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Möglichkeiten zur standortspezifischen Simulation der Bodenfeuchte und zur Integration von Bodenfeuchte- und Bodenartmodulen in Modelle zur Prognose des Auftretens von drei ausgewählten Schaderregern im Pflanzenschutz

  • In der hier vorliegenden Forschungsarbeit wurden die Auswirkungen der Bodenfeuchte und der Bodenart auf die ausgewählten Schaderreger Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, Fusarium graminearum Schwabe bzw. F. culmorum (W.G. Smith) Saccardo und die Larven der wichtigsten Elateridenarten Agriotes lineatus Linnaeus, A. obscurus Linnaeus, A. sputator Linnaeus, A. sordidus Illiger sowie A. ustulatus Schaller (im Folgenden als Drahtwürmer zusammengefasst) untersucht. Ziel war die Integration von Bodenmodulen in Prognosemodelle für landwirtschaftliche und gartenbauliche Schaderreger, um die Terminierung von Befallskontrollen weiter zu optimieren, die Bekämpfungsnotwendigkeit festzustellen und somit eine Reduzierung vorbeugender Pflanzenschutzmittelanwendungen zu erreichen. Wegen des hohen Aufwandes zur Messung der Bodenfeuchte sowie ihrer kleinräumigen Variabilität fand dieser Parameter bisher in der Schaderregerprognose nur geringe Beachtung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Möglichkeiten zur standortspezifischen Simulation der Bodenfeuchte überprüft. Dabei wurde das Bodenfeuchtesimulationsmodell SIMPEL (HÖRMANN 1998) an landwirtschaftliche Problemstellungen angepasst und die standortspezifische Simulation der Bodenfeuchte auf Grundlage der Niederschlagsdaten des Radermessnetzes des Deutschen Wetterdienstes (DWD) sowie interpolierten Wetterdaten (ZEUNER 2007) durchgeführt. Mit einer hochsignifikanten Korrelation zum Signifikanzniveau Alpha = 0,01 und mittleren Abweichungen der simulierten Bodenfeuchte von Feldmessungen von 3,8 % kann diese zuküftig schlagspezifisch berechnet und in den Schaderregermodellen berücksichtigt werden. Die Ergebnisse der Labor- und Freilandversuche und die durchgeführten Datenanalysen zeigten, dass der Einfluss von Bodenparametern auf die drei untersuchten Schaderreger unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Während sich bei den Untersuchungen zum Einfluss der Bodenfeuchte auf P. infestans keine eindeutigen Korrelationen aufzeigen ließen, gab es deutliche Zusammenhänge zwischen der Bodenfeuchte bzw. Bodenart und dem Vorkommen von Drahtwürmern sowie von F. graminearum bzw. F. culmorum. Zur Prognose des Drahtwurmauftretens in den oberen 15 cm der Bodenschicht wurde das Modell SIMAGRIO-W entwickelt. In den durchgeführten Versuchen ergaben sich hochsignifikante Zusammenhänge der Bodenfeuchte und der Bodenart auf das Vorkommen der Drahtwürmer. Der Einfluss der Bodenart auf den Schaderreger F. graminearum bzw. F. culmorum wurde in das bestehende Modell FUS-OPT integriert. Eine Korrelation von aus der Luft gefangenen Sporen von F. graminearum mit dem simulierten Perithezienwachstum des veränderten Modells FUS-OPT ergab im Test nach PEARSON einen hochsignifikanten Zusammenhang. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Integration von Bodenfeuchte- und Bodenartmodulen in die Schaderregermodelle möglich ist. Die entwickelten bzw. modifizierten Modelle werden den Pflanzenschutzdiensten der Länder zukünftig zur praktischen Beratung über das Internetportal www.isip.de zur Verfügung stehen.
  • In this study the influence of soil moisture and soil type on the selected pests and diseases Phytophthora infestans (Mont.) de Bary, Fusarium graminearum Schwabe and F. culmorum (W.G. Smith) Saccardo, respectively, as well as the larvae of the most important Elateridae Agriotes lineatus Linnaeus, A. obscurus Linnaeus, A. sputator Linnaeus, A. sordidus Illiger and A. ustulatus Schaller (called wireworms) was characterized. The aim was to integrate soil modules in prediction models for agricultural and horticultural pests and diseases, to optimise the scheduling of disease controls, to detect periods of high-intensity attacks and to reduce the number of preventive treatments. The measurement of soil moisture is time intensive and additionally soil moisture is highly varying within small areas. Therefore this parameter did not have a high impact in the prediction models for agricultural and horticultural pests and diseases in the past. In this study the possibilities for a site-specific simulation of soil moisture was investigated. The soil moisture simulation model SIMPEL (HÖRMANN 1998) was adapted to agricultural conditions and the site-specific simulation of soil moisture was realised on the basis of radar measured precipitation data from the German Meteorological Service (DWD) and on interpolated weather data (ZEUNER 2007). The comparison of the simulated soil moisture data with the field measurements showed a highly significant correlation (Alpha = 0.01) and an average of 3.8 % differences. Therefore the site-specific simulation of soil moisture will be possible and can be included in the prediction models for agricultural and horticultural pests and diseases. The results of laboratory and field experiments as well as analyses on monitoring data showed, that the influence of soil parameters on the three selected pests and diseases varied. Whereas the investigations on the influence of soil moisture on P. infestans identified no clear correlation, considerable correlations between soil moisture and soil type on wireworms as well as F. graminearum and F. culmorum could be detected. For the prediction of the appearance of wireworms in the upper soil level in relation to soil moisture and soil type the simulation model SIMAGRIO-W was developed. The validation of the new model showed highly significant correlations between soil moisture and soil type on the appearance of wireworms. The influence of soil type on F. graminearum and F. culmorum was integrated in the existing prediction model FUS-OPT. A correlation between air cached spores of F. graminearum and simulation results from the modified model FUS-OPT showed a high significance in PEARSON test. The results of this study showed that the implementation of soil moisture and soil type in the prediction models for agricultural and horticultural pests and diseases can be realised. The developed and modified prediction models can be used by the Governmental Crop Protection Services in Germany through www.isip.de.

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Metadaten
Author:Jeanette Jung
URN:urn:nbn:de:hbz:kob7-8446
Advisor:Dieter König, Rainer Graafen
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of completion:2012/12/19
Date of publication:2012/12/19
Publishing institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Universitätsbibliothek
Granting institution:Universität Koblenz-Landau, Campus Koblenz, Fachbereich 3
Date of final exam:2012/11/21
Release Date:2012/12/19
Tag:Agriotes spp.; Bodenfeuchtesimulation; Drahtwürmer; Fusarium spp.; Phytophthora infestans
Agriotes spp.; Fusarium spp.; Phytophthora infestans; simulation of soil moisture; wireworms
Number of pages:217
Institutes:Fachbereich 3 / Institut für Integrierte Naturwissenschaften / Institut für Integrierte Naturwissenschaften, Abt. Geographie
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 50 Naturwissenschaften / 500 Naturwissenschaften und Mathematik
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