แนวทางการจัดการแบบกำหนดเกณฑ์สามารถลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชได้ถึง 44% โดยไม่กระทบต่อการควบคุมศัตรูพืชและโรค หรือผลผลิตทางการเกษตร

     การจัดการศัตรูพืชและโรคการควบคุมศัตรูพืชมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตทางการเกษตร เนื่องจากช่วยปกป้องพืชผลจากศัตรูพืชและโรคที่เป็นอันตราย โปรแกรมควบคุมแบบกำหนดเกณฑ์ ซึ่งจะใช้สารกำจัดศัตรูพืชเฉพาะเมื่อความหนาแน่นของศัตรูพืชและโรคเกินเกณฑ์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า สามารถลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชได้ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบของโปรแกรมเหล่านี้ยังไม่ชัดเจนและแตกต่างกันไปในแต่ละสภาพแวดล้อม เพื่อประเมินผลกระทบในวงกว้างของโปรแกรมควบคุมศัตรูพืชแบบกำหนดเกณฑ์ต่อศัตรูพืชกลุ่มแมลงในภาคเกษตร เราจึงทำการวิเคราะห์ข้อมูลจากงานวิจัย 126 ชิ้นที่รายงานการทดลอง 466 ครั้งในพืชผล 34 ชนิด โดยเปรียบเทียบโปรแกรมแบบกำหนดเกณฑ์กับโปรแกรมแบบอิงตามปฏิทินการควบคุมศัตรูพืชด้วยสารกำจัดศัตรูพืชโปรแกรมควบคุมศัตรูพืชแบบกำหนดเกณฑ์ (เช่น โปรแกรมรายสัปดาห์หรือแบบไม่จำเพาะเจาะจงชนิด) และ/หรือแปลงควบคุมที่ไม่ได้รับการรักษา เมื่อเปรียบเทียบกับโปรแกรมตามปฏิทิน โปรแกรมแบบกำหนดเกณฑ์ช่วยลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชลง 44% และค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องลง 40% โดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพในการควบคุมศัตรูพืชและโรค หรือผลผลิตโดยรวม โปรแกรมแบบกำหนดเกณฑ์ยังช่วยเพิ่มจำนวนแมลงที่เป็นประโยชน์และควบคุมโรคที่เกิดจากแมลงได้ใกล้เคียงกับโปรแกรมตามปฏิทิน เมื่อพิจารณาถึงขนาดและความยั่งยืนของผลประโยชน์เหล่านี้ จำเป็นต้องได้รับการสนับสนุนทางการเมืองและการเงินเพิ่มขึ้นเพื่อส่งเสริมการนำวิธีการควบคุมนี้ไปใช้ในภาคเกษตรกรรม

เพื่อประเมินการนำโปรโตคอลการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบอิงเกณฑ์มาใช้ในวงกว้างในภาคเกษตรกรรม เราได้ค้นหางานวิจัยที่เกี่ยวข้องอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับการประเมินการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบอิงเกณฑ์ในระบบการปลูกพืช โดยใช้เครื่องมือค้นหาหลายตัว เราได้วิเคราะห์งานวิจัยทั้งหมด 126 ชิ้น เพื่อพิจารณาผลกระทบของโปรโตคอลการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบอิงเกณฑ์ต่อการควบคุมศัตรูพืชจำพวกแมลง การเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร และความหนาแน่นของแมลงที่เป็นประโยชน์ เราตั้งสมมติฐานว่าโปรโตคอลการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบอิงเกณฑ์สามารถลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิตพืช นอกจากนี้ เมื่อเปรียบเทียบกับโปรโตคอลการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบอิงตามปฏิทิน โปรโตคอลแบบอิงเกณฑ์มีประสิทธิภาพมากกว่าในการควบคุมโรคที่เกิดจากแมลง ในขณะเดียวกันก็ช่วยสนับสนุนการอยู่รอดของแมลงที่เป็นประโยชน์ด้วย
เราได้ทำการทบทวนวรรณกรรมเพื่อพิจารณาผลกระทบของโปรแกรมการจัดการสารกำจัดศัตรูพืชแบบอิงเกณฑ์ในภาคเกษตรกรรม วรรณกรรมที่ตีพิมพ์แล้วถูกรวบรวมจาก Web of Science และ Google Scholar (ภาพที่ 1) นอกจากนี้ เรายังใช้วิธีการแบบผสมผสาน โดยใช้กลยุทธ์เสริมเพื่อปรับปรุงความครอบคลุมและเป็นตัวแทนที่ดีของฐานข้อมูล เรายังรวมการศึกษาที่อิงจากความรู้ส่วนตัวของผู้วิจัยเกี่ยวกับการวิจัยก่อนหน้านี้ คลังข้อมูลที่เกี่ยวข้อง และกลยุทธ์การสุ่มตัวอย่างแบบลูกโซ่ (เช่น การเลือกบทความจากเอกสารอ้างอิงที่เกี่ยวข้อง) เราได้ตรวจสอบชุดข้อมูลเริ่มต้นในเดือนพฤษภาคม 2566 เพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์สำหรับปัจจัยทางการเกษตรที่สำคัญ รวมถึงประเภทพืช ชนิดของแมลง และประเทศที่ทำการศึกษา ช่องว่างในฐานข้อมูลได้รับการแก้ไขผ่านการค้นหาคำสำคัญในภายหลัง การค้นหาการศึกษาทั้งหมดที่ตรงตามเกณฑ์การรวมใช้เวลาตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์ 2564 ถึงเดือนมิถุนายน 2566
มีการระบุบันทึกผ่านฐานข้อมูลและการค้นหาจากแหล่งข้อมูลอื่น ๆ คัดกรองความเกี่ยวข้อง ประเมินคุณสมบัติ และสุดท้ายคัดเลือกเหลือ 126 การศึกษาที่รวมอยู่ในเมตาการวิเคราะห์เชิงปริมาณขั้นสุดท้าย
สำหรับการศึกษาที่ทราบค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานแล้ว จะใช้สูตรต่อไปนี้ 1 และ 25 ในการประมาณอัตราส่วนลอการิทึมและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่สอดคล้องกัน
สำหรับการศึกษาที่ไม่ทราบค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน จะใช้สูตร 3 และ 4 ต่อไปนี้ในการประมาณอัตราส่วนลอการิทึมและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่สอดคล้องกัน 25
จากการทดสอบความปกติของ Geary (1930)26 งานวิจัยที่มีค่าต่ำกว่า 3 จะถูกยกเว้น (ตามสูตร 5 ของ Nakagawa et al. 2023)
สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการศึกษา โปรดดูบทสรุปรายงาน Nature Portfolio ที่เชื่อมโยงอยู่ในบทความนี้
ศัตรูพืชเป็นภัยคุกคามที่สำคัญต่อพืชผลทางการเกษตรหลายชนิด คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า...²⁰เปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียผลผลิตทั่วโลก²⁸แม้ว่าโปรแกรมการจัดการศัตรูพืชแบบกำหนดเกณฑ์จะเป็นหัวใจสำคัญของการจัดการศัตรูพืชแบบบูรณาการ (IPM) แต่ผลกระทบโดยรวมต่อภาคเกษตรกรรมยังคงไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม การศึกษาอิสระหลายชิ้นได้ระบุถึงผลดีของโปรแกรมเหล่านี้ รวมถึงการควบคุมศัตรูพืชที่มีประสิทธิภาพ ผลผลิตสูง และผลดีทางอ้อมในบางกรณี (เช่น การผสมเกสรที่เพิ่มขึ้น หรือการควบคุมทางชีวภาพ) เราตั้งสมมติฐานว่าผลดีเหล่านี้แพร่หลายในภาคเกษตรกรรม ผลการวิเคราะห์เชิงเมตา (meta-analysis) ส่วนใหญ่สนับสนุนสมมติฐานนี้ แม้ว่าความหนาแน่นของศัตรูพืชจะสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในโปรแกรมแบบกำหนดเกณฑ์เมื่อเทียบกับโปรแกรมแบบอิงตามปฏิทิน แต่ดัชนีความเสียหายจากศัตรูพืชแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการควบคุมที่คล้ายคลึงกันสำหรับทั้งสองโปรแกรมการใช้สารกำจัดศัตรูพืช โปรแกรมการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบกำหนดเกณฑ์และแบบอิงตามปฏิทินยังแสดงให้เห็นถึงการยับยั้งโรคพืชที่เกิดจากแมลงพาหะที่คล้ายคลึงกัน โปรแกรมแบบกำหนดเกณฑ์แสดงให้เห็นจำนวนแมลงพาหะที่เป็นประโยชน์มากกว่าเมื่อเทียบกับโปรแกรมการใช้สารกำจัดศัตรูพืชแบบมาตรฐาน ผลลัพธ์เหล่านี้สามารถอธิบายได้บางส่วนจากการลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชโดยรวม 44% ในโปรแกรมแบบกำหนดเกณฑ์เมื่อเทียบกับโปรแกรมแบบอิงตามปฏิทิน อย่างไรก็ตาม แม้ว่าวิธีการควบคุมแบบกำหนดเกณฑ์และแบบอิงตามปฏิทินจะไม่แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านผลผลิต แต่เราพบว่าวิธีการกำหนดเกณฑ์ลดคุณภาพผลผลิตลงเล็กน้อย นอกจากนี้ ประเภทของพืช (พืชเฉพาะทางเทียบกับพืชทั่วไป) สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพของวิธีการควบคุมแบบใช้เกณฑ์อย่างมีนัยสำคัญ โดยรวมแล้ว ผลการวิจัยของเราสนับสนุนมุมมองที่มีมาอย่างยาวนานว่า โปรแกรมการจัดการศัตรูพืชแบบใช้เกณฑ์สามารถให้ประโยชน์อย่างมากในการจัดการศัตรูพืชและโรคในระบบการเกษตร
เกณฑ์ทางเศรษฐกิจเป็นองค์ประกอบสำคัญของแนวคิดการจัดการศัตรูพืชแบบบูรณาการ (IPM) และนักวิจัยได้รายงานถึงประโยชน์เชิงบวกของโปรแกรมการใช้สารกำจัดศัตรูพืชโดยอิงตามเกณฑ์มานานแล้ว การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการควบคุมศัตรูพืชจำพวกแมลงเป็นสิ่งจำเป็นในระบบส่วนใหญ่ เนื่องจาก 94% ของการศึกษาชี้ให้เห็นว่าผลผลิตพืชลดลงหากไม่มีการใช้สารกำจัดศัตรูพืช อย่างไรก็ตาม การใช้สารกำจัดศัตรูพืชอย่างรอบคอบมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาการเกษตรที่ยั่งยืนในระยะยาว เราพบว่าการใช้เกณฑ์สามารถควบคุมความเสียหายจากแมลงได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ลดผลผลิตเมื่อเทียบกับโปรแกรมการใช้สารกำจัดศัตรูพืชตามปฏิทิน นอกจากนี้ การใช้เกณฑ์ยังสามารถลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชได้มากกว่า 40%^อื่นการประเมินรูปแบบการใช้สารกำจัดศัตรูพืชในพื้นที่เพาะปลูกของฝรั่งเศสในวงกว้างและการทดลองควบคุมโรคพืชแสดงให้เห็นว่าสามารถลดการใช้สารกำจัดศัตรูพืชได้โดย^40-50โดยไม่ส่งผลกระทบต่อผลผลิต ผลลัพธ์เหล่านี้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการพัฒนาเกณฑ์ใหม่สำหรับการจัดการศัตรูพืชอย่างต่อเนื่อง และจัดหาทรัพยากรเพื่อส่งเสริมการใช้งานอย่างแพร่หลาย เมื่อการใช้ที่ดินเพื่อการเกษตรเพิ่มขึ้น การใช้สารกำจัดศัตรูพืชจะยังคงคุกคามระบบนิเวศทางธรรมชาติ รวมถึงระบบนิเวศที่อ่อนไหวและมีคุณค่าเป็นพิเศษ^{แหล่งที่อยู่อาศัย}อย่างไรก็ตาม การนำโปรแกรมที่กำหนดเกณฑ์ปริมาณสารกำจัดศัตรูพืชมาใช้และดำเนินการอย่างกว้างขวางมากขึ้น สามารถบรรเทาผลกระทบเหล่านี้ได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความยั่งยืนและความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของการเกษตร
ข้อมูลดังกล่าวได้ถูกนำเสนอไว้ในต้นฉบับหรือไฟล์ข้อมูลเพิ่มเติม และยังสามารถเข้าถึงได้โดยสาธารณะบนบัญชี GitHub ของผู้เขียนที่ https://github.com/aleach379/Thresholdsreduce