Cofnij Strona główna IPM DSS Systemy wspomagania decyzji w integrowanej ochronie roślin - spis treści Kurs e-lerningowy modelu Negatywna Prognoza  

Spis treści
  1. Czym jest zaraza ziemniaka?
  2. Strona główna - system IPM DSS
  3. Model Prognozy Negatywnej
  4. Korzystanie z modelu, obejrzyj także animacje flash: cz. I, cz. II, cz. III
  5. Literatura

Czym jest zaraza ziemniaka?

Zaraza ziemniaka, zwana inaczej fitoftorozą, wywoływana jest przez grzybopodobnego agrofaga o nazwie Phytophthora infestans. Jest to najbardziej rozpowszechniona choroba europejskich upraw, a w latach 1845-1849 była przyczyną wielkiego głodu w Irlandii. Pojawia się najczęściej pod koniec czerwca lub na początku lipca, a jej występowaniu sprzyjają deszczowe dni. Dalszy rozwój choroby przebiega najintensywniej przy temperaturze ok. 20°C i potrafi ona w ciągu zaledwie kilku dni zniszczyć całą plantację.

Rys.1 Cykl życiowy Phytophthora infestans

Z zarodni Phytophthora infestans (1), w zależności od temperatury otoczenia, tworzą się dwa typy zarodników: zarodniki konidialne (tzw. pływowe) (2) lub zoospory (3). Kiedy znajdą się one na roślinie wnikają w nią, stając się przyczyną infekcji (4).

W pierwszej kolejności grzyb atakuje liście i łodygi roślin, zostawiając na nich duże, nieregularne plamy, które szybko rozszerzają się i brunatnieją, powodując obumarcie tkanki (5). Na dolnej stronie liści pojawia się delikatny, szarobiały nalot, który tworzą rozwijające się zarodniki (5a). Etap ten jest groźny dla roślin, ponieważ przy zbyt dużej utracie listowia (ok. 50-70%, zależnie od odmiany) bulwy przestają się rozwijać powodując duże straty.

W kolejnej fazie choroby zarodniki z liści dostają się do gleby, zarażając bulwy (6). W bulwach grzybnia rozwija się, tworząc więcej zarodników (7), a jeśli w kolejnych latach zostaną one użyte do sadzenia nowych upraw wyrosną z nich zainfekowane rośliny (8), co może spowodować zarazę plantacji.

Jeżeli występują dwa typy skojarzeniowe (A1 i A2), grzyb zaczyna rozmnażać się płciowo (9). W wyniku powstaje więcej oospor (diploidalnych komórek kiełkujących po przetrwaniu niekorzystnych warunków) (10), a także odmiany grzyba bardziej odporne na fungicydy albo będące w stanie zarazić do tej pory odporne rośliny. W Polsce ten typ rozmnażania po raz pierwszy stwierdzono w 1988 r., a w ostatnich latach populacja ta ciągle wzrasta.

Głównym źródłem zakażenia są resztki bulw pozostawione na polu w latach ubiegłych, jednak przy sprzyjającym, wilgotnym wietrze zarodniki mogą przenosić się z chorych roślin na kolejne plantacje, rosnące w odległości nawet 70-80 km. Zasięg przestrzenny infekcji i jej szybki przebieg czyni zarazę ziemniaka poważnym problemem rolników.

Rys.2 Zainfekowane bulwy

Kiedy wystąpią pierwsze symptomy choroby jest już za późno, aby ocalić rośliny, dlatego ważne jest odpowiednio wczesne przeciwdziałanie. Pozwala ono opóźnić lub niemal całkowicie zahamować rozwój choroby.

Oprócz zabiegów agrotechnicznych i hodowlanych stosuje się również ochronę chemiczną. O jej skuteczności decyduje m.in. termin rozpoczęcia ochrony, terminy kolejnych zabiegów, kolejność zastosowanych fungicydów.

Pierwsze zabiegi fungicydowe powinny mieć charakter profilaktyczny, zapobiegający infekcji - zapewni to roślinom warstwę ochronną, która nie pozwoli na kontakt z zarodnikami i opóźni wystąpienie zarazy. Najlepsze efekty przynoszą fungicydy działające powierzchniowo lub wgłębnie. Jeśli wiosna jest ciepła o umiarkowanych opadach, uprawy należy chronić od trudniejszej do zauważenia infekcji pochodzącej z gleby, dlatego lepiej wtedy stosować fungicydy wgłębne, mogące nawet w ciągu 2-3 dni po zakażeniu skutecznie ochronić rośliny. W razie szczególnego zagrożenia plantacji wiosną (przedłużające się okresy bardzo wysokiej wilgotności powietrza i niższe temperatury) trzeba sięgnąć po fungicydy o działaniu układowym lub układowo-wgłębnym. Podczas chłodnej wiosny i wolnego rozwoju roślin wystarczająco skuteczne będą fungicydy działające powierzchniowo. Intensywny rozwój roślin wymaga zastosowania fungicydów układowych lub układowo-wgłębnych.

Jeśli warunki sprzyjają rozwojowi choroby, zaleca się stosować fungicydy o wyższej skuteczności i skracać odstępy między kolejnymi zabiegami.


Tab.1 Program ochrony w zależności od fazy rozwojowej roślin ziemniaka

Etapy rozwoju uprawy kiełkowanie i wschody szybki wzrost plantacji kwitnienie i stabilizacja wzrostu naci, tuberyzacja fizjologiczne starzenie się
Zadanie ochrony profilaktyczne ograniczanie możliwości infekcji ochrona nowych przyrostów utrzymanie ciągłości ochrony ochrona bulw
Liczba zabiegów 1-3 2-3 3-4 2-3
Rodzaj fungicydu powierzchniowe lub wgłębne w zależności od panujących warunków meteo zawsze układowe lub układowo-wgłębne! najczęściej wgłębne lub powierzchniowe; w przypadku występowania zarazy łodygowej układowe! fungicydy o właściwościach anty-sporulacyj-nych, niszczące zoospory

Strona główna - system IPM DSS

IPM - (ang. Integrated Pest Management) Integrowana Ochrona Roślin

DSS - (ang. Decision Support System) System Wspomagania Decyzji (SWD)


Internetowy system wspomagający podejmowanie decyzji w integrowanej ochronie roślin (IPM DSS) funkcjonuje od 2000 roku i powstał w wyniku współpracy instytutów badawczych IHAR, IOR i IUNG. Dzięki przechowywanym danym o pogodzie aktualizowanym w cyklach godzinowych pozwala on na dokładną analizę warunków meteorologicznych i oszacowanie zagrożenia wystąpienia zarazy.


Rys.3 Wygląd głównej strony systemu IPM DSS


System generuje zalecenie pierwszego zabiegu ochrony ziemniaka przed zarazą przy pomocy modelu Negatywna Prognoza. Model ten został wykorzystany także w SWD NegFry 2002. Jest to sprawdzona metoda, która pozwala na zmniejszenie ilości zabiegów bez szkody dla plonów.


Model Prognozy Negatywnej

Model został opracowany przez Ullricha i Schrodtera w 1966 r. Pozwala on określić dzień, w którym należy wykonać pierwszy zabieg ochrony roślin. Data pierwszego zabiegu ustalana jest na podstawie godzinowych wartości temperatury, wilgotności względnej i sumy opadów. Każdego dnia wyliczane są z tych danych tzw. dobowe i kumulowane wartości ryzyka, które służą do oceny zagrożenia.

Prognoza ta nazywana jest "negatywną", ponieważ tak długo, jak zabieg nie jest potrzebny, podaje ona wynik negatywny. Dopiero w dniu przekroczenia progów (130 dla kumulowanych i 7 dla dobowych wartości ryzyka) zalecany jest zabieg ochronny i kończy to pracę modelu.


Korzystanie z modelu

Aby sprawdzić prognozę dla swojej uprawy należy wejść na stronę ipm.iung.pulawy.pl i z menu Ochrony Ziemniaka (rys.3) wybrać łącze "Negatywna prognoza - termin wykonania pierwszego zabiegu". Powoduje to otworzenie się nowej strony z modelem Prognozy Negatywnej (rys.4). [animacja: flash]


Rys.4 Interfejs wprowadzania danych modelu Negatywna Prognoza


Po lewej stronie znajduje się mapa Polski z zaznaczonymi na niej 27 punktami, reprezentującymi położenie stacji meteorologicznych, z których dostarczane są dane pogodowe. Liczby znajdujące się obok punktów przedstawiają wartości dzienne ryzyka infekcji zarazą ziemniaka. Przesuwając kursor na punkt odpowiadający danej stacji można sprawdzić, w jakiej miejscowości się ona znajduje. Prognoza jest wystarczająco dokładna w promieniu do 10 km od stacji.

Po prawej stronie znajduje się krótka instrukcja, lista umożliwiająca wybór daty wschodów ziemniaka, a także dwa odnośniki prowadzące do materiałów dla osób zainteresowanych Negatywną Prognozą i ochroną ziemniaka. W prawym górnym rogu wyświetlana jest aktualna data.

Aby sprawdzić prognozę infekcji należy z listy po prawej stronie wybrać datę wschodów ziemniaka (dzień, w którym wzeszło 80-85% roślin), a następnie wskazać na mapie najbliższą stację i kliknąć na nią. Wyświetli się tabela zawierająca dane o zagrożeniu infekcją (dobowe i kumulowane wartości ryzyka). W pierwszej kolumnie wypisana jest data prognozy. Dzienna wartość ryzyka dla tego dnia wyliczana jest według schematu pokazanego w tab.1:


Tabela 2. Schemat obliczeń dobowych wartości ryzyka w modelu "Negatywna prognoza" (fragment).

Współczynnik Liczba godzin, kiedy średnia godzinowa temperatura jest w podanym zakresie Reguły obliczeń
0,8990 10,0 - 11,9 Licz tylko te godziny, które występują razem z 4 godzinami o wilg. wzgl. >= 90% lub opadem >= 0,1 mm/godz
0,4118 14,0 - 15,9
0,5336 16,0 - 17,9
0,8816 18,0 - 19,9
1,0498 20,0 - 21,9

Algorytm obliczania wartości ryzyka polega na mnożeniu w każdym wierszu tabeli wartości "Współczynnik" przez "Liczbę godzin", uwzględniając reguły obliczeń, a następnie zsumowaniu wyników ze wszystkich 14 wierszy (pozostałe 9 wierszy pominięto w tab.1). Wynik wyświetlany jest w drugiej kolumnie tabeli.


Rys.5 Wyniki prognozy uzyskanej z modelu Negatywna Prognoza


Kumulowana wartość ryzyka jest sumą dziennych wartości ryzyka zaczynając od dnia wschodu upraw. Dopóki nie osiągnie ona określonego dla kraju poziomu (w Polsce jest to 130) nie trzeba stosować zabiegu, niezależnie od dziennego ryzyka. Gdy jednak wartość ta zostanie przekroczona, wiersz tabeli zostanie zaznaczony na zielono (rys.5). Oznacza to, że w ciągu najbliższych dni może być potrzebny zabieg ochronny.

Po przekroczeniu kumulowanej wartości ryzyka zabieg należy wykonać w dniu, gdy dzienna wartość wyniesie więcej niż 7. Wtedy wiersz tabeli zaznaczony zostanie na pomarańczowo (rys.5).

Czasami zdarza się, że w tabeli nie ma zielonego paska. Oznacza to, że pokrył się on z paskiem pomarańczowym, czyli w tym samym dniu dobowa wartość ryzyka wyniosła ponad 7 i kumulowana wartość przekroczyła 130.


Literatura
  1. Borecki Z. 1996. Nauka o chorobach roślin. PWRiL, Warszawa.
  2. Kapsa J., Gawińska-Urbanowicz H., Wójcik S. 2011. Monitorowanie wczesnych infekcji głównych patogenów na plantacjach ziemniaka. Prog. Plant Prot./Post. Ochr. Roślin 51(3):1169-1173. Dokument elektroniczny PDF.
  3. PIORiN. 2005. Metodyka integrowanej produkcji ziemniaków. PIORiN, Warszawa.
  4. Zaliwski A.S. 2010. Modele zarazy ziemniaka. System doradztwa w zakresie zrównoważonej produkcji roślinnej. IUNG-PIB Puławy. Dokument elektroniczny HTML.
  5. Zaliwski A. S., Doroszewski A., Kozyra J., Nieróbca A., Hołaj J., Pietruch C., Wilkos S., Leszczyńska D. 2006. Raport końcowy z tematu badawczego nr 3.08 pt. "Udoskonalenie internetowego systemu wspomagania decyzji w integrowanej ochronie pszenicy i ziemniaka". IUNG-PIB Puławy, listopad 2006. Dokument elektroniczny HTML.
  6. Zaliwski A. S., Kozyra J. 2009a. NegFry - system wspomagania decyzji w zwalczaniu zarazy ziemniaka. System doradztwa w zakresie zrównoważonej produkcji roślinnej. IUNG-PIB Puławy. Dokument elektroniczny HTML.
Sugerowany sposób cytowania tej strony:
Mazur A.D. 2013. Kurs e-lerningowy modelu Negatywna Prognoza. System doradztwa w zakresie zrównoważonej produkcji roślinnej. IUNG-PIB Puławy.