Grundlagen für die Überwachung und Prognose von Schädlingen im Obst- und Gemüsebau

• Forschungsstelle: ACW (ina)
• Projektnummer: 01.16.14
• Projekttitel Englisch: Bases pour le monitoring et l'avertissement des ravageurs en arboriculture et cultures maraîchères
• Kurztitel: Schädlingsprognose Obst- und Gemüsebau

Schlüsselwörter (Englisch)

pest management, decision support system, forecasting, monitoring, modelling, climate change, phenology

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Schnelle und zuverlässige Informationen über potenzielle Risiken sind für die Entscheidungsfindung im Pflanzenschutz essenziell. Deshalb müssen die verwendeten Prognose- und Überwachungswerkzeuge auf Grundlage der Biologie der betreffenden Schadorganismen ausgebaut und kontinuierlich weiterentwickelt werden. Zudem können sich, mit der als Fakt anerkannten Klimaänderung, massive Änderungen im Schadenspotenzial durch modifizierte Lebenszyklen vorhandener Arten oder durch invasive Arten ergeben. Das Prognosesystem SOPRA für wichtige Schädlinge im Obstbau bietet die Möglichkeit für eine kontinuierliche Weiterentwicklung und Ergänzung an Bedeutung gewinnender Arten. Zudem können die Artmodelle genutzt werden, um zukünftige klimatische Szenarien zu analysieren. Durch die umfassende Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von SOPRA sind positive Verhaltensänderungen in der Praxis zu erwarten. Dabei werden mit Einbindung der klimatischen Szenarien zukünftige Probleme frühzeitig identifiziert und bewertet, um entsprechende Massnahmen zur Erhaltung der Nachhaltigkeit im Pflanzenschutz einzuleiten.

Partner und Internationale Organisationen (Deutsch)

Calanca Pierluigi Semenov Mikhail A.

ART Rothamsted Research, UK

Projektziele (Deutsch)

Mussziele:
1. Biologische Parameter: Für weitere bedeutsame Schädlingsarten im Obstbau sollen die biologischen Parameter der Entwicklung als Basis für die Modellbildung erfasst werden (Indikator: notwendige Parameter liegen vor; Standard: 2 Arten).
2. Modellierung: Phänologiemodelle sollen auf Basis des Ansatzes von «Time-variant distributed delays» entwickelt, getestet und validiert werden (Indikator: Mathem. Beziehungen beschrieben, Modelle entwickelt, getestet, validiert; Standard: 2 Arten).
3. Informationsfluss: Der Datenfluss von Erhebung der Wetterdaten über Modellsimulationen bis zur Internetpräsentation soll kontinuierlich sichergestellt und anwenderfreundlich gestaltet werden (Indikator: Datenfluss sichergestellt; Standard: 8 implementierte Arten, 2 neue Arten).
4. Überwachungslücken: Lücken bei der Überwachung von Schädlingen im Obst- und Gemüsebau werden rechtzeitig erkannt und bearbeitet (flexibel nach Forschungsbedarf).
5. Klimaänderung und Phänologie: Am Beispiel der Schadinsekten im Obstbau sollen klimatische Szenarien analysiert werden, um die Auswirkung globaler Klimaänderung auf Phänologie von Schadorganismen zu erkennen (Indikator: klimatische Szenarien modelliert und analysiert; Standard: 2 Schlüsselarten).
Wunschziel:
Klimaänderung und Life History: Wissenslücken bezüglich der notwendigen biologischen Parameter (Thermobiologie, Anpassung Voltinismus, Life History) sollen mittels experimenteller Untersuchungen geschlossen werden (Indikator: wichtige Wissenslücken zur Auswirkung globaler
Klimaänderung auf Life History geschlossen; Standard: 1 beispielhafte Schlüsselart).

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Addo-Bediako et al., 2000. Thermal tolerance, climatic variability and latitude. Proc. R. Soc. Lond. B 267, 739-745.
Bradshaw & Holzapfel, 2001. Genetic shift in photoperiodic response correlated with global warming. PNAS 98, 14509-14511.
Samietz et al., 2007. Phenology modelling of major insect pests in fruit orchards. EPPO Bulletin (im Druck).
Samietz et al., 2005. Altitudinal variation in behavioral thermoregulation. J. Evol. Biol. 18, 1087-1096.
Walther et al., 2002. Ecological responses to recent climate change. Nature 416, 389-395.
www.agrometeo.ch; CIPRA: www .res2.agr.ca (Link nicht mehr gültig; letzter Stand Web-Archiv: s. http://web.archive.org/web/20070814025155/www.res2.agr.ca/index_e.htm); ISIP: www.isip.de; SOPRA: http://www.sopra-acw.admin.ch/

Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten (Deutsch)

Mussziele:
1. Biologische Parameter: Festlegung der prioritär zu bearbeitenden Organismen; Analyse der Literatur und Identifikation von Wissenslücken; Experimentelle Untersuchung der Habitatswahl und ggf. Thermoregulation von Schlüsselstadien; Experimentelle Untersuchung der Temperaturabhängigkeit der Entwicklungsprozesse insbesondere der Schlüsselstadien unter kontrollierten Bedingungen.
2. Modellierung: Mathematische Beschreibung der Effekte von zur Verfügung stehenden klimatischen Faktoren auf Entwicklung und Phänologie; Umsetzung in Modellen auf der Basis des «Time varying distributed delay»-Ansatzes; Validierung, d.h. Überprüfen der Gültigkeit anhand unabhängiger Daten.
3. Informationsfluss: Verlinkung der Modelle im Prognosewerkzeug; Sicherstellung der Erhebung der Wetterdaten und Erstellung von Langzeitmittelwerten für die Projektion der Phänologie; Sicherstellung des Datenflusses von der Modellsimulation bis zur Internetpräsentation unter Beachtung der Anwenderfreundlichkeit.
4. Überwachungslücken: Lücken bei der Überwachung von Schädlingen im Obst- und Gemüsebau werden identifiziert (in Absprache mit oder durch Anwender/Extension); Biologische Basis für Überwachungsstrategien wird für relevante Arten erarbeitet; Verbesserte Überwachungsstrategien werden der Extension zugänglich gemacht.
5. Klimaänderung und Phänologie: Stochastischer Wettergenerator wird entwickelt, um die statistisch treue Simulation von langen Datenreihen auf Stundenbasis zu ermöglichen, und damit die Wahrscheinlichkeitsverteilung bestimmter phänologischer Abläufe inklusiver seltener Ereignisse zu erfassen (bislang basieren Wettergeneratoren auf Tageswerten); Zusammenarbeit ART im Projekt Witterungsvariabilität und Klimawandel hinsichtlich Anwendung von saisonalen Wettervorhersagen (Projekt 31.1.1, Pierluigi Calanca); unter Nutzung des entwickelten Wettergenerators und der Artmodelle von SOPRA werden klimatische Szenarien modelliert; Analyse wird genutzt, um die Auswirkung globaler Klimaänderung auf Phänologie von Schadorganismen zu erkennen.
Wunschziel:
Klimaänderung und Life History: Festlegung der zu bearbeitenden Schlüsselarten; Analyse der Literatur und Identifikation von Wissenslücken; Experimentelle Untersuchung biologischer Parameter wie Thermobiologie (z.B. kritische Limits, Thermoregulation), Anpassung des Voltinismus und weiterer Parameter der Life History.

Projektspezifische Kosten (Deutsch)

Gemäss jährlicher interner Budgetierung. Wunschziele können nur mit Drittmitteln voll erreicht werden.

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Landwirtschaftliche Beratung (Kantone), landwirtschaftliche Organisationen, Produzenten: SOPRA und angewandte Publikationen, Vorträge; Schweizer und europäische Grundlagenforschung (universitär/nichtuniversitär) und Lehre; nationale und internationale Kooperationspartner: wissenschaftliche Publikationen, Vorträge).