Die Schädlings- und Krankheitsbekämpfung ist für die landwirtschaftliche Produktion von entscheidender Bedeutung, da sie Nutzpflanzen vor Schädlingen und Krankheiten schützt. Schwellenwertbasierte Bekämpfungsprogramme, bei denen Pflanzenschutzmittel nur dann eingesetzt werden, wenn die Populationsdichte von Schädlingen und Krankheiten einen festgelegten Schwellenwert überschreitet, können den Pflanzenschutzmitteleinsatz reduzieren. Die Wirksamkeit dieser Programme ist jedoch unklar und variiert stark. Um die umfassenderen Auswirkungen schwellenwertbasierter Bekämpfungsprogramme auf landwirtschaftliche Arthropodenschädlinge zu bewerten, führten wir eine Metaanalyse von 126 Studien mit 466 Versuchen an 34 Nutzpflanzen durch. Dabei verglichen wir schwellenwertbasierte Programme mit kalenderbasierten (d. h. wöchentlichen oder nicht artenspezifischen) Pflanzenschutzprogrammen und/oder unbehandelten Kontrollen. Im Vergleich zu kalenderbasierten Programmen reduzierten schwellenwertbasierte Programme den Pflanzenschutzmitteleinsatz um 44 % und die damit verbundenen Kosten um 40 %, ohne die Wirksamkeit der Schädlings- und Krankheitsbekämpfung oder den Gesamtertrag zu beeinträchtigen. Schwellenwertbasierte Programme erhöhten zudem die Populationen nützlicher Insekten und erzielten ein ähnliches Maß an Bekämpfung von durch Arthropoden übertragenen Krankheiten wie kalenderbasierte Programme. Angesichts des Umfangs und der Beständigkeit dieser Vorteile ist eine verstärkte politische und finanzielle Unterstützung erforderlich, um die Anwendung dieses Kontrollansatzes in der Landwirtschaft zu fördern.
Die Datensätze wurden durch Datenbankrecherchen und Recherchen in anderen Quellen identifiziert, auf Relevanz geprüft, auf Eignung bewertet und schließlich auf 126 Studien eingegrenzt, die in die abschließende quantitative Metaanalyse einbezogen wurden.
Nicht alle Studien berichteten über Mittelwerte und Varianzen; daher berechneten wir den mittleren Variationskoeffizienten, um die Varianz des Logarithmus zu schätzen.Verhältnis 0,25Bei Studien mit unbekannten Standardabweichungen verwendeten wir Gleichung 4 zur Schätzung des Log-Verhältnisses und Gleichung 5 zur Schätzung der zugehörigen Standardabweichung. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die Standardabweichung des lnRR auch dann in die Metaanalyse einbezogen werden kann, wenn sie fehlt. Dies geschieht durch Berechnung der fehlenden Standardabweichung mithilfe des gewichteten mittleren Variationskoeffizienten aus Studien, die Standardabweichungen zentral angeben.
Für Studien mit bekannten Standardabweichungen werden die folgenden Formeln 1 und 2 verwendet, um das Log-Verhältnis und die entsprechende Standardabweichung 25 zu schätzen.
Bei Studien mit unbekannten Standardabweichungen werden die folgenden Formeln 3 und 4 verwendet, um das Log-Verhältnis und die entsprechende Standardabweichung 25 zu schätzen.
Tabelle 1 zeigt die Punktschätzungen der Verhältnisse, die zugehörigen Standardfehler, Konfidenzintervalle und p-Werte für jedes Maß und jeden Vergleich. Um das Vorliegen einer Asymmetrie der betreffenden Maße zu ermitteln, wurden Funnel-Plots erstellt (Ergänzende Abbildung 1). Die ergänzenden Abbildungen 2–7 zeigen die Schätzungen für die betreffenden Maße in den einzelnen Studien.
Weitere Details zum Studiendesign finden Sie in der Zusammenfassung des Nature Portfolio-Berichts, die von diesem Artikel aus verlinkt ist.
Interessanterweise fanden wir praktisch keine signifikanten Unterschiede in der Wirksamkeit schwellenwertbasierter Pflanzenschutzmittelanwendungen zwischen Spezialkulturen und konventionellen Kulturen hinsichtlich wichtiger Kennzahlen wie Schädlings- und Krankheitsbekämpfung, Ertrag, wirtschaftlicher Nutzen und Auswirkungen auf Nützlinge. Dieses Ergebnis ist nicht überraschend, da sich schwellenwertbasierte Pflanzenschutzmittelanwendungen aus biologischer Sicht zwischen diesen beiden Kulturarten nicht wesentlich unterscheiden. Unterschiede zwischen konventionellen und Spezialkulturen beruhen primär auf wirtschaftlichen und/oder regulatorischen Faktoren und weniger auf Umweltfaktoren. Diese Unterschiede zwischen den Kulturarten beeinflussen die Schädlings- und Krankheitsbekämpfungspraktiken wahrscheinlich stärker als die biologischen Auswirkungen schwellenwertbasierter Pflanzenschutzmittelanwendungen. So weisen Spezialkulturen beispielsweise typischerweise höhere Kosten pro Hektar auf und erfordern daher strengere Qualitätsstandards, was Landwirte aufgrund der Besorgnis über weniger verbreitete Schädlinge und Krankheiten dazu veranlassen kann, Pflanzenschutzmittel präventiv einzusetzen. Umgekehrt ist die Überwachung von Schädlingen und Krankheiten bei großen Anbauflächen konventioneller Kulturen arbeitsintensiver, was die Durchführbarkeit schwellenwertbasierter Pflanzenschutzmittelanwendungen einschränkt. Somit stehen beide Systeme vor spezifischen Herausforderungen, die die Implementierung schwellenwertbasierter Pflanzenschutzmittelanwendungen entweder erleichtern oder behindern können. Da fast alle Studien in unserer Metaanalyse in Umgebungen durchgeführt wurden, in denen die Pestizidbeschränkungen aufgehoben worden waren, ist es nicht verwunderlich, dass wir über alle Anbauarten hinweg stabile Schwellenwerte beobachtet haben.
Unsere Analyse zeigt, dass schwellenwertbasierte Pflanzenschutzprogramme den Pflanzenschutzmitteleinsatz und die damit verbundenen Kosten deutlich reduzieren können. Es bleibt jedoch unklar, ob Landwirte tatsächlich davon profitieren. Die in unserer Metaanalyse berücksichtigten Studien unterschieden sich erheblich in ihren Definitionen von „Standard“-Pflanzenschutzprogrammen – von regionalen Praktiken bis hin zu vereinfachten Kalenderprogrammen. Daher spiegeln die hier berichteten positiven Ergebnisse möglicherweise nicht vollständig die tatsächlichen Erfahrungen der Landwirte wider. Obwohl wir signifikante Kosteneinsparungen durch reduzierten Pflanzenschutzmitteleinsatz dokumentierten, berücksichtigten die ursprünglichen Studien die Kosten für Feldinspektionen in der Regel nicht. Daher könnten die gesamten wirtschaftlichen Vorteile schwellenwertbasierter Managementprogramme etwas geringer ausfallen als in unserer Analyse dargestellt. Allerdings dokumentierten alle Studien, die die Kosten für Feldinspektionen erfassten, reduzierte Produktionskosten aufgrund geringerer Pflanzenschutzmittelkosten. Routinemäßige Überwachung und Feldinspektionen können für vielbeschäftigte Landwirte und Betriebsleiter eine Herausforderung darstellen (US Bureau of Labor Statistics, 2004).
Ökonomische Schadensschwellen spielen eine zentrale Rolle im integrierten Pflanzenschutz (IPM), und die positiven Auswirkungen schwellenwertbasierter Pflanzenschutzprogramme sind seit Langem bekannt. Unsere Forschung hat gezeigt, dass die Bekämpfung von Arthropodenschädlingen in den meisten Systemen unerlässlich ist, da 94 % der Studien einen Ertragsrückgang ohne Pflanzenschutzmitteleinsatz belegen. Ein umsichtiger Pflanzenschutzmitteleinsatz ist jedoch entscheidend für eine langfristig nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung. Wir haben festgestellt, dass die schwellenwertbasierte Anwendung Arthropodenschäden effektiv bekämpft, ohne die Ernteerträge im Vergleich zu kalenderbasierten Pflanzenschutzprogrammen zu beeinträchtigen. Darüber hinaus kann der Pflanzenschutzmitteleinsatz durch die schwellenwertbasierte Anwendung um mehr als 40 % reduziert werden.AndereGroß angelegte Untersuchungen der Pestizidanwendungsmuster in der französischen Landwirtschaft und Versuche zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten haben außerdem gezeigt, dass der Pestizideinsatz reduziert werden kann durch40-50% ohne Ertragseinbußen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit, neue Schwellenwerte für die Schädlingsbekämpfung weiterzuentwickeln und Ressourcen bereitzustellen, um deren breite Anwendung zu fördern. Mit zunehmender Intensität der landwirtschaftlichen Bodennutzung wird der Pestizideinsatz weiterhin natürliche Systeme, darunter auch hochsensible und wertvolle Ökosysteme, bedrohen.LebensräumeEine breitere Anwendung und Umsetzung von Pestizidschwellenprogrammen kann diese Auswirkungen jedoch abmildern und somit die Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit der Landwirtschaft erhöhen.
Veröffentlichungsdatum: 04.12.2025