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AssSys

Laufzeit:

15.09.2017 - 14.10.2020

Projektleitung:

Julius Kühn-Institut

Ansprechpartner:

Marco Herrmann


Assistenzsystem zur teilflächenspezifischen Applikation von Pflanzenschutzmitteln

 

Zielsetzung und Hintergrund 

Mithilfe einer teilflächenspezifischen, bedarfsgerechten Pflanzenschutzmittelapplikation lässt sich eine deutliche Reduktion der benötigten Pflanzenschutzmittelmenge in der landwirtschaftlichen Praxis erzielen.

Hierzu wurde in Kooperation von Julius Kühn Institut und Herbert Dammann GmbH bereits der Prototyp eines Feldspritzgerätes entwickelt, der verschiedene Pflanzenschutzmittel unabhängig voneinander teilflächenorientiert zu applizieren vermag. Um die vorhandenen technischen Möglichkeiten jedoch auszuschöpfen, bedarf es einer intelligenten Dateninfrastruktur zur Identifizierung und umfassenden Charakterisierung von Teilflächen. So werden aktuell Prognosen zum Auftreten von Pflanzenkrankheiten beispielsweise nur schlagspezifisch erstellt, obwohl Schaderreger bzw. Pflanzenkrankheiten oftmals ungleichmäßig in Schlägen auftreten (Oerke et al. 2010). Deshalb wird im Rahmen dieses Projektes ein Prognosetool entwickelt, welches exemplarisch die relative Verteilung von Halmbasiskrankheiten in Winterweizen räumlich im Schlag prognostiziert.

Vorarbeiten

Im vorangegangenen iGreen-Teilprojekt „Erweiterung und Integration von Simulations- und Prognosemodellen für biologische Systeme“ wurde bereits der methodische Ansatz zur räumlichen Erfassung und Prognose von Halmbasiskrankheiten entworfen, allerdings ohne ein konkretes Prognosetool zu entwickeln. Der vorhandene methodische Ansatz soll im Rahmen dieses Projektes ausgebaut und mithilfe des Prognosetools in eine praxistaugliche Anwendung überführt werden.

Umsetzung

Zur Entwicklung des Prognosetools wurden in den Jahren 2018 und 2019 optische Bonituren zur Befallsverteilung der Halmbasiskrankheiten echter Halmbruch, scharfer Augenfleck und Fusarium-Halmbasisverbräunung in mehreren Praxisschlägen durchgeführt. Um die räumliche Verteilung der zu untersuchenden Krankheiten zu ermitteln, wurden je Schlag circa 150 Boniturpunkte in Form eines Gitternetzes auf den Schlägen angelegt und 20 Halme (2018: 10 Halme) je Boniturpunkt visuell auf das Auftreten der jeweiligen Halmbasiskrankheit hin untersucht. Zudem wurden Befallsdaten aus dem oben genannten Vorgängerprojekt in die Auswertungen integriert.

Um geeignete Quellen zur räumlichen Prognose des jeweiligen Krankheitsbefalls zu finden, wurden je Schlag verschiedene Lage-, Feuchte- und Bestandsparameter erhoben. Zur Ableitung dieser Parameter liegen Drohnen-, Sensor- und Satellitendaten sowie amtliche Geodaten vor. Bislang konnte festgestellt werden, dass insbesondere der aus einem Digitalen Geländemodell (DGM) abgeleitete Topographic Wetness Index (TWI) schlagübergreifend mit dem relativen Auftreten von Fusarium-Halmbasisverbräunung negativ korreliert war. Basierend auf dieser Erkenntnis wurde ein Prognosetool entwickelt, welches das relative Auftreten von Fusarium-Halmbasisverbräunung räumlich im Schlag anhand des TWI prognostiziert, indem drei Zonen unterschiedlicher Befallsgefährdung ausgewiesen werden.

Geplant ist, im weiteren Projektverlauf die Zuverlässigkeit des Prognosetools durch die Implementierung weiterer Parameter in den Prognosealgorithmus zu verbessern. Zudem wird die Übertragbarkeit dieses methodischen Ansatzes auf die verbleibenden Halmbasiskrankheiten geprüft. Hierzu werden auch in der Erntesaison 2020 Bonituren durchgeführt, um weitere Befalls- und Geodaten zu sammeln.

 Niederweide BefallsstrkeNiederweide TWINiederweide Befallszonen

Abb. 1 (v. l. n. r.): Bonitierter Befall (Fusarium-Halmbasiverbräunung), abgeleiteter TWI und ausgewiesene Befallszonen

Projektdetails

Förderer:

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)

Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

Projektträger Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (PTBLE)

Projektpartner:

Julius Kühn Institut - Institut für Anwendungstechnik und Pflanzenschutz (JKI-AT)

Julius Kühn Institut - Institut für Strategien und Folgenabschätzung (JKI-SF)

Julius Kühn Institut - Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland (JKI-A)

Zentralstelle der Länder für EDV-gestützte Entscheidungshilfen und Programme im Pflanzenschutz (ZEPP)

Herbert Dammann GmbH (DAM)

Geoinformationsdienst GmbH (GID)

Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion e.V (ISIP)

 

20180222 Logos Projektpartner

 20180222 Logos Projektförderer

 

Oerke, E.-C.; Gerhards, R.; Menz, G.; Sikora, R. A. (2010): Preface. In: Oerke, E.-C.; Gerhards, R.; Menz, G.; Sikora, R. A. (Hg.): Crop Protection - the Challenge and Use of Heterogeneity. Springer, S. v – viii.