تکنیک‌های مدیریت مبتنی بر آستانه می‌توانند مصرف آفت‌کش‌ها را تا ۴۴ درصد کاهش دهند، بدون اینکه بر کنترل آفات و بیماری‌ها یا عملکرد محصول تأثیر بگذارند.

مدیریت آفات و بیماری‌ها برای تولید محصولات کشاورزی بسیار مهم است و از محصولات در برابر آفات و بیماری‌های مضر محافظت می‌کند. برنامه‌های کنترل مبتنی بر آستانه، که فقط زمانی از آفت‌کش‌ها استفاده می‌کنند که تراکم جمعیت آفات و بیماری‌ها از یک آستانه از پیش تعیین‌شده فراتر رود، می‌توانند مصرف آفت‌کش‌ها را کاهش دهند. با این حال، اثربخشی این برنامه‌ها مشخص نیست و بسیار متفاوت است. برای ارزیابی تأثیر گسترده‌تر برنامه‌های کنترل مبتنی بر آستانه بر آفات بندپایان کشاورزی، ما یک متاآنالیز از ۱۲۶ مطالعه، شامل ۴۶۶ آزمایش بر روی ۳۴ محصول، انجام دادیم که برنامه‌های مبتنی بر آستانه را با برنامه‌های کنترل آفت‌کش مبتنی بر تقویم (یعنی هفتگی یا غیر اختصاصی گونه) و/یا کنترل‌های بدون تیمار مقایسه می‌کرد. در مقایسه با برنامه‌های مبتنی بر تقویم، برنامه‌های مبتنی بر آستانه، کاربرد آفت‌کش‌ها را ۴۴٪ و هزینه‌های مرتبط را ۴۰٪ کاهش دادند، بدون اینکه بر اثربخشی کنترل آفات و بیماری‌ها یا عملکرد کلی محصول تأثیر بگذارند. برنامه‌های مبتنی بر آستانه همچنین جمعیت حشرات مفید را افزایش دادند و به سطوح مشابهی از کنترل بیماری‌های منتقله از بندپایان مانند برنامه‌های مبتنی بر تقویم دست یافتند. با توجه به وسعت و ثبات این مزایا، برای تشویق به پذیرش این رویکرد کنترلی در کشاورزی، حمایت سیاسی و مالی بیشتری مورد نیاز است.
سوابق از طریق جستجو در پایگاه‌های داده و سایر منابع شناسایی شدند، از نظر مرتبط بودن غربالگری شدند، از نظر واجد شرایط بودن ارزیابی شدند و در نهایت به ۱۲۶ مطالعه محدود شدند که در متاآنالیز کمی نهایی گنجانده شدند.
همه مطالعات میانگین و واریانس را گزارش نکردند؛ بنابراین، ما میانگین ضریب تغییرات را برای تخمین واریانس لگاریتم محاسبه کردیم.^نسبت.25برای مطالعاتی با انحراف معیار نامعلوم، از معادله ۴ برای تخمین نسبت لگاریتمی و از معادله ۵ برای تخمین انحراف معیار مربوطه استفاده کردیم. مزیت این روش این است که حتی اگر انحراف معیار تخمینی lnRR از دست رفته باشد، باز هم می‌توان آن را با محاسبه انحراف معیار از دست رفته با استفاده از ضریب میانگین وزنی تغییرات از مطالعاتی که انحراف معیارها را به صورت متمرکز گزارش می‌کنند، در متاآنالیز گنجاند.
برای مطالعاتی با انحراف معیار معلوم، فرمول‌های ۱ و ۲ زیر برای تخمین نسبت لگاریتمی و انحراف معیار مربوطه ۲۵ استفاده می‌شوند.
برای مطالعاتی که انحراف معیار آنها نامعلوم است، از فرمول‌های ۳ و ۴ زیر برای تخمین نسبت لگاریتمی و انحراف معیار مربوطه ۲۵ استفاده می‌شود.
جدول 1 تخمین‌های نقطه‌ای نسبت‌ها، خطاهای استاندارد مرتبط، فواصل اطمینان و مقادیر p را برای هر معیار و مقایسه ارائه می‌دهد. نمودارهای قیفی برای تعیین وجود عدم تقارن برای معیارهای مورد نظر ساخته شدند (شکل تکمیلی 1). شکل‌های تکمیلی 2 تا 7 تخمین‌های مربوط به معیارهای مورد نظر را در هر مطالعه ارائه می‌دهند.
جزئیات بیشتر در مورد طرح مطالعه را می‌توانید در خلاصه گزارش Nature Portfolio که در این مقاله لینک شده است، بیابید.
جالب توجه است که ما عملاً هیچ تفاوت معناداری در اثربخشی کاربردهای آفت‌کش مبتنی بر آستانه بین محصولات خاص و مرسوم برای معیارهای کلیدی مانند کنترل آفات و بیماری‌ها، عملکرد، مزایای اقتصادی و تأثیر بر حشرات مفید پیدا نکردیم. این نتیجه با توجه به اینکه از دیدگاه بیولوژیکی، برنامه‌های کاربرد آفت‌کش مبتنی بر آستانه تفاوت معناداری بین این دو نوع محصول ندارند، تعجب‌آور نیست. تفاوت‌های بین محصولات معمول و خاص در درجه اول از عوامل اقتصادی و/یا نظارتی ناشی می‌شود تا عوامل محیطی. این تفاوت‌ها بین انواع محصولات بیشتر احتمال دارد که بر شیوه‌های مدیریت آفات و بیماری‌ها تأثیر بگذارد تا اثرات بیولوژیکی کاربردهای آفت‌کش مبتنی بر آستانه. به عنوان مثال، محصولات خاص معمولاً هزینه واحد بالاتری در هکتار دارند و بنابراین به استانداردهای کیفی سختگیرانه‌تری نیاز دارند که ممکن است کشاورزان را به دلیل نگرانی در مورد آفات و بیماری‌های کمتر رایج، به استفاده پیشگیرانه از آفت‌کش‌ها ترغیب کند. برعکس، وسعت زیاد محصولات مرسوم، نظارت بر آفات و بیماری‌ها را پرزحمت‌تر می‌کند و امکان اجرای برنامه‌های کاربرد آفت‌کش مبتنی بر آستانه را محدود می‌کند. بنابراین، هر دو سیستم با فشارهای منحصر به فردی روبرو هستند که می‌توانند اجرای برنامه‌های کاربرد آفت‌کش مبتنی بر آستانه را تسهیل یا مانع کنند. از آنجایی که تقریباً تمام مطالعات انجام شده در متاآنالیز ما در محیط‌هایی انجام شده است که محدودیت‌های استفاده از آفت‌کش‌ها برداشته شده بود، جای تعجب نیست که مقادیر آستانه پایداری را در انواع محصولات مشاهده کردیم.
تجزیه و تحلیل ما نشان می‌دهد که برنامه‌های مدیریت آفت‌کش‌ها بر اساس آستانه می‌توانند به طور قابل توجهی مصرف آفت‌کش‌ها و هزینه‌های مرتبط را کاهش دهند، اما هنوز مشخص نیست که آیا تولیدکنندگان کشاورزی واقعاً از آنها سود می‌برند یا خیر. مطالعات موجود در متاآنالیز ما در تعاریف خود از برنامه‌های مدیریت آفت‌کش "استاندارد" به طور قابل توجهی متفاوت بودند، از شیوه‌های منطقه‌ای گرفته تا برنامه‌های تقویمی ساده. بنابراین، نتایج مثبتی که ما در اینجا گزارش می‌دهیم ممکن است به طور کامل منعکس کننده تجربیات واقعی تولیدکنندگان نباشد. علاوه بر این، اگرچه ما صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها را به دلیل کاهش مصرف آفت‌کش‌ها ثبت کردیم، اما مطالعات اولیه عموماً هزینه‌های بازرسی میدانی را در نظر نگرفتند. بنابراین، مزایای اقتصادی کلی برنامه‌های مدیریت بر اساس آستانه ممکن است تا حدودی کمتر از نتایج تجزیه و تحلیل ما باشد. با این حال، تمام مطالعاتی که هزینه‌های بازرسی میدانی را گزارش کردند، کاهش هزینه‌های تولید را به دلیل کاهش هزینه‌های آفت‌کش‌ها ثبت کردند. نظارت معمول و بازرسی‌های میدانی می‌تواند برای تولیدکنندگان پرمشغله و مدیران مزرعه چالش برانگیز باشد (دفتر آمار کار ایالات متحده، 2004).
آستانه‌های اقتصادی نقش محوری در مفهوم مدیریت تلفیقی آفات (IPM) ایفا می‌کنند و محققان مدت‌هاست که مزایای مثبت برنامه‌های کاربرد آفت‌کش مبتنی بر آستانه را گزارش کرده‌اند. تحقیقات ما نشان داد که کنترل آفات بندپایان در اکثر سیستم‌ها ضروری است، زیرا ۹۴٪ مطالعات نشان دهنده کاهش عملکرد محصول بدون کاربرد آفت‌کش است. با این حال، استفاده محتاطانه از آفت‌کش‌ها برای ارتقای توسعه پایدار کشاورزی در درازمدت بسیار مهم است. ما دریافتیم که کاربرد مبتنی بر آستانه در مقایسه با برنامه‌های کاربرد آفت‌کش مبتنی بر تقویم، به طور مؤثر آسیب بندپایان را بدون کاهش عملکرد محصول کنترل می‌کند. علاوه بر این، کاربرد مبتنی بر آستانه می‌تواند استفاده از آفت‌کش‌ها را بیش از ۴۰٪ کاهش دهد.^دیگرارزیابی‌های گسترده از الگوهای کاربرد آفت‌کش‌ها در زمین‌های کشاورزی فرانسه و آزمایش‌های کنترل بیماری‌های گیاهی نیز نشان داده است که می‌توان کاربرد آفت‌کش‌ها را با ... کاهش داد.^۴۰-۵۰% بدون تأثیر بر عملکرد. این نتایج، نیاز به توسعه بیشتر آستانه‌های جدید برای مدیریت آفات و تأمین منابع برای تشویق استفاده گسترده از آنها را برجسته می‌کند. با افزایش شدت استفاده از زمین‌های کشاورزی، استفاده از آفت‌کش‌ها همچنان سیستم‌های طبیعی، از جمله سیستم‌های بسیار حساس و ارزشمند را تهدید می‌کند.^{زیستگاه‌ها}با این حال، پذیرش و اجرای گسترده‌تر برنامه‌های آستانه آفت‌کش‌ها می‌تواند این اثرات را کاهش دهد و در نتیجه پایداری و سازگاری کشاورزی با محیط زیست را افزایش دهد.