“管理措施”——一种用于园艺领域的综合害虫管理指标
《Pest Management Science》:Measure to manage – an integrated pest management metric for horticulture
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时间:2026年03月28日
来源:Pest Management Science 3.8
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摘要
背景
综合害虫管理(IPM)是全球主要的作物保护模式。它基于一系列技术,是一个用于管理害虫(动物害虫、杂草、疾病)的框架,其核心功能是减少农药的使用。为了使政策、研究和技术利益相关者能够有效评估和支持IPM计划,有必要在农场层面量化其采用情况。本研究量化了四个温带国家(爱
摘要
背景
综合害虫管理(IPM)是全球主要的作物保护模式。它基于一系列技术,是一个用于管理害虫(动物害虫、杂草、疾病)的框架,其核心功能是减少农药的使用。为了使政策、研究和技术利益相关者能够有效评估和支持IPM计划,有必要在农场层面量化其采用情况。本研究量化了四个温带国家(爱尔兰、北爱尔兰、苏格兰和英格兰)的IPM采用情况,并探讨了来自更广泛系统环境的潜在影响。量化是通过应用一种经过同行评审的园艺IPM指标来完成的。
结果
分析的四个国家的平均IPM得分为100分中的58分(范围为5-100分)。英格兰的种植者得分最高(100分中的64分),显示出强烈的IPM实践采用意愿,这表明英格兰的IPM环境中有某些因素有助于在农场层面实现更高的采用率。
结论
这项探索性研究是首次将一种通用的园艺指标应用于多国数据集。基于区域的评估结果比较了从国家到农场层面的IPM采用情况,建立了一个可转移的纵向基准框架。我们得出结论,种植者所处的整体运营环境有可能积极影响IPM在田间的采用方式,而最有利于成功的环境是对种植者层面的IPM动机和限制有充分了解的环境。
1 引言
综合害虫管理(IPM)是指一种管理有害生物的方法,强调使用一系列非化学方法来最小化农药的使用及其相关风险。IPM作为一个概念是复杂、多层次且迭代的,其应用背景包括作物类型和生产系统等多种因素。几十年来,IPM的定义范围已经扩大。从一个仅限于管理无脊椎害虫、杂草和疾病的战术策略,发展到现在包含了现代技术的更广泛的框架。虽然IPM主要是一个关注作物健康优化的农业生产模式,但它也是一个生态模式。在商业食品生产中,IPM理想情况下应该结合化学控制的优势,并通过其各个组成部分的最佳协同作用来最小化风险。大量文献表明,不必要的或过量的化学药剂应用会导致生态外部性问题,包括对空气和水质的负面影响、土壤健康的破坏、对脊椎动物和无脊椎动物(包括关键作物传粉者)的毒性,以及可能对农药使用者和最终消费者的健康造成的影响。
IPM的实施受到农场层面多种因素的影响,这些因素包括空间、时间和种植者特有因素。作物和生产系统决定了可以采用的策略范围和适用性。因此,IPM的采用并非简单的二元概念(是否采用),而是一个动态的过程,随着种植者整合程度的提高和能力的增强,IPM的采用也会相应发展。因此,量化IPM采用情况具有挑战性。尽管有大量关于园艺IPM采用情况的具体研究,但这些研究的方法往往不足,因为存在关于哪些实践构成IPM的任意性以及应用权重的不一致性,这些都可能导致对采用情况的误表示。实际上,IPM的实施是根据当地的管理需求进行的,这些需求包括害虫压力、生态因素和景观考虑等。测量IPM实践具有多重好处,包括能够在具体背景下进行基准比较,并与往年和其他地区的实践进行对比,以确定未来的IPM目标。研究表明,种植者在实施IPM相关变化之前往往会寻求同伴的信息或安慰,这使得基准比较成为推动变革的动力。量化IPM采用情况有助于了解系统指令的有效性,因为这在IPM投资和资源投入方面至关重要。对于包括整个欧盟(EU)和英国在内的许多地区来说,IPM不仅仅是一种害虫管理策略,而是主要的害虫管理策略。因此,我们可以使用种植者的采用得分作为衡量更广泛IPM环境成功与否的代理指标,从而获得关于其中多个因素作用的反馈。识别一个国家内IPM成功的方式也对其他国家有益,因为它提供了最佳实践和采用途径的参考点。这样,可靠的指标可以促进跨国合作。
本研究考察了四个欧洲国家的蔬菜和水果行业:爱尔兰、北爱尔兰、苏格兰和英格兰。由于蘑菇的生产方法独特,本研究排除了蘑菇。这四个国家具有大致相似的温带气候,但也受到天气变化的影响,尽管东部和南部地区通常气候更干燥和温暖。西部和北部地区即使在7月和8月的高产月份也有较为潮湿的气候。这四个国家的市场环境相似,都遵循主要零售商模式,并且拥有一些主要的零售连锁店;然而,爱尔兰在市场整合程度上有所不同,它有五个主要零售商,而英国大约有十个。在每个国家,加入质量保证计划是进入主要零售渠道的先决条件。在爱尔兰,主要的选择是Bord Bia可持续园艺保证计划(SHAS)。在英国,有多个计划,包括零售商直接运营的计划、独立计划和国际计划。一些英国零售商要求加入多个计划。在整个研究地理区域内,园艺食品生产具有很高的价值(表1)。
与气候、农艺和市场因素的相似性相比,这四个国家的园艺生产者遵循不同的IPM政策和框架,具有不同程度的法定支持和规定。爱尔兰的IPM是在欧盟的指导下,在成员国层面实施的。2009年的《可持续使用指令》通过《可持续使用条例》的正式化得到了更新和扩展,该条例与“从农场到餐桌”战略所包含的举措一致。欧洲议会于2024年正式拒绝了这一提案,《可持续使用条例》被取消并撤回。目前其状态尚不清楚,但在成员国层面,包括爱尔兰在内的国家仍继续遵循2009年的指令。英国的下放行政部门对其农业农药的可持续使用负有个别责任。英格兰通过自愿计划(一个由多个成员包括化学监管部门和英国政府参与的行业主导的项目)和可持续农业激励(SFI)计划推动了其议程,在该计划中,种植者因基于IPM的多种行动而获得经济奖励,其中之一是“评估综合害虫管理并制定计划”。根据这一协议级别的行动,种植者必须评估并每年重新评估他们的作物害虫管理策略,以规划如何最有效地整合IPM。在线评估计划和规划工具可供种植者使用。其中一个工具是自愿IPM计划,它通过一系列问题指导种植者了解他们当前的IPM策略,然后提供详细的反馈和建议。另一个工具是IPM规划工具,它为农场层面的害虫管理问题提供特定作物的指导,并结合了强大的独立研究。后者是为了弥补农民指出的知识差距而建立的,以促进更广泛的采用。作为2025年全农场计划的一部分,苏格兰政府要求寻求基本支付(BPS)的种植者(或任何使用植物保护产品的企业)完成若干行动,其中之一是IPM计划。BPS是一项基于耕种土地面积和所开展活动的财政权益计划。对于目前没有IPM计划的种植者,英格兰和苏格兰政府都推荐使用一个基于经过验证和同行评审的模型制定的模板。尽管北爱尔兰没有针对IPM的立法框架,但强烈鼓励种植者完成上述IPM计划之一。总体而言,英国政府认识到需要有意识的IPM规划来改进和衡量采用情况。规划、评估和重新评估的过程为种植者提供了衡量其长期IPM进展的机会,从而消除关于IPM成就的任何模糊性。
本研究通过为四个国家的受访者分配一个独特的得分来衡量IPM的采用情况。尽管各国之间的政策环境存在差异,但在农艺和市场方面有足够的相似性,可以从数据比较中获得洞察。换句话说,园艺和销售因素的相对公平性使得可以探索其他可能的影响因素。因此,这项研究的目的是三方面的:(i)将一种经过同行评审的园艺IPM指标应用于多国数据集;(ii)确定这四个国家IPM采用的程度和类型;(iii)反映种植者(作为IPM的最终用户)所处的宏观IPM环境。
2 方法
2.1 调查数据
本研究使用了来自四个国家的两份不同的调查数据。一份是由全国农民联盟(NFU)和自愿计划(VI)设计的,基于最初为测量耕地作物IPM而创建的模板,适用于英国(在此背景下指北爱尔兰、苏格兰和英格兰)的种植者。另一份调查是为苏格兰种植者专门定制的,得到了苏格兰植物健康中心(前称苏格兰植物健康专家中心)的参与。第二份调查基于Creissen等人的模型,由Teagasc和华威大学设计,旨在在爱尔兰种植者中分发。
这两份调查独立设计和使用,但它们有着相同的动机和几个共同的问题——总共六个问题。这种共同性使得两个数据收集过程的结果可以合并成一个完整的数据集。所有数据中共同的六个问题列在表2中,这些问题是IPM评分过程的核心组成部分,实际上是嵌入在指标中的绩效指标。在这两份调查中,参与者都是通过概率方法确定的,园艺食品生产者通过社交媒体、害虫公告、邮件列表以及在种植者活动和行业会议等面对面论坛上获得信息并被邀请参与回应。英国的调查在2022年至2024年的两年期间开放填写,而爱尔兰的调查则在2023年进行了五个月。两项调查的受访者都是自愿参与的,因为在数据收集期间没有提供任何财务或其他激励措施。这表明样本中可能存在对综合害虫管理(IPM)的正面偏倚。尽管我们认为负责数据收集的机构没有明显的样本选择偏差,因为它们都以类似的方式与种植者互动,但作者指出,那些更了解或更直接参与数据收集涉及的咨询机构及其网络的种植者可能更有可能参与调查,这使得样本更能够代表特定类型的种植者,而不仅仅是整个种植者群体。表2列出了用于收集来自爱尔兰、北爱尔兰、苏格兰和英格兰的IPM采用情况的数据的两个调查工具中的核心指标问题。
**2.2 园艺领域的IPM指标**
园艺领域的指标是根据农田领域的指标发展而来的,该指标采用了Delphi共识方法来为一系列关键的IPM组成部分创建权重结构。农田领域的指标有两个主要创新点:首先,它是基于对IPM组成部分在IPM计划中的重要性的稳健评估和权重计算;其次,它完全基于IPM实践者(顾问和种植者)的意见。这一指标围绕一系列核心IPM实践构建,每个实践都根据其对整个IPM计划或方案的相对价值被赋予了1到100的权重。每个问题都包含与特定实践相关的多个子组成部分,这些子组成部分在1到5的范围内进行评分,1表示最低分,5表示最高分。自2020年推出以来,这一指标已成为英国量化IPM的首选工具,被农业组织(如NFU)、质量保证委员会(如Red Tractor)和政府部门(如DEFRA)常规使用。该指标也得到了农业界的广泛认可,自2020年以来已有近17,000名农民通过各种IPM规划工具使用它。园艺领域的指标通过将核心IPM组成部分适应于果树种植,并采用扩展的Delphi方法建立了权重结构,从而扩展了农田领域的指标。权重结构根据田间作物、保护性作物和果树作物的细分领域进行了区分,以考虑作物生产系统、特定作物的农艺考虑因素和特定害虫管理选择的差异。然后计算了包含这三个细分领域的综合得分。计算得分分为两个步骤:(1)为每个核心指标问题计算总分,包括所有子组成部分;(2)将问题级别的得分合并为该细分领域的整体IPM得分。详细的方法论在Byrne等人的研究中有所描述。可获得的最高得分为100分。原始的园艺指标包括田间作物的八个核心IPM组成部分,保护性作物的七个,以及果树作物的六个,这些组成部分与各自的生产系统相关。实际上,果树作物的权重保持不变,而田间作物和保护性作物的权重需要调整。一种简单的重新分配技术确保了原始Delphi定义的权重的完整性未受影响。例如,在原始情况下,田间作物种植者的指标问题权重为12.2;当重新分配到100分以反映四个国家数据集中共同核心问题的减少数量时,这个权重调整为15.7。因此,这里的权重结构与Byrne等人报告的有所不同。表3提供了应用于核心指标问题的最终重新分配权重。
**2.3 数据分析**
IPM指标的应用是在IBM Spss Statistics v29数据分析软件(IBM公司,美国阿蒙克)中进行的。进行了正态性测试以评估数据的分布情况;使用IQR 1.5规则评估异常值,该规则指出任何高于四分位数上限或低于四分位数下限1.5倍的得分都是异常值。调查回应被分类为三个细分领域(田间作物、保护性作物和果树作物),并根据主要作物类型进一步分类。这种方法使得可以检查分类变量(如作物和IPM组成部分或子组成部分)之间的相关性,比较三个细分领域之间的差异,以及四个国家之间的差异。进行了交叉制表分析,以评估各种变量对IPM得分的影响,例如加入保证计划的情况。在整个分析中进行了单因素和双因素方差分析(ANOVA),以比较细分领域和国籍对整体IPM得分的影响。在发现细分领域和国籍差异后,使用了Tukey的HSD( Honestly Significant Difference)测试来确定显著性程度。
**3 结果**
**3.1 样本和社会人口统计结果**
表4总结了按细分领域和国家划分的受访者数据(n = 487),以及受访者农场覆盖的土地面积及其估计占总土地面积(TLA)的代表性百分比。并非所有受访者都提供了他们的土地面积,因此以下数字应视为最低值。在英国,户外种植在容器中的作物被归类为“田间作物”以计算土地面积:爱尔兰没有相应的分类。爱尔兰和英格兰提供了三个细分领域的数据,而北爱尔兰和苏格兰分别只提供了两个细分领域的数据,排除了保护性作物和果树作物。
**3.2 IPM指标应用的结果**
数据呈正态分布,未发现异常值(支持信息,图S1)。在整个数据集中,平均IPM得分为58分,最低分为5分,最高分为100分。由于三个细分领域的权重系统都共享最高的100分上限,因此可以为四个国家的所有受访者生成一个统一的IPM连续体(图1)。英格兰的种植者获得了最高的平均IPM得分(64分),其次是北爱尔兰(平均分=55分),爱尔兰(平均分=47分)和苏格兰(平均分=42分)。图1显示了整个数据集的IPM得分分布。在细分领域层面,果树作物的平均得分(平均分=61分)高于保护性作物(平均分=58分)和田间作物种植者(平均分=57分),尽管单因素方差分析显示三个细分领域的IPM平均值之间没有显著差异。随后对国家间的细分领域平均值差异进行了检验。图2包括了细分领域的中位数和平均值,以展示数据分布,结果显示苏格兰的田间作物种植者得分最低(平均分=35分),其次是爱尔兰的保护性作物种植者(平均分=41分),以及爱尔兰和北爱尔兰的果树作物种植者(平均分分别为42分和43分)。各国之间的样本大小不同(表4),这可能对这些得分有一定影响。英格兰的种植者在细分领域平均值上表现出最大的相似性,爱尔兰次之。
**3.2 IPM指标应用的结果**
数据分析表明,数据呈正态分布,未发现异常值。在整个数据集中,平均IPM得分为58分,最低分为5分,最高分为100分。由于三个细分领域的权重系统都共享最高的100分上限,因此可以为四个国家的所有受访者生成一个统一的IPM连续体。英格兰的种植者获得了最高的平均IPM得分(64分),其次是北爱尔兰(平均分=55分),爱尔兰(平均分=47分)和苏格兰(平均分=42分)。图2显示了每个细分领域的中位数和平均值,以说明数据分布。图3按细分领域和国家展示了每个指标问题的平均IPM得分,作为该特定指标问题总价值的百分比。平均得分已从0标准化到100,以便捕捉它们的相对采用率。英格兰的田间作物种植者在六个核心指标问题上获得了最高的平均IPM得分(平均分=64分),其次是北爱尔兰(平均分=61分),爱尔兰(平均分=50分)和苏格兰(平均分=42分)。苏格兰的平均得分显著低于所有其他国家的平均得分(英格兰和北爱尔兰的P<0.001,爱尔兰的P=0.001),但爱尔兰的平均得分低于英格兰(P<0.001),而与北爱尔兰相比没有显著差异(P=0.163)。图3显示,北爱尔兰和英格兰的田间作物种植者在作物品种、无脊椎害虫管理、杂草管理和讨论小组成员资格等方面的平均IPM得分相似。他们在影响因素(即影响害虫管理计划决策的因素)方面表现出差异,英格兰的种植者获得了更高的采用率。苏格兰的田间作物种植者在作物品种方面的采用率最高,同时在影响因素方面的得分也相对较高,在其余基于指标的实践方面的采用率较低。爱尔兰的田间作物种植者在平均组成部分得分上表现出最大的一致性。他们在无脊椎害虫、杂草和疾病管理方面的采用率低于北爱尔兰和英格兰的同行,在作物品种方面的采用率较低,而在讨论小组成员资格方面的采用率最高。
**3.2 IPM指标应用的结果**
总体而言,英格兰的保护性作物种植者在平均IPM得分上最高(表5),其次是苏格兰(平均分=53,P=0.033)和爱尔兰(平均分=41,P<0.001)。英格兰的保护性作物种植者在无脊椎害虫、杂草和疾病管理的IPM技术采用方面明显超过了苏格兰和爱尔兰的同行,在影响因素和作物品种方面的差异较小。苏格兰的保护性作物种植者在讨论小组成员资格方面的平均得分最高。爱尔兰的团队在核心指标组成部分方面的得分最低,特别是在影响因素和讨论小组成员资格方面。在核心种植实践方面,英格兰获得了最高的平均IPM分数(表5),平均分为65分。爱尔兰和北爱尔兰的IPM分数分别为43分和42分,与英格兰相差不大。英格兰在这两个国家中都表现出了显著差异(P < 0.001对于爱尔兰,P = 0.012对于北爱尔兰)。来自英格兰的顶级水果种植者(图3)在所有核心组成部分中都取得了最高的平均IPM分数,其中最高的分数与无脊椎动物害虫和疾病管理实践相关。爱尔兰的顶级水果种植者在无脊椎动物害虫和疾病管理方面的得分也较高,同时在杂草管理和参与讨论组的方面也表现良好。而北爱尔兰的种植者在无脊椎动物害虫、疾病和杂草管理以及参与讨论组方面的采纳程度最低,但在作物品种选择和影响因素实践方面的采纳程度超过了爱尔兰。为了评估这些因素的影响,还对多个变量与IPM分数进行了交叉制表分析。83%(n = 405)的受访者提到了他们加入了保证计划,这并不意外,因为加入保证计划是进入主要零售商市场的基本要求。而在没有加入保证计划的受访者中,43%(n = 35)的种植面积不超过1公顷,44%(n = 36)拥有有机认证;我们推测这些受访者可能通过其他渠道销售产品,如农贸市场、盒装计划或社区支持的农业系统。在英国的受访者中,Red Tractor是最常被提及的保证计划,尽管也有受访者提到了其他计划,如GLOBALG.A.P.、LEAF Marque、Tesco Nurture和M&S Select Growers。在爱尔兰,受访者被问及他们是否加入了SHAS计划。按国家来看,北爱尔兰的加入比例最高,为95%(n = 21),其次是英格兰(90%,n = 281)、苏格兰(84%,n = 46)和爱尔兰(57%,n = 57)。在这四个国家中得分最高的25%的受访者中,有94%(n = 115)加入了保证计划,而得分较低的25%中只有67%(n = 82)加入了保证计划。
**讨论**
这项探索性研究将IPM指标应用于来自爱尔兰、北爱尔兰、苏格兰和英格兰的食品园艺领域的综合数据集,为园艺业提供了一个适应和扩展新指标的机会。该方法论的关键创新在于它能够使用单一的综合指标来测量子行业层面的IPM表现(如大田作物、保护作物和顶级水果)。这有助于以细致的方式评估IPM的采纳水平,同时考虑到农艺实践和害虫威胁的差异。通过对现有权重的调整,确认了该指标适用于其他数据,并且调整过程相对简单。原始指标的一个优点是种植者(即IPM专家)在开发过程中发挥了重要作用,他们不仅指出了需要测量的活动,还参与了这些活动的权重确定。并非所有的调查工具都是相同的,因此在这个背景下,拥有一个通用的指标是有益的,因为四个国家的数据集通过多方面的反馈反映了IPM的实质内容。平均IPM分数表明,英格兰的受访者是四个国家中IPM采纳程度最高的国家,其次是北爱尔兰、爱尔兰和苏格兰。早期关于大田IPM的研究也有类似发现,尽管在那项研究中英格兰之后的排名是苏格兰、爱尔兰和北爱尔兰。结果创建的IPM连续体显示,IPM的采纳是普遍的,即使IPM分数较低也表明了一定程度的采纳。结果还表明,种植者确实有可能达到100分的最高分数。然而,平均分数表明各国家和子行业之间的采纳水平仍有提升空间。这表明数据集中的“平均”种植者可能错过了充分利用适用于他们的IPM选项的机会。这也表明,尽管四个国家都在实施IPM,但其实施程度并不一致;未来需要进一步研究这种不一致性。例如,北爱尔兰和苏格兰在子行业层面的平均分数存在显著差异。我们推测,这可能是由于顶级水果种植者面临更多的作物病原体问题,而大田作物种植者在相应的IPM选项上存在限制。北爱尔兰独特的布拉姆利苹果产业容易受到苹果炭疽病(Venturia inaequalis)的影响,该病在决策支持方面似乎资源不足,因此该子行业每年需要最多的杀菌剂施用。本研究发现中,该群体在疾病管理方面的采纳分数非常低。苏格兰的大多数大田种植者主要种植马铃薯。晚疫病(Phytophthora infestans)在苏格兰气候中是一个问题,推广服务建议采用强有力的杀菌剂计划作为主要防御措施。同样,这一群体在疾病管理方面的采纳分数也很低。然而,这些案例仅代表两个具有特定作物问题的特定区域,并不能完全解释整体的不一致性。只有英格兰的受访者群体在子行业采纳方面表现出一致性(爱尔兰在较小程度上也是如此),平均采纳分数超过60分。这表明英格兰在支持IPM采纳方面有更广泛的因素。因此,考虑这四个国家种植者所处的更广泛的IPM环境是有意义的。Lefebvre等人将欧洲针对IPM的公共政策分为三类:监管工具、信息传播措施以及激励工具(如补贴或税收)。英格兰的SFI计划就属于这些类别。自2023年以来,SFI计划一直在实施。该计划包括了四项基于IPM的资助行动,其中一项是完成IPM评估和计划(选项CIPM1),每年需要重新评估。这项行动得到了多种规划模板的支持。目前的评估数据显示,有15,800名农民和种植者签署了该计划的协议,此外还有1,700项CIPM2协议用于发展花卉丰富的区域,2,100项CIPM3协议用于大田和园艺用地的伴生作物,以及8,000项CIPM4协议用于不在大田或永久性作物上使用杀虫剂。完成其中一个推荐的IPM计划可以立即并获得最新的、经过实地测试的研究成果,以管理特定的无脊椎动物害虫、疾病和杂草。受访者还能获得实时的IPM表现评估,并通过提供个性化的进展基准来激励采纳;这与社会比较的心理理论相符。根据早期关于SFI的试点研究的利益相关者反馈,该计划有望提高种植者对IPM的意识,而完成IPM评估计划可以增加他们对IPM的投入。然而,爱尔兰的种植者目前几乎处于IPM实施的真空状态。由于《可持续使用条例》的取消,爱尔兰的IPM仍然依据2019年国家行动计划(NAP)运作,该计划几乎没有法律约束力或激励作用。由于缺乏鼓励采纳或逐步改进的激励措施,爱尔兰的园艺IPM相对于英国处于明显劣势。欧洲审计法院在关于2009年《可持续使用指令》实施进展的报告中指出,IPM采纳的评估是一个需要改进的领域。他们得出结论,包括爱尔兰在内的成员国需要建立IPM采纳的绩效指标,以便监督SUD的实施和相关策略的调整。由于缺乏强有力的政策推动,进展停滞和不确定性可能会阻碍种植者在IPM连续体上的发展;Lane在比较欧盟和美国的IPM方法时也得出了类似的结论。尽管北爱尔兰的种植者在没有法律IPM框架的情况下运作,但他们已经接触到了IPM评估计划一段时间,这意味着他们可能受益于与英格兰和苏格兰同行类似的影响。未来需要进一步调查以确定苏格兰大田种植者表现不佳的原因;我们提到了晚疫病相关的病原体/行动限制作为一个例子,这引发了关于研究、推广和政策是否充分支持种植者IPM进展的疑问。目前,这个群体正在为整个农场计划做准备,其中BPS要求完成一系列审计和计划。特别是对于园艺生产者来说,这包括生物多样性审计、碳审计、土壤分析和年度IPM计划。在未来几年重新评估他们的IPM表现将很有意义,以确定这套综合措施的有效性。为了继续推广IPM,英国政府最近出台了备受期待的《农药国家行动计划》(NAP)。该计划包含了一个基于20个指标的农药负荷指标(PLI),其中4个指标与环境命运相关,16个指标与生态毒性相关。英国PLI的制定预示着向综合分析农药对环境和生态关键指标的影响方向的历史性转变,但其仍处于初期阶段,主要是一个记录农药使用趋势的工具。英国PLI基于丹麦PLI,并与德国的总毒性(TAT)指标有一定的相似性。丹麦在20世纪80年代提出了一个雄心勃勃的农药行动计划,包括开发了处理频率指数(TFI),并在1987年通过《有机农业法》提供了对有机(无农药)食品生产的支持和激励。TFI基于施用的农药剂量,没有区分高毒性或低毒性负荷。尽管它在减少农药使用方面没有达到预期效果,但2013年被PLI税收系统取代。丹麦的模型是一个成功的农药减少案例研究,它强调了研究、咨询和决策支持服务的重要性。通过向政府提供年度农药使用数据,丹麦种植者为识别生态脆弱性领域做出了贡献,从而促进了有效的农艺决策。因此,丹麦的体系证明了在减少农药使用方面的有效性。英格兰政府最近推出了备受期待的《农药国家行动计划》(NAP),其中包含了基于20个指标的农药负荷指标(PLI),其中4个指标与环境命运相关,16个指标与生态毒性相关。英国PLI的制定标志着向综合分析农药对环境和生态关键指标影响的转变,尽管仍处于初期阶段。挪威也有一个差异化的农药税收系统,加强了研究、咨询和决策支持服务。在本研究中,发现谷物种植者在IPM采纳方面表现较好。英格兰政府继续推广IPM,并引入了新的《农药国家行动计划》(NAP),其中包含了基于20个指标的农药负荷指标(PLI),其中4个指标与环境命运相关,16个指标与生态毒性相关。英国PLI的制定可能是向综合分析农药影响的重大转变,尽管它仍处于初期阶段。为了激发和推动这些个体对综合害虫管理(IPM)进展的兴趣,必须考虑农场层面IPM的个体差异和情境多样性以及更广泛的IPM系统环境。如果没有Lefebvre等人提到的那种支持工具,并且在英国背景下提供这些工具,这些种植者可能会继续维持现有的IPM状态,这将限制IPM在农场层面之外的发展潜力。在解决农场层面的IPM问题时,宏观环境中的某些因素为提升区域范围的IPM生态基础设施带来了机会;例如,庇护栖息地作为增强生物控制手段的有效工具。从这个意义上说,农场层面的实践模式可以促进IPM的规模化发展,这有可能形成一个自我强化的系统。
种植者所处的市场环境也起到了推动IPM采用的重要作用。例如,一项针对英国全国农场保障系统的调查显示,与其他农业部门相比,园艺生产者的响应最为积极。这表明园艺生产者认为保障计划在除了获取主要零售商供应商渠道之外的方面具有价值。至少,爱尔兰的种植者都加入了Bord Bia SHAS保障计划,该计划要求保持法定的IPM记录;从某种意义上说,SHAS加强了现有的NAP。而在英国,有多个保障计划,其中一些计划要求种植者高度采用IPM。在这项研究中,Red Tractor Fresh Produce Standards是被提及最多的计划。由于对该计划在IPM实施中的角色和监督存在强烈批评,Red Tractor现在要求种植者完成如VI IPM评估计划这样的IPM方案。不同国家之间的区别在于,爱尔兰的种植者仍然遵循一套过时的IPM标准,未能反映当前的技术、研究和开发成果。相反,基于英国的IPM评估计划和规划工具与法规紧密结合,这一过程是由种植者希望提高IPM技能的愿望推动的。种植者明确表示,将法定合规性与保障计划要求相结合具有好处;事实上,后者被视为前者的推动力。未来的研究需要探讨除了市场渠道之外的其他因素(如农场规模或生产系统)对保障计划成员资格的影响。将这项研究的模型扩展到跨国背景,可以探讨在具有类似IPM结构的国家中可能实现的目标,例如提高采用率。多边基础上建立IPM网络被认为是有效利用资源的一种方式,能够汇集人员和数据以实现共同目标。已知参与这项研究的大型商业种植者与其采用类似系统的同行进行跨境交流,形式包括非正式网络和参加行业会议。此外,爱尔兰的高价值专业作物种植者依赖海外农学家和生物控制顾问的专业知识。
市场环境作为IPM采用的驱动因素也起着重要作用。例如,一项针对英国全国农场保障系统的调查显示,与其他农业部门相比,园艺生产者的响应最为积极。这表明园艺生产者认为保障计划在除了获取主要零售商供应商渠道之外的方面具有价值。至少,爱尔兰的种植者都加入了Bord Bia SHAS保障计划,该计划要求保持法定的IPM记录;在某种程度上,SHAS加强了现有的NAP。在英国,有多个保障计划,其中一些计划要求种植者高度采用IPM。在这项研究中,Red Tractor Fresh Produce Standards是最常被提及的计划。由于对其在IPM实施中的角色和监督存在强烈批评,Red Tractor现在要求种植者完成如VI IPM评估计划这样的IPM方案。不同国家之间的区别在于,爱尔兰的种植者仍然遵循一套过时的IPM标准,未能反映当前的技术、研究和开发成果。相反,英国的IPM评估计划和规划工具与法规紧密结合,这一过程是由种植者希望提高IPM技能的愿望推动的。未来的研究需要探讨保障计划成员资格背后的驱动因素和障碍,以及农场规模或生产系统等因素是否具有影响力。将这项研究的模型扩展到跨国背景,可以研究和比较具有相似IPM结构的国家之间的可能性,从而可能提高采用率。在多边基础上建立IPM网络被认为是有效利用资源的方式,可以汇集人员和数据以实现共同目标。已知参与这项研究的大型商业种植者与其采用类似系统的同行进行跨境交流,形式包括非正式网络和参加行业会议。此外,爱尔兰的高价值专业作物种植者依赖海外农学家和生物控制顾问的专业知识。
结论
最初的园艺IPM指标在四个国家的数据集中表现出适应性,表明其适用于更广泛的园艺环境。该指标通过捕捉作物特定的细微差别,有望成为评估IPM及其外部系统层面驱动因素效果的动态工具,而这些驱动因素投入了大量国家和研究资源。其在不同国家中的应用能力为国际基准测试和对话提供了机会;在农场层面,它可以作为IPM实践者(即种植者)的自我反思工具,以及政策、研究和技术要素效果的地方性指标。总之,我们的研究结果表明,种植者所处的系统IPM环境对农场层面有影响。最成功的系统环境通过一系列因素(包括支持种植者的法规、基于经济的激励措施以及研究和咨询网络)促进了IPM的采用。还有理由改进市场保障计划与政策举措的整合。在本次研究的四个国家中,英格兰的种植者由于更广泛环境的强烈激励而最有动力优化其IPM采用。需要进一步研究以探讨导致不同子行业和国家在IPM得分和核心IPM活动采用方面差异的原因。这项研究为这四个国家建立了IPM的基准,但要实现农药的减少和作物健康的经济可持续及生态合理管理,深入了解农场层面的驱动因素和限制因素至关重要。
致谢
作者感谢Teagasc Ashtown园艺发展部门、全国农民联合会(National Farmers' Union)、James Hutton研究所和苏格兰植物健康专家中心(Plant Health Centre)的工作人员。我们感谢苏格兰政府通过农村与环境科学与分析服务(RESAS)部门的支持。特别感谢Alison Warrington(NFU)、Sonia Humphris(Plant Health Centre)和Fiona Burnett(SRUC)的贡献。我们也感谢那些参与调查设计并协助数据收集的人士。感谢专家小组对指标开发的贡献。感谢所有参与调查的受访者。这项工作获得了华威大学生物医学和科学研究伦理委员会(BSREC)的伦理批准。
资助信息
本研究由Teagasc Walsh奖学金计划(奖学金编号2021047)资助。
利益冲突声明
作者声明没有利益冲突。
数据可用性声明
爱尔兰的调查结果发表在Byrne等人2025年的研究中。英国的调查数据可通过https://www.nfuonline.com/updates-and-information/fill-in-your-ipm-plan/#menu获取。英格兰、苏格兰和北爱尔兰的调查数据是在与全国农民联合会(National Farmers' Union)、James Hutton研究所和华威大学的数据共享协议下获得的。爱尔兰的调查数据可根据合理要求提供。
1. SFI于2025年3月停止接受新的申请。所有现有或正在进行的协议将得到遵守。一个雄心勃勃且长期延迟的英国农药国家行动计划于2025年3月启动,其中包括了一个农药负荷指标。一个改进后的SFI计划将在2026年中推出。
2. 原始园艺IPM指标中包含的两个核心问题在英国数据中并不常见,因此被排除在外:您的田间露天种植土地中有多少比例连续三年或更长时间没有种植替代作物?(这个问题仅适用于田间作物);(这个问题)轮作的管理原因是什么?前者仅适用于田间作物,后者适用于田间和保护作物。
3. 本数据集中的英格兰种植者目前遵循现有的SFI协议。他们的新协议将在改进后的计划实施后保持不变。
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