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Climate change and possible challenges for crop protection – Yesterday, today, tomorrow
Get PDFDas Klima und die Witterung sind prägende Faktoren für den Pflanzenschutz. Bereits vor 100 Jahren haben sich Wissenschaftler im Nachrichtenblatt für den Deutschen Pflanzenschutzdienst dieser Thematik gewidmet. Die Auswirkungen des Klimawandels sind ambivalent und es wird insgesamt zu einer Veränderung des Schaderregerspektrums kommen. Tendenziell werden Schäden durch Insekten, Krankheitserreger und wärmetolerante Unkräuter begünstigt. Das Risiko der Etablierung invasiver Arten nimmt zu. Ebenso kann die Wirksamkeit des biologischen Pflanzenschutzes beeinträchtigt und neue Verfahren erforderlich werden. Beim chemischen Pflanzenschutz wird sich das Wirkstoffspektrum verschieben und die Anforderungen an Applikationstechnik und -termin steigen. Starkregen kann das Risiko des Austrags von Pflanzenschutzmitteln in die Umwelt steigern. Auch in Mitteleuropa kann es verstärkt zu Befall mit Vorratsschädlingen bereits im Feld kommen und die Qualität und Lagerstabilität der Ernteprodukte abnehmen. Insgesamt wird die Bedeutung präventiver Pflanzenschutzmaßnahmen zunehmen. Die Folgen des Klimawandels erhöhen die betriebs- und volkswirtschaftlichen Risiken und stellen alle Akteursebenen vor erhebliche Herausforderungen.Climate and weather are decisive factors for plant protection. Already 100 years ago, scientists dedicated themselves to this topic in the newsletter of the German Plant Protection Service. The effects of climate change are ambivalent and there will be an overall change in the pest spectrum. Damage caused by insects, pathogens and heat-tolerant weeds will tend to be favoured. The risk of invasive species becoming established increases. Similarly, the effectiveness of biological crop protection may be compromised and new methods may be required. In the case of chemical pesticides, the spectrum of active substances will shift and the demands on application technology and timing will increase. Heavy rains can increase the risk of pesticide run-off into the environment. There may be increased infestation with storage pests already in the field in Central Europe too, and the quality and storage stability of harvested products may decline. Overall, the importance of preventive plant protection measures will increase. The consequences of climate change increase operational and economic risks and pose considerable challenges for all levels of stakeholders
Plant protection is more than the sum of its parts – A thesis paper
Get PDFPflanzenschutz wird in der öffentlichen Diskussion oft auf den Einsatz chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel und deren mögliche Folgen besonders auf den Naturhaushalt reduziert. Dabei ist der Schutz unserer Kulturpflanzen geradezu systemimmanent, denn den Kulturpflanzen wurden durch ihre Kultivierung vielfach eigene Abwehrmechanismen genommen, um sie für uns bekömmlich oder sogar erst genießbar zu machen.
Das Instrumentarium eines nachhaltigen Pflanzenschutzes besteht aus einer Vielzahl an Handlungsoptionen, die aufgrund der künftig fortschreitenden Verluste an wichtigen Wirkstoffen und den gesellschaftlichen Ansprüchen verstärkt in ihrem Zusammenspiel gebraucht werden, um Pflanzen vor Schädlingen, Konkurrenz und Krankheiten zu schützen.
Neben risikoärmeren oder selektiven Pflanzenschutzmitteln und Züchtungsanstrengungen sind vor allem technische Innovationen in der Gerätetechnik, Vorhersage sowie Betriebs- und Maschinenführung für einen umfassenden Pflanzenschutz wichtig.
Neben der Schonung natürlicher Ressourcen muss hierbei die Erzeugung sicherer, regionaler und hochwertiger Nahrungsmittel sowie das wirtschaftliche Auskommen der überwiegend familiengeführten Betriebe im Fokus stehen. Bestehende Zielkonflikte müssen hierbei im offenen und konsensorientierten Dialog aufgelöst werden, um gesellschaftliche Akzeptanz für den Schutz unserer Kulturpflanzen zu erreichen.In the public debate, plant protection is often reduced to the use of synthetic chemical pesticides and their possible consequences, especially for the environment. In fact, the protection of our cultivated plants is almost inherent in the system, because many of the cultivated plants have been deprived of their own defence mechanisms in the course of their cultivation in order to make them digestible for us or even edible in the first place.
The instruments of sustainable plant protection consist of a multitude of options for action which, due to the progressive loss of important active substances in the future and the demands of society, are increasingly needed in their interplay to protect plants from pests, competition and diseases.
In addition to low-risk or selective crop protection products and breeding efforts, technical innovations in equipment technology, forecasting, and farm and machinery management are particularly important for comprehensive crop protection.
In addition to the conservation of natural resources, the focus must be on the production of safe, regional and high-quality food as well as the economic livelihood of the predominantly family-owned farms. Existing conflicting goals must be resolved in an open and consensus-oriented dialog in order to achieve social acceptance for the protection of our crops
Web services for site-specific decision support on ecological and economic aspects of plant protection
Get PDFModerne Entscheidungshilfesysteme und Assistenzsysteme können durch spezialisierte Webservices verteilte Datenquellen verschiedener privater und öffentlicher Anbieter koppeln, um dadurch neue Informationsangebote zu ermöglichen. Pohl et al. (2021) stellen hierfür einen Webservice-dominierten Prozess der Erzeugung teilschlagspezifischer Applikationskarten vor, indem alle erforderlichen Daten über Webservices und andere Schnittstellen im Applikationskartenservice zusammengeführt werden. In diesem Beitrag werden die zentralen Services vorgestellt, die es ermöglichen teilschlagspezifisch ökologische und ökonomische Kennzahlen sowie Basisinformationen zu Nichtzielflächen im Pflanzenschutz bereitzustellen. Es wird demonstriert, wie dieser Webservice durch das Ermitteln der Entfernung von Feldrand zu Nichtzielflächen in den automatisierten Prozess zur Bestimmung von Abstandsauflagen beitragen kann und wo Grenzen dieses Workflows liegen.Gemäß dem Entwurf des Gesetzes zur Änderung des E-Government-Gesetzes (EGovG) und zur Einführung des Gesetzes für die Nutzung von Daten des öffentlichen Sektors (DNG) erfolgen die technischen Erläuterungen der REST-konformen Programmierschnittstellen nach dem OpenAPI Standard.Modern decision support and assistance systems use distributed data sources from private and public providers through specialised web services in order to enhance the provision of information. Pohl et al. (2021) present a web service-dominated procedure for the generation of site-specific pesticide application maps by bringing together all required data via web services and other interfaces in the application map service. This paper presents the central services that make it possible to provide site-specific ecological and economic key data and basic information in crop protection.We show how this web service contributes to an automated determination of distance requirements in real time, and discuss the limits of this approach and system.In accordance with the Amendment of the E-Government Act (EGovG) and the introduction of the Act for the Use of Public Sector Data (DNG), the technical documentation of all the REST-compliant programming interfaces have been implemented in accordance with the OpenAPI standard
Influence of the order in which low and high C/N residues on soil nutrient availability and wheat nutrient uptake
Get PDFIt is well-known that the C/N ratio of plant residues can influence soil nutrient availability, but the effect of repeated addition of plant residues with different C/N ratio is less explored. In previous studies, we showed that nutrient availability and soil respiration after the second residue addition is influenced not only by the C/N ratio of that residue, but also by the C/N ratio of the previously added residue. These experiments were carried out without plants and it was unclear how the legacy effect would influence plant growth and nutrient uptake. The aim of this experiment was to assess plant growth, nutrient uptake and soil nutrient availability after the second residue addition with different length of time between the first and second residue addition where the first and second residue had the same or a different C/N ratio. High (H) or low C/N (L) residue was added at the start of the experiment, the second residue with either the same or a different C/N ratio was added on days 7, 14, 21 or 28 with a total residue addition of 20 g kg-1 giving four residue treatments: HH, LL, LH and HL. Wheat was planted immediately after the second residue addition and grown for 28 days. N and P availability were measured on days 7, 14, 21 and 28 and at plant harvest. Soil N and P availability after the second residue addition were in the order HH<LH<HL<LL. Wheat biomass generally did not differ between LL, HL and LH, but wheat in HL and LH had a lower shoot/root ratio than in LL suggesting that in HL and LH the plants were able to compensate the lower nutrient availability by increased root growth. In conclusion, the C/N ratio of the previous residue addition influenced nutrient availability after the second residue addition, but plant growth did not differ between HL, LH and L because plants in the former developed a more extensive root system and could therefore access the nutrients released during decomposition of L even in treatments where both H and L were present in the soil
Development of application techniques in plant protection in the past, today and tomorrow
Get PDFIn Deutschland wird seit ca. 160 Jahren chemischer Pflanzenschutz betrieben. In diesem Zeitraum hat es zahlreiche technische Entwicklungen und Innovationen gegeben. Der Artikel gibt einen Überblick über die Entwicklung der Pflanzenschutztechnik in Deutschland, beleuchtet den aktuellen Stand der Technik und weist auf mögliche zukünftige Entwicklungen hin.Since ca. 160 years chemical plant protection is carried out in Germany. Within this timeframe many developments and innovations were established. The article gives an overview about the progress of plant protection equipment in Germany in the past, the state of the art and its possible future
Challenges in forest protection research: Looking backwards and forwards from a forest entomology and forest pathology perspective
Get PDFDie Waldschutzforschung hat ihre Anfänge im 19. Jahrhundert und ist im Vergleich zur langen und facettenreichen Geschichte der Waldnutzung eine recht junge Disziplin, die bereits eine umfangreiche Entwicklung vollzogen hat. Der verfasste Übersichtsartikel möchte die Entwicklung der Waldschutzforschung ausgehend von den Anfängen, über die Entwicklung von Regulierungsmaßnahmen bis hin zu den großen Herausforderungen im Klimawandel und der Globalisierung darstellen, ohne hierbei Anspruch auf Vollständigkeit zu erheben. Der Fokus liegt dabei auf der Forstentomologie und der Forstpathologie. Ergänzend erfolgt eine systematische Auswertung von Beiträgen zur Waldschutzforschung im Journal für Kulturpflanzen sowie ein kurzer Ausblick über die zukünftigen Möglichkeiten der Waldschutzforschung.Research with regard to forest protection started in the 19th century and is a relatively young field when compared to the long and diverse history of the human use of forests. However, since then there has been significant progress and development in the field of forest protection research. This article provides an overview on this development in Germany, starting from the mainly descriptive research in the beginning, followed by the subsequent development of control measures up to the large challenges of climate change and globalisation. The article does not claim to be complete and focuses on forest entomology and forest pathology. The overview is accompanied by a systematic analysis of publications on forest protection research in the Journal für Kulturpflanzen. Moreover, a short outlook on the future of forest protection research is provided
Possibilities of using dropleg-technique in horticulture and field crops
Get PDFBei der Dropleg-Technik handelt es sich um eine Spritzvorrichtung, mit der Pflanzenschutzmittel an Blattunterseiten oder bodennahe Sprossabschnitte gebracht werden können. Eingesetzt werden kann die Technik in Reihenkulturen im Gemüsebau und in Ackerbaukulturen wie z. B. Raps, Mais oder Kartoffeln. Neben der Ausbringung von Fungiziden, Insektiziden und Herbiziden können Droplegs auch für die Ausbringung von Flüssigdünger genutzt werden. Die Nutzung der Dropleg-Technik bietet einige Vorteile, wie z. B. die gezielte Anlagerung von Wirkstoffen an schwer erreichbare Pflanzenteile und damit eine effektivere Bekämpfung. Außerdem wird bei Nutzung der Dropleg-Technik die Abdrift von Pflanzenschutzmitteln gemindert. Im blühenden Raps kann durch die Technik die Schonung von Bestäubern und Blütenbesuchern sowie die Reduktion von Pflanzenschutzmittel- Rückständen in Nektar und Pollen erreicht werden. Allerdings kann die Dropleg-Technik nicht uneingeschränkt empfohlen werden, da es auch Nachteile gibt, wie z. B. Probleme beim Einklappen einiger Spritzentypen mit Droplegs. Des Weiteren wurde in einigen Versuchen eine geringere Wirksamkeit von Pflanzenschutzmitteln nach Ausbringung mit Droplegs bei bestimmten Schädlingen im Vergleich zur konventionellen Applikationstechnik beobachtet, wie z. B. bei der Bekämpfung von Kohlschotenrüsslern und Kohlschotenmücken im Raps.Dropleg-technique is a spaying equipment that allows sub-canopy treatments of plant protection products in row crops in horticulture and field crops as oilseed rape, maize or potatoes. Besides fungicides, insecticides and herbicides droplegs can be used for the application of liquid fertilizer. Using dropleg-technique benefits the accumulation of active substances on plant parts that are difficult to achieve, resulting in an effective control. Additionally the risk for spray drift due to wind can be reduced. By using dropleg-technique in flowering oilseed rape, pollinators and beneficial insects can be protected and residues of plant protection products in nectar and pollen can be reduced. However, there are also disadvantages combined with dropleg-technique. Folding some field crop sprayers with droplegs can be difficult. Furthermore, in some trials application of plant protection products with droplegs resulted in a lower efficacy in controlling some insect pests compared to conventional application technique, for example cabbage seed weevil and brassica pod midge in oilseed rape
Fruit and grapevine breeding in time lapse
Get PDFDie wenigsten Menschen übersehen 100 Jahre. In der Obst- und Rebenzüchtung, bei denen eine Sortenentwicklung 20 bis 30 Jahre erfordert, scheint die Zeit daher stehen zu bleiben. Der Blick im Zeitraffer offenbart jedoch einen erheblichen Zuchtfortschritt mit vielen neuen Sorten. Auch wenn die heutigen Probleme mit anderen Vokabeln beschrieben werden und sich Zuchtziele und deren Begründung im Detail verschieben, es ist vieles gleich geblieben: früher standen Probleme der Bekämpfung von Schadorganismen (Sicherung der Ernährung, Mangel an Pflanzschutzmitteln) genauso im Fokus wie heute (Wirkstoffverluste und Nachhaltigkeit), früher war eine Klimaanpassung genauso ein Thema (frühere Reife erwünscht) wie heute, nur haben sich (zumindest bei Rebe) die Vorzeichen umgekehrt (spätere Reife erwünscht). Im Zuge des „Green Deal“ mit seiner „Farm to Fork- Strategie“ hat die EU ehrgeizige Ziele und längst überfällige Vorgaben für die Verwirklichung einer „grünen Landwirtschaft“ mit Minimierung der negativen Auswirkungen auf die natürliche Umwelt festgelegt. Das ehrgeizige Ziel, den Einsatz von Pestiziden zu halbieren, erfordert eine Anpassung aller Anbausysteme, insbesondere bei pflanzenschutzintensiven Kulturen wie Obst- und Weinbau. Diese Kulturen stehen zudem in besonderer Weise für eine Kulturlandschaft mit hoher Wirtschaftskraft durch Naherholung und Tourismus.
Ehrgeizige Ziele können nur durch die Umsetzung von Innovationen erreicht werden. Angesichts der Transformationsziele in Richtung Nachhaltigkeit reicht eine individuelle unternehmerische Innovation jedoch nicht aus, um die ambitionierten Ziele zu erreichen – ein systemischer Innovationsansatz ist erforderlich. In einem von Erfolg verwöhnten System bestehen teils erhebliche Beharrungstendenzen anstatt proaktiv Innovationen anzugehen. Doch der Weg ist vorgezeichnet: Klimawandel zwingt zum Sortenwandel. Daraus ergibt sich eine Chance für neue robuste Sorten.Since not many people outlive 100 years, it appears that time stands still during the 20 to 30 years, which is required to develop a new variety in fruit and grapevine breeding. However, a time-lapse will reveal considerable breeding progress with the development of many new cultivars. Although breeding requirements and objectives of recent times are described in different vocabulary, not much has changed from times past. For example, problems of combating harmful organisms (food security, lack of plant protection products) are just as much a focus today (loss of active ingredients and sustainability) as in the past. In addition, breeding for climatic adaptation in the past (for earlier maturity, for example) is same as today, only (at least for grapevine) the goal is reversed for late maturity traits.
In the wake of the ‘Green Deal’ with its ‘Farm to Fork Strategy’, the EU has set ambitious goals and long overdue targets for achieving ‘green agriculture’ with minimization of negative impacts on the natural environment. The ambitious goal of halving the use of pesticides requires adaptation of all farming systems, especially for pesticide-intensive crops such as orchards and vineyards. These crops also represent in a special way a cultural landscape with high economic power through local recreation and tourism.
Ambitious goals can only be achieved by implementing innovations. However, given the transformation goals towards sustainability, individual entrepreneurial innovation is not enough to achieve the ambitious goals. Thus, a systemic approach to innovation is required. In a system that has previously experienced huge success, there are sometimes tendencies to not innovate. Nevertheless, the current and future challenge is clear: climate change is forcing breeding for climatic adaptation that will ultimately lead to variety change. This situation presents an opportunity for new robust varieties