Waarom systemen voor het voorspellen van gewasziekten voortdurend moeten worden bijgewerkt, waarbij experts uit verschillende vakgebieden betrokken zijn
Aardappelziekte veroorzaakt door Phytophthora infestans, is een van de gevaarlijkste gewasziekten, die het constante gebruik van pesticiden voor preventie vereist.
De ontwikkeling van de ziekte is grotendeels afhankelijk van de weersomstandigheden en daarom zijn er over de hele wereld verschillende voorspellingsschema's ontwikkeld om de kosten van boeren om de ziekte te bestrijden te verlagen.
De 'Irish Rules', ontwikkeld in de jaren 1950 en gekalibreerd voor weersvoorspellingen, aardappelproductiepraktijken en ziektedruk P. infestans dienen nog steeds als basis voor aanbevelingen aan boeren.
Sinds het begin van het Ierse regelmodel zijn er echter talloze veranderingen geweest in de samenstelling en dynamiek van Phytophthora. Een team van Ierse wetenschappers van het Teagasc Crop Research Center, de University of Maynooth en de Irish Meteorological Service hebben het model onder de huidige omstandigheden getest en een aantal wijzigingen voorgesteld.
Phytophthora evolueert en wordt agressiever
Phytophthora (of late rot van aardappelen) is een van de meest destructieve ziekten van het aardappelgewas vanwege de snelle reproductiecyclus van het fytopathogeen en de agressiviteit. Bij gebrek aan bestrijding kan Phytophthora snel leiden tot de volledige vernietiging van het gewas, zowel op het veld als tijdens opslag na de oogst.
In Ierland hadden historische uitbraken van aardappelziekte een belangrijke culturele en economische impact, wat leidde tot wijdverbreide hongersnood en daaropvolgende migratie van grote delen van de bevolking in de jaren 1840.
Alleen al in Ierland wordt jaarlijks ongeveer € 5 miljoen uitgegeven aan fungiciden om aardappelziekte te bestrijden, terwijl de wereldwijde kosten van ziektebestrijding en oogstverlies meer dan € 1 miljard per jaar bedragen.
De snelheid van de epidemie is sterk afhankelijk van het weer, met als belangrijkste variabelen temperatuur, relatieve vochtigheid en neerslag, waarbij de laatste twee nauw met elkaar samenhangen.
Lange perioden van nat en koel weer creëren gunstige omstandigheden voor de sporulatie van ziekteverwekkers die door regen en wind worden meegevoerd.
De ziekte veroorzaakt zowel indirect als direct schade: indirect, door het fotosynthetische oppervlak te verkleinen, en direct wanneer zoösporen, gewassen van het gebladerte, knollen in de grond infecteren.
Sinds het einde van de jaren zeventig heeft toenemende globalisering geleid tot wereldwijde migratie van pathogene genotypen, wat heeft geleid tot een verplaatsing van de dominante, oudere klonale geslachten of genotypen, gewoonlijk US-1970 genoemd, en heeft de ontwikkeling en verspreiding van nieuwe lijnen, sommige waarvan een verhoogde agressiviteit.
In Ierland zijn nieuwe genotypen ontdekt en deze worden de laatste jaren steeds vaker geregistreerd. Bovendien is een groot deel van de Ierse aardappelproductie gebaseerd op aardappelrassen die vatbaarder zijn voor nieuwere versies van ziekteverwekkers.
De diversificatie van Phytophthora-pathogenen, in combinatie met de impact van klimaatverandering, maakt bestrijding moeilijk en het risico op epidemieën is groter. Als gevolg hiervan passen aardappeltelers regelmatig intensieve fungicidebescherming toe - in West-Europa bereikt het meer dan 10 toepassingen per seizoen.
De noodzaak om modellen te ontwikkelen om aardappelziekte te voorspellen, wordt al lang erkend als een belangrijk instrument voor de bestrijding van de ziekte, die wordt gemotiveerd door zowel ecologische als economische factoren.
Als antwoord op de milieu-uitdagingen die het toegenomen gebruik van landbouwchemicaliën met zich meebrengt, bevat Richtlijn 128/2009 van de Europese Gemeenschap inzake het duurzame gebruik van pesticiden strikte richtlijnen voor het duurzame gebruik van gewasbeschermingsmiddelen om de risico's voor de menselijke gezondheid en het milieu te verminderen.
Betrouwbare ziektevoorspelling maakt het mogelijk om gewasverliezen en opbrengst bij ongunstige weersomstandigheden te verminderen, evenals de feitelijke rechtvaardiging voor het gebruik van gewasbeschermingsmiddelen in overeenstemming met nationale en internationale regelgeving.
Voorspellingssystemen kunnen niet leven met het verleden en de gegevens van andere mensen
In de kern gebruiken gewasziektevoorspellingssystemen algoritmen, zowel fundamenteel als empirisch gebaseerd, om ziektecycli te voorspellen.
Fundamentele modellen zijn ontwikkeld op basis van laboratoriumexperimenten in kamers, kassen of gecontroleerde omgevingsvelden en beschrijven een of meer segmenten van de gastheer-parasietrelatie die worden beïnvloed door de omgeving.
Aanvankelijk was de ontwikkeling van voorspellingsmodellen voor gewasziekten voornamelijk gericht op het bestuderen van weersomstandigheden om de ontwikkeling en het begin van epidemieën te voorspellen en was voornamelijk empirisch van aard, gebaseerd op de duur van weersomstandigheden buiten de drempelwaarden en het vegetatieve stadium van planten .
De laatste tijd zijn er steeds meer fundamentele benaderingen gebruikt om de complexere componenten van epidemieën te dekken, samen met landbouwpraktijken en chemische bescherming.
Austin Burke, een van de pioniers in het voorspellen van aardappelziekte, heeft een PLB-model ontwikkeld, de Irish Rules. Dit model probeerde kennis van de levenscyclus van de ziekte op te nemen, in tegenstelling tot een puur empirische benadering. De selectie van geschikte weercriteria voor ziekteprogressie werd bijvoorbeeld bepaald op basis van gedocumenteerde laboratoriumexperimenten in plaats van retrospectieve analyse van historisch weer tijdens ziekte-uitbraken.
Meer recentelijk, als onderdeel van een pan-Europees initiatief, heeft een theoretische vergelijking met verschillende Europese risicovoorspellingsmodellen echter aangetoond dat het Ierse model boeren de laagste risicoscore geeft vanwege de strenge criteria.
Veldevaluaties van de effectiviteit van het Ierse model toonden aan dat controle volgens de gegevens ervan resulteerde in een significante vermindering van het gebruik van fungiciden, maar met een slechte bestrijding van Phytophthora in vergelijking met andere besluitvormingsondersteunende systemen voor boeren, Negfry (of DSS) of conventionele methoden voor de bescherming van fungiciden.
Maar terwijl boeren vroeger "gemakkelijk" waren in het baseren van hun beslissingen op DSS-aanbevelingen om meer chemische behandelingen te rechtvaardigen, is de trend nu anders: ze proberen de economische voordelen te vergroten door de kosten te verlagen en zich te houden aan het pesticidenbeleid dat wordt geëist door supermarktketens.
“Daarom is het nu tijd om de 'Ierse regels' te herzien en een evaluatie van het systeem uit te voeren om de regels te verduidelijken in het licht van de recente wijzigingen. Het is noodzakelijk om een geïntegreerde, systematische en transparante methode te bieden voor de operationele toepassing van het systeem in de context van veranderingen in de epidemiologie van de ziekte en de versterking van regulering (markt / beleid), 'schrijven de wetenschappers in hun werk.
“In tegenstelling tot recente rapporten, hebben we geconstateerd dat het risico op Phytophthora-epidemieën laag blijft onder 12 ° C. Met meer volledige uitbraakgegevens en een beter begrip van pathogenenpopulaties, denken we dat de temperatuurdrempel in het model mogelijk kan worden verhoogd van 10 ° C. C tot 12 ° C, wat meer mogelijkheden biedt om het gebruik van pesticiden te verminderen”, merken ze op.
"Het risicovoorspellingsmodel is alleen nuttig als het hetzelfde beschermingsniveau biedt als de standaardpraktijk, terwijl de vereiste kosten en arbeid worden verlaagd ... Momenteel variëren de spuitintervallen van 5 tot 7 dagen in Ierse omstandigheden, waarmee we rekening hebben gehouden in deze studie.
We gaan ervan uit dat het planten begint de dag nadat de gemiddelde dagelijkse bodemtemperatuur gedurende drie opeenvolgende dagen na 8 april boven de 1 ° C is gekomen. Dit is een gangbare praktijk in Ierland, zoals aanbevolen door het nationale adviesorgaan Teagasc. Boeren beginnen gewoonlijk met fungicidenbehandelingen zodra de kieming 50% bereikt en gaan door totdat het bovengrondse gedeelte volledig dood is, meestal drie weken na het drogen. Hierbij gaan we ervan uit dat het groeiseizoen 120 dagen is. De bescherming tegen bestrijdingsmiddelen gaat echter door gedurende deze drie weken totdat de bovengrondse aardappel is gedroogd.
We hebben aangetoond dat het gebruik van risicovoorspellingsmodellen gemiddeld de mogelijkheid biedt om het gebruik van fungiciden te verminderen in vergelijking met de standaardpraktijk van Ierse telers. Mogelijke verlagingen van de dosis en het aantal behandelingen laten verschillen zien over de onderzoeksperiode. Dit weerspiegelt de aard van de landbouwproductie en versterkt verder de behoefte aan een geïntegreerde benadering van plagen en ziekten om behandelingsintervallen te definiëren.
Voorspellingsmodellen voor plantenziekten worden vaak geëvalueerd door de onderzoekers die ze hebben ontwikkeld en zonder kalibratie gebruikt in andere agro-ecosystemen dan waarvoor ze zijn ontworpen.
De resultaten gaven aan dat er behoefte is aan herziening van de parameters van het Irish Rules-model voor verschillende ecosystemen en operationele capaciteiten, evenals voor operationeel gebruik van het model.
We raden aan de drempelwaarden voor relatieve vochtigheid te verlagen van 90% naar 88% en de duur van sporulatie van 12 naar 10 uur; en introduceren de invoering van een extra indicator van bladvochtigheid, inclusief zowel neerslag (≥0,1 mm) als relatieve vochtigheid (≥90%), "concluderen de auteurs van het werk.
Volledig lezen: https://www.agroxxi.ru/