![]() |
![]() |
NegFry - system wspomagania decyzji w zwalczaniu zarazy ziemniaka |
Charakterystyka systemu NegFry
Duński system NegFry wykorzystuje model niemiecki o nazwie "Negative Prognosis" oraz model opracowany przez Fry'a i zespół [Hansen 1999; California PestCast 2005]. System opracowano w Duńskim Instytucie Nauk Rolniczych (ang. Danish Institute of Agricultural Sciences) w latach 1992-1993. NegFry testowano w ok. 80-ciu doświadczeniach polowych w warunkach Danii, Norwegii i Szwecji (w 1994 roku), dlatego modele zostały skorygowane do warunków skandynawskich. Użycie systemu pozwala w przeciętnych warunkach uzyskać dostateczną ochronę mimo zmniejszenia liczby zabiegów o 50% w porównaniu z ochroną tradycyjną. Taka oszczędność jest możliwa przede wszystkim dzięki opóźnieniu pierwszego zabiegu, a także na skutek wydłużenia okresów miedzy następnymi zabiegami [Hansen i inni 1995].
Dane wprowadzane do systemu to godzinowe dane pogodowe (temperatura, wilgotność względna i suma opadów) poczynając od daty wschodów do zakończenia ochrony (około 90 dni) oraz dane polowe. Zalecenie odnośnie daty pierwszego zabiegu ochronnego jest generowane przez model Negative Prognosis. Zalecenia odnośnie okresów pomiędzy następnymi zabiegami są generowane przez model wykorzystujący metodę Fry'a (opracowaną w 1983 roku). Określenie zaleceń jest oparte na epidemiologii zarazy ziemniaka (temperatura, liczba godzin o wysokiej wilgotności względnej, a także odporność odmiany) oraz ocenie spłukiwania fungicydu przez deszcz. Dane pogodowe są bardzo istotne dla pracy modeli.
Ustalenie daty pierwszego zabiegu następuje na podstawie kalkulacji tzw. kumulowanego indeksu ryzyka, który jest sumą dziennych indeksów ryzyka, obliczanych przez program wg określonego algorytmu. Po przekroczeniu progu kumulowanego indeksu ryzyka (130 dla warunków Danii) sprawdzane są dzienne indeksy ryzyka, czy nie przekroczyły progu (7 dla warunków Danii). Data przekroczenia jest datą pierwszego oprysku.
Kolejne zabiegi ustalane są przez model Fry'a na podstawie tzw. jednostek zarazowych obliczanych dla każdego dnia i sumowanych. Po przekroczeniu określonego progu zalecany jest zabieg ochronny. Po wykonaniu każdego zabiegu model jest zerowany, tzn. naliczanie zaczyna się od zera.
Program NegFry 2002 dla komputerów PC
Rys.1. Program NegFry - ekran powitalny.
Interfejs użytkownika programu NegFry został przetłumaczony na język polski (rys.1). Na rys.1 przedstawiono ekran powitalny programu NegFry. Menu główne interfejsu użytkownika podzielono na kilka okien. Na rys.2 widoczne jest okno "Dane dotyczące pola". Ponadto jest okno do wprowadzania danych meteorologicznych, okno dla danych o zastosowanych fungicydach i ewentualnym nawadnianiu oraz okno parametrów modelu. Obsługa programu polega na wprowadzeniu danych dotyczących pola (rys.2), wyborze źródła danych meteorologicznych, dokonaniu obliczeń i obejrzeniu wyników (rys.3).
Rys.2. Program NegFry - okno danych dotyczących pola.
W oknie "Dane dotyczące pola" (rys.2) dodajemy nowe pola (których może być wiele) przez kliknięcie na przycisk "Nowe pole" i wpisujemy następujące dane: numer pola, nazwa i powierzchnia - dane te służą użytkownikowi do identyfikacji pola. Następnie podajemy odmianę (wybór z okienka wyboru), datę wschodów ziemniaka (dzień, w którym na polu wzejdzie 80-85% roślin), oraz daty końca sezonu i modelu. Data wschodów ziemniaka powinna być ustalona z jak największą starannością ze względu na jej wpływ na dokładność zaleceń. Daty końca sezonu i modelu można zmienić ręcznie wykorzystując ikonki kalendarza po prawej stronie dat. Kliknięcie na przycisk "Zalecany" ustawia datę końca sezonu 92 dni po dacie wschodów.
Następnym krokiem jest wybór źródła danych pogodowych. Program NegFry oferuje kilka sposobów wprowadzania danych pogodowych:
Zasadniczym celem pracy programu NegFry jest ocena ryzyka infekcji w okresie wegetacji i generowanie zaleceń odnośnie daty zabiegów ochronnych. Przykładowe informacje będące wynikiem jego pracy przedstawiono na rys.3 i rys.4.
Rys.3. Program NegFry - okno wyników. Wykres wartości ryzyka.
Górny wykres na rys.3 przedstawia kumulowane wartości ryzyka (Accumulated Risk Values, ARV) wg modelu Negative Prognosis (Prognoza negatywna) [California PestCast 2005]. Kumulacja wartości zaczyna sie w dniu wschodów. Poniżej progu 130 (pozioma linia ciągła) nie występuje ryzyko infekcji. Przejście ponad próg oznacza wejście w okres ryzyka wystąpienia pierwotnego zakażenia (którego źródłem sa chore bulwy). Od tego dnia istnieje możliwość infekcji jeżeli wystąpią warunki pogodowe sprzyjające rozwojowi choroby. W dniu wystąpienia takich warunków NegFry zaleca pierwszy zabieg ochronny [Hansen 1999].
Dolny wykres na rys.3 (czerwona linia) przedstawia kumulowane jednostki zarazowe (Accumulated Blight Units) oraz dobowe sumy opadów (słupki w kolorze niebieskim). Kumulacja jednostek zarazowych zaczyna sie w dniu zalecenia pierwszego zabiegu ochronnego przez model Prognozy negatywnej. NegFry zaleca drugi i następne zabiegi w dniach, kiedy jednostki zarazowe są zerowane (czerwona linia przecina oś x, tzn. oś daty). Jednostki zarazowe zostają wyzerowane także w dniach wykonania fungicydowych zabiegów ochronnych niezależnie od zaleceń modelu (powinny wtedy zostać wprowadzone w oknie "Nawadnianie/Fungicyd"). Początek osi x (oś daty) pokrywa się z datą wschodów wprowadzoną w oknie "Dane dotyczące pola" (rys.2). Ostatnia data pokazana na wykresie to data końca sezonu (także wprowadzona w oknie "Dane dotyczące pola" (rys.2) [Hansen 1999].
Rys.4. Program NegFry - tabela wynikowa. Dzienne wartości ryzyka, kumulowane wartości ryzyka, jednostki zarazowe, data zabiegu (oznaczona czerwoną gwiazdką).
Dotychczasowe doświadczenia z programem NegFry w IUNG-PIB
Program NegFry wykorzystywany jest w IUNG-PIB od 2003 roku do opracowywania zaleceń na polach produkcyjnych ziemniaka dla kilku gospodarstw rolnych. IUNG-PIB współpracuje w tym zakresie z WODR w Końskowoli. Program NegFry oferuje kilka sposobów wprowadzania danych meteorologicznych, m.in. z pliku tekstowego ASCII i ten sposób wykorzystywany jest w zaleceniach. Wcześniej dane były pobierane w sezonie codziennie z bazy danych (format danych wg tab.1) i automatycznie przetwarzane do formatu wymaganego przez program NegFry (tab.2) przy pomocy programu MetData napisanego w Zakładzie Agrometeorologii i Zastosowań Informatyki. Od 2009 roku dostępne są dane ze stacji agrometeorologicznych Aster będących własnością IUNG-PIB. Publicznie dostępne są dane ze stacji Palikije (patrz strona Dane dla programu NegFry 2002). Dane z pozostałych stacji (będących na liście na podanej stronie) mogą być udostępnione po skontaktowaniu się z dr hab. Jerzym Kozyrą. Dane ze stacji agrometeorologicznych są aktualizowane w cyklu godzinowym.
Nr stacji | Data | Symbol elementu pogodowego | Wartość elementu pogodowego |
---|---|---|---|
12495 | 2006-03-10 17:00:00 | 21 | 0.0 |
12495 | 2006-03-10 17:00:00 | 31 | 88 |
Nr stacji | Rok | Miesiąc | Dzień | Godzina | Temperatura [°C] | Wilgotność względna [%] | Opad [mm] |
---|---|---|---|---|---|---|---|
12495 | 2006 | 03 | 10 | 17 | 0.0 | 88.0 | 0 |
12495 | 2006 | 03 | 10 | 18 | 0.0 | 90.0 | 6.0 |
NegFry online zbudowany w IUNG-PIB
NegFry online powstał jako bazodanowa aplikacja internetowa (negfry.aspx) umocowana w Serwisie Administracji "Internetowego systemu wspomagającego podejmowanie decyzji w integrowanej ochronie roślin" (IPM DSS). Korzystanie z aplikacji wymaga posiadania konta w Serwisie.
Aplikacja NegFry online służy do generowania zaleceń o potrzebie zabiegów ochronnych w ochronie ziemniaka przeciw zarazie ziemniaka. W skład aplikacji wchodzą dwa modele ochrony ziemniaka: model niemiecki Prognoza Negatywna oraz model amerykański Fry'a. Aplikacja posiada 10 stron: "Pola", "Stacje", "Nawadnianie/Fungidyd", "Parametry", "Oblicz", "Tabela ryzyka", "Wykres ryzyka" oraz "Wykres infekcji". Na stronie "Pola" można dodawać nowe pola, dla których ustala się stację agrometeorologiczną, odmianę ziemniaka i jej podatność (ustalenie podanych wartości następuje przez wybór z menu), ponadto datę wschodów ziemniaka i datę końca modelu. Ustalenie stacji agrometeorologicznej przez wybór z mapy odbywa się na stronie "Stacje". Strona "Nawadnianie/Fungidyd" służy do wprowadzania danych o ewentualnym nawadnianiu plantacji oraz zastosowanych fungicydach, a "Parametry" - do zmiany parametrów modeli Prognoza Negatywna i modelu Fry'a. Wyniki obliczeń dla wybranego pola generowane są po otworzeniu strony "Oblicz" i mają postać tabeli ryzyka, wykresu ryzyka (dla Prognozy Negatywnej) oraz wykresów infekcji (kiełkowanie oospor, zarodnikowanie). Aplikacja korzysta z godzinowych danych pogodowych Centralnego Modułu Pogodowego systemu IPM DSS. Aplikacja jest wzorowana na programie duńskim NegFry 2002.
W celu umożliwienia korzystania z aplikacji osobom nie posiadającym konta w Serwisie Administracji w październiku 2015 roku opracowano wersję ogólnie dostępną aplikacji (NegFry online, opis NegFry online).
Pierwsza wersja 17.10.2006 Ostatnia modyfikacja 2015-11-03 |
Opracowali:
Andrzej S.Zaliwski,
Jerzy Kozyra
Zastrzeżenia prawne |