Nemaplot Hyperspektraldaten Analyse und PopulationsmodelleEvaluation reinvented

 

Modellierung und Dichteschätzung von Heterodera schachtii Populationen

Nematodenbedingte Welken im Feld
Nematodennest
Wachstumsdepressionen durch H. schachtii
Heterodera schachtii Zysten, Eier, Larven
heutige Zuckerrübenblattbestände mit H. schachtii

Modellierung anhand der Wahl der Fruchtfolge; eine einfache Differenzengleichung

Ursprünglich stand an dieser Stelle eine Java Applikation zur online Anwendung des Nematodenmodells. Die Sicherheitseinstellungen von Java bzw. heutigen Browsern sind inzwischen so hoch, so dass das Applet nicht mal mehr auf dem internen Rechner läuft. Als Alternative werden nur die Ergebnisse graphisch dargestellt und die Hintergründe erläutert.

Dieses Modell berechnet die langfristige Populationsdynamik des Zuckerrübennematoden Heterodera schachtii auf einer diskreten, jährlichen Zeitachse. Ein Pi Wert muss vorgegeben werden. Anhand der folgenden Differenzengleichung: Differenzengleichung für H.schachtii
ergibt sich die Population des Jahres n+1 als Funktion der Population des Jahres n, der Anzahl von Generationen G und der angebauten Kultur des Jahres n. Diese zum Herbst bestehende Population ergibt mit einer konstanten Überwinterungswahrscheinlichkeit pov (=0.6) die Zielgröße Eier und Larven / 100 ml Boden im nächsten Frühjahr. Die Population baut sich unter den gewählten Nichtwirte der Fruchtfolge mit bestimmten Wahrscheinlichkeiten wieder ab und ergibt letztendlich den Pi Wert zu nächsten Saat Zuckerrübe. Realistisch ist die Annahme, dass die üblicherweise verwendeten 100 ml Boden aus dem oberen Horizont stammen. Ein möglicher Austausch mit tieferen Bodenschichten ist in den hier vorgestellten Modellen nicht berücksichtigt. Ziel ist es, den Schädling unter der Schadensschwelle von 500 Eier und Larven/100 ml Boden zur Saat Zuckerrübe zu halten. Das Modell prognostiziert die Populationsdichte zu jedem Frühjahr , bzw. zur Saat Zuckerrübe. Ein Pi-Wert oberhalb der Schadensschwelle ergibt einen groben Anhaltspunkt für die zu erwartenden Ertragsverluste im kommenden Zuckerrübenanbau (ca. 1% pro 100 E&L/100 ml Boden). Die Anzahl der Generationen pro Vegetationsperiode ist angenähert den Witterungsbedingungen eines Jahres (siehe Tabelle) und steuert die Vermehrungsrate unter Zuckerrüben (nur für diese Art von Modell). Im Folgenden des Projekts wird aber gezeigt, dass 2 vollendete Generationen pro Vegetationsperiode wohl realistischer sind.
Tabelle 1
Generation Witterung
1 kalt
2 Standard
3 warm
4 sehr warm
5 Inzwischen schon möglich
Kleiner Einschub:
Der definierte Populationsbereich unter den verschiedenen Kombinationen von Fruchtfolgelänge und Anzahl der Generationen ist unter einem weiteren Link dargestellt. forward
Für die Anwendung auf Sandböden oder Fruchtfolgen mit einem hohen Anteil an Sommergetreiden ist das Modell nicht geeignet, die in solchen Kombinationen vorgefundenen Vermehrungsraten sind im Modell nicht nachvollziehbar, eventuell besteht eine Vermischung mit dem Getreidezystennematoden Heterodera avenae.

Verwendete Abkürzungen der angebauten Kulturen in den Abbildungen: ZR: Zuckerrübe; WW: Winterweizen; WG: Wintergerste; Raps: RA; Bohne: BO; Hafer: HA; Roggen: RO; Mais: MA; Kartoffel: KA; Sommergerste: SG; Sommerweizen: SW
dazu kommen die Zwischenfrüchte: (RA): Raps; (SF); Senf; (ÖL): Ölrettich; (PH): Phacelia; Senf und Ölrettich als resistente Sorten, Raps im Kurzzeitanbau (ca. 6 Wochen)

Vergleich von Modellergebnis zu Beobachtungsdaten

Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre
Eine dreigliedrige Fruchtfolge mit Beobachtungsdaten von 1971-1994, Beobachtungen nur zur Saat Zuckerrübe
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Zwischenfrucht
Eine dreigliedrige Fruchtfolge mit Zwischenfruchtanbau, 1971-1986, Beobachtungen nur zur Saat Zuckerrübe
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit zweimal Zwischenfrucht
Eine dreigliedrige Fruchtfolge mit 2 x Zwischenfruchtanbau, 1971-1986, Beobachtungen nur zur Saat Zuckerrübe
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Zwischenfrucht
ZR-WW-WG mit Senf als Zwischenfrucht
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Zwischenfrucht
ZR-WW-WG mit Ölrettich als Zwischenfrucht
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre von 1968 an
ZR-WW-WG als Fruchtfolge von 1968
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 2 Jahre
Eine zweigliedrige Fruchtfolge ZR-WW von 1977-1993
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 2 Jahre mit Zwischenfrucht
ZR-WW mit Zwischenfrucht von 1976-1993
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Sommerung
Eine dreigliedrige Fruchtfolge ZR-WW-Sommergerste von 1977-1993
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Sommerung
Eine dreigliedrige Fruchtfolge ZR-WW-Roggen von 1976-1994
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Kartoffel
Eine dreigliedrige Fruchtfolge ZR-Kartoffeln-WW
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 4 Jahre mit 2 mal Sommerung
Eine viergliedrige Fruchtfolge ZR-WW-Sommergerste-Hafer
Vermehrung unter Nichtwirten in den Daten
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 3 Jahre mit Mais
Eine dreigliedrige Fruchtfolge ZR-Mais-WW von 1976-1993
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 4 Jahre
Eine viergliedrige Fruchtfolge ZR-WW-WW-SG
Daten unter der Nachweisgrenze
Langfristige Heterodera schachtii Populationsdynamik und Gleichgewichtsdichten über 5 Jahre
Eine fünfgliedrige Fruchtfolge ZR-WW-Mais-Hafer-WW
Daten unter der Nachweisgrenze
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