Warum Systeme zur Vorhersage von Pflanzenkrankheiten ständig aktualisiert werden müssen, unter Einbeziehung von Experten aus verschiedenen Bereichen
Kartoffel-Spätfäule Phytophthora infestansist eine der gefährlichsten Krankheiten der Kultur, die den ständigen Einsatz von Pestiziden zur Vorbeugung erfordert.
Die Entwicklung der Krankheit hängt weitgehend von den Wetterbedingungen ab. Daher wurden weltweit mehrere Prognoseschemata entwickelt, um die Kosten der Landwirte für die Bekämpfung der Krankheit zu senken.
Die irischen Regeln wurden in den 1950er Jahren entwickelt und auf Wettervorhersagen, Kartoffelproduktionspraktiken und den Erregerdruck abgestimmt P. infestans dienen weiterhin als Grundlage für Empfehlungen an die Landwirte.
Seit dem Aufkommen des irischen Regelmodells haben sich jedoch zahlreiche Änderungen in der Zusammensetzung und Dynamik der Spätfäule ergeben. Eine Gruppe irischer Wissenschaftler des Teagasc Crop Research Center, der University of Maynooth und des Irish Meteorological Service testete das Modell unter modernen Bedingungen und schlug eine Reihe von Änderungen vor.
Späte Fäule entwickelt sich und wird aggressiver
Die Spätfäule (oder Spätfäule der Kartoffel) ist aufgrund des schnellen Fortpflanzungszyklus des Erregers und der Aggressivität eine der zerstörerischsten Krankheiten der Kartoffelkultur. Ohne Kontrolle kann eine späte Fäule schnell zur vollständigen Zerstörung der Ernte führen, sowohl auf dem Feld als auch während der Lagerung nach der Ernte.
In Irland hatten historische Ausbrüche der Kartoffel-Spätfäule erhebliche kulturelle und wirtschaftliche Auswirkungen, die in den 1840er Jahren zu Massenhunger und anschließender Migration eines großen Teils der Bevölkerung führten.
Allein in Irland werden jährlich etwa 5 Millionen Euro für Fungizide zur Bekämpfung der späten Kartoffelfäule ausgegeben, während die Kosten für die Bekämpfung der Krankheit und den Ernteausfall weltweit 1 Milliarde Euro pro Jahr übersteigen.
Die Entwicklungsrate der Epidemie hängt weitgehend vom Wetter ab, wobei Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und Niederschlag die wichtigsten Variablen sind, wobei die beiden letztgenannten Faktoren eng miteinander verbunden sind.
Lange Perioden nassen und kühlen Wetters schaffen günstige Bedingungen für die Sporulation pathogener Mikroorganismen, die von Regen und Wind getragen werden.
Die Krankheit verursacht sowohl indirekt als auch direkt Schäden: indirekt durch Reduzierung der photosynthetischen Oberfläche und direkt, wenn von den Blättern abgewaschene Zoosporen Knollen im Boden infizieren.
Seit den späten 1970er Jahren hat die zunehmende Globalisierung zu einer weltweiten Migration von Pathogengenotypen geführt, was zu einer Verschiebung dominanter, älterer klonaler Linien oder Genotypen geführt hat, die allgemein als US-1 bezeichnet werden, und zur Entwicklung und Verbreitung neuer Linien beigetragen hat, von denen einige eine erhöhte Aggressivität aufweisen.
In Irland wurden neue Genotypen entdeckt, die in den letzten Jahren häufiger erfasst wurden. Darüber hinaus basiert der größte Teil der Kartoffelproduktion in Irland auf anfälligeren Kartoffelsorten für neue Versionen von Krankheitserregern.
Die Diversifizierung von Krankheitserregern der Spätfäule in Verbindung mit den Auswirkungen des Klimawandels erschwert die Kontrolle und das Risiko von Epidemien ist höher. Infolgedessen wenden Kartoffelerzeuger regelmäßig einen intensiven Fungizidschutz an - in Westeuropa werden mehr als 10 Anwendungen pro Saison durchgeführt.
Die Notwendigkeit, Modelle zur Vorhersage der Kartoffel-Spätfäule zu entwickeln, ist seit langem als wichtiges Instrument zur Bekämpfung der Krankheit anerkannt, die sowohl durch Umwelt- als auch durch Wirtschaftsfaktoren motiviert ist.
Als Reaktion auf Umweltprobleme, die sich aus dem zunehmenden Einsatz von Agrochemikalien ergeben, enthält die Richtlinie 128/2009 der Europäischen Gemeinschaft über den nachhaltigen Einsatz von Pestiziden strenge Richtlinien für den nachhaltigen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln, um die Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu verringern.
Eine zuverlässige Krankheitsprognose ermöglicht es, Ernteverluste und Erträge unter widrigen Wetterbedingungen zu reduzieren und die tatsächlichen Gründe für die Verwendung von Pflanzenschutzmitteln gemäß den nationalen und internationalen Vorschriften zu begründen.
Prognosesysteme können nicht in der Vergangenheit und den Daten anderer Personen leben
Im Kern verwenden landwirtschaftliche Krankheitsvorhersagesysteme sowohl fundamentale als auch empirisch basierte Algorithmen, um Krankheitszyklen vorherzusagen.
Grundlegende Modelle werden auf der Grundlage von Laborexperimenten in Kammern, Gewächshäusern oder Feldern mit kontrollierter Umgebung entwickelt und beschreiben ein oder mehrere Segmente der Beziehung zwischen Wirt und Parasit, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind.
Anfänglich konzentrierte sich die Entwicklung von Prognosemodellen für Pflanzenkrankheiten hauptsächlich auf die Untersuchung von Wetterphänomenen zur Vorhersage der Entwicklung und des Ausbruchs von Epidemien und war hauptsächlich empirisch, basierend auf der Dauer von Wetterereignissen außerhalb der Schwellenwerte und dem vegetativen Stadium von Pflanzen.
In jüngster Zeit wurden zunehmend grundlegende Ansätze verwendet, um die komplexeren Komponenten von Epidemien sowie landwirtschaftliche Praktiken und den chemischen Schutz abzudecken.
Austin Bourke, einer der Pioniere bei der Vorhersage der Kartoffel-Spätfäule, hat ein PLB-Modell namens Irish Rules entwickelt. Dieses Modell versuchte, Wissen über den Lebenszyklus der Krankheit zu integrieren, im Gegensatz zu einem rein empirischen Ansatz. Beispielsweise wurde die Auswahl geeigneter Wetterkriterien für die Entwicklung der Krankheit anhand dokumentierter Laborexperimente und nicht anhand einer retrospektiven Analyse des historischen Wetters während Krankheitsausbrüchen ermittelt.
In jüngerer Zeit hat ein theoretischer Vergleich mit mehreren europäischen Risikoprognosemodellen im Rahmen einer europaweiten Initiative gezeigt, dass das irische Modell den Landwirten aufgrund seiner strengen Kriterien die niedrigste Risikobewertung bietet.
Feldbewertungen der Wirksamkeit des irischen Modells zeigten, dass die Kontrolle gemäß seinen Daten zu einer signifikanten Verringerung des Einsatzes von Fungiziden führt, jedoch mit einer schlechten Kontrolle der Phytophthora im Vergleich zu anderen Entscheidungsunterstützungssystemen der Negfry (oder DSS) -Bauern oder gängigen Fungizidschutzpraktiken.
Wenn es den Landwirten früher jedoch „bequem“ war, ihre Entscheidungen auf DSS-Empfehlungen zu stützen, um eine Erhöhung der Anzahl chemischer Behandlungen zu rechtfertigen, gibt es jetzt einen anderen Trend: Sie versuchen, den wirtschaftlichen Nutzen zu steigern, indem sie die Kosten senken und die von Supermarktketten geforderten Pestizidrichtlinien einhalten.
„Daher ist es jetzt an der Zeit, die‚ irischen Regeln 'zu überarbeiten und eine Bewertung des Systems durchzuführen, um die Regeln angesichts der jüngsten Änderungen zu präzisieren. Es ist notwendig, eine umfassende, systematische und transparente Methode für die operative Anwendung des Systems im Kontext von Änderungen in der Epidemiologie der Krankheit und der Stärkung der Regulierung (Markt / Politik) bereitzustellen “, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Arbeit.
„Im Gegensatz zu jüngsten Berichten haben wir festgestellt, dass das Risiko von Spätbrand-Epidemien unter 12 ° C niedrig bleibt. Mit vollständigeren Ausbruchsdaten und einem besseren Verständnis der Pathogenpopulation glauben wir, dass die Temperaturschwelle im Modell möglicherweise von 10 ° C auf 12 ° C erhöht werden könnte Celsius bis XNUMX ° C, was mehr Möglichkeiten bietet, den Pestizideinsatz zu reduzieren “, stellen sie fest.
„Das Risikoprognosemodell ist nur dann nützlich, wenn es das gleiche Schutzniveau wie die Standardpraxis bietet und gleichzeitig die erforderlichen Kosten und Arbeitsstunden reduziert. Derzeit variieren die Intervalle zwischen den Sprühungen unter den von uns berücksichtigten irischen Bedingungen zwischen 5 und 7 Tagen in dieser Studie.
Wir empfehlen, dass die Pflanzung am Tag beginnt, nachdem die durchschnittliche tägliche Bodentemperatur an drei aufeinander folgenden Tagen nach dem 8. April 1 ° C überschreitet. Dies ist in Irland üblich, wie vom nationalen Beratungsgremium von Teagasc empfohlen. Landwirte beginnen normalerweise mit der Behandlung mit Fungiziden, sobald die Keimung 50% erreicht und setzt sich fort, bis der oberirdische Teil vollständig absterbt, normalerweise drei Wochen nach dem Trocknen. Hier gehen wir davon aus, dass die Vegetationsperiode 120 Tage dauert. Der Schutz vor Pestiziden dauert jedoch drei Wochen, bis die oberirdische Kartoffel getrocknet ist.
Wir haben gezeigt, dass die Verwendung von Risikoprognosemodellen es im Durchschnitt ermöglicht, den Verbrauch von Fungiziden im Vergleich zur Standardpraxis irischer Hersteller zu reduzieren. Mögliche Dosis- und Behandlungsreduktionen zeigen Unterschiede im Untersuchungszeitraum. Dies spiegelt die Art der landwirtschaftlichen Produktion wider und verstärkt die Notwendigkeit eines integrierten Ansatzes zur Schädlings- und Krankheitsbekämpfung zur Festlegung von Behandlungsintervallen.
Modelle zur Vorhersage von Pflanzenkrankheiten werden häufig von Forschern evaluiert, die sie entwickelt haben, und werden ohne Kalibrierung in anderen Agrarökosystemen als denen verwendet, für die sie entwickelt wurden.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Parameter des irischen Regelungsmodells für verschiedene Ökosysteme und Betriebsfähigkeiten sowie für die betriebliche Verwendung des Modells überarbeitet werden müssen.
Wir empfehlen, die Schwellenwerte für die relative Luftfeuchtigkeit von 90% auf 88% und die Sporulationsdauer von 12 auf 10 Stunden zu senken. und die Einführung eines zusätzlichen Indikators für die Blattfeuchtigkeit einführen, der sowohl Niederschlag (≥ 0,1 mm) als auch relative Luftfeuchtigkeit (≥ 90%) umfasst ", schließen die Autoren der Arbeit.
Lesen Sie mehr: https://www.agroxxi.ru/