通过调整作物管理策略来减少农药使用，对农场经济效益的影响很小

农药使用减少与农场经济绩效的关系研究。基于法国DEPHY网络867家农场历时性数据分析，发现通过耕作系统优化（轮作、土壤耕作等）减少农药投入，虽部分农场毛产品下降，但毛利基本稳定（平均下降1.5€/ha）。研究证实不同农场类型（8类作物结构）均存在成功案例，说明农业可持续转型具有经济可行性。

Nandillon Romain | Guinet Maé | Munier-Jolain Nicolas

UMR Agroécologie，勃艮第欧洲大学，Dijon农业研究所，INRAE，法国第戎

摘要

尽管出于环境和人类健康考虑，减少农药使用是必要的，但由于担心减少害虫控制会降低农场经济效益，这一目标的实施受到了限制。以往的研究通过比较农药使用量不同的农场，表明低农药使用量与保持经济效益是兼容的。然而，这些结果可能存在偏差，因为所比较农场的生产环境可能存在细微差异。此外，大规模证明转向低农药投入的农业系统的经济可行性仍有待验证。我们采用了历时性研究方法，对867个法国耕地农场进行了长期监测，这些农场根据其作物种植类型被分为八类。许多农场在监测期间重新设计了种植系统，并采取了减少害虫压力的措施，从而成功降低了农药使用量。我们研究了农药使用量的变化（这些变化是由害虫管理策略的调整引起的）与两个农场经济效益指标（以每公顷欧元计的总产量和毛利率）之间的关系。在所有农场类型中，有些农场在降低农药使用量的同时仍保持了经济效益。对于大多数农场而言，减少农药使用量与毛利率或总产量之间没有出现负面关联。我们的研究为农民提供了额外证据，证明他们可以在不影响经济效益指标的情况下减少农药使用。

引言

自20世纪下半叶以来，农药被广泛用于控制无脊椎害虫、疾病和杂草，以避免作物产量损失（Cassman, 1999; Oerke, 2006; Popp et al., 2013）。人们通常认为，农药是减少产量损失的最有效手段，甚至可以说是唯一手段，前提是农药施用能够确保产出价值超过相关投入成本。然而，农药的反复使用引发了人们对人类健康和生物多样性的担忧（Alsafran et al., 2022; Kim et al., 2017; Matson et al., 1997; Sharma et al., 2019; Storkey et al., 2012; Wilson and Tisdell, 2001）。自21世纪初以来，世界上一些地区已经禁止了多种用于化学害虫控制的化学物质（Chauvel et al., 2012; Donley, 2019）。在有限数量的作物上频繁使用较少的化学物质，促进了抗性杂草、害虫和病害生物型的发展（Peterson et al., 2018），这导致了高昂的经济成本，并降低了农药的成本效益（Gould et al., 2018; Varah et al., 2019; Zhang, 2018）。

欧盟绿色协议和法国Ecophyto国家行动计划提出了通过采用综合害虫管理（IPM）原则，将农药使用量减半的目标（Barzman et al., 2015）。然而，由于高度竞争和波动的市场环境下的风险规避，农民对实施IPM的积极性有限（Bjørnåvold et al., 2022; Femenia and Letort, 2016）。例如，法国的农药使用量目前并未下降（Bakker et al., 2021; Chèze et al., 2020; Guichard et al., 2017）。如何在不损害农业盈利性和粮食安全的情况下调整农业实践并减少农药使用量，仍是一个备受争议的话题（参见2023年欧洲议会关于可持续农药使用法规提案的讨论）。一些先前的研究表明，减少农药使用量并未导致农场经济效益下降，这得益于害虫控制的持续有效以及投入成本的降低（Catarino et al., 2019; Hunt et al., 2017）；而在其他研究中，减少农药使用量却导致了产量下降（Hossard et al., 2015），而产量下降可能无法通过投入成本的降低来弥补，从而导致农场经济效益下降（Beckman et al., 2020; Buttinelli et al., 2025; Fernandez-Cornejo et al., 1998）。这些研究并未充分考虑农场可能重新设计种植系统以采用多种非化学害虫管理措施的情况，这可能是研究结果存在差异的原因之一。了解调整作物和害虫管理策略以减少农药使用量对农场经济效益的影响，对于推动农民广泛采用替代性非化学措施和向更可持续的农业转型至关重要。

在这方面，法国DEPHY网络——一个致力于通过重新设计种植系统和采用综合害虫管理（IPM）整体方法来减少农药投入的商业农场网络——是一个宝贵的信息来源，已被多次用于研究。

该网络生成了一个包含所有农业实践细节的数据集，为研究通过综合IPM减少农药投入的经济后果提供了独特资源。基于该数据集的先前研究发现，某些作物管理策略与低农药使用量相关（Lechenet et al., 2016; Pecenka et al., 2021），并且随着时间的推移，不同生产环境下的农药使用量也有所下降（Guinet et al., 2023; Nandillon et al., 2024; Zhang et al., 2024）。Nandillon等人（2024）的研究表明，这一时期农药使用量的变化与种植系统的调整（如轮作、土壤耕作、施肥和机械除草）有关。Lechenet等人（2017）采用同步研究方法（比较“相邻”农场，即具有相同土壤、气候和社会经济环境的农场）发现，在大多数情况下，农药使用量与农场毛利率或生产力之间没有冲突。然而，尽管努力准确描述了每个农场的背景，但由于生产环境的细微差异，相邻农场之间的农药使用量和盈利能力仍可能存在差异，从而影响了科学结论的可靠性。迄今为止，尚未有研究使用历时性方法（即在整个种植系统调整过程中持续监测变化）来探讨商业农场通过重新设计种植系统减少农药使用的经济可行性，同时考虑了农业系统、土壤和气候条件的多样性作为协变量。

我们的研究利用DEPHY网络的数据，旨在探讨农药使用量的变化与两个农场经济效益指标（总产量/公顷和毛利率/公顷）之间的关系，研究问题是：通过重新设计种植系统实现的农药使用量变化如何影响总产量和毛利率的变化。为避免因农场生产环境差异导致的偏差，我们对DEPHY网络中的867个法国商业农场进行了为期9.2年的长期监测（即在农场加入网络时及其后几年调整作物管理策略以减少农药使用量时的表现进行比较）。考虑到采用基于IPM的策略对不同类型农场的经济效益影响可能不同，我们根据主要种植作物的性质和比例将农场分为八类。农药使用量通过法国官方农药使用指标“处理频率指数”（TFI）进行评估。

研究片段

DEPHY网络数据库

本研究使用了DEPHY网络中867个耕地农场的数据。这些农场致力于证明减少农药使用是可行的，要么通过从网络成立之初就采用低农药投入的农业系统，要么通过调整作物管理策略来减少杂草、疾病和害虫压力，从而期望降低农药使用量。农场参与网络是自愿的，其动机可能包括……

TFI、总产量和毛利率的变化

在867个农场中，从加入网络到最近一次监测期间，农药使用量平均减少了0.52±1.4个TFI单位（-18%；表2）。有24%的农场农药使用量减少了50%以上。初始和最终的TFI平均值分别为2.91±1.8和2.39±1.6。毛利率基本保持稳定，平均减少了1.5±382欧元/公顷，从初始的平均值677.5±395欧元/公顷降至最终平均值

讨论

在DEPHY网络参与的农场中，五年到十一年的监测期间实现了显著的农药使用量减少。在保持甚至提高农场毛利率的同时减少农药使用量是参与该网络的农场的主要目标。不同类型农场之间农药使用量的显著差异表明，根据所种植作物的性质和初始水平，某些类型的农场在这一过程中的难度更大

结论

在这项基于大量商业农场的研究中，我们利用了初始农业实践的巨大差异以及非化学害虫管理措施采纳程度的差异，研究了通过调整农业实践减少农药使用量的经济后果。我们发现，在监测期间减少农药投入的农场往往会导致每公顷总产量下降

CRediT作者贡献声明

Guinet Maé：撰写——审稿与编辑、验证、方法论、研究、资金获取、概念化。Munier-Jolain Nicolas：撰写——审稿与编辑、验证、监督、方法论、研究、概念化。Nandillon Romain：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、研究、数据分析。

利益冲突声明

作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系。Mae Guinet表示获得了法国国家研究机构（ANR）的财政支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了INRAE AgroEcoSystem部门、Dijon农业研究所和法国农业与食品部的资助。作者感谢DEPHY网络的农场提供数据，感谢负责数据收集的DEPHY“枢纽协调员”，以及负责数据整理、组织和预处理的AGROSYST团队。DEPHY农场示范网络是欧洲IPMWORKS农场示范网络的法国组成部分，该网络得到了欧盟委员会的资助