Hvorfor systemer for prognoser for avlingssykdommer må oppdateres kontinuerlig, og involvere eksperter fra forskjellige felt
Potet sen skum forårsaket av Phytophthora infestans, er en av de farligste avlingssykdommene, som krever konstant bruk av plantevernmidler for forebygging.
Utviklingen av sykdommen er i stor grad avhengig av værforhold, og det er derfor utviklet flere prognoser over hele verden for å redusere kostnadene for bøndene for å bekjempe sykdommen.
De 'irske reglene' utviklet seg på 1950-tallet og ble kalibrert for værmeldinger, potetproduksjon og patogentrykk P. infestans fortsatt tjene som grunnlag for anbefalinger til bønder.
Siden introduksjonen av den irske regelmodellen har det imidlertid skjedd mange endringer i sammensetningen og dynamikken til senbrann. Et team av irske forskere fra Teagasc Crop Research Center, University of Maynooth og Irish Meteorological Service har testet modellen under dagens forhold og har foreslått en rekke endringer.
Senblødning utvikler seg og blir mer aggressiv
Senblødning (eller sen råte av poteter) er en av de mest destruktive sykdommene i potetavlingen på grunn av fytopatogenens raske reproduktive syklus og aggressivitet. I mangel av kontroll kan sen rødme raskt føre til fullstendig ødeleggelse av avlingen, både i marka og under lagring etter høsting.
I Irland hadde historiske utbrudd av potet senbrann betydelige kulturelle og økonomiske påvirkninger, noe som førte til utbredt sult og påfølgende migrasjon av store deler av befolkningen i løpet av 1840-årene.
Nå bare i Irland blir det brukt rundt 5 millioner euro årlig på soppdrepende midler for å bekjempe sen rødme av poteter, mens verdensomspennende kostnader for sykdomskontroll og tap av avlinger overstiger 1 milliard euro årlig.
Epidemiens hastighet er sterkt avhengig av været, med de viktigste variablene temperatur, relativ fuktighet og nedbør, hvor de to sistnevnte er nært beslektet.
Lange perioder med vått og kjølig vær skaper gunstige forhold for sporulering av patogener som bæres av regn og vind.
Sykdommen forårsaker skade både indirekte og direkte: indirekte, ved å redusere den fotosyntetiske overflaten, og direkte, når zoosporer skyller av løvet, smitter knollene i bakken.
Siden slutten av 1970-tallet har økende globalisering ført til verdensomspennende migrasjon av patogengenotyper, noe som resulterer i en forskyvning av de dominerende, eldre klonlinjene eller genotypene, ofte referert til som US-1, og har lagt til rette for utvikling og spredning av nye linjer, noen hvorav viser økt aggressivitet.
Nye genotyper er blitt oppdaget i Irland og blir registrert med økende frekvens de siste årene. I tillegg er mye av Irlands potetproduksjon basert på mer mottakelige potetvarianter for nyere versjoner av patogener.
Diversifisering av patogener med sen blight, kombinert med virkningen av klimaendringer, gjør kontrollen vanskelig og risikoen for epidemier er høyere. Som et resultat bruker potetprodusenter regelmessig intensiv soppdrepende beskyttelse - i Vest-Europa når den mer enn 10 applikasjoner per sesong.
Behovet for å utvikle modeller for å forutsi potet sent rødme har lenge vært anerkjent som et viktig verktøy for å bekjempe sykdommen, som er motivert av både miljømessige og økonomiske faktorer.
Som svar på miljøutfordringene som følge av økt bruk av landbrukskjemikalier, inneholder EU-direktiv 128/2009 om bærekraftig bruk av plantevernmidler strenge retningslinjer for bærekraftig bruk av plantebeskyttelsesmidler for å redusere risikoen for menneskers helse og miljøet.
Pålitelig sykdomsforutsigelse gjør det mulig å redusere avlingstap og avling under ugunstige værforhold, samt underbygge den faktiske begrunnelsen for bruk av plantevernmidler i samsvar med nasjonale og internasjonale forskrifter.
Prognosesystemer kan ikke leve med fortiden og andres data
I kjernen bruker avlingssystemer for prognosesystemer algoritmer, både grunnleggende og empirisk basert, for å forutsi sykdomssykluser.
Grunnleggende modeller er utviklet fra laboratorieeksperimenter i kamre, drivhus eller felt med kontrollert miljø og beskriver ett eller flere segmenter av vertsparasittforholdet som påvirkes av miljøet.
Opprinnelig fokuserte utviklingen av prediktive modeller for avlingssykdommer først og fremst på å studere værfenomener for å forutsi utvikling og utbrudd av epidemier, og var hovedsakelig empirisk, basert på varigheten av værhendelser utenfor terskelverdiene og det vegetative stadiet av planter .
Nylig har flere og flere grunnleggende tilnærminger blitt brukt for å dekke de mer komplekse komponentene i epidemier, sammen med agribusiness og kjemisk beskyttelse.
Austin Burke, en av pionerene innen forutsigelse av potetskum, har utviklet en PLB-modell kalt Irish Rules. Denne modellen forsøkte å innlemme kunnskap om sykdommens livssyklus, i motsetning til en ren empirisk tilnærming. For eksempel ble valget av passende værkriterier for sykdomsprogresjon bestemt basert på dokumenterte laboratorieeksperimenter i stedet for retrospektiv analyse av historisk vær under sykdomsutbrudd.
Men nylig, som en del av et paneuropeisk initiativ, har en teoretisk sammenligning med flere europeiske risikoprognosemodeller vist at den irske modellen gir bønder den laveste risikoscore på grunn av sine strenge kriterier.
Feltevalueringer av effektiviteten til den irske modellen viste at kontroll i henhold til dens data resulterte i en betydelig reduksjon i bruk av soppdrepende midler, men med dårlig kontroll av fytofthora sammenlignet med andre bondebeslutningssystemer Negfry (eller DSS) eller konvensjonell soppdrepende beskyttelsespraksis.
Men mens bønder pleide å være "komfortable" med å basere sine beslutninger på DSS-anbefalinger for å rettferdiggjøre en økning i kjemiske behandlinger, er trenden nå en annen - de søker å øke økonomiske fordeler ved å redusere kostnadene og følge de plantevernmidler som kreves av supermarkedkjeder.
Derfor er det nå på tide å revidere de 'irske reglene' og foreta en vurdering av systemet for å tydeliggjøre reglene i lys av de nylige endringene. Det er nødvendig å tilveiebringe en integrert, systematisk og gjennomsiktig metode for operativ anvendelse av systemet i sammenheng med endringer i epidemiologien av sykdommen og styrking av regulering (marked / policy), ”skriver forskerne i sitt arbeid.
I motsetning til nylige rapporter har vi funnet at risikoen for sene rødmeepidemier forblir lave under 12 ° C. Med mer komplette utbruddsdata og bedre forståelse av patogenpopulasjonen, tror vi at temperaturgrensen i modellen potensielt kan økes. fra 10 ° C til Celsius til 12 ° C, noe som gir flere muligheter for å redusere bruk av plantevernmidler, ”bemerker de.
“Risikovarslingsmodellen er bare nyttig hvis den gir samme beskyttelsesnivå som vanlig praksis mens den reduserer de nødvendige kostnadene og arbeidskraften. For tiden varierer sprayintervaller fra 5 til 7 dager under irske forhold, noe vi har tatt hensyn til i denne studien.
Vi antar at planting begynner dagen etter at den gjennomsnittlige daglige jordtemperaturen overstiger 8 ° C i tre påfølgende dager etter 1. april. Dette er en vanlig praksis i Irland som anbefalt av det nasjonale rådgivende organet Teagasc. Bønder begynner vanligvis soppdrepende behandlinger så snart spiring når 50% og fortsetter til luftdelen er helt død, vanligvis tre uker etter tørking. Her antar vi at vekstsesongen er 120 dager. Imidlertid fortsetter beskyttelsen mot plantevernmidler i disse tre ukene til den overjordiske poteten er tørket.
Vi har vist at bruk av risikovarslingsmodeller i gjennomsnitt gir en mulighet til å redusere forbruket av soppdrepende midler sammenlignet med vanlig praksis for irske produsenter. Mulige reduksjoner i dose og antall behandlinger viser forskjeller i løpet av studietiden. Dette gjenspeiler jordbruksproduksjonens natur og forsterker behovet for en integrert skadedyr- og sykdomsbehandlingstilnærming for å definere behandlingsintervaller.
Forutsigelsesmodeller for plantesykdom evalueres ofte av forskerne som utviklet dem og ble brukt uten kalibrering i andre agroøkosystemer enn de de var designet for.
Resultatene indikerte at det er behov for å revidere parametrene i Irish Rules-modellen for forskjellige økosystemer og operative evner, og for operativ bruk av modellen.
Vi anbefaler å redusere terskelverdiene for relativ fuktighet fra 90% til 88% og varigheten av sporulering fra 12 til 10 timer; og innføre adopsjonen av en ekstra indikator på bladfuktighet, inkludert både nedbør (≥0,1 mm) og relativ fuktighet (≥90%), avslutter forfatterne av arbeidet.
Les mer: https://www.agroxxi.ru/