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Einsatz moderner Resistenz-Diagnostik für die Generierung repräsentativer Daten als Basis für ein Algorithmen-gestütztes Herbizidmanagement

Zugehörigkeit
PlantaLyt GmbH, Hannover, Deutschland
Wagner, Jean;
Zugehörigkeit
Agris42 GmbH, Stuttgart, Deutschland
Herrmann, Johannes;
Zugehörigkeit
Agris42 GmbH, Stuttgart, Deutschland
Heß, Martin

Herbizidresistenzen nehmen zu und entwickeln sich diffizil. Pauschale Empfehlungen lösen keine Probleme, sondern verschärfen die Problematik vielfach. Es braucht dringend Lösungen auf Basis der einzelbetrieblichen Analyse. Auf Algorithmen basierende Entscheidungshilfen für das Management von Herbizidresistenzen müssen dafür unterschiedlichste Datensätze konsolidieren. Biologische Datensätze können nur durch messbare Parameter erhoben werden. Zur Bewertung der Herbizidwirkung auf Unkräuter liefert der Biotest an Nachkommen von Pflanzen der Feldpopulation bis heute die wichtigsten Daten. So kann eine komplexe Phänologie gut erfasst werden. Der Biotest bleibt aber sehr arbeits- und kostenaufwändig. Gleichzeitig braucht eine zuverlässige Modellierung eine hohe Stichprobenzahl mit möglichst geringer Redundanz der Daten. Die Lösung kann nur in einer qualitativen Erhöhung der Stichprobe bei gleichzeitiger Kostenreduktion liegen. Ein wesentlicher Teil liegt in der Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnis über die Zusammenhänge von Resistenzmechanismen und ihrer Ausprägung im Feld. Eine Bündelung verschiedener Datensätze zeigt: Wiederholende Muster lassen sich durch deutlich weniger Daten abbilden und so Redundanzen vermeiden. Moderne Verfahren zur Hochdurchsatz- Genotypisierung von Populationen eröffnen neue Möglichkeiten: Es werden zukünftig nicht mehr SNPs in einzelnen Pflanzen erfasst, sondern ihr Vorkommen wird prozentual aus Mischproben von 50 oder mehr Pflanzen ermittelt. Dieser Paradigmenwechsel ermöglicht nicht nur eine Reduktion der Kosten pro Datenpunkt, sondern liefert einen deutlich höheren Stichprobenumfang. Damit lassen sich repräsentative Daten mit geringem Aufwand erheben, die wiederum in dynamischen Modellen als Entscheidungshilfen der Praxis zur Verfügung gestellt werden können.

Herbicide resistance is increasing and developing in a difficult manner. Common recommendations are not able to solve problems, but rather sharpen the problem in many ways. Solutions are needed that are based on individual farm analysis. The algorithm-based decision support for the management of herbicide resistance have to consolidate a wide variety of data sets. Biological data sets can only be collected using measurable parameters. To evaluate the herbicidal effect on weeds, the bioassay testing herbicide resistance in the next generation of plants originating from field population has provided the most important data until today. In this way, a complex phenology can be captured well. But, it remains very labor-intensive and costly and, additionally, reliable modeling requires a high number of samples with the least possible redundancy of the data. The only solution can be to increase the quality of sampling while reducing costs. An essential part of this is the implementation of scientific knowledge about the interrelationships between resistance mechanisms and their development in the field. A clustering of different data sets shows that the repetitive patterns can be mapped using significantly less data and thus avoid redundancies. Modern methods for high-throughput genotyping of populations open up new possibilities: In the future, SNPs will no longer be recorded in individual plants, but their occurrence will be determined as a percentage from mixed samples of 50 or more plants. This paradigm shift not only enables a reduction in the costs per data point, but also provides a significantly higher sample size. This means that representative data can be collected with little effort, which in turn can be made available in dynamic models as decision-making support in practice.

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