Introduktion til Planteværn Online - den Gratis Demoversion 0 Indhold Side 1 Introduktion 1 2 Funktioner i ukrudtsprogrammet 2 3 Værktøjskasse 4 4 Gratis Demoversion 5 5 Afprøvninger i markforsøg 6 6 Litteratur 7 1 Introduktion En vigtig drivkraft bag udviklingen af Planteværn Online (PVO) i Danmark har været en serie af politiske handlingsplaner, som havde til formål at reducere det samlede forbrug af plantebeskyttelsesmidler (pesticider) i Danmark. Den første plan blev sat i værk i 1986, og den aktuelle plan nr. 3 løber i perioden 2004-2009. Det såkaldte Behandlingsindex (BI) er indført som en indikator for størrelsen af pesticidforbruget, både på mark- og bedriftsniveau og i landet som helhed. Anvendelse af en fuld, godkendt dosering ( normaldosering ) af et markedsført plantebeskyttelsesmiddel, udløser BI=1,0. Når der anvendes flere behandlinger i løbet af en vækstsæson, summeres BI over enkeltbehandlinger. Det er velkendt, at behovet for at bekæmpe ukrudt, sygdomme og skadedyr varierer stærkt mellem forskellige arter af skadevolderne og i forskellige afgrøder. Hertil kommer, at den biologiske effekt af plantebeskyttelsesmidler varierer stærkt mellem forskellige arter af skadevoldere, og mellem forskellige biologiske forhold omkring det tidspunkt, hvor produkterne anvendes. Page 1 of 8
Eksempelvis kan meget små planter af nogle ukrudtsarter bekæmpes tilfredsstillende med blot 10% af den godkendte dosering, medens større planter af andre arter kræver den fulde dosering. En basal idé bag PVO er, at det samlede forbrug af plantebeskyttelsesmidler kan reduceres betragteligt, uden at der opstår alvorlige problemer i produktionen, såfremt planbeskyttelsesmidlerne anvendes i forhold til dagsaktuelle forhold i den enkelte mark. Ideelt set kan der opstilles meget komplekse biologiske modeller, som kan forklare kendte interaktioner mellem afgrøder, skadevoldere og plantebeskyttelsesmidler. I PVO er der fokuseret på relativt simple modeller og heri indgående faktorer og interaktioner, som har relativt stor betydning i relation til at kunne opnå reduktioner af forbruget af plantebeskyttelsesmidler. En PC-udgave af PVO blev frigivet i Danmark for første gang i 1991, og en internet version blev frigivet i 2001. I 2001-2003 blev dele af PVO tilpasset og implementeret i de Baltiske land og Polen, og siden 2003 er der arbejdet på at implementere PVO i Norge. 2 Funktioner i ukrudtsprogrammet Regnemodellen, som driver PVO, består grundlæggende set af 3 modeltrin: 1. kvantificerer behovet for ukrudtsbekæmpelse, sådan at der tages hensyn både til kvalitet og kvantitet af høstudbytter af den indeværende og efterfølgende afgrøder 2. udvælger egnede herbicider og beregner doser, som opfylder kravene, som er fastlagt i modeltrin 1 3. beregner 2-4 komponent blandinger af herbicider, såfremt dette er fordelagtigt med hensyn til udgifter eller BI, i forhold til anvendelse af enkeltpræparater 2.1 Modeltrin 1 Dette modeltrin baseres på såkaldte ekspert-algoritmer, som kvantificerer kravene til ukrudtsbekæmpelse, sådan at der differentieres efter afgrøde, udlæg, forventet udbytte, ukrudtsart, ukrudtstæthed. Endvidere skelnes mellem forår og efterår, for afgrøder som sås om efteråret. Disse algoritmer tager også hensyn til forventninger til kvantitet og kvalitet af udbyttet af den indeværende afgrøde og efterfølgende afgrøder. Eksempelvis er det en målsætning, at væsentlig produktion af ukrudtsfrø undgås. Der tages også hensyn til høstbesvær, sådan at ukrudtsarter, der har tendens til at følge med afgrøden op, holdes på et lavt niveau, selvom de under gunstige forhold ved høst måske ikke er direkte tabsvoldende. Page 2 of 8
Slutproduktet fra dette modeltrin er tilstræbte effektkrav på biomassen af forskellige ukrudtsarter 4-6 uger efter en herbicidbehandling. 2.2 Modeltrin 2 I dette modeltrin anvendes en matematisk formel, som giver sammenhæng mellem dosering af et herbicid og den forventede effekt 4-6 uger senere. I denne funktion kvantificeres forskelle i herbiciderne aktivitet for betydningen af forskellige: arter af ukrudt udviklingstrin af ukrudt temperaturer, luftfugtighedsgrader og grader af tørkestess Den aktuelle kommercielle udgave af PVO kan beregne effekten af en givet dosering af et herbicid i ca. 1,0 mio. forskellige kombinationer af afgrøder (30 stykker), arter af ukrudt (105 stykker), udviklingstrin af ukrudt (4 klasser), temperaturregime (9 klasser) og tørkestress (3 klasser). Slutproduktet fra dette modeltrin er en liste over herbicider og tilhørende beregnede doser, som indfrier de effektkrav, som er fastlagt i Modeltrin 1. Hvis der i en mark forekommer eksempelvis 5 ukrudtsarter sammen, vil der blive beregnet 5 doser af hvert af de tilgængelige herbicider, hvoraf den højeste dosis er en behandlingsmulighed, når disse 5 ukrrudtsarter skal bekæmpes samtidig. Dog må den godkendte dosering ikke overskrides. Den mindst følsomme ukrudtsart vil således ofte bestemme den aktuelle dosering, hvorved mere følsomme arter vil blive bekæmpet mere effektivt end krævet i Modeltrin 1. 2.3 Modeltrin 3 Med udgangspunkt i de doser af forskellige herbicider, som er beregnet imod forskellige ukrudtsarter (Modeltrin 2), anvendes den såkaldte Additive Doserings Model (ADM) til at optimere sammensætninger af 2-4 komponent tankblandinger af herbicider. Under forudsætning om, at herbiciderne ikke hæmmer effekten af hinanden, når de blandes (virker antagonistisk), anvender ADM en fast omregningsfaktor mellem de doser af 2 eller 3 herbicider, som er nødvendige for at nå et bestemt effektmål. Eksempelvis kan 80% effekt på en bestemt ukrudtsart og bestemte betingelser i øvrigt måske opnås med 1,0 l/ha af Herbicid 1 eller 2,0 l/ha af Herbicid 2. Andre ukrudtsarter vil have andre men kendte bytteforhold for de samme to herbicider. Ved brug af den matematiske metode lineær optimering beregnes herefter automatisk 2-4 komponent herbicidblandinger, sådan at effektkraven fra modeltrin 1 indfris, når flere ukrudtsarter forekommer samtidig. Samtidig minimeres udgifter eller BI for blandingerne. Page 3 of 8
Denne regnemetode vil også anvise enkeltpræparater som løsninger, såfremt disse er fordelagtige. 3 Værktøjskasse Den 3-trins regnemodel, som beskrives ovenfor, driver 3 forskellige regneværktøjer, og 3 yderligere værktøjer er indlagt til støtte herfor. 3.1 Værktøjet Problemløsning Dette værktøj er udviklet til at vurdere behovet for ukrudtsbekæmpelse på markniveau og til at foreslå behandlingsmuligheder med lavest mulige forbrug af herbicider. Brugeren indtaster oplysninger om afgrøde, udviklingstrin af afgrøden, temperaturer og tørkestress samt arter, tætheder og udviklingstrin af ukrudt. PVO returnerer krav til bekæmpelse af de enkelte ukrudtsarter og en liste over mulige behandlinger, som er sorteret efter pris eller BI. 3.2 Værktøjet Effekt profil Dette værktøj er udviklet til at give brugeren et overblik over forskellige herbiciders effektmæssige styrker og svagheder. Brugeren indtaster oplysninger om afgrøde, afgrøde udviklingstrin, temperaturer og tørkestress og ukrudtets størrelse. Til sidst vælges et markedsført herbicid. PVO returnerer en liste over ukrudtsarter og beregnede effekter af henholdsvis 1/4, 1/2, 1/1 and 2/1 af den normale (=godkendte) dosering. Endvidere vises de effektkrav, som PVO anvender for forskellige tæthedsklasser af ukrudtet og der vises beregnede doser som er nødvendige for at indfri disse effektkrav. 3.3 Værktøjet Brugers blanding Dette værktøj er udviklet til at lade PVO vurdere den biologiske effekt af behandlingsforslag, som anvises fra f.eks. konsulenter og grovvarebrancen. Brugeren indtaster oplysninger om afgrøde, afgrøde udviklingstrin, temperaturer og tørkestress og ukrudtets størrelse. Til sidst vælges 2-4 markedsførte herbicider og tilhørende doseringer. Page 4 of 8
PVO returnerer en lister over ukrudtsarter og beregnede effekter fra hver blandingspartner enkeltvis og fra blandingen. Til sammenligning hermed vises PVO effektkrav imod forskellige tæthedsklasser af forskellige ukrudtsarter. 3.4 Værktøjet Sæsonplan Dette værktøjer er udviklet til at vise en sæsonmæssig plan for opgaver i en bestemt afgrøde relation til plantebeskyttelse. Følges anvisninger fra PVO, vil anvendelse af pesticider kun blive anvist, når aktuelle forhold i den enkelte mark betinger det. Dette betyder, at markerne skal inspiceres flere gange i løbet af en vækstsæson for forskellige typer af ukrudt, sygdomme og skadedyr. PVOs Sæsonplan giver anvisninger på, hvornår markinspektioner skal gennemføres, og dette værktøj indeholder også links til eksempelvis Problemløsning, sådan at flest mulige markoplysninger er indtastet på forhånd. 3.5 Instruktion i at gennemføre markinspektioner PVO indeholder detaljerede beskrivelser af, hvordan markinspektioner gennemføres i praksis. Heri inkluderes også forskellige forslag til, hvordan disse opgaver kan simplificeres, sådan at tidsforbruget til disse opgaver begrænses, uden at den faglige kvalitet forringes væsentligt. Disse beskrivelser indeholder også overvejelser i relation til, om der skal kræves samme grad af bekæmpelse i alle dele af marken, og om dele af marken med fordel kan behandles særskilt. Eksempelvis breder visse ukrudtsarter, som kræver relativt høje indsatser af herbicider sig ind i markerne fra skel. I så fald kan behandling kun af randzoner overvejes. På lavtliggende dele af marken, hvor der måske har stået vand om vinteren, eller hvor sammensætningen af ukrudtsarter er meget anderledes end resten af marken, skal det overvejes, om sådanne pletter skal ignoreres elle om måske hele marken skal have en behandling, som også er tilstrækkelig i pletterne. 3.6 Ukrudtsnøgle Dette værktøj er udviklet til at give hjælp til at foretage korrekt artsbestemmelse af ukrudt, hvilket er afgørende for at bruge PVO. I modsætning til andre botaniske opslagsværker, som i vid udstrækning baseres på tekstmæssige beskrivelser, fokuserer PVOs Ukrudtsnøgle primært på billeder og grafiske illustrationer af ukrudt. Billeder af enkelt-ukrudtsplanter i 5 forskellige udviklingstrin er indlagt fra 75 af de mest almindeligt forekommende ukrudtsarter i Danmark. Yderligere 30 Page 5 of 8
ukrudtsarter er medtaget, selvom billedmaterialet endnu ikke er komplet, men der arbejdes løbende på forbedringer. Ukrudtsnøglen er opbygge som en liste over arterne, der kan sorteres efter forskellige kriterier: navne på forskellige sprog, former og størrelser af kimblade og første løvblade, hvilket suppleres af billeder af tidlige og voksne udviklingstrin. Tanken er, at disse sorteringsmuligheder kan give hurtige indgange til at afgrænse udfaldsmulighederne, når en funden plante skal artsbestemmes. Billederne er tænkt som en slags facitliste. Der findes også større billeder og tekstmæssige beskrivelser af hver enkelt ukrudtsart. 4 Gratis Demoversion En Gratis Demoversion af PVO med begrænset fagligt indhold i forhold til den kommercielle driftsversion af PVO er udviklet. I forhold til PVOs driftsversion, er der i denne version ikke indlagt beregningsfunktioner vedr. sygdomme og skadedyr, og i ukrudtsværktøjerne er antallet af afgrøder reduceret fra 30 til 3. Endvidere er antallet af herbicider stærkt reduceret. Ideen med den Gratis Demoversion er, at den kan give nye brugere i Danmark et indtryk af programmets formåen, inden der tages beslutning om at tegne abonnement. Den Gratis Demoversion i engelsk og tysk brugerflade er tænkt som inspiration for evt. kommende samarbejdspartnere i udlandet. Den Gratis Demoversion indeholder afgrøderne vårbyg, vinterhvede og majs. Disse 3 afgrøder er udvalgt med henblik på at illustrere forskellige strategiske indgange til ukrudtsbekæmpelsen, jævnfør Sæsonplan for disse 3 afgrøder. Vårbyg er medtaget som en repræsentant for afgrøder, hvor de fleste ukrudtsproblemer kan løses tilfredsstillende med en enkelt herbicid behandling. Vinterhvede er medtaget som en repræsentant for afgrøder, hvor der indgår en sæsonmæssig strategi i ukrudtsbekæmpelsen. På grund af de relativt kølige vintre i Danmark, vil nogle ukrudtsarter, som kan fremspire om efteråret, normalt ikke overleve til det efterfølgende forår. Som følge heraf indretter PVO strategien i ukrudtsbekæmpelsen i efterårs- såede afgrøder sådan, at der tages særlige hensyn til ukrudt som spirer henholdsvis om efteråret og om foråret. Majs er medtaget i den Gratis Demoversion som en repræsentant for afgrøder, der yder relativt svag konkurrenceevne overfor ukrudt, hvorfor flere behandlinger er nødvendige for at opnå tilstrækkelig effekt, eksempelvis imod frøukrudt. Page 6 of 8
5 Afprøvninger af PVO i markforsøg Mere end 2.000 markforsøg er gennemført til afprøvning af anvisninger fra forskellige prototype-udgaver af PVO I forskellige afgrøder. Normalt gennemføres mindst 6 forsøg pr. år i 2 år, inden en ny afgrøde eller en ny beregningsfunktion indbygges i PVOs driftsversion. Afprøvningerne startede i vårbyg, hvor 3 niveauer af den tilstræbte effekt mod ukrudtet (Modeltrin 1) blev afprøvet. Dette var særligt nødvendigt, idet den faglige dokumentation bag ekspert-algoritmerne bag dette modeltrin var relativ svag. Doseringsberegningerne i disse prototyper tog hensyn til forskelle mellem arter og udviklingstrin af ukrudtet. Senere blev der tilføjet korrektioner temperaturer, relativ luftfugtighed og tørkestress. Til slut blev der indbygget optimering af tankblandinger og strategier for gentagne inspektioner og behandlinger i svagt konkurrerende afgrøder. De relativt omfattende afprøvninger har vist, at PVO kan reducere det aktuelle niveau for forbrug af herbicider (2005), udtrykt som udgifter eller BI, med mindst 50% i alle kornafgrøder. Reduktionspotentialet i andre afgrøder er omkring 20%. Der er i resultater fra afprøvning af den aktuelle driftsversion ikke rapporteret tilfælde af utilfredsstillende ukrudtsbekæmpelse. De mange afprøvninger har samtidig gjort det muligt at opremse og rangordne de vigtigste biologiske faktorer med hensyn til potentialet for at reducere herbicidforbruget: 1. tilstræbt effekt. Total renholdelse for ukrudt kræver meget høje indsatser med herbicider 2. udnyttelse af forskelle i følsomhed overfor herbicider mellem ukrudtsarter. Nogle arter kræver ca. 10 gange så høje doser som andre arter. 3. udnyttelse af forskelle i følsomhed overfor herbicider mellem forskellige udviklingstrin af ukrudt. Stort ukrudt kræver i det fleste tilfælde 2-3 gange så høje doser som småt ukrudt 4. udnyttelse af forskelle i følsomhed overfor herbicider under forskellige vejrforhold. Ved relativt normale udsving i vejret kræves doser justeret med ca. +/- 20%. Kraftig udtørring af jorden vil imidlertid kræve doseringsforøgelser op til 4-6 gange, men så kraftige udtørringer forekommer stort set aldrig under Danske himmelstrøg. 5. optimering af herbicidblandinger. BI og udgifter kan reduceres i størrelsesordenen 20%, når der anvendes optimerede blandinger i stedet for enkeltpræparater Denne rangorden er muligvis kun korrekt i relation til PVO-konceptet, men den viser, at det ikke giver megen mening at forsøge at justeret doser af herbicider for lavere rangerende faktorer, med mindre der samtidigt justeres for højere rangerende faktorer. Page 7 of 8
6 Litteratur Der er siden 1980erne publiceret mange rapporter og artikler om PVO. Nedenfor vises et kort udpluk af disse. Høstgaard, M.B., Hagelskjær, L., Hansen, J.G., Hansen, L.M., Jørgensen, L.N., Lassen, P., Rydahl, P., Thysen, I. & Wolffhechel, H., 2003. Validation and adaptation of a Danish Decision Support System for crop protection in Lithuania, Estonia, Latvia and Poland. In: Wolffhechel, H. (ed.): Proc. of the Crop Protection Conference for the Baltic Sea Region. Poznan, Poland. DIAS report Plant Protection 96, 93-102 Rydahl, P., 2004. A Danish decision support system for integrated management of weeds. Aspects of Applied Biology 72, Advances in applied biology: providing new opportunities for consumers and producers in the 21st century, 43-53. Rydahl, P., 2003. A web-based decision support system for integrated management of weeds in cereals and sugarbeet. Paper presented at the EPPO Conference on Computer aids for plant protection, York (GB), 15-17 October 2002. OEPP/EPPO Bulletin 33, 455-460. Rydahl, P. & Pinnschmidt, H., 2004. Crop Protection Online - a Danish web-based decision support system for optimization of pesticide use in major crops in Denmark. In: Biologische Bundesanstalt für Land- und Forstwirtschaft Berlin-Dahlem (ed.). 54. Deutsche Pflanzenschutztagung, Heft 396:643. Rydahl, P., Hagelskjær, L., Pedersen, L. & Bøjer, O.Q., 2003. User interfaces and system architecture of a web-based decision support system for integrated pest management in cereals. Paper presented at the EPPO Conference on Computer aids for plant protection, York (GB), 15-17 October 2002, 473-481. Tørresen, K.S., Netland, J. & Rydahl, P., 2004. Norsk utgave av det danske beslutningsstøttesysstemet Plantevern Online for ugrassprøyting i korn. Grønn kunnskap 8(2), 100-109 Page 8 of 8