακτήθηκε από το Web of Science και το Google Scholar (Σχήμα 1). Χρησιμοποιήσαμε επίσης μια υβριδική προσέγγιση, χρησιμοποιώντας συμπληρωματικές στρατηγικές για τη βελτίωση της αντιπροσωπευτικότητας και της πληρότητας της βάσης δεδομένων. Συμπεριλάβαμε επίσης μελέτες που βασίζονται στην προσωπική γνώση των ερευνητών για προηγούμενες έρευνες, σχετικά αποθετήρια δεδομένων και μια στρατηγική δειγματοληψίας χιονοστιβάδας (δηλαδή, επιλογή άρθρων από σχετικές αναφορές). Εξετάσαμε το αρχικό σύνολο δεδομένων τον Μάιο του 2023 για να διασφαλίσουμε την πληρότητά του για βασικούς γεωργικούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του τύπου καλλιέργειας, του είδους αρθρόποδων και της χώρας μελέτης. Τα κενά στη βάση δεδομένων αντιμετωπίστηκαν μέσω επακόλουθων αναζητήσεων λέξεων-κλειδιών. Η όλη αναζήτηση για μελέτες που πληρούσαν τα κριτήρια ένταξης διήρκεσε από τον Φεβρουάριο του 2021 έως τον Ιούνιο του 2023.
Τα αρχεία εντοπίστηκαν μέσω αναζητήσεων σε βάσεις δεδομένων και άλλες πηγές, ελέγχθηκαν ως προς τη συνάφειά τους, αξιολογήθηκαν ως προς την καταλληλότητά τους και τελικά περιορίστηκαν σε 126 μελέτες που συμπεριλήφθηκαν στην τελική ποσοτική μετα-ανάλυση.
Για μελέτες με γνωστές τυπικές αποκλίσεις, οι ακόλουθοι τύποι 1 και 25 χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του λογαριθμικού λόγου και της αντίστοιχης τυπικής απόκλισης.
Για μελέτες με άγνωστες τυπικές αποκλίσεις, οι ακόλουθοι τύποι 3 και 4 χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του λογαριθμικού λόγου και της αντίστοιχης τυπικής απόκλισης 25.
Με βάση το τεστ κανονικότητας του Geary (1930)26, αποκλείστηκαν μελέτες με τιμές κάτω του 3 (σύμφωνα με τον τύπο 5 των Nakagawa et al. 2023).
Για περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τη μεθοδολογία της μελέτης, ανατρέξτε στην Σύνοψη της Έκθεσης Χαρτοφυλακίου Φύσης που συνδέεται σε αυτό το άρθρο.
Τα παράσιτα αποτελούν σημαντική απειλή για πολλές καλλιέργειες, αντιπροσωπεύοντας περισσότερα από²⁰% των παγκόσμιων απωλειών απόδοσης.²⁸Παρόλο που τα προγράμματα διαχείρισης παρασίτων που βασίζονται σε κατώτατο όριο αποτελούν τον ακρογωνιαίο λίθο της ολοκληρωμένης διαχείρισης παρασίτων (IPM), ο συνολικός αντίκτυπός τους στη γεωργία παραμένει ασαφής. Ωστόσο, αρκετές ανεξάρτητες μελέτες έχουν εντοπίσει θετικές επιπτώσεις αυτών των προγραμμάτων, συμπεριλαμβανομένου του αποτελεσματικού ελέγχου των παρασίτων, των υψηλών αποδόσεων και των ευεργετικών έμμεσων επιδράσεων σε ορισμένες περιπτώσεις (π.χ., αυξημένη επικονίαση ή βιολογικός έλεγχος). Υποθέτουμε ότι αυτές οι θετικές επιπτώσεις είναι ευρέως διαδεδομένες σε όλη τη γεωργία. Τα αποτελέσματα μιας μετα-ανάλυσης υποστηρίζουν σε μεγάλο βαθμό αυτήν την υπόθεση. Αν και οι πυκνότητες παρασίτων ήταν σημαντικά υψηλότερες στα προγράμματα που βασίζονται σε κατώτατο όριο από ό,τι στα προγράμματα που βασίζονται σε ημερολόγιο, οι δείκτες ζημιών από παράσιτα έδειξαν παρόμοια αποτελεσματικότητα ελέγχου και για τα δύο προγράμματα εφαρμογής φυτοφαρμάκων. Τα προγράμματα εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε κατώτατο όριο και σε ημερολόγιο έδειξαν επίσης παρόμοια καταστολή των ασθενειών των φυτών που μεταδίδονται από αρθρόποδα. Τα προγράμματα που βασίζονται σε κατώτατο όριο κατέδειξαν μεγαλύτερο αριθμό ωφέλιμων αρθροπόδων σε σύγκριση με τα τυπικά προγράμματα εφαρμογής φυτοφαρμάκων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να εξηγηθούν εν μέρει από τη συνολική μείωση κατά 44% στη χρήση φυτοφαρμάκων σε προγράμματα που βασίζονται σε κατώτατο όριο σε σύγκριση με προγράμματα που βασίζονται σε ημερολόγιο. Ωστόσο, παρόλο που οι μέθοδοι ελέγχου που βασίζονται σε κατώτατο όριο και ημερολόγιο δεν έδειξαν σημαντικές διαφορές στην απόδοση, διαπιστώσαμε ότι η μέθοδος κατωφλίου μείωσε ελαφρώς την ποιότητα της απόδοσης. Επιπλέον, ο τύπος της καλλιέργειας (ειδικές καλλιέργειες έναντι συμβατικών καλλιεργειών) μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της μεθόδου ελέγχου κατωφλίου. Συνολικά, τα αποτελέσματά μας υποστηρίζουν την μακροχρόνια άποψη ότι τα προγράμματα διαχείρισης παρασίτων που βασίζονται σε κατώφλι μπορούν να προσφέρουν σημαντικά οφέλη στη διαχείριση παρασίτων και ασθενειών στα γεωργικά συστήματα.
Τα οικονομικά όρια αποτελούν κεντρικό στοιχείο της ολοκληρωμένης διαχείρισης παρασίτων (IPM) και οι ερευνητές έχουν αναφέρει εδώ και καιρό τα θετικά οφέλη των προγραμμάτων εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε όρια. Η μελέτη μας έδειξε ότι ο έλεγχος των αρθροπόδων παρασίτων είναι απαραίτητος στα περισσότερα συστήματα, καθώς το 94% των μελετών δείχνει μείωση των αποδόσεων των καλλιεργειών χωρίς την εφαρμογή φυτοφαρμάκων. Ωστόσο, η συνετή χρήση φυτοφαρμάκων είναι κρίσιμη για τη διασφάλιση μακροπρόθεσμης βιώσιμης γεωργικής ανάπτυξης. Διαπιστώσαμε ότι η χρήση ορίου ελέγχει αποτελεσματικά τη ζημιά στα αρθρόποδα χωρίς να μειώνει τις αποδόσεις σε σύγκριση με τα προγράμματα εφαρμογής φυτοφαρμάκων που βασίζονται σε ημερολόγιο. Επιπλέον, η χρήση ορίου μπορεί να μειώσει την εφαρμογή φυτοφαρμάκων κατά περισσότερο από 40%.^ΑλλοςΟι μεγάλης κλίμακας αξιολογήσεις των προτύπων χρήσης φυτοφαρμάκων σε γαλλικές γεωργικές εκτάσεις και οι δοκιμές ελέγχου των φυτικών ασθενειών έχουν επίσης δείξει ότι η εφαρμογή φυτοφαρμάκων μπορεί να μειωθεί κατά^40-50% χωρίς να επηρεάζονται οι αποδόσεις. Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν την ανάγκη να συνεχιστεί η ανάπτυξη νέων ορίων για τη διαχείριση των παρασίτων και η παροχή πόρων για την ενθάρρυνση της ευρείας χρήσης τους. Καθώς αυξάνεται η χρήση γεωργικής γης, η χρήση φυτοφαρμάκων θα συνεχίσει να απειλεί τα φυσικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων ιδιαίτερα ευαίσθητων και πολύτιμων^{οικοτόπων}Ωστόσο, η ευρύτερη υιοθέτηση και εφαρμογή προγραμμάτων που βασίζονται σε όρια φυτοφαρμάκων μπορεί να μετριάσει αυτές τις επιπτώσεις, βελτιώνοντας έτσι τη βιωσιμότητα και την περιβαλλοντική φιλικότητα της γεωργίας.
Τα δεδομένα παρουσιάζονται στο χειρόγραφο ή σε ένα συμπληρωματικό αρχείο πληροφοριών και είναι επίσης δημόσια διαθέσιμα στον λογαριασμό GitHub του συγγραφέα στη διεύθυνση https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce.