Kartoffelkäferprognose mit GIS Ein bewährtes System im neuen Gewand

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1 Kartoffelkäferprognose mit GIS Ein bewährtes System im neuen Gewand Beate Tschöpe, Dr. Benno Kleinhenz Zentralstelle der Länder für EDV-gestützte Entscheidungshilfen und Programme im Pflanzenschutz (ZEPP), Rüdesheimer Str , Bad Kreuznach, Das Prognosemodell SIMLEP3 berechnet die Populationsdynamik des Kartoffelkäfers vom Erstauftreten von Eigelegen bis zum Auftreten von Altlarven. Seit April 2004 steht es der landwirtschaftlichen Praxis unter zur Verfügung. Entscheidend für die Entwicklung des Kartoffelkäfers ist die Lufttemperatur. Vor allem bei warm-trockener Witterung wird der Entwicklungsprozess der einzelnen Stadien des Käfers (Ei-Junglarve-Altlarve-Puppe-Jungkäfer) stark beschleunigt. Flächendeckende Wetterdaten Bislang wurde zur Kartoffelkäferprognose die Temperatur von der nächstgelegenen repräsentativen Wetterstation verwendet. Diese kann aber je nach Region bis zu 60 km vom Feld entfernt liegen und bildet somit die regionale Situation nur bedingt ab. Aus diesem Grund wurde bei der Zentralstelle für EDV-gestützte Entscheidungshilfen und Programme im Pflanzenschutz (ZEPP) mit Hilfe von Geographischen Informationssystemen (GIS) ein Verfahren entwickelt, mit dem es möglich ist, für jeden km 2 deutschlandweit einen Temperaturwert zu berechnen. Als wichtige Datenquelle dienen nach wie vor die 600 Wetterstationen in Deutschland, die stündliche Wetterdaten liefern. Zur Berechnung einer Prognose für einen km 2 werden die Daten von mindestens acht umliegenden Wetterstationen berücksichtigt. Somit können auch zeitweilige Ausfälle oder Messungenauigkeiten einzelner Wetterstationen ausgeglichen werden. Außerdem ist dadurch die Plausibilität der Berechnungsergebnisse gewährleistet. Das Verfahren ermöglicht es durch je nach Entfernung zur nächstgelegen Wetterstation gewichteter Interpolation (=Schätzung von Werten zwischen bekannten Datenpunkten) der gemessenen Wetterdaten, die Lücken zwischen den Wetterstationen mit sinnvollen Wetterdaten zu füllen. Neben der Temperatur wird dieses Verfahren auch für die relative Luftfeuchte angewendet.

2 Zudem werden zur Berechnung von Prognosemodellen flächendeckende stündliche Niederschlagsdaten genutzt, die der Deutsche Wetterdienst (DWD) auf Basis von Radarmessungen berechnet und im gleichen Raster wie die Temperatur und Luftfeuchtedaten bereitstellt. Durch den Einsatz von GIS wird die bisherige punktuelle Darstellung von Prognoseergebnissen mittels Wolkensymbolen durch eine flächendeckende Darstellung auf täglichen Risikokarten abgelöst. Jetzt ist es daher auch möglich für jeden einzelnen Schlag eine genau angepasste, individuelle Prognose zu erstellen. Regionalprognose von SIMLEP3 Damit sich der Landwirt zukünftig einen schnelleren Überblick der Prognose verschaffen kann, wurde ein Darstellungskonzept für eine regionale Prognose entwickelt. Diese steht unter Entscheidungshilfen > Hackfrüchte > Kartoffeln > Kartoffelkäfer zur Verfügung. Durch Klicken in das eigene Bundesland erscheint eine Risikokarte. Als Eingabe für die Prognose wird vom Nutzer lediglich der Zeitraum abgefragt, in dem er auf seiner Fläche erste Eigelege des Kartoffelkäfers gefunden hat (Abbildung 1). Er kann zwischen 8 Zeiträumen (Pentaden) durch Aktivieren des Radio-Buttons auswählen. Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für eine Risikokarte am für das Bundesland Niedersachsen. Die ersten Eigelege wurden am gefunden. Die grünen Bereiche der Risikokarte weisen darauf hin, dass das Maximum an Eigelegen noch nicht erreicht wurde. Hier besteht noch kein Handlungsbedarf. Bei den gelben Bereichen wurde das Maximum Eigelege erreicht. Zu diesem Zeitpunkt sollte eine Bestandeskontrolle durchgeführt werden. So kann der Landwirt entscheiden, ob die Bekämpfungsschwelle (im Durchschnitt 15 Junglarven/Pflanze) erreicht wird oder nicht. Der optimale Zeitpunkt zur Bekämpfung ist beim Massenauftreten der Junglarven erreicht. Gegen dieses empfindliche Larvenstadium zeigen die zur Verfügung stehenden Insektizide den größten Wirkungsgrad. In der Risikokarte wird das Maximum Junglarven durch die roten Bereiche gekennzeichnet. Neben der aktuellen Darstellung besteht die Möglichkeit, die Risikokarten der Vortage anzuschauen. Durch Klick auf die Pfeiltasten neben dem Datumsfeld unterhalb der Risikokarten kann die Prognose der letzten 9 Tage aufgerufen werden. Zukünftig stehen auch Wettervorhersagedaten des DWD zur Verfügung, so dass eine 3-tägige Prognose der weiteren Kartoffelkäferentwicklung auf Basis dieser Daten möglich ist.

3 Dadurch lassen sich Feldkontrollen und Insektizideinsätze besser planen. Die regionale Prognose wird zudem sinnvoll ergänzt durch Hinweise aus der Beratung. Abbildung 1: Durch Eingabe des Erstfunds Eigelege startet die Prognose von SIMLEP3 (= ) (= ) Abbildung 2: Risikokarte von SIMLEP3 Individualprognose von SIMLEP3 Mit den flächendeckend zur Verfügung stehenden Wetterdaten kann in ISIP nun auch die schlagspezifische Individualprognose des SIMLEP3-Modells gerechnet werden. Zur genauen Lokalisation des Schlages genügt die Eingabe der Postleitzahl bzw. des Ortsnamens oder die direkte Eingabe der geographischen Koordinaten des Schlages als Dezimalzahl. Des Weiteren ist die Auswahl des genauen Standortes durch Klick in eine Karte mit Zoom-Funktion möglich. Hilfestellungen zur Navigation befinden sich unterhalb der Karte (Abbildung 3).

4 Abbildung 3: Neue Eingabemaske für die Individualprognose von SIMLEP3 Zur schlagspezifischen Berechnung sind dann noch die folgenden individuellen Eingaben erforderlich: Datum der letzten Bonitur ohne Eigelege (alternativ 1. Januar) Datum des Erstfundes von Eigelegen Anzahl gefundener Eigelege je 25 Pflanzen (wenn unbekannt 1 Eigelege) Als Ergebnis bekommt man wie gewohnt eine Tabelle, die die Eingabedaten und die Prognoseergebnisse enthält (Abbildung 4). Wie bei der Regionalprognose beschrieben werden die beiden wichtigen Zeiträume Maximum Eigelege (= Feldkontrolle) und Maximum Junglarven (= optimaler Bekämpfungstermin) ausgegeben. Dies verbessert die Ausnutzung der vollen Wirkungsgrade der ausgebrachten Insektizide und hilft die Anwendungshäufigkeit zu reduzieren (Reduktion von Bekämpfungskosten und Schonung der Umwelt).

5 Abbildung 4: Modellausgabe SIMLEP3 Fazit Zur Terminierung der Kartoffelkäferbekämpfung dient das Prognosemodell SIMLEP3 als wichtige Entscheidungshilfe. Es steht als Individualprognose in ISIP seit 2004 der landwirtschaftlichen Praxis zur Verfügung. Durch die Entwicklung einer neuen GISbasierten Methode stehen für die Prognose von SIMLEP3 neuerdings flächendeckende Wetterdaten zur Verfügung. Die Prognose wird nun als regionale tägliche Risikokarte in ISIP angezeigt. Auch für die Individualprognose stehen die flächendeckenden Wetterdaten zur Verfügung. Zukünftig entfällt die Auswahl einer Wetterstation, da für jeden km 2 Deutschlands eine Prognose gerechnet werden kann. Dafür muss der Nutzer lediglich die Koordinaten seines Schlages angeben oder den genauen Standort auf einer interaktiven Karte identifizieren. Dieses neu entwickelte Darstellungskonzept trägt zu einer vereinfachten Nutzung der Prognosemodelle in ISIP bei, da die flächendeckende schlagspezifische Darstellung die Interpretation der Modellergebnisse erleichtert.