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ZwiebelNetz

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Serviceorientierte Vernetzung von Wetterdaten und Modellergebnissen von Schaderregerprognosen am Beispiel von ZWIPERO

Projektkoordinator

Dr. Manfred Röhrig
Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion e.V. (ISIP), Bad Kreuznach
roehrig@isip.de

Verbundpartner

Deutscher Wetterdienst (DWD)
Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR) Rheinpfalz

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Für eine Schaderregerprognose werden präzise Informationen über das Mikroklima in einem Bestand benötigt. Ziel des Projekts ist die Nutzbarmachung von modellierten Wetterdaten und Ergebnissen von Modellen zur Schaderregerprognose über serviceorientierte Architekturen. Am Beispiel des Modells ZWIPERO zur Berechnung des witterungsbedingten Befallsrisikos für Falschen Mehltau an Zwiebeln werden sowohl Routinen des Bestandsklimamodells BEKLIMA vom Deutschen Wetterdienst (DWD) als auch Modellergebnisse über ISIP als Webservice zur Verfügung gestellt.

Berater und Landwirte erhalten einen erleichterten Zugang zu computergestützten Entscheidungshilfen und können schlagspezifische Prognosen für das Infektionsrisiko erstellen und die Applikation von Pflanzenschutzmitteln zielgerecht planen.

Ergebnisse

Neben der Umsetzung der serviceorientierten Vernetzung der einzelnen Module wurden die pflanzengeometrischen Parameter des BEKLIMA an die Zwiebel optimiert und ein Entwicklungsmodell für die Parameter Bestandshöhe und Blattflächenindex (LAI) entwickelt, um eine Anpassung von ZWIPERO an verschiedene Boden- und Klimaräume durchzuführen.

Für die neue Parametrisierung der Zwiebelentwicklung wurden Daten aus Feldversuchen und Praxisschlägen vom Verbundpartner DLR Rheinpfalz, dem DWD und den landwirtschaftlichen Beratungsdiensten aus Nordrhein-Westfalen, Bayern und Niedersachsen ausgewertet. Die Pflanzenparameter werden über Temperatur- und Globalstrahlungssummen errechnet. Beim Vergleich mit den Messdaten wurden bei der Bestandshöhe gute Übereinstimmungen mit dem Entwicklungsmodell gefunden und eine Unterteilung nach mittelfrühen und mittelspäten Sorten vorgenommen.

Die Bestimmung des LAI mit einem optischen Verfahren hat sich als ungeeignet herausgestellt, weshalb auf die Entnahme von Pflanzen und Bestimmung der Blattfläche per Durchzugsscanner zurückgegriffen wurde. Vermutlich sind die ungewöhnliche Blattgeometrie und die senkrechte Blattstellung der Zwiebel limitierende Faktoren beim optischen Verfahren. Im Gegensatz zur Bestandshöhe wurde aufgrund der geringeren Datenmenge eine sortenunspezifische LAI Entwicklung parametrisiert.

Um verschiedenste Bodentypen zu berücksichtigen, kann über Geo-Koordinaten aus der Bodenübersichtskarte der Bundesrepublik Deutschland (BüK1000) ein Bodentyp bestimmt werden. Ebenso ist es möglich, einen Standardboden manuell auszuwählen.

Mit der neuen Bestandsführung des Entwicklungsmodells und den Messwerten einer nahe gelegenen Wetterstation wurden die entscheidenden Parameter Bestandstemperatur, -feuchte und Blattbenetzung simuliert und mit Messungen im Bestand validiert (siehe Abbildung 1). Dabei zeigte sich, dass das Bestandsklima durch die neue Modellierung etwas feuchter und kühler wird und durch die temperatur- und strahlungsabhängige Bestandsführung auch im außergewöhnlichen Wetterjahr 2018 näher an den Messungen lag.

Der DWD-Webservice kommuniziert intern mit dem BEKLIMA über eine Datenbank und nutzt eine Auftragsverwaltung. Somit entstehen nur bei Neuanlage oder Änderungen der schlagspezifischen Parameter Wartezeiten von einigen Sekunden. Bereits bekannte Aufträge werden täglich mit den Wetterprognosen aktualisiert und vorgerechnet. Somit entstehen bei erneutem Abruf keine Wartezeiten und die Daten können direkt weiterverarbeitet werden. Der Webservice ist als reine Maschine-zu-Maschine Kommunikation ausgelegt und dient als Eingangsdatensatz für das Modul ZWIPERO. Dadurch wird eine interaktive Nutzung und schlagspezifische Prognose des Modells ermöglicht.

Verwertung

Zum Ende des Projekts steht eine überarbeitete und operationell nutzbare Entscheidungshilfe für das Schaderregermodell ZWIPERO zur Verfügung. Die universelle Schnittstelle zum BEKLIMA eröffnet Möglichkeiten der Berechnungen des Bestandsklimas und angeschlossener Prognosemodelle für andere Kulturen und Schaderreger.