© Quelle: AGES/ Katharina Wechselberger
ElatPro: ERA-NET C-IPM: Eine Suche nach der Nadel im Heuhaufen - Vorhersage der Drahtwurmaktivität in der obersten Bodenschicht als Entscheidungshilfe für integrierte Pflanzenschutzmaßnahmen in betroffenen landwirtschaftlichen Kulturen
Projektleitung
Katharina Wechselberger
Forschungseinrichtung
Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit
Projektnummer
101147Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft| Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus
Allgemeine Projektinformationen
Abstract (deutsch)
Die wichtigsten Projektziele umfassen (i) die Entwicklung eines Prognosemodells zur Vorhersage des Aufenthaltsortes von Drahtwürmern innerhalb der Bodensäule, (ii) der Gewinn detaillierter Kenntnisse über die Schlüsselfaktoren welche die Bewegung von Drahtwürmern innerhalb der Bodensäule beeinflussen. Diese Kenntnisse geben wichtige Hinweise für den optimalen Zeitpunkt des Einsatzes von Bekämpfungsmaßnahmen und stellen damit die Basis für das zu entwickelnde Prognosemodell dar, (iii) die nationale und internationale Validierung zur Verbesserung des Prognosemodells. Hiermit wird sichergestellt, dass möglichst viele Drahtwurmarten, Bodentypen und Klimate bei der Modellentwicklung berücksichtigt werden, (iv) die Überprüfung der Anwendbarkeit des Modells in der Praxis. Die Freilanduntersuchungen werden auf Kartoffeläckern in direkter Zusammenarbeit mit den Landwirten durchgeführt, (v) Das im Projekt entwickelte Modell wird nach Projektende online verfügbar und damit für Berater und Landwirte nutzbar sein.
Schlagwörter (deutsch)
Wireworms, Pest monitoring tools, Decision Support Systems (DSS), EU-wide harmonized monitoring and forecasting systems
Titel (englisch)
Spotting the needle in a haystack: Predicting wireworm activity in top soil for integrated pest management in arable crops
Abstract (englisch)
Projektziele
Dass Drahtwürmer zu den am schwersten bekämpfbaren Bodenschädlingen zählen liegt vor allem daran, dass sich die robusten Larven bei ungünstigen Bedingungen in tiefere Bodenschichten zurückziehen, wo sie über viele Monate hinweg ohne Nahrung ausharren können. Wenn die Drahtwürmer in den Oberboden zurückkehren, sind sie auch wieder für Bekämpfungsmaßnahmen erreichbar. Aus diesem Grund ist die Kenntnis über das Verhalten von Drahtwürmern besonders wichtig um in der Praxis gute Erfolge bei der Bekämpfung von Drahtwürmern zu erzielen.
SIMAGRIO-W ist ein zweistufiges Modell das auf Tageswerten für Bodentemperatur und Bodenfeuchte basiert und nach Bodenart differenziert. Das Modell berechnet jenen Anteil der Drahtwurmpopulation eines Standortes, der sich aktuell in der obersten Bodenschicht aufhält. Im ersten Schritt des Modells wird anhand der Tagesmittelwerte der gemessenen oder simulierten Bodentemperatur und Bodenfeuchte durch eine bivariate Gaußscher Regressionsgleichung ein Prozentsatz ermittelt, der das Risiko von Drahtwürmern in der Schadzone wiedergeben soll. Liegt der Wert bei über 10% wird im zweiten Teil des Modells mit einer Logistischen Regression in Abhängigkeit von Bodenfeuchte und Bodenart der genaue Prozentsatz der Drahtwurmpopulation bestimmt, der sich in der obersten Bodenschicht aufhält. Die Logistischen Regressionsgleichungen müssen für jede Bodenart durch Evaluierung im Freiland erstellt werden und liegen für mehrere Bodenarten vor (mittel lehmiger Sand, stark sandiger Lehm, schluffiger Lehm, mittel schluffiger Ton). SIMAGRIO-W wurde von Hann et al. 2014 einer Validierung unterzogen, wobei die Vorhersagen des Modells mit den ermittelten Drahtwurmdichten in den obersten Bodenschichten an 4 Versuchsstandorten in Ostösterreich verglichen wurden. Während das in Deutschland (Rheinland-Pfalz) entwickelte Modell ein Aktivitätsmaximum von 11°C voraussetzt, wurden an den Versuchsstandorten in Ost-Österreich bei Temperaturen bis zu 26° hohe Drahtwurm-Aktivitäten beobachtet. Auch die Bodenfeuchte in 80cm Bodentiefe lag an 3 Standorten durchgehend unter dem Drahtwurmaktiviätsbereich von SIMAGRIO-W und dennoch konnte eine hohe Drahtwurmaktivität beobachtet werden. Die Wärmebedürfnisse und die Ansprüche an die Bodenfeuchte unterscheiden sich stark zwischen den Drahtwurmarten. Dies ist wenig überraschend, da die verschiedenen Schnellkäferarten unterschiedliche Klimanischen besetzen. Um das Prognosemodell SIMAGRIO-W an die regionalen Verhältnisse in Österreich anzupassen und daraus ein artspezifisches Drahtwurmaktivitäts-Modell zu entwickeln, müssen die Temperatur und Feuchteansprüche der wichtigsten in Österreich schädlichen Schnellkäferarten genau untersucht und in das Modell integriert werden. Aus diesem Grund wird ein durchgehendes Drahtwurm-Monitoring in kühleren (im Projekt: West-Österreich) und wärmeren Gebieten (im Projekt: Ost-Österreich) durchgeführt werden. Diese Feldversuche werden durch Laboruntersuchungen ergänzt. Im Labor können die einflussnehmenden Faktoren, wie beispielsweise das Larvenstadium der Drahtwürmer im Versuch, genau kontrolliert werden. Diese Ergebnisse helfen bei der Interpretation der im Freiland durchgeführten Untersuchungen und sind für die Eichung des Modells besonders wichtig. Sowohl die Feldversuche als auch die Experimente im Labor werden mit standardisierten Methoden erhoben. Auf diese Weise erhalten wir ein umfangreiches und konsistentes Daten-Set, das eine solide Basis zu Entwicklung, Testung und Optimierung des Prognosemodells darstellt. Im zweiten Untersuchungsjahr wird ein unabhängiger Satz an Daten erhoben, anhand dessen das Modell erneut evaluiert und verbessert wird.
Ein weiterer wichtiger Punkt der bei der Verbesserung des Prognosemodells ins Auge gefasst werden muss, ist der Einfluss der Bewirtschaftung auf das Wanderverhalten von Drahtwürmern. Daher soll eine Untersuchung mit Kleinparzellen auf einer Versuchsfläche durchgeführt werden, wobei die vertikale Wanderung von Drahtwürmern in Parzellen mit Kartoffeln mit jener in der angrenzenden Naturwiese untersucht werden soll. Der Einflussfaktor soll anschließend in das Modell integriert werden.
Nachdem das Prognosemodell SIMAGRIO-W an die regionalen Verhältnisse in Österreich angepasst worden ist, kann es einen wertvollen Beitrag zur Verhinderung von Fraßschäden durch Drahtwürmer leisten.
Praxisrelevanz
Das neu entwickelte Modell berechnet den Anteil einer Drahtwurmpopulation, der sich in den obersten 15 cm des Bodens aufhält auf der Basis von Bodentemperatur und Bodenfeuchte und Drahtwurmart und berücksichtigt den Einfluss der Vegetation auf das Verhalten der Drahtwürmer. Mittels Wetterprognosen und Bodentemperatur- und Bodenfeuchtemodellen könnte die Drahtwurmaktivität der obersten Bodenschicht auch für die nahe Zukunft und flächenhaft dargestellt werden. Diese Information kann wesentlich zur Vermeidung von Drahtwurmschäden beitragen. Es kann mittels Modell eine Aussage über das potentielle Schadrisiko auf einem Feld zu einem bestimmten Zeitpunkt getroffen werden, da sich die gefährdeten Teile der Kulturpflanzen in den obersten 15 cm der Bodensäule konzentrieren (= Schadzone, Jung et al. 2012). Wird im Frühjahr eine hohe Drahtwurmaktivität in der Schadzone prognostiziert, so kann der Anbautermin von Mais verschoben werden, um die Körner nicht dem Fraßdruck der Drahtwürmer auszusetzen (Jung et al. 2012, Furlan 2014).
Wird im Spätsommer eine hohe Drahtwurmaktivität in der obersten Bodenschicht prognostiziert, dann kann die Kartoffelernte auf gefährdeten Flächen vorverlegt werden (Jung et al. 2012). Je länger die schalenfesten Knollen im Boden liegen, desto größer die Gefahr von Drahtwurmschäden (Schepl et al. 2010).
Auch der Erfolg von direkten Bekämpfungsmaßnahmen, zB. einer intensiven Bodenbearbeitung, ist maßgeblich vom Aufenthalt der Larven in den obersten Bodenschichten abhängig (Jung et al. 2012, Schepl et al. 2010).
Um das Schadensrisiko auf einer Fläche konkret einstufen zu können, ist eine Messung der tatsächlichen Drahtwurmdichte und der Artenzusammensetzung mit Drahtwurm-Köderfallen unumgänglich (Furlan 2014, Barsics et al. 2013, Kromp et al. 2009). Die Vorhersagen von eines Prognosemodells können dazu dienen, den Einsatz der Köderfallen mit einer hohen prognostizierten Drahtwurm-Aktivität in den obersten 15 cm des Bodens, also im Fangbereich der Fallen, zeitlich abzustimmen. Dadurch wird ein möglichst großer Anteil der Drahtwurmpopulation einer Fläche befangen und somit die tatsächliche Drahtwurmdichte repräsentativ erhoben. Auf Flächen mit hoher Drahtwurmdichte sollten, wenn möglich, keine sensitiven Kulturen angebaut werden (Barsics et al. 2013, Furlan 2007).
Die Ergebnisse des Projektes werden nicht nur die wissenschaftliche Forschung zu dem Thema vorantreiben, sondern in Zukunft auch eine wichtige Informationen für landwirtschaftliche Beratungsstellen liefern. ElatPro richtet sich also nach dem Ziel die integrierte Landwitrschaft zu fördern um den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren.