Echtzeit Sporenmonitoring

• Forschungsstelle: BLW
• Projektnummer: 21.52

Schlüsselwörter (Deutsch)

Sporenanalyse, Warn- und Prognosesysteme, Kraut- und Knollenfäule, Fusarien

Schlüsselwörter (Englisch)

Spore analysis, warning and forecasting systems, late blight, fusarium

Schlüsselwörter (Französisch)

Analyse des spores, systèmes d'alerte et de prévision, mildiou, fusarium

Schlüsselwörter (Italienisch)

Analisi delle spore, sistemi di allarme e previsione, peronospora tardiva, fusarium

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Im Rahmen dieses Projekts soll überprüft werden, ob die «SwisensPoleno» Messgeräte der Swisens AG nicht nur Pollen, sondern auch Sporen von windverbreiteten, wichtigen Pathogenen wie z.B. Phy-tophthora infestans, Alternaria spp. und Fusarium graminearum (Ascosporen) in der Luft nachweisen, sowie ihre Konzentration bestimmen können. Gelingt es die Sporen analog zur Pollenmessung der Meteo Schweiz, in Echtzeit zu bestimmen, können anhand dieses real-time Sporen-Monitorings, Pflanzenschutzmittel-Behandlungen besser terminiert, gezielter ausgeführt und die Applikation redu-ziert werden. Die Wettermodelle der bestehenden Prognosesysteme PhytoPRE (Krautfäule) und FusaProg (Ährenfusariose) werden durch den Echtzeit-Nachweis des entsprechenden Sporenflugs überprüft und verbessert. In Bezug auf Alternaria können erste, wichtige Resultate zur Entwicklung eines Prognosemodells gewonnen werden. Durch den Nachweis der Korrelation «Sporenflug-Witte-rung» kann das Vertrauen und der Nutzen der Systeme gesteigert werden. Zudem leistet das Projekt einen Beitrag zur Erfassung der human-allergenen Sporen von Alternaria alternata. Durch die Zusam-menarbeit der Partner Swisens AG, MeteoSchweiz, Agroscope und HAFL, steht eine fundierte, praxis-orientierte Wissensbasis zur Verfügung.

Abstract (Deutsch)

Im Projekt ‚Echtzeit Sporenmonitoring‘ wurde geprüft, ob das für die Pollenmessung bewährte SwisensPoleno- System auch Pilzsporen zuverlässig erkennen kann. Ziel war es, Sporangien von Phytophthora infestans sowie Sporen von Alternaria solani, A. alternata und Fusarium graminearum automatisch zu erfassen und zu bewerten, ob diese Daten zur Verbesserung bestehender Prognosemodelle wie PhytoPRE/FusaProg beitragen können. Durch die Integration von Echtzeitdaten der Sporenkonzentration könnten Pflanzenschutzmassnahmen noch gezielter erfolgen.

Zwischen 2022 und 2024 wurden SwisensPoleno-Geräte sowie klassische Hirst-Fallen an zwei Standorten parallel betrieben. Für die Beobachtung des Krautfäule-Erstbefalls wurden unbehandelte Kartoffelversuchsflächen angelegt. Auf Basis der erhobenen Daten wurden Klassifikationsalgorithmen trainiert, um die entsprechenden Partikelarten automatisch zu identifizieren.

Die Ergebnisse zeigen, dass das SwisensPoleno-System grundsätzlich zur Detektion der Zielsporen fähig ist, jedoch unter variierenden Standortbedingungen und bei niedrigen Konzentrationen Einschränkungen bestehen – insbesondere bei P. infestans. Die zuverlässigsten Erhebungen wurden für Alternaria solani und A. alternata erzielt. Die Integration des neuen Klassifikators für Alternaria in das bestehende SwissPollen Messnetz der MeteoSchweiz würde eine dringende Nachfrage seitens Allergikerinnen und Allergikern sowie Allergologen befriedigen.

Das Projekt zeigte, dass die Entwicklung der Klassifikatoren aufgrund der Variabilität der Sporen (Reife/Form) und Epidemiestärke herausfordernd ist. Für eine breite Anwendung müssten technische Herausforderungen wie Klassifikator-Genauigkeit, Erfassungsgrenzen bei niedrigen Konzentrationen und Standortwahl weiter optimiert werden.