Schädlingsmonitoring und -prognose

Lernziele:

• Kennenlernen der Bedeutung des Schädlingsmonitorings und der Schädlingsprognose.
• Definieren der gängigsten und am weitesten verbreiteten Monitoring-Techniken und erläutern ihrer Anwendung im integrierten Pflanzenschutz.

Viele Erzeuger wenden Pflanzenschutzmittel (PSM) routinemäßig nach einem bestimmten Zeitplan an, wenn ein Schädlingsbefall vermutet wird oder wenn die Schädlingspopulationen bereits hoch und schwer zu kontrollieren sind. Die Gesamtkosten für die Schädlingsbekämpfung über den gesamten Produktionszyklus können bei der Anwendung nach Kalender sehr hoch sein. Übermäßiges Sprühen kann PSM unwirksam machen, da es die Resistenz von Schädlingen gegenüber Pestiziden fördert; Anwendungen können Phytotoxizität verursachen; zunehmende Vorschriften erschweren das Sprühen.

In der Europäischen Union wird die integrierte Schädlingsbekämpfung (integrated pest management, IPM) in der konventionellen landwirtschaftlichen Produktion eingesetzt. Die integrierte Schädlingsbekämpfung basiert auf der Integration aller verfügbaren Methoden und Instrumente mit dem Ziel, die Schädlingspopulation unter einem bestimmten Schwellenwert zu halten. Der gleiche Ansatz wird im ökologischen Landbau angewandt. Der Unterschied zur konventionellen Erzeugung, wie sie in der EU praktiziert wird, besteht darin, dass im IPM der Einsatz chemischer Pestizide erlaubt ist, während im ökologischen Landbau nur eine begrenzte Anzahl von Produkten verwendet werden kann. Daher sollte das Schädlingsmonitoring als eines der Grundprinzipien des IPM auch für die Schädlingsbekämpfung im ökologischen Landbau eingesetzt werden.

In vielen Fällen kann eine bestimmte Anzahl von Schädlingen und ein geringes Schadensniveau toleriert werden; dieses Konzept ist für den integrierten Pflanzenschutz (IPM) von grundlegender Bedeutung. Es ist schwierig, spezifische Schwellenwerte und Leitlinien festzulegen, da die Bedeutung des Auftretens von Schädlingen oder Schäden von vielen Faktoren abhängt, darunter auch von der Toleranz des Landwirts.

Am besten ist es, mit der Überwachung von Schädlingspopulationen zu beginnen, bevor Maßnahmen zur Schädlingsbekämpfung eingeführt oder geändert werden. Unter Monitoring versteht man die systematische Sammlung, Aufzeichnung und Analyse von Beobachtungen im Laufe der Zeit. Das Wichtigste ist, herauszufinden, was die Fallenfänge im Vergleich zu Schädlingsbefall und Erntequalität widerspiegeln. Entsprechend dieser Informationen müssen dann die Bekämpfungsmaßnahmen angepasst werden. Landwirte, die ihre Kulturen systematisch überwachen, können ihre eigenen Schwellenwerte entwickeln. Für die meisten Überwachungsmethoden können zahlreiche numerische Schwellenwerte ermittelt werden.

Monitoring von Schädlingen

Für die Bekämpfung von Schadinsekten ist es notwendig, zunächst die Schadenssituation zu ermitteln und einen optimalen Bekämpfungsplan zu erstellen, der die Umweltbedingungen und -merkmale berücksichtigt. Die Überwachung von Schadinsekten ist der erste grundlegende Schritt zu einer angemessenen integrierten Schädlingsbekämpfung und für einen angemessenen Pflanzenschutz im ökologischen Landbau. Insekten können mit einer Vielzahl von Überwachungsmethoden erfasst werden, z. B. mit Pheromonfallen, Lichtfallen, farbigen Klebefallen, Saugfallen usw. Schädlingsüberwachungsmethoden sind in der Regel sehr zeitaufwändig und erfordern erhebliche Investitionen für die Identifizierung der Arten nach dem Absammeln von Hand im Feld.

Fallenfangdaten dienen mehreren Zwecken: 1. ökologische Studien 2. Überwachung von Insektenwanderungen 3. Neueinwanderungen in Agrarökosystemen 4. Durchführung von Felduntersuchungen und Probenahmen 5. zeitliche Planung von PSM-Anwendungen 6. Definieren von Phänologiemodellen 7. Vorhersage von Generationenstärken 8. Schädlingsbekämpfung.

Die Vorhersage von Schädlingen ist ein wichtiger Teil der IPM-Strategie sowie im ökologischen Landbau. Frühzeitige Frühwarnungen und Vorhersagen, die auf biophysikalischen Methoden beruhen, bieten eine Vorlaufzeit für die Bewältigung eines drohenden Schädlingsbefalls und können so Ernteverluste minimieren, die Schädlingsbekämpfung optimieren und die Kosten für den Anbau senken.

Außerdem ist es notwendig, Sekundärschäden und die Ausbreitung von Schädlingen durch eine kontinuierliche Überwachung zu verhindern, indem die Primärbekämpfung durch eine gewissenhafte Überwachung gemäß den geplanten Schädlingsbekämpfungsmethoden ergänzt wird. Da die Überwachung über die gesamte Vegetationsperiode hinweg erfolgt, ist es notwendig, sich in einem kurzen Zeitraum auf eine große Fläche zu konzentrieren. Der Zeitpunkt, an dem die Schäden vermehrt auftreten, und der Zeitpunkt, an dem die Bekämpfung durchgeführt werden kann, ist dabei zu berücksichtigen.

Monitoring von Schadinsekten mithilfe von Fallen

Fallenfänge können vor dem Vorhandensein von Schädlingen, Hotspots, Insektenwanderung und -aktivität warnen und ein relatives Maß für die Insektendichte liefern. Vergleiche der Anzahl erwachsener Schädlinge, die zu bestimmten Probenentnahmedaten gefangen wurden, können Aufschluss darüber geben, ob sich die Schädlingsdichte in den Kulturen verändert oder langfristig relativ konstant bleibt. Die Auswertung der Fallenfänge kann helfen, den Behandlungsbedarf, den Zeitpunkt der Anwendungen und die Wirksamkeit früherer Bekämpfungsmaßnahmen zu bestimmen.

Verschiedenen Methoden und Vorrichtungen werden bei der Schädlingsüberwachung eingesetzt. Die beliebtesten und am weitesten verbreiteten sind sowohl Sexualpheromonfallen für die selektive Überwachung einzelner fliegender Arten, als auch Lichtfallen für fliegende Arten, die von Licht angezogen werden, und Farbklebefallen für Arten, die von Farbe angezogen werden. Während in Sexualpheromonfallen in der Regel erwachsene Männchen gefangen werden, werden in Lichtfallen und farbigen Klebefallen erwachsene Tiere beider Geschlechter gefangen. Mithilfe von Lichtfallen und farbigen Klebefallen lassen sich die Anwesenheit von Arten feststellen und die Verteilung der Populationen und ihre Bewegungen (Wanderungen im Ökosystem) in einem bestimmten Gebiet untersuchen. Klebefallen liefern interessante Ergebnisse und können als unvoreingenommene Aufzeichnungssysteme betrachtet werden. Sie benötigen keine Stromquelle und sind kostengünstig, aber ihre Inspektion zur Identifizierung und eventuellen Sammlung der gefangenen Insekten kann schwierig und zeitaufwendig sein, und ihre Handhabung ist relativ umständlich.

a) Sexualpheromonfallen

Pheromone sind Botenstoffe, die der artspezifischen Kommunikation dienen. Normalerweise werden diese Pheromone von Weibchen produziert, um Männchen anzulocken. Kommerziell werden sie hergestellt, indem die entsprechenden Komponenten synthetisiert und in Dispenser gefüllt werden, die je nach Produktion in Fallen unterschiedlicher Bauart eingesetzt werden können.

Abbildung 2.3 Falle mit Pheromon (Foto: Lemic, D.)

Sexualpheromonfallen sind nützlich für die Überwachung von Schädlingen, die sich einer frühzeitigen Erkennung von wirtschaftlichen Schäden entziehen. Mithilfe von Pheromonfallen (Abbildung 2.3) ist es möglich, das Auftreten und die Häufigkeit erwachsener Schädlinge zu überwachen und Ernteschäden für das folgende Jahr vorherzusagen. Sobald die wichtigsten Habitatparameter ermittelt sind, kann das Befallsniveau auf jährlicher Basis vorhergesagt werden, sodass die Landwirte über geeignete Bekämpfungsstrategien für die dies- und nächstjährige Kultur informiert werden. So kann beispielsweise das Auftreten von Larven auf der Grundlage der Häufigkeit von adulten Tieren und Eiern im Jahr vor der erneuten Aussaat einer bestimmten Kultur vorhergesagt werden.

Gemäß der guten landwirtschaftlichen Praxis (z. B. Landwirtschaftsministerium) muss die Schädlingsbekämpfung auf Populationsentwicklungsprognosen beruhen, die den Grundsätzen der integrierten Schädlingsbekämpfung (IPM) entsprechen. Die Bestimmung der Faktoren, die das Wachstum von Schädlingspopulationen positiv oder negativ beeinflussen oder einschränken, erleichtert die Entwicklung von IPM-Strategien. Diese zielen darauf ab, die Ausbreitung von Individuen zu verlangsamen und so die Schäden an Kulturen auf nationaler und möglicherweise internationaler Ebene zu verringern.

b) Farbige Klebefallen

Die Farbfalle ist die effizienteste Methode zur Überwachung der Kulturen auf Schadinsekten und kann das Vorhandensein eines Insekts oft früh genug anzeigen, damit andere Bekämpfungsmaßnahmen ergriffen werden können. Klebefallen werden als eine der wirksamen Strategien zur Überwachung verschiedener Insektenarten eingesetzt. Sie bieten eine einfache Methode zur Schätzung der Schädlingspopulationsdichte, erfordern geringe Kosten und wenig qualifizierte Arbeitskräfte und sind hilfreich bei der Entwicklung einer umweltfreundlichen Bekämpfungsstrategie. Die Überwachung mit Klebefallen führt in der Regel zu einer Verringerung des PSM-Einsatzes, was wiederum zu niedrigeren Inputkosten, einer geringeren Belastung der Arbeiter mit PSM und letztlich zu einer geringeren PSM-bedingten Phytotoxizität und geringeren Kosten führt. Dies wirkt sich unmittelbar auf die Quantität und Qualität der Erträge aus. Klebefallen sind wirtschaftlich erschwinglich, da sie weniger kosten und weniger technischen Aufwand erfordern.

Bei der Schädlingsbekämpfung mit Klebefallen werden Fallen auf Klebstoffbasis verwendet, um Schädlinge zu überwachen, zu fangen und unschädlich zu machen. Diese Arten von Fallen bestehen in der Regel aus Pappe mit einer Klebeschicht oder aus Kunststofffallen mit erneuerbarer Klebeschicht. Die Pappe kann auch zeltförmig gefaltet oder flach gelegt werden. Die Zeltabdeckung schützt die Klebefläche vor Staub und anderen Materialien. Einige Klebefallen enthalten auch eine Art Duftstoff, um bestimmte Schädlinge anzulocken.

Abbildung 2.4 Farbige Klebefallen (Foto: Lemic, D.)

Klebefallen locken Schadinsekten mit einem bestimmten Farbspektrum an (Abbildung 2.4). Sie benötigen keine Köder oder Lockstoffe, können aber mit ätherischen Ölen wie Melissen-, Zitronen- oder Zimtöl verstärkt werden. Die meisten Tiere weisen eine artspezifische Farbpräferenz auf, d. h. sie reagieren auf einen bestimmten Bereich des sichtbaren Lichtspektrums. Die Farbpräferenz von Insekten ist ein recht auffälliges Phänomen, das in der Grundlagenforschung und den angewandten Wissenschaften Aufmerksamkeit erregt hat.

Leuchtendes Gelb (etwa 550 bis 600 nm Wellenlänge) ist für viele Insekten sehr attraktiv. Ausgewachsene Weiße Fliegen, Thripse, Minierfliegen, Blattläuse, Uferfliegen, geflügelte Blattläuse und Parasitoide können mit gelben Klebefallen überwacht werden. Zum Beispiel kann der Einsatz von gelben Klebefallen in der Sämlingsproduktion mit 1 bis 2 Fallen/50-100 m2 eine beträchtliche Anzahl von Weißen Fliegen fangen. Blaue Klebefallen sind am attraktivsten für den Westlichen Blütenthrips und einige andere Thripsarten.

Die Fallen liefern ein relatives Maß für die Insektendichte; ein Vergleich der Anzahl der gefangenen erwachsenen Tiere zwischen den Probenahmeterminen kann Aufschluss darüber geben, ob sich die Schädlingsdichte ändert oder langfristig relativ konstant bleibt.

c)Lichtfallen

Der Einsatz von Licht zur Erfassung nachtfliegender Insekten ist eine seit langem etablierte Technik. Lichtfallen werden am häufigsten zur Untersuchung der Mottenfauna (z. B. des Maiszünslers Ostrinia nubilalis) eingesetzt, erfassen aber auch andere Insekten, wie z. B. erwachsene Wasserinsekten wie Eintagsfliegen, Dickkopffliegen und Köcherfliegen.

Je nach Verwendungszweck gibt es viele Methoden und Varianten, die eine sich ständig verändernde Technologie nutzen. Lichtfallen eignen sich am besten für Bestandserhebungen oder die Bestimmung der geografischen Verteilung von nachtfliegenden Insekten. Dies liegt daran, dass viele Arten, die nachts gefangen werden, mit anderen Probenahmeverfahren praktisch nicht nachweisbar sind. Lichtfallen für einheimische Insekten können eine reiche Vielfalt vieler verschiedener Insekten aufdecken. Sie liefern Informationen über die Artenvielfalt in allen Jahreszeiten, Landschaften, ökologischen Gebieten, Höhenlagen und Nachtzeiten. Das Licht lockt die Insekten nicht an - es verwirrt sie und bringt sie von ihrer Flugroute ab. Einige Insekten fliegen wiederholt um das Licht herum, andere lassen sich einfach in unterschiedlichen Abständen vom Licht nieder und fliegen nach unterschiedlichen Zeiten weiter. Insekten sehen grünes, blaues und nahes ultraviolettes (UV) Licht sehr gut, während sie das gelbe und orangefarbene Licht nur schlecht und das rote oder infrarote Licht gar nicht sehen können. Verschiedene Arten von Lichtquellen erzeugen Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen (Farben) und sind daher für den Fang von Insekten unterschiedlich wirksam. Lichtfallen sind am effektivsten für die Entnahme von Proben nachtfliegender Insekten in unmittelbarer Nähe - bis zu 500 m von der Lichtquelle entfernt. Eine Leuchte kann über größere Entfernungen - bis zu 1 km oder mehr - wirksam sein, wenn sie leicht erhöht aufgestellt wird. Die Effektivität hängt von der Windrichtung ab, da die Insekten in den Wind fliegen, und von der Windgeschwindigkeit, da sich viele Insekten bei starkem Wind niederlassen. Die Flugaktivität hängt auch von der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit ab, und Regen kann sie unterbrechen oder verringern. Daher ist bei der Verwendung von Lichtfallenfängen für vergleichende Zwecke wie die Überwachung Vorsicht geboten. Dazu ist es erforderlich, so viele Variable wie möglich jedes Mal gleich oder so nah wie möglich zu halten. Dies wird als Standardisierung bezeichnet.

Abbildung 2.5 Lichtfalle (Foto: Virić Gašparić, H.)

Es gibt viele Arten von Lichtfallen; sie können mit 240 V Wechselstrom oder 12 V Gleichstrom betrieben werden, mit UV- oder Weißlichtlampen (Vollspektrum), und sie können Insekten lebend sammeln oder als Tötungsfalle dienen.

Die mit einer Lichtfalle gesammelten Daten liefern wichtige Informationen über die Vielfalt der nachtaktiven Insekten, ihre jeweilige Vorliebe für verschiedene Wellenlängen des Lichts und ermöglichen es, die Funktionsweise von Populationen zu verstehen und vorherzusagen. Solche Informationen können, wenn sie ordnungsgemäß dokumentiert sind, von Feldforschern auf vielfältige Weise genutzt werden, z. B. bei der Auswahl von Lichtfallen, um bestimmte Insektenordnungen anzulocken.

Die passive Probenahme, die Erhaltung lebender Exemplare und die geringen Kosten der Lichtfalle haben dazu geführt, dass sie zur Erfassung der Insektenvielfalt in terrestrischen Umgebungen weit verbreitet ist. So werden Lichtfallen seit den 1940er Jahren konsequent und in großem Umfang für die standardisierte Mückenüberwachung sowie für die Überwachung von Motten und anderen als Schädlinge geltenden Arten eingesetzt.

Monitoring von Krankheiten

Die Überwachung von Pflanzen und Krankheiten im Frühstadium ist von größter Bedeutung, da dies Schäden verhindern und frühzeitige Maßnahmen ermöglichen kann. In der Vergangenheit wurden die Erkennung und die Behandlung von Pflanzenkrankheiten von Experten vor Ort durchgeführt. Die Krankheitsüberwachung erfordert einen enormen Arbeits- und Zeitaufwand. Die Identifizierung und Diagnose von Krankheiten kann direkt an der Pflanze vorgenommen werden. Die manuelle Überwachung von Krankheiten führt nicht zu den gewünschten Ergebnissen, da die Beobachtung mit bloßem Auge unzuverlässig ist und die Gefahr von Fehldiagnosen erhöht. Außerdem ist die Unterstützung durch einen Experten erforderlich, was zeitaufwendig und teuer ist. Daher sind manuelle Methoden unwirksam. Die automatische und sofortige Erkennung von Pflanzenkrankheiten ist wichtig, um die Krankheitssymptome in einem frühen Stadium zu erkennen, wenn sie auf dem wachsenden Blatt der Pflanze auftreten. Sie wird verwendet, um das Blatt zu segmentieren, Merkmale zu extrahieren und es anhand seines Aussehens zu klassifizieren.

Einige Ansätze konzentrieren sich auf den Aufbau eines Netzwerks zur Überwachung von Pflanzenkrankheiten auf der Grundlage von Mobiltelefonen, während andere auf Satellitenbilder zurückgreifen. Der Aspekt der Krankheitserkennung des Überwachungsmoduls nutzt Computer Vision und maschinelles Lernen, um Pflanzenkrankheiten auf der Grundlage von Blattbildern zu erkennen. Blattbasierte Ansätze sind jedoch auf die Verwendung von bildgebenden Geräten in ressourcenarmen Gebieten angewiesen, die Smartphones verwenden. Dies kann in Gebieten ohne oder mit geringer Smartphone-Verfügbarkeit nur begrenzt möglich sein.

Bei der Beobachtung der Wechselwirkungen zwischen Erreger und Wirt würden verschiedene Pflanzenkrankheiten und Schädlinge eine Vielzahl von Symptomen und Pflanzenschäden verursachen, was eine physikalische Grundlage für ihre Fernüberwachung bietet. Es sei darauf hingewiesen, dass nicht alle Pflanzenkrankheiten für die Fernerkundung geeignet sind, da einige von ihnen keine identifizierbaren Merkmale aufweisen. Andererseits können einige bodenbürtige und Wurzelkrankheiten, die systemische Auswirkungen auf die Pflanzenphysiologie haben, erkannt werden. Eine wesentliche Voraussetzung für die Erkennung und Überwachung von Pflanzenkrankheiten und -schädlingen durch Fernerkundung ist daher das Vorhandensein einer spezifischen Reaktion, die von einem spezifischen Sensor oder Sensorsystem erkannt werden kann.

Abbildung 2.6 Erkennung von pilzlichen Pflanzenkrankheiten auf der Grundlage von Hyperspektralbildern. A: Cercospora-Blattfleckenkrankheit auf Zuckerrüben.B: Fusarium head blight auf Weizen (Mahlein, 2016)

Monitoring von Unkräutern

Die Unkrautüberwachung ist der erste Schritt in jedem standortspezifischen Unkrautbekämpfungsprogramm. Die standortspezifische Unkrautbekämpfung (SSWM) ist eine Strategie, bei der die Unkrautbekämpfung innerhalb eines Feldes variiert wird, um den Schwankungen bei Standort, Dichte und Zusammensetzung der Unkrautpopulation zu entsprechen. Dieses Konzept basiert auf der Tatsache, dass die Unkrautpopulationen innerhalb eines Feldes oft unregelmäßig verteilt sind.

Die meisten Herbizide sind nur gegen bestimmte Unkrautarten wirksam. Eine regelmäßige Überwachung wird eingesetzt, um festzustellen, ob die Behandlungen wirksam sind. Unkräuter wachsen oft in an einer Stelle konzentrierten Beständen, sodass es nicht unbedingt notwendig ist, Nachaustrieb-Herbizide zu spritzen oder das gesamte Feld zu pflügen, um sie zu bekämpfen. Eine punktuelle Behandlung kann Zeit und Geld sparen und gleichzeitig eine gute Unkrautbekämpfung bewirken.

Die genaueste Methode zur Abschätzung der Unkrautpopulation besteht darin, die Anzahl der Pflanzen in einem Gebiet bekannter Größe an mehreren Stellen zu zählen. Für die Zählung der Unkrautpflanzen sollte ein Quadrant verwendet werden, der beispielsweise quadratisch oder kreisförmig sein kann. Die Anzahl und der Ort der Zählungen, die zur Schätzung der Population erforderlich sind, hängen vom Verteilungsmuster ab.

Abbildung 2.7 Probenahme und Schätzung der Unkrautdichte (Foto: Lemic, D.)

Die Größe des Quadranten hängt von der Unkrautdichte ab. Kleine Quadranten (0,1 m2) sind ausreichend für Unkrautpopulationen von mehr als 200 Pflanzen pro Quadratmeter. Dies entspräche mehr als 20 Pflanzen pro Quadrant. Bei geringeren Unkrautdichten sollte die Quadrantengröße erhöht werden (bis zu 1 m2), um Zählungen zwischen fünf und 50 Pflanzen pro Quadrant zu ermöglichen.

In je mindestens vier Feldabschnitten sollten mindestens fünf Zählungen durchgeführt werden, sodass sich 20 Zählungen für die Fläche ergeben. Je mehr Zählungen durchgeführt werden, desto genauer ist die Bewertung.

Die Anzahl der Pflanzen für jede gefundene Unkrautart aufzeichnen. Die Pflanzenzählung ist ein geeigneter Zeitpunkt, um verschiedene Aspekte der Unkräuter und des Bestandes zu erfassen. Notieren Sie, ob die Pflanzen klein und verkrüppelt erscheinen oder von Insekten oder Krankheiten befallen sind. Alle notierten Aufzeichnungen sollten abfragbar sein und Veränderungen der Unkrautdichte und des Unkrautspektrums im Laufe der Zeit aufzeigen. Diese Aufzeichnungen können eine Frühwarnung vor einem aufkommenden Problem sein.

Schädlingsprognose (Vorhersage)

Bei der Schädlingsprognose müssen mehrere charakteristische Merkmale der Schädlinge und die entscheidenden Umwelt- und Wirtsfaktoren berücksichtigt werden. Die meisten Modelle zur Schädlingsprognose berücksichtigen die Phänologie des Schädlings und seines Wirts. Eine genaue Vorhersage des Schädlingsbefalls, bevor er tatsächlich auftritt, ist in Schädlingsbekämpfungsprogrammen wünschenswert, damit Bekämpfungsmaßnahmen mit maximaler Effizienz geplant werden können. Die Schädlingsdynamik variiert je nach Standort und Jahreszeit in Bezug auf Zeitpunkt und Intensität.

Schädlinge in Agrarökosystemen unterliegen einem raschen Umweltwandel, der auf veränderte Anbausysteme und eine Vielzahl von Bewirtschaftungsmaßnahmen zurückzuführen ist. Infolgedessen weisen Pflanzenschädlinge ein höheres Maß an Instabilität der Populationsstärke auf. Schädlinge unterscheiden sich in ihrer Biologie und in ihrer Reaktion auf ihre Umwelt. Schädlinge in kälteren Klimazonen haben im Allgemeinen nur wenige Generationen und Ruheperioden in ihrem Lebenszyklus. Die meisten Arten in wärmeren Klimazonen weisen polymodale Muster mit mehreren Generationen pro Jahr auf. Dies ist auf kontinuierliche Reproduktionsmöglichkeiten und ständige Verfügbarkeit von Nahrung zurückzuführen. Auf globaler Ebene sind die saisonalen Temperaturen und Niederschlagsmuster wichtige Faktoren, die die Verteilung von Organismen bestimmen.

Ein wichtiges Ergebnis des Verständnisses der Populationsdynamik ist das Erarbeiten von Prognosemöglichkeiten, um geeignete Managemententscheidungen treffen zu können. Erfolgreiche Vorhersagetechniken sind solche, die so einfach wie möglich sind und auf der Kenntnis der Biologie und Ökologie der betreffenden Schädlinge beruhen.

Aufgrund der Klimaverhältnisse findet das Auftreten in der Regel in einem relativ kurzen Zeitraum statt und ist nicht allzu schwierig zu überwachen. Schädlinge, die auf alternativen Wirten überleben, können beprobt werden, sodass eine Schätzung ihrer wahrscheinlichen Schädlingsdichte auf der Hauptkultur möglich ist.

Modelle zur Vorhersage von Pflanzenschädlingen

Insekten sind nicht in der Lage, ihre Temperatur selbst zu regulieren, weshalb ihre Entwicklung von der Temperatur abhängt, der sie ausgesetzt sind. Bei Studien zur Populationsdynamik von Insekten wird häufig das Wachstum als Funktion der Umgebungstemperatur modelliert.

Das gebräuchlichste Modell für die Entwicklungsrate, das oft als Gradtagsummierung bezeichnet wird, geht von einer linearen Beziehung zwischen der Entwicklungsrate und der Temperatur zwischen unterer und oberer Entwicklungsschwelle aus. Diese Methode funktioniert gut bei optimalen Temperaturen. Die temperaturabhängige Entwicklung bei Insekten kann auch über die Entwicklungszeit betrachtet werden. Gradtagmodelle werden seit langem als Teil von Entscheidungshilfesystemen verwendet, um Landwirten bei der Vorhersage des richtigen Zeitpunkts für Spritzungen oder Schädlingsbekämpfung zu helfen.

Ökologische Lebenstabellen sind eines der nützlichsten Instrumente für die Untersuchung der Populationsdynamik von Insekten mit einzelnen Generationen. Solche Tabellen zeichnen eine Reihe von aufeinanderfolgenden Messungen auf, die die Populationsveränderungen während des Lebenszyklus einer Art in ihrer natürlichen Umgebung aufzeigen. Langfristige Daten aus sorgfältig konzipierten Populationsstudien, bei denen alle relevanten Faktoren genau gemessen wurden, sind wichtig, um Populationsmodelle zu erstellen, die der biologischen Realität entsprechen. Ziel der Lebensverlaufsanalyse ist die Entwicklung eines Populationsmodells, das die Realität nachahmt. Neben der Erstellung von Populationsschätzungen erfolgt diese Analyse am besten durch die sorgfältige Identifizierung und Messung unabhängiger Faktoren, die Sterberaten verursachen, wie Parasitoide, Räuber, Krankheitserreger und Wetterfaktoren. Anhand von Lebensverlaufsstudien kann der Schlüsselfaktor identifiziert werden, der für die Zunahme und Abnahme der Zahlen von Generation zu Generation verantwortlich ist.

Modelle zur Vorhersage von Pflanzenkrankheiten

Die Vorhersage von Pflanzenkrankheiten ist ein Managementsystem zur Vorhersage des Auftretens oder der Veränderung des Schweregrads von Pflanzenkrankheiten. Auf dem Feld werden diese Systeme von Landwirten eingesetzt, um wirtschaftliche Entscheidungen über Behandlungen zur Krankheitsbekämpfung zu treffen. Häufig stellen die Systeme dem Landwirt eine Reihe von Fragen zur Anfälligkeit der Wirtspflanzen und beziehen die aktuellen und vorhergesagten Wetterbedingungen ein, um eine Empfehlung abzugeben. In der Regel wird eine Empfehlung ausgesprochen, ob eine Krankheitsbehandlung notwendig ist.

Vorhersagesysteme beruhen auf Annahmen über die Wechselwirkungen des Erregers mit dem Wirt und der Umwelt. Ziel ist es, genau vorherzusagen, wann die drei Faktoren - Wirt, Umwelt und Erreger - so zusammenwirken, dass eine Krankheit auftreten und wirtschaftliche Verluste verursachen kann.

Vorhersagesysteme können zur Berechnung des Krankheitsrisikos einen von mehreren Parametern oder eine Kombination von Einzelfaktoren verwenden. Eines der ersten Vorhersagesysteme, welches für die Stewarts-Blattwelke (Pantoea stewartii) an Mais entwickelt wurde, basierte auf dem Wintertemperaturindex, da niedrige Temperaturen den Krankheitsüberträger abtöten würden, sodass es zu keinem Ausbruch kommen würde.

Eine rationelle Methode zur Vorhersage von Krankheiten sollte auf den folgenden Faktoren beruhen:

1. Faktoren (mikroklimatische Faktoren), die das anfängliche Auftreten und die anschließende Ausbreitung des Inokulums beeinflussen


2. Gründliche Kenntnisse über den Lebenszyklus des Erregers


3. Art und Weise der Ausbreitung des Erregers


4. Grobe Schätzung der zu erwartenden Inokulummengen, die über Verbreitungswege, Boden, Luft, Vektoren usw. verbreitet werden


5. Mechanismus der Wirtsinfektion


6. Kenntnisse über die Anfälligkeit der Wirtspflanze in verschiedenen Wachstumsstadien


7. Meteorologische Daten (makroklimatische Bedingungen) des Gebiets.

Abschätzen der potenziellen Unkrautpopulationsdichte

Die potenzielle Unkrautpopulationsdichte kann auf verschiedene Weise geschätzt werden. Wenn Unkräuter Samen produzieren, zählen Sie die Anzahl der Samenköpfe oder Hülsen und die Anzahl der Samen pro Hülse oder Samenkopf auf einer bestimmten Probefläche. Daraus ergibt sich eine Schätzung der Gesamtzahl an produzierten Samen.

Eine komplexere, aber genauere Methode ist die Entnahme von Bodenkernen, das Sieben und Waschen dieser Proben und das Zählen der Samen in diesen Proben. Diese Technik ist als Forschungsinstrument oft nur von begrenztem Nutzen, da sie zeitaufwendig ist und von der Fähigkeit zur Samenidentifizierung abhängt.

Bewässern Sie kleine Flächen und identifizieren und zählen Sie keimende Unkräuter. Dies kann im Herbst durchgeführt werden, liefert aber aufgrund der komplexen Natur der Samenruhe nicht immer einen realistischen Hinweis auf das potenzielle Aufkommen von Unkraut. Die Verwendung von Aufzeichnungen aus früheren Überwachungen ermöglicht eine Bewertung von Aspekten wie Unkrautarten, Dichte, Samenansatz und Standort. Sie ermöglicht die Überwachung von Veränderungen im Laufe der Zeit.