Springe zum Hauptinhalt der Seite

Pflanze

Agrarmeteorologischen Beratung im Weinbau

Modelle zur agrarmeteorologischen Beratung im Weinbau

Die Agrarmeteorologie besch├Ąftigt sich mit dem Einfluss des Wetters, der Witterung und des Klimas auf Pflanzenbest├Ąnde. Je nach Entwicklungsstand der Pflanzen unterscheiden sich die Wechselwirkungen mit dem Boden und der Atmosph├Ąre.

Ein wichtiger Arbeitsbereich der Agrarmeteorologie ist der Weinbau, f├╝r den meteorologischen Vorhersagen von entscheidender Bedeutung sind ÔÇô ganz besonders f├╝r den Pflanzenschutz im Weinbau. Die Vorhersagen beruhen auf der Verbindung verschiedener komplexer Modelle, die wichtige Einflussgr├Â├čen so weit wie m├Âglich in die Berechnung einbeziehen

Anwendung agrarmeteorologischer Modelle im Weinbau

Weinreben werden in Deutschland vor allem auf klimatisch beg├╝nstigten H├Ąngen (Ausrichtung nach S├╝dost, S├╝d oder S├╝dwest) angebaut. F├╝r den Weinbau ist besonders das Mikroklima von Bedeutung. Die meteorologischen Vorhersagemodelle bieten eine wichtige Grundlage f├╝r einen effizienten Pflanzenschutz: ├ťber Modelle zur Blattfl├Ąchen- und zur Blattn├Ąsseentwicklung lassen sich in Verbindung mit weiteren Modellen Vorhersagen zur Infektionsgefahr zum Beispiel durch den Falschen Mehltau erstellen. Dazu geh├Âren z. B. auch Modelle zum Pflanzenwachstum und zum Bestandesklima.

Krankheitsmodelle zu Pilzlichen Erkrankungen der Weinrebe

Im Weinbau f├╝hren insbesondere pilzliche Schaderreger zu gro├čen wirtschaftlichen Sch├Ąden, die sich sowohl auf quantitativer als auch auf qualitativer Ebene zeigen. Um trotzdem hochwertiges Lesegut erzeugen zu k├Ânnen, ist beim Anbau der klassischen, pilzanf├Ąlligen Rebsorten ein hoher Fungizideinsatz erforderlich.

Grundlage f├╝r die Durchf├╝hrung von Pflanzenschutzma├čnahmen ist der Integrierte Pflanzenschutz. Dieser besagt, dass biologische, biotechnische, pflanzenz├╝chterische sowie anbau- und kulturtechnische Ma├čnahmen vorrangig ber├╝cksichtigt werden sollen, bevor der chemische Pflanzenschutz zum Einsatz kommt.

Durch die Nutzung von Krankheitsmodellen als Entscheidungshilfe beim Rebschutz l├Ąsst sich eine wesentlich zielgenauere Umsetzung von Pflanzenschutzma├čnahmen erreichen. Dadurch kann neben einer Verringerung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes der Anteil des gesunden Lesegutes und damit die Traubenqualit├Ąt enorm gesteigert werden. Was dies konkret bedeutet, l├Ąsst sich am Beispiel des Falschen Mehltaus verdeutlichen.

Das Beispiel: Falscher Mehltau

Grundlage f├╝r alle Krankheitsmodelle sind mathematische Funktionen, die die Biologie der Schaderreger mit den Wetterdaten in Beziehung setzen.

Zu den wirtschaftlich wichtigsten pilzlichen Schadorganismen der Rebe z├Ąhlt Plasmopara viticola, der Erreger des Falschen Mehltaus In der weinbaulichen Praxis wird diese Pilzkrankheit meistens mit dem urspr├╝nglichen Gattungsnamen des Pilzes ÔÇô Peronospora ÔÇô bezeichnet.

Bei der Epidemiologie des Falschen Mehltaus ist bedeutsam, dass im Fr├╝hjahr nicht nur eine einzige bodenb├╝rtige Infektion ÔÇô die so genannte Prim├Ąrinfektion ÔÇô stattfindet, sondern dass grunds├Ątzlich weitere Infektionen vom Boden ausgehend m├Âglich sind, und zwar bis in den Juli hinein.  Als Transportpfade der beweglichen Sporen (Zoosporen) vom Boden in die Laubwand wurden Splashtropfen (aufspritzende Regentropfen) identifiziert.

Reifung und Keimung der Wintersporen

Grunds├Ątzlich k├Ânnen bodenb├╝rtige Infektionen durch P. viticola nur dann stattfinden, wenn die Wintersporen (Oosporen) ausgereift sind. In einem zweiten Entwicklungsschritt werden dann Zoosporen (Schw├Ąrmsporen) gebildet. Sie sind mit zwei Gei├čeln ausgestattet und somit in der  Lage, in Fl├╝ssigkeit zu schwimmen.

Zur Beurteilung der Bildung und Entlassung von Zoosporen sind der Wassergehalt und die Temperatur im sporentragenden Oberboden von Bedeutung. Diese werden in einem speziell f├╝r Rebbest├Ąnde angepassten Bestandesklimamodell berechnet.

Die mit Hilfe des Bestandsklimamodells berechneten Parameter Bodenfeuchte und Bodentemperatur des Oberbodens dienen als Eingangsgr├Â├čen zur Modellierung bodenb├╝rtiger Infektionen von P. viticola.

Absch├Ątzung der Spritzwasserh├Âhe

Kernst├╝ck des erweiterten Krankheitsmodells ist das Splash-Modul. Gro├če Regentropfen k├Ânnen am Boden mit infekti├Âsen Zoosporen beladen werden und so in die Laubwand und auch in die Atmosph├Ąre gelangen. F├╝r P. viticola wurden die physikalischen Basisdaten der hierbei stattfindenden Prozesse im Rahmen eines Verbundprojektes erstmals sehr detailliert erarbeitet.

Die H├Âhe, die Spritzwasser erreichen kann, ist grunds├Ątzlich abh├Ąngig vom Regentropfenspektrum (d. h. Landregen < Schauer < Gewitter) sowie von der Beschaffenheit der Aufschlagfl├Ąche (z. B. Sandboden, Grasnarbe oder Wasserfilm).

Die Spritzwasserh├Âhen ├╝ber Gras erreichen im Mittel nicht die Werte ├╝ber Brache. Trifft ein Niederschlagstropfen auf der Brache auf, wird die gesamte Energie auf die Spritzwasser-Tr├Âpfchen verteilt. Bei einer begr├╝nten Rebgasse hingegen wird ein Teil der Energie vom Gras aufgenommen, da die Grashalme beim Auftreffen der Niederschlagstropfen etwas zur├╝ckfedern.

Bodeninfektionsindex

Der so genannte Bodeninfektionsindex (BI) umfasst Bodenfeuchte-Parameter, die nach Abschluss der Reifung der Oosporen f├╝r deren Keimung von Bedeutung sind. So besteht z. B. ein enger Zusammenhang zwischen dem Fl├╝ssigwasserpotenzial im Oberboden und der M├Âglichkeit der Bildung kleiner Wasserpf├╝tzen, in denen die begei├čelten Sporen schwimmen k├Ânnen und dadurch ├╝ber einen l├Ąngeren Zeitraum potenziell infekti├Âs bleiben. Von diesen Bedingungen h├Ąngt die Ausl├Âsung einer erfolgreichen Infektion durch Splash ma├čgeblich ab.

Sekund├Ąrinfektionen

Je w├Ąrmer die Region und je h├Âher die Niederschl├Ąge im Mai/Juni, desto schneller und st├Ąrker kann sich die Peronospora nach erfolgter Prim├Ąrinfektion ausbreiten. Voraussetzung sind blattunterseits gebildete Sporangien. Nur beim Vorliegen definierter meteorologischer Bedingungen kommt es zur Bildung eines Sporangienrasens auf der Blattunterseite oder an den Gescheinen, die als Sporulation bezeichnet wird.

Folgende Bedingungen m├╝ssen daf├╝r erf├╝llt sein:

  • sichtbare ├ľlflecken
  • Dunkelheit
  • durchgehende Blattn├Ąsse von mindestens vier Stunden oder eine relative Feuchte > 97%
  • Temperatur > 12,5┬░C zu Beginn der Feuchtephase
  • Durchschnittstemperatur > 11┬░C w├Ąhrend der ersten vier Stunden der N├Ąsse-Dunkelperiode

Nur wenn alle Punkte erf├╝llt sind, bildet sich der Sporangienrasen. Bei einer Dauer knapp unter vier Stunden tritt keine Sporulation auf. Wird die Grenze von vier Stunden ├╝berschritten, findet Sporulation statt und der Sporangienrasen ist auf der Blattunterseite zu erkennen. Je h├Âher die Temperatur in den ersten vier Stunden mit Blattn├Ąsse ist, desto mehr Sporangien werden gebildet.

Zu einer Infektion benachbarter Bl├Ątter kommt es jedoch nur, wenn auch in der nachfolgenden Zeitspanne bestimmte Bedingungen erf├╝llt sind. Weiter anhaltende Blattn├Ąsse von mindestens f├╝nf Stunden und gleichzeitig eine Temperatursumme von 50 Gradstunden sind zusammen mit tropfbar fl├╝ssigem Wasser Voraussetzung f├╝r die Verfrachtung der Sporangien auf andere Bl├Ątter. Die daraus entlassenen Zoosporen haben nur eine kurze Lebensdauer. Wenn nicht innerhalb weniger Stunden eine Infektion gesetzt werden kann (Abwerfen der Gei├čeln; Bildung einer Keimhyphe), stellen die empfindlichen Zoosporen ihre Schwimmbewegung ein und sterben ab.

Das Ende der Inkubationszeit zeigt sich am Auftreten eines ├ľlflecks, der typischen L├Ąsion nach einer Peronospora-Infektion. Die Inkubationszeit ist ebenfalls temperaturabh├Ąngig und liegt bei (hoch)sommerlichen Bedingungen zwischen einer und zwei Wochen.

Im Gegensatz zu bodenb├╝rtigen Infektionen breiten sich Sekund├Ąrinfektionen relativ kleinr├Ąumig aus, da weder Sporangien noch entlassene Zoosporen vom Blatt oder Geschein ├╝ber gr├Â├čere Distanzen verfrachtet werden k├Ânnen. Gro├čfl├Ąchige (Erst-)Infektionen ganzer Weinberge gehen demzufolge in aller Regel vom Boden aus ÔÇô ein Indiz f├╝r die Gef├Ąhrlichkeit oder "Virulenz" bodenb├╝rtiger Infektionen.

Implementierung in die agrarmeteorologische Beratungssoftware

Alle neuen Submodelle und Indices wurden f├╝r die Nutzung in der Beratungsroutine in das Softwarepaket (AMBER) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) aufgenommen. Der Kern des Programmpaketes besteht aus einer Verzahnung agrarmeteorologischer Modelle mit bodenphysikalischen, bestandsklimatologischen, phytopathologischen sowie weiteren Inhalten. Vorgeschaltet sind Routinen zur Dateneinsteuerung (meteorologischen Mess- und Vorhersagedaten, ph├Ąnologische Daten, Bestandsdaten). Insgesamt werden ├╝ber 200 agrarmeteorologische Parameter f├╝r mehrt├Ągige Vorhersagezeitr├Ąume bereitgestellt.

Fungizid-Behandlungen k├Ânnen so an den individuell herrschenden Befallsdruck angepasst werden. Die Peronospora-Kalamit├Ąt im Jahr 2016 hat gezeigt, wie hilfreich insbesondere die exakte Vorhersage der zahlreichen bodenb├╝rtigen Infektionen und auch die Darstellung der starken ├ťberlappung von Inkubationszeiten als Entscheidungshilfe in der Rebschutzpraxis war.