| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Forbedret mulighed for reduktion af fungicidforbruget i kartofler

2 Materialer og metoder

• 2.1 Epidemiologiske undersøgelser 2005-2006
• 2.2 Produktion af sporangier i læsioner af kartoffelskimmel
• 2.3 Spiredygtige sporangier i læsionerne (smitteevne)
• 2.4 Døgnvariation
• 2.5 Sporespredning
• 2.6 Infektion på fangplanter
• 2.7 Spredning ved regnplask
• 2.8 Model til beregning af infektionstryk, hspo
• 2.9 Overlevelse af sporangier eksponeret for solstråling
• 2.10 Analyse af data for sporespredning pr. time
• 2.11 Måling af vejrdata i projektet
• 2.12 Forbedrede prognoser for relativ luftfugtighed
• 2.13 Nedskalering af DMI-HIRLAM prognoser til lokale prognoser
• 2.14 Model for beslutningsstøtte, Blight Management (BM)
• 2.15 Model til simulering af epidemiforløb (LB 2004)
• 2.16 Validering af modeller og beslutningsstøtte i markforsøg
• 2.17 Justering af metoder fra 2005 til 2006

I projektet er der i 2005-2006 udført epidemiologiske undersøgelser med sporeproduktion, sporespredning og infektion af kartoffelskimmelsvampen. Der er desuden arbejdet med udvikling af modeller for beslutningsstøtte vedrørende bekæmpelse af kartoffelskimmel og forbedring af prognoser for relativ luftfugtighed, som indgår i modellerne. De udviklede modeller er desuden afprøvet i markforsøg. Metoder for projektets undersøgelser er beskrevet i det følgende.

2.1 Epidemiologiske undersøgelser 2005-2006

Forsøg i 2005

Ved Forskningscenter Flakkebjerg blev der i 2005 anlagt et areal på 20x20 m med en sortsblanding af ubehandlede kartofler (figur 4). Sortsblandingen blev lagt rækkevis med fire forskellige sorter med forskellig modningstid og resistensgrundlag for at sikre skimmeludvikling over det meste af sæsonen (sorterne Bintje (mest modtagelige), Saturna, Oleva og Kuras (mindst modtagelige)). Øst og vest for sortsblandingsfeltet blev i en afstand af 22-24 m anlagt felter af samme størrelse, men kun med henholdsvis sorterne Bintje og Oleva i ren bestand. Rækkerne med sorten Bintje blev smittet med en sporangieopløsning (1000 sporangier/ml) den 22. juni på et tidspunkt, hvor der ikke forekom skimmel i området. Fra Bintje skete der en sporespredning til de øvrige sorter.

Figur 4. Forsøgsfeltet 2005. Sortsblanding af 4 sorter (Bintje, Saturna, Oleva og Kuras i rækker). Bagved, til højre (mod vest) ses forsøgsfeltet med sorten Oleva i ren bestand.

Forsøg i 2006

I 2006 blev der kun anvendt to sorter. Der blev anlagt to arealer på 34x34 m med henholdsvis den meget modtagelige sort Bintje og den moderat modtagelige sort Oleva med ca. 30 m afstand mellem sorterne. Arealet mod øst var med sorten Bintje, og ca. 30 m mod vest var arealet med sorten Oleva (af hensyn til sporespredning fra Bintje) (figur 5). I 2006 blev der udsat potter med kartofler (”fangpotter”) midt i felterne for at fange sporer af kartoffelskimmel. For at undgå direkte smitte ved berøring fra de nærmeste planter, blev der lagt en række af helt resistente kartoffelplanter (af sorten Sarpo Mira) omkring midterfeltet, hvor fangpotterne blev placeret. Arealet med Bintje blev smitte med en sporangieopløsning (1000 sporangier/ml) den 28. juni på et tidspunkt, hvor der ikke forekom skimmel i området. På grund af de tørre vejrforhold i sommeren 2006 kunne der ikke umiddelbart ses angreb i feltet, og der blev smittet igen den 5. juli. og 11. juli. Oleva feltet blev smittet kunstigt den 11. juli. Der blev vandet i felterne for at fremme angreb.

Figur 5. Forsøgsfeltet 2006. Bintje med sporefælde omgivet af den resistente sort Sarpo Mira (se tekst). I baggrunden i højre side af billedet ses feltet med sorten Oleva.

2.2 Produktion af sporangier i læsioner af kartoffelskimmel

Formålet er at undersøge den daglige produktion af svampesporer og betydningen af forskellige klimaforhold. Der blev udtaget blade med skimmelsymptomer alle hverdage om morgenen ca. kl. 8 (ved høj luftfugtighed), fra begyndende angreb i mest modtagelige sort (29/6 2005 og 3/7 2006) til kartoflerne var nedvisnet som følge af angreb (26/8 2005 og 20/8 2006). I 2005 blev der kun indsamlet på hverdage, mens der i 2006 også blev indsamlet i weekender.

Der blev udtaget 5 (2005) til 10 (2006) blade med tydelig infektion fra henholdsvis top (øverste tredjedel) og bund (nederste tredjedel af afgrøden). Bladene blev overført til rør med 5 ml demineraliseret vand og bragt til laboratoriet i køletaske. Koncentrationen af sporangier i opløsningerne fra hver infektion blev bestemt i tællekammer (haemacytometer), og størrelsen af infektionen (læsionen) blev bestemt ved digital målemetode (GIPSPro).

Antal sporangier er omregnet til antal sporangier pr. cm² læsion (nekrose).

2.3 Spiredygtige sporangier i læsionerne (smitteevne)

Formålet er at undersøge infektionsevnen af de indsamlede sporer. Sporeopløsninger fra fem forskellige blade blev slået sammen til én prøve pr. sort pr. dag. Der blev lavet en fortyndingsserie (10⁴ sporangier/ml og fortyndet med faktor 4). Fortyndingerne blev lavet efter, at opløsningerne havde været nedkølet til 4°C i 3 timer for at stimulere zoosporefrigørelse. Fra hver fortynding blev der inficeret på 10 bladstykker i en petriskål (10 ml sporangieopløsning pr. bladstykke, figur 6). Efter inkubation blev skålene anbragt i vækstrum ved 17^oC. Efter 6 dage blev resultaterne opgjort ved at tælle, hvor mange af de 10 blade pr. skål, der var inficeret. Sporernes infektionsevne (IE) blev dernæst beregnet efter ”most probable number” (MPN) beskrevet af Halvorson og Ziegler (1933).

Figur 6. Ved test af infektionsevne (IE) blev 10 bladskiver smittet med skimmel pr. fortynding. Efter inkubation blev antallet af blade med infektion og IE beregnet.

Metoden er oprindeligt udviklet til bestemmelse af levedygtige bakterier efter fortyndingsmetoden (Halvorson og Ziegler, 1933), og den giver et udtryk for infektionsevnen af sporangierne. Metoden benyttes i tilsvarende nordiske projekter vedrørende kartoffelskimmel (Lehthinen et al., 2007).

2.4 Døgnvariation

Formålet er at undersøge, om der er en døgnvariation i produktion og infektionsevne af sporerne. I 2005 blev der er i to udvalgte døgn (28/7 i Saturna og 11/8 i Kuras) foretaget indsamling af blade fra den mest sporulerende sort hver 4. time (kl. 08, 12, 16, 24 og 04). Bestemmelse af sporangiekoncentration i læsionen og smitteevnen af sporer blev udført fra top og bund af afgrøden, som ved de øvrige test.

2.5 Sporespredning

Formålet er at undersøge den daglige frigørelse og spredning af sporer fra kartoffelbladene. Frigørelse og spredning af sporangier blev målt ved at opsætte en Burkard sporefælde (www.burkard.co.uk) midt i forsøgsfeltet (figur 7). Sporefælden sugede 14,3 m³ luft pr. døgn, og det sporefangende tape blev udskiftet hver uge. Af det sporefangende tape blev der fremstillet præparater for hvert døgn, og antal sporangier pr. time blev talt i mikroskop. Antal sporangier pr. m³ og time blev herefter bestemt.

Der blev anvendt to sporefælder. Sporefælde 1 blev i 2005 placeret i sortsblandingen 8/6 – 18/7, dernæst i Bintje feltet 19/7 - 5/8 og endelig i Oleva feltet 5/8 – 14/9. I 2006 var sporefælde 1 placeret i Bintje feltet hele sæsonen. Sporefælde 2 var placeret hele sæsonen 2005 i sortsblandingen og i 2006 i Oleva feltet. Håndtering af sporefælde samt tælling af sporangier fulgte de samme principper som for tælling af pollen ved DMI (Joensen og Rasmussen, 2005; Petersen et al., 1986).

Figur 7. Burkard sporefælde opsat i sortsblandingen Flakkebjerg i 2005. Fælden har et haleror, som sikrer, at indsugningen, som befinder sig under den cirkulære, horisontale metalskive, vender mod vinden. Smitstof i form af sporangier suges ind i fælden ved hjælp af en motor, der i princippet virker som en støvsuger.

2.6 Infektion på fangplanter

Formålet er at undersøge de aktuelle infektionsforhold de enkelte dage og om de sporangier, som spredes i feltet, faktisk er infektionsdygtige. På baggrund af projektets erfaringer fra 2005, hvoraf det bl.a. fremgik, at de aktuelle infektionsforhold i marken var vigtige, blev det besluttet at supplere undersøgelserne i 2006 med daglig udsættelse af kartoffelplanter i forsøgsfelterne.

Spredning af sporangier fremgår af resultater fra sporefælden, men antal spredte sporangier pr. time siger ikke noget, om sporangierne er levende og kan inficere. For at inficere skal sporangierne lande i frit vand på en plante, således at svampens sværmesporer (zoosporer) kan frigøres og give anledning til spiring og infektion (jf. indledende afsnit om skimmelens biologi). Infektion på fangplanterne ville afgøre, om de sporangier, som blev spredt i feltet, var infektionsdygtige.

Potter med Bintje blev dyrket i sporetætte vækstrum indtil dagen, hvor de blev udsat i marken. I perioden fra 26. juni til 20. august blev der hver dag udsat 8 fangplanter i henholdsvis Bintje og Oleva feltet. Fangplanterne blev anbragt midt i feltet tæt på sporefælden og skærmet fra selve forsøgsfeltet af en række planter af den resistente sort Sarpo Mira (figur 8). Dette blev gjort for at forhindre fysisk kontakt mellem fangplanter og planter i forsøgsfeltet.

Der blev udsat to hold fangplanter:

15-15 fangplanter: Fire fangplanter blev udsat ca. kl. 15 og hjemtaget efterfølgende dag kl. ca. 15. Fangplanterne blev overdækket med plastikposer og hjemtaget til vækstrum, hvor de blev anbragt uden poser i to døgn (figur 9). Herefter blev de overdækket med plastikposer indtil bedømmelse for angreb.

Hvis der sker en spredning af sporangier i morgentimerne, og der stadig er dug tilbage på planterne, kan der ske infektion på 15-15 fangplanterne, som har stået gennem natten og dermed har opnået dug.

Figur 8. Fangplante udsat i kartoffelmark ved Flakkebjerg i 2006.

8-15 Fangplanter: Fire fangplanter blev udsat tørre ca. kl. 8 morgen og hjemtaget samme dag kl. ca. 15. Planterne blev duschet med vand i marken for at give eventuelle sporangier mulighed for at spire og inficere planterne. Potterne blev overdækket med plastikposer og hjemtaget til vækstrum, hvor de blev anbragt indtil bedømmelse for angreb.

Figur 9. Fangplanter anbragt i vækstkammer. Flakkebjerg 2006.

Hvis der ikke kommer regn fra 8-15, kan der kun ske infektion på 8-15 planterne, hvis sporangierne lander på bladene og overlever, indtil de dusches med vand kl. 15. Undersøgelserne med 8-15 fangplanterne vil belyse betydningen af solens UV stråling for sporangiernes levedygtighed og infektionsevne.

Man kan dog forestille sig en situation, hvor overskyet vejr udsætter sporangiefrigørelsen til efter middag. I den situation skal frigjorte sporangier kun overleve relativt kort tid, inden de bliver duschet og dermed opnår gode betingelser for infektion. I en sådan situation forventes højere infektion på 8-15 fangplanter end 15-15 fangplanter.

Begge hold blev inkuberet i vækstrum ved 18^oC i 7 dage. Herefter blev der bedømt for angreb af kartoffelskimmel (som % angrebet bladareal).

2.7 Spredning ved regnplask

Formålet er at undersøge betydningen af nedbør for lokalt spredning af skimmelsporer i marken. I 2005 blev der etableret et kartoffelareal på 24x200 m, med sorten Bintje. Feltet blev delt op i parceller på 10x24 meter. I hvert afsnit blev der kunstigt smittet (1000 sporangier/ml) 4 steder, 1-2 planter pr. sted den 22/6. Der blev smittet, før skimmel blev registreret fra andre kilder i området (figur 10).

Figur 10. I forsøget med regnplask blev de smittede planter dækket med plastikposer for at optimere angreb af kartoffelskimmel. Flakkebjerg 2005.

Den 6/7, hvor der var tydelige angreb på de smittede planter, blev der vandet med henholdsvis 20 mm eller 40 mm vand fra en vandingsbom med standard intensitet (ca. 200 mm/time). Vandingsintensiteten er ”worst case” hvad angår intensitet og dermed splash effekt ved kunstvanding. Varigheden af nedbøren fra vandingsanlægget er kort i forhold til normalt regnvejr. For at eftervise hvilken spredningsrisiko, der er i en normal nedbørssituation, blev vandingen foretaget på en dag med let regnvejr og efterfølgende registreret for spredning af skimmel fra felterne (i uvandede og vandede afsnit) i forskellig afstand fra smittefelterne. Behandlingerne er udført med 4 gentagelser og indeholder også et felt uden vanding.

2.8 Model til beregning af infektionstryk, hspo

Til beregning af infektionstryk anvendes et dagligt ”skimmel risiko tal”, som basalt set beregner risikoen for sporulering. Modellen kaldes HSPO (Hours of SPOrulation), og den er defineret ved perioder med mere end 10 sammenhængende timer, hvor RH>88-90% og temperatur >10ºC. Hvis der eksempelvis er 10 timer med høj luftfugtighed, men kun 7 af disse timer har temperatur >10ºC, beregnes HSPO til 7 (Hansen, 2002).

Modelberegninger er afhængige af kvaliteten af input data. Daglige HSPO og glidende sum af HSPO vil blive beregnet med vejrdata fra Flakkebjerg klimastationen, med GRID interpolerede data og data fra Metos vejrstationen på Flakkebjerg. Beregningerne sammenholdes med markdata for sygdomsudvikling, sporangiefangster og infektion på fangplanter. Målet er dels at undersøge validiteten af HSPO som risikoindeks for ”Skimmelvejr” og dels at undersøge følsomheden af HSPO for forskellige vejrdata.

Beregning af infektionstryk indgår i Blight Management til beregning af dosis af fungicid (se afsnit 2.14 og Appendiks E-F).

2.9 Overlevelse af sporangier eksponeret for solstråling

UV stråling er den mest betydende faktor for reduktionen i overlevelsesevnen af sporangier sammenlignet med temperatur og luftfugtighed (Mizibuti et al., 2000). Der er opstillet to modeller for sammenhængen mellem standard spiringshastighed af sporangier (Y) og den kumulative stråling fra solen, målt som MJ/m²:

Y = 1.04exp-1.29*stråling (sum af stråling MJ/m² for timerne 11, 12 og 13)

Y = 0.79exp-1.21*stråling (sum af stråling MJ/m² for timen 11)

Globalstråling, MJ/m² = Globalstråling, w/m² *0.0036 (omregning fra W/m² til MJ/m²)

I forsøget med fangplanter (jf. afsnit 2.6), blev 8-15 planterne udsat tørre kl. 8. og duschet kl. 15 ved hjemtagning.  Ved at kombinere antal sporangier (målt som sporangiefangster i sporefælden) med modellen for standard spiringsrate (sporangier som overlever UV strålingen), giver dette et mål for andelen af levedygtige sporangier den givne dag:

Levedygtige sporangier = Dagligt antal sporangier * Standard spiringsrate

Hvis det antages, at HSPO (jf. afsnit 2.8) er et godt mål for sporangiedannelse, kan vi lave et indeks baseret på HSPO og standard spiringsrate:

Risikoindeks for levedygtige sporangier = HSPO * Standard spiringsrate

Model med risikoindeks for levedygtige sporangier blev udviklet efter analyse af data fra 2006 og indgår ikke i den testede model af Blight Management, som foregik i sommeren 2006 (afsnit 2.14 og 2.16).

Da sporangierne ikke altid frigøres samme dag, som de er dannet, kan man beregne dette indeks som en sum over flere dage. Dette indeks kan beregnes operationelt med historiske - og prognose vejrdata, fordi HSPO anvender timedata for RH og temperatur og standard spiringsrate anvender timedata for stråling (globalstråling, W/m²).

2.10 Analyse af data for sporespredning pr. time

Til de statistiske analyser er data for sporefangst i Burkard sporefælderne omregnet til antal sporer/m³ /time og transformeret til

y’ = ln(y+10),

y = antal sporer/m³/time

y’ er den ln-transformerede værdi af y. Denne transformation reducerer den skæve fordeling af data og overfører multiplikative effekter i data (som skyldes vekselvirkninger mellem faktorerne, f.eks. miljøforholdene), til additive effekter. Dette forbedrer egnethed af data til videregående analyser og forenkler disse. Daglige gennemsnitstal af y’ er herefter beregnet, og en sæson trend (Y’_i hvor i = dag af året) blev tilpasset til disse efter en metode af Velleman & Hoaglin (1981), som udglatter observationer lokalt ved hjælp af glidende medianer. Trenden Y’_i er et mål for den syge afgrødes evne til at producere sporer og kan kaldes ”sæson sporuleringspotentiale”. For at kunne adskille effekterne af vejret og af sporuleringspotentialet af afgrøden (Y’) på sporefangsttallene, måtte sporefangstraterne justeres for trenden Y’. Trend-justerede sporefangstrater (dy’/dt) blev beregnet baseret på ln-transformerede sporefangstdata, som:

dy’/dt = [(y’_t2i-y’_t1i)/(t_2i-t_1i)]/Y’_i

hvor t_2i og t_1i = tid i timer af en pågældende dag i, t_2i-t_1i = interval af 3 timer og divisionen med Y’_i er for at få en justering af sporefangstraterne for sæson trend. Kun sporefangstdata for dage med gns. > 1 spore/m³/time er medtaget, og kun positive sporefangstrater blev taget med i efterfølgende analyser.

Hvor mange sporer, der spredes i marken, afhænger af:

• Sporuleringsevnen (sporuleringspotentialet) af den syge afgrøde som er udtrykt i Y’,
• De forudgående vejrbetingelsers evne til at fremkalde sporulering og
• Vejrbetingelsernes virkning på sporespredning.

Med henblik på at analysere sammenhæng mellem vejr og sporespredning, blev trend-justerede sporefangstrater (dy’/dt) for hver time korreleret med variabler, der repræsenterer: a) timevis status (x) af forudgående vejrforhold der påvirker sporulering (f.eks. luftfugtighed, bladfugt, temperatur, m.m.) og b) timevise forandringer (dx/dt) af vejrforholdene over tiden der påvirker sporespredning (f.eks. forandringer i luftfugtighed, bladfugt, temperatur, m.m.). Dette blev gjort som ”lag-korrelation” med forskellige ”tids-vinduer”, det vil sige for:

1) Forskellige tidsforskydningstrin (= lag = timer i tidsforskydning mellem observerede sporefangstrater (som afhængig variable) og uafhængige variabler, der beskriver forudgående vejrforhold).

2) Tidsperioder (= periode = timers længde af en tidsperiode over hvilke en uafhængig vejrvariabel er beregnet, bagud fra det pågældende lag).

Status af vejrvariablerne blev beregnet som gennemsnit over de pågældende tidsperioder, mens forandringer af vejrvariablerne blev beregnet som difference over tiden. Korrelations-koefficienterne, der beregnes under lag-korrelationen indikerer styrken af sammenhæng mellem sporefangstraterne og vejrvariablerne i de forskellige tidsvinduer.

2.11 Måling af vejrdata i projektet

Måling af temperatur, relativ luftfugtighed, nedbør, overfladefugt og globalstråling blev foretaget dels ved DMI vejrstation og dels ved en mobil vejrstation af typen iMetos fra firmaet Pessl Instruments (www.metos.at). Målingerne foretages i 2 m højde, som er standard for måling af vejrdata ved ordinære klimastationer. På Flakkebjerg er der anvendt data fra den lokale DMI vejrstation på kortklippet græs. På den samme græsplæne blev Metos vejrstationen opstillet. Forsøgsfeltet var ca. 500 m fra vejrstationen, og det er antaget, at forholdene ved vejrstationer er repræsentative for forholdene i forsøgsfeltet. GRID data for Flakkebjerg er et arealbaseret gennemsnit af målinger ved Flakkebjerg samt de omkringliggende 5-6 vejrstationer på Sjælland. Forskellen mellem de forskellige datakilder er bl.a., at pålidelige målinger af bladfugt kun er tilgængelige fra Metos stationen. Desuden at GRID data og 7 døgnsprognosen kun har målinger af nedbør på døgnniveau. (tabel 1). Data på tre-times og 6 times niveau interpoleres ved lineær interpolation således, at der opnås time-data. Dette antages at give pålidelige værdier for 3-times data, men kun i mindre grad for 6-times data (7-døgnsprognosen). I projektet har der været visse problemer med nogle af sensorerne på både DMI stationen og Metos. Dette er forklaret i Appendiks G.

Tabel 1. Type af vejrdata, meteorologiske parametre og deres tidsopløsning.

2.12 Forbedrede prognoser for relativ luftfugtighed

Der er foretaget flere ændringer i DMIs prognosemodel med det formål at forbedre prognoserne for RH ved jordoverfladen. Ændringerne består i det væsentlige af modifikationer i formler og klimaparametre, som har stor betydning for udveksling af varme og fugtighed mellem atmosfæren og jordoverfladen. Ændringerne er beskrevet i flere detaljer i afsnit 3.11 samt Appendiks B og C.

2.13 Nedskalering af DMI-HIRLAM prognoser til lokale prognoser

HIRLAM prognoser beregnes som gennemsnit for grid på 25 til 100 km². Det er meget tænkeligt, at der indenfor disse grid er lokale forhold, som påvirker vejrliget, og som vil bevirke systematiske fejl i prognoserne. Hvis det er tilfældet, kan prognoserne forbedres ved en kalibrering til målinger foretaget med en lokal vejrstation.

Der er indledningsvist foretaget en statistisk analyse af et stort antal prognoser fra 2003 og 2004 sammenholdt med de målte vejrdata på DJFs vejrstationer. Analysen viste, at der kan opnås en væsentlig forbedring af prognoserne ved en kalibrering med målte data for dagene forud for prognosen. Den anvendte metode er simpel eksponentiel udglatning, som giver en glidende justering af korrektionsværdierne. Modellen blev derefter implementeret med data fra projektets vejrstationer. Med kalibreringen justeres prognosen således for den enkelte mark med den faktiske lokale situation i dagene forud for prognosen. Da det især er luftfugtighed om natten, der har betydning for risikoen for kartoffelskimmel, er der indført den modifikation, at der udelukkende kalibreres til RH om natten. Derved slår kalibreringen fuldt igennem med hensyn til den tid på døgnet, som er vigtig for forudsigelse af risiko for kartoffelskimmel.

Mere præcist er nedskaleringen foretaget således:

Lad T_OBS_d, RH_OBS_d og SH_OBS_d være gennemsnittet dag d af timeværdierne kl. 00 til 08 og 22 til 24 af målt temperatur, målt relativ luftfugtighed og beregnet specifik luftfugtighed ved en given vejrstation, og lad T_HIR_d, RH_HIR_d og SH_HIR_d være de tilsvarende værdier fra DMI-HIRLAM i AMIS-griddet svarende til vejrstationens beliggenhed. Der beregnes korrektionsværdier for temperatur og specifik luftfugtighed ved formlerne

        T_KOR_d = a ×T_KOR_d-1 + (1-a) × (T_OBS_d - T_HIR_d )

        SH_KOR_d = a ×SH_KOR_d-1 + (1-a) × (SH_OBS_d - SH_HIR_d )

Kalibreringen for de efterfølgende dage n = 1,2 er foretaget ved formlerne

        T_KAL_d+n = T_HIR_d+n  + T_KOR_d

        SH_KAL_d+n = SH_HIR_d+n  + SH_KOR_d

Den kalibrerede prognose for relativ luftfugtighed, RH_KAL_d+n, er beregnet ud fra de kalibrerede prognoser for temperatur og specifik luftfugtighed.

Udjævningsfaktoren er sat til a = 0,75, som giver en relativ hurtig tilpasning til de observerede værdier, og startværdierne for kalibreringsfaktorerne er sat til 0.

I den statistiske analyse af resultaterne fra 2006 sammenlignes den observerede relative luftfugtighed (RH) med den prædikterede RH fra henholdsvis den originale 2 døgns DMI-HIRLAM prognose og den kalibrerede 2 døgns prognose. Der er anvendt data fra prognoser beregnet fra kl. 12 UTC, det vil sige kl. 14 dansk sommertid.  Data er fra de tre forsøgssteder anvendt i projektets markforsøg (Hedegård, Ytteborg og Flakkebjerg, jævnfør afsnit 2.16). For hvert af de to døgn i prognosen er beregnet antallet af timer med RH >= 90%. Hvis dette antal er mindst 10, er døgnet klassificeret som ”skimmelvejr”. Sammenligningen foretages med den klassiske metode til at evaluere en test-diagnose med en kendt diagnose, hvor der opstilles følgende 2x2 kontingenstabel:

Tabel 2. 2x2 kontingenstabel til evaluering af test diagnose med kendt diagnose (SP: sand positiv, SN: sand negativ, FP: falsk positiv og FN: falsk negativ).

Tabel 3. Test-diagnosen vurderet ved 4 statistiske kriterier.

2.14 Model for beslutningsstøtte, Blight Management (BM)

I projektet er der arbejdet med et beslutningsstøttesystem Blight Management (BM). Systemet er en videreudvikling af det tidligere system ”Skimmelstyring” (jf. afsnit 1.4).

I BM anvendes en algoritme, hvor temperatur, relativ luftfugtighed og timeværdier omregnes til en prognose for "skimmelvejr" (jævnfør afsnit 2.8). Denne prognose for ”skimmelvejr” er i nærværende projekt forbedret, så den kan anvendes direkte i BM sammen med interpolerede vejrdata fra de landsdækkende vejrstationer (grid-data). For at tilpasse klimaprognosen fra DMI til markniveau er der i nærværende projekt udviklet nedskaleringsmodel (jævnfør afsnit 2.13), der løbende sammenligner de historiske prognoser med det faktisk registrerede vejr i forsøgsmarken ved hjælp af en lokal vejrstation af typen METOS (beskrevet i afsnit 2.11 og Appendiks G). Stationerne er via mobiltelefon i forbindelse med en central enhed i Østrig, som løbende forsyner PlanteInfo med vejrdata fra forsøgslokaliteterne. På basis heraf udregnes en korrektionsfaktor for de kommende prognoser på markniveau.

Selve beslutningsgrundlaget for sprøjtning i BM sker på basis af HSPO, der anvendes som et mål for "skimmelvejr" (jævnfør afsnit 2.8).  Den aktuelle dosis af fungicid justeres efter infektionstrykket (udtrykt ved HSPO) og angreb af kartoffelskimmel i marken. Den anvendte model for beregning af doser fremgår af figur 11 samt Appendiks F.

I projektet blev der udviklet en projekthjemmeside, hvor infektionstryk og aktuel dosering i BM kan aflæses til brug for den aktuelle sprøjtning i markforsøgene (figur E1 i Appendiks E).

I figur 12 er vist, hvordan infektionstrykket indgår i beregning af bekæmpelsesstrategi i Blight Management. I figuren ses infektionstryk, anbefalet dosis af fungicid og udførte behandlinger i forsøg med test af BM. Infektionstrykket varierer hen gennem sæsonen, og den anviste dosering er korreleret med infektionstrykket.

Figur 11. Principskitse for valg af fungiciddosering i BM afhængig af aktuel smitterisiko (HSPO), risiko for skimmel i området samt sortens modtagelighed over for kartoffelskimmel. Doseringen er angivet som l/ha af fungicidet Shirlan (fluazinam).

Figur 12. Beregning af infektionstryk, anbefalet dosis af fungicid og udførte behandlinger i forsøg med test af Blight Management ved Flakkebjerg i 2006.

2.15 Model til simulering af epidemiforløb (LB 2004)

Komplekse simuleringsmodeller tillader mere detaljerede og specifikke analyser af årsag og effekt af biologiske systemer. Flere sådanne simuleringsmodeller har været anvendt med succes (Waggoner, 1968; Bruhn & Fry, 1981; Van Oijen, 1995). Bruhn og Frys arbejde er videreført op til i dag, hvor Cornell simulatoren stadig anvendes på Cornell University, USA. I nærværende projekt anvendes Cornell simulatoren LB 2004, som et redskab til at analysere de biologiske data, som indsamles ved Forskningscenter Flakkebjerg.

Modellen kræver timedata for temperatur og RH, biologiske data for kartoflernes fremspiring og for den pågældende sorts resistensniveau. Sidst men ikke mindst data for P.  infestans karakteristika med hensyn til latensperiode, sporuleringsevne og væksthastighed af læsioner. Karakteristika for isolater, som giver angreb i forsøget er ikke målt, men der er anvendt data fra målinger foretaget i 2003 og 2004 (Lehthinen et al., 2008). Simulering af epidemien sammenholdes med målte data fra forsøget og det parametersæt fra 2003, som passer bedst, anvendes i det videre forløb. Modellen beregner de epidemiologiske trin som sporulering, spredning og infektion, og resultater fra udvalgte delmodeller sammenholdes med biologiske data indsamlet i semi-field forsøget ved Flakkebjerg.

Det beskrives i afsnit 3.7, hvordan simulatorerne simulerer sygdomsudviklingen i forsøgene ved Flakkebjerg, og beregninger af infektionstryk baseret på HSPO sammenholdes med simulatorens beregninger af tilsvarende indeks for sporangiedannelse.

2.16 Validering af modeller og beslutningsstøtte i markforsøg

Formålet med undersøgelserne er at validere de udviklede modeller i markforsøg. I 2005 og 2006 er der gennemført undersøgelser med beslutningsstøttesystemet Blight Management med fire forskellige typer vejrdata (BM1-BM4 beskrevet nedenfor) på tre forsøgssteder; Try i Nordjylland, Grove i Midtjylland og ved Flakkebjerg på Sjælland. Forsøgene blev gennemført i to sorter med forskellige resistensegenskaber (den modtagelige sort Saturna og den mere resistente sort Kuras). Forsøgsplan er beskrevet nedenfor og i tabel 4.

Forsøgsled 1: Rutinebehandling

I forsøgene er de forskellige modeller sammenlignet med rutinebehandling med ugentlige behandlinger 0,3 liter Shirlan pr. ha (forsøgsled 1, tabel 4). Denne behandling anvendes ofte som standard i forsøg med kartoffelskimmel for at kunne sammenligne resultaterne og er ikke udtryk for normalpraksis.

Forsøgsled 2: METOS klimastation og nedskaleringsmodel

I BM 1 (forsøgsled 2, tabel 4) er der anvendt en METOS klimastation og nedskaleringsmodel som grundlag for BM.

Forsøgsled 3: Grid-data og ingen nedskalering

I BM 2 (forsøgsled 3, tabel 4) er der kun anvendt grid-data og ingen nedskalering til markniveau. For både BM1 og BM2 anvendes en variabel fungiciddosering afhængig af skimmel inden for de kommende 2½ døgn. Model for justeret fungiciddosering fremgår af figur 11 og Appendiks F. BM1 og BM2 blev afprøvet både i 2005 og 2006.

Forsøgsled 4: Forskellig 2005 og 2006.

I BM 3 (forsøgsled 4, 2005, tabel 4) udløses en behandling kun på baggrund af DMIs vejrprognose, og der anvendes en fast dosering på 0,3 l/ha Shirlan. Denne version blev kun testet i 2005. På baggrund af erfaringer fra projektets undersøgelser i 2005 samt observationer fra praksis udbygges BM2 i 2006 med en bladfugtsmåling og kaldes BM4 (forsøgsled 4, 2006, tabel 4).

Forsøgsled 5: Plant Plus 2006 (kun Flakkebjerg)

Det kommercielle hollandske beslutningsstøttesystem Plant Plus (Ratjes et al., 2004) afprøves i 2006 på Flakkebjerg (forsøgsled 5, 2006, tabel 4). Plant Plus bygger klimaregistreringer fra egne klimastationer. Beslutningsstøttekomponenterne i Plant Plus er ikke kendte.

Tabel 4. Forsøgsplan for markforsøgene i 2005 og 2006.

Forsøgene er anlagt med parcelstørrelse 4,5x8 m brutto, 3x7 m netto. For at undgå for kraftige angreb af kartoffelskimmel er de ubehandlede parceller nedvisnet ved angreb >1%.

Beslutningsgrundlaget i BM sker på basis af HSPO, der anvendes som et mål for "skimmelvejr" (jævnfør afsnit 2.8). Model for beregning af doser ud fra niveauet af HSPO og angreb af kartoffelskimmel i marken fremgår af figur 11 og Appendiks F.

BM styres fra en projekthjemmeside, hvor infektionstryk og aktuel dosering kan aflæses til brug i markforsøgene (Appendiks E).

2.17 Justering af metoder fra 2005 til 2006

I 2005 var det ikke planlagt, at der skulle indsamles data lørdag og søndag, men ved efterfølgende databehandling blev det set, at der var huller i datasættet (jævnfør f.eks. figur 15). I analyserne af data fra 2005 var det desuden klart, at overlevelse og infektion af sporangier var vigtige for forståelsen af infektionsbetingelserne og start af epidemierne. I 2006 blev det derfor besluttet også at indsamle blade i weekender samt supplere undersøgelserne med daglig udsættelse af fangplanter (inklusive weekend) over 8 uger for at få et mere fuldstændigt datasæt.

Burkard sporefælden i sortsblandingen fungerede som planlagt, men antal sporer/m³ var mindre end forventet. En ekstra sporefælde blev opsat i felterne for at fange sporer fra et mere homogent felt med kun en sort. I 2006 blev der udført forsøg med 2 sorter (Bintje og Oleva) i større homogene felter mod 4 sorter i rækkevis blanding i 2005. Med de valgte sorter skulle der være angreb af kartoffelskimmel fra ca. 20. juni til august.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Oktober 2008, © Miljøstyrelsen.