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Verticillium gegen Götterbaum


TASPO BAUMZEITUNG - epaper ⋅ Ausgabe 2/2019 vom 26.04.2019

Am Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz (IFFF) der Universität für Bodenkultur, Wien, wurde eine biologische Bekämpfungsmethode des Götterbaumes entwickelt.


Artikelbild für den Artikel "Verticillium gegen Götterbaum" aus der Ausgabe 2/2019 von TASPO BAUMZEITUNG. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: TASPO BAUMZEITUNG, Ausgabe 2/2019

Abb. 1: Vom Nachbargrundstück ausgehende „Götterbauminvasion“ in einem Hausgarten


Der Chinesische Götterbaum (Ailanthus altissima ) ist eine invasive Baumart, die im 18. Jh. als Zierbaum nach Europa gebracht wurde und sich in den letzten Jahrzehnten aufgrund ihrer hohen Konkurrenzfähigkeit zu einer Problembaumart im Stadt bereich entwickelt hat (Abb. 1). Ausgehend von den städtischen Wärmeinseln, wo der Götterbaum ...

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Der Chinesische Götterbaum (Ailanthus altissima ) ist eine invasive Baumart, die im 18. Jh. als Zierbaum nach Europa gebracht wurde und sich in den letzten Jahrzehnten aufgrund ihrer hohen Konkurrenzfähigkeit zu einer Problembaumart im Stadt bereich entwickelt hat (Abb. 1). Ausgehend von den städtischen Wärmeinseln, wo der Götterbaum mittlerweile auch Schäden an Bauwerken und Fundamenten verursacht (Abb. 2,3) und wegen seiner hohen Bruchgefahr auch die Verkehrssicherheit beeinträchtigen kann, hat sichA. altissima in weiterer Folge entlang von Bahn- und Leitungstrassen, Verkehrswegen, Hoch - wasserschutzdämmen sowie auf Brach - flächen, in Nationalparks und Natur- und Landschaftsschutzgebieten verbreitet. Darüber hinaus dringt diese Baumart zunehmend auch in Wälder vor (Ließ 2007, Kowarik & Säumel 2007, Kowarik 2010, Motard et al. 2011, Müller 2012, Radtke et al. 2013, Höfle 2014, Gurtner et al. 2015, Knüsel et al. 2015).

Maßnahmen zur mechanischen Bekämpfung des Götterbaums (Ausreißen von Sämlingen und Jungpflanzen, mehrmaliges partielles Ringeln, Mulchen, Abdecken des Bodens mit Folie etc.) sind sehr zeit- und kostenaufwändig und oft unzureichend wirksam (Ließ 2007, Constan-Nava 2010, Müller 2012, BAFU 2016).

Eine Herbizid-Applikation ist wiederum in vielen Bereichen (zum Beispiel in natur - nahen Ökosystemen, in Gewässernähe oder Nationalparks) rechtlich unzulässig und in einigen Ländern, wie zum Beispiel der Schweiz, im Wald generell nicht zugelassen (BAFU 2016) und wäre auch aus ökologischen und toxikologischen Gründen sehr problematisch.

Acht Jahre Forschungsarbeit

Abb. 2: Götterbaumschösslinge im Fundamentbereich eines Stadthauses in Graz…


Abb. 3: …und an einem Wiener Stadtbahnbogen


Um auch auf ökologisch sensiblen Flächen eine wirksame, kostengünstige sowie nachhaltige Bekämpfungsmethode zur Verfügung zu haben, wurde am Institut für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz (IFFF) der Universität für Bodenkultur Wien in achtjähriger Forschungsarbeit eine alternative, biologische Bekämpfungsmethode entwickelt (Maschek 2011, Maschek & Halmschlager 2016a, 2016b, 2017, 2018). Diese basiert auf einem weitgehend spezifisch wirkenden, heimischen Isolat des WelkepilzesVerticillium nonalfalfae (vormalsVerticillium albo-atrum s.l.) (Inderbitzin et al. 2011), das im Jahr 2011 nahe einer Fläche, auf der bereits 1997 ein spontanes Absterben von Götterbäumen beobachtet wurde (Cech 1998), von einem welkenden Götterbaum isoliert werden konnte (Maschek & Halmschlager 2016a). Die Wirksamkeit dieses Isolats an Götterbaum konnte mittlerweile in zahlreichen Topf- und Freilandversuchen bestätigt werden (Abb. 4) (Maschek & Halmschlager 2017, 2018, Hofbauer 2018).

Ähnliche Ergebnisse liegen auch aus Nordamerika vor, wo ein Absterben von Götterbaum-Beständen auf eine Infektion durch ein nordamerikanisches Isolat des WelkepilzesV. nonalfalfae zurückgeführt werden konnte (Schall & Davis 2009a). Diese unabhängig voneinander erzielten Ergebnisse unterstreichen das Potenzial ausgewählter Isolate dieses Welkepilzes zur biologischen Bekämpfung des Götterbaums.

Bisher keine Nebenwirkungen

Voraussetzung für die Eignung dieses Welkepilzes zur biologischen Bekämpfung ist, dass der Erreger keine unerwünschten Nebenwirkungen an anderen Baum- oder auch Pflanzenarten hervorruft. Die seit 2013 am IFFF dazu durchgeführten Inokulationsversuche an getopften Pflanzen zeigten, dass an keiner der bisher getesteten 19 (forst-)wirtschaftlich oder naturschutzfachlich relevanten Baumarten Symptome einerVerticillium -Welke zur Ausbildung kamen (Maschek & Halmschlager 2018, Lechner 2019). Ähnliche Ergebnisse liegen auch aus einem Vorversuch an 43 mediterranen Baum- und Gehölzpflanzen vor (Quirico Migheli, pers. Mitt.).

Auch an den bisher behandelten 19 Freilandstandorten konnten keine Symptome einerVerticillium -Infektion an natürlich beigemischten Nicht-Ziel-Baumarten beobachtet (Abb. 5) und der Erreger auch nicht durch Isolierungen im Gewebe dieser Baumarten nachgewiesen werden. Ähnliche Ergebnisse liegen auch aus den USA vor, wo auf einer Versuchsfläche, auf der einzelne Götterbäume zuvor künstlich mitV. nonalf - alfae infiziert worden waren, innerhalb von zehn Jahren sämtliche adulten Götterbäume abstarben, wogegen an anderen Pflanzenarten keine Schäden beobachtet wurden (Harris et al. 2013, O’Neal & Davis 2015b). Dies traf auch für Gehölze wieAcer pensylvanicum oderSambucus racemosa zu, die in Laborversuchen (Anm.: bei diesen erfolgte aber eine direkte Inokulation des Erregers in das Splintholz der Versuchspflanzen!) durchaus anfällig waren (Schall & Davis 2009b, Kasson et al. 2015).

Das zur biologischen Bekämpfung eingesetzte Pilzisolat konnte mit molekularbio - logischen Methoden eindeutig alsV. nonalf - alfae identifiziert werden (Maschek & Halmschlager 2016a). Diese, von Inderbitzin et al. (2011) neu beschriebene Verticillium-Art, weist ein deutlich engeres Wirts- spektrum (Tabelle 1) als die wesentlich weiter verbreiteten ArtenVerticillium dahliae undV. albo-atrum s.s. sowie eine wesentlich höhere Aggressivität gegenüber Götterbaum auf (Maschek & Halmschlager, unpubl). Daher eignet sie sich besonders für eine spezifische Bekämpfung dieser invasiven Baumart. Bisherige Untersuchungen vonV. nonalfalfae -Isolaten von Hopfen, an dem dieser Welkepilz ebenfalls auftritt, haben zudem gezeigt, dass innerhalb dieserVerticillium -Art unterschiedliche Bio typen existieren, die durch eine ausgeprägte Wirtsspezifität gekennzeichnet sind und auch deutliche Unterschiede in der Aggressivität zeigen (aggressive versus milde Verticillium - Biotypen) (Maurer et al. 2014; Flajsman et al. 2016; Jakše et al. 2018). Vorläufige Ergebnisse von dazu durchgeführten Untersuchungen mit unseren Isolaten von Götterbaum weisen in dieselbe Richtung.

Abb. 4: Krankheitsverlauf infolge einer Welkepilz-Inokulation (27.09.2012) an einem großen Götterbaumexemplar auf einem Wiener Hochwasserschutzdamm: Zehn Monate nach der Behandlung ist bereits ein Großteil der Krone entlaubt, einen Monat später reagiert der Baum mit büschelartigem Notaustrieb; nach zwei Jahren ist der Baum abgestorben und es sind bereits Fruchtkörper des Spaltblättlings (Schizophyllum commune ) sichtbar.


Fotos: Maschek

Abb. 5: Abgestorbene Götterbäume infolge der Welkepilz-Inokulation; die anderen Baumarten (blaue Pfeile von links nach rechts)Populus alba ,Ulmus laevis ,Robinia pseudoacacia ,Fraxinus excelsior undAcer pseudoplatanus zeigen hingegen auch vier Jahre nach der Inokulation keine Symptome.


Abb. 6: Stamm-Inokulation mittels Hammer, Hohleisen und Spritze


Ausgeprägte Wirtsspezialisierung

Da der Götterbaum in Europa keine näheren Verwandten hat (De Vienne et al. 2009, Gilbert et al. 2012) und die Art in den nicht heimischen Arealen zudem eine vergleichsweise geringe genetische Diversität aufweist (Neophytou et al. 2019), besteht bei den wenigen bisher an Götterbaum gefundenenV. nonalfalfae -Genotypen sehr wahrscheinlich eine ausgeprägte Wirtsspezialisierung. Das Risiko einer Ausbreitung auf andere Pflanzenarten dürfte in Europa – ähnlich wie in Nordamerika – deshalb sehr gering sein (Siegrist & Holdenrieder 2016).

Nach erfolgreicher Infektion etabliert sich der Pilz zunächst in den Leitbündeln des Xylems, wo die Ausbreitung in weiterer Folge über lokales Myzelwachstum, typischerweise aber über Konidien (asexuelle Sporen) erfolgt, die mit dem Saftstrom in kurzer Zeit im gesamten vaskulären System verteilt werden. Festgesetzte Konidien keimen und bilden in den Leitungsbahnen laufend neue Myzelherde (Pegg & Brady 2002; Butin 2011). Gleichzeitig setzt der Pilz Enzyme und Phytotoxine frei, die einerseits die primären Zellwände angreifen, andererseits die Xylem-Parenchymzellen zerstören. Dadurch bilden sich in den Leitungsbahnen Verengungen in Form von Auswüchsen, die in weiterer Folge durch Bruchstücke der zerstörten Zellwände gänzlich verstopfen. Schließlich bricht der Wasser- und Nährstofftransport zusammen und der betroffene Bereich der Pflanze stirbt lokal ab. Kann der Wasser- und Nährstofftransport auch nicht mehr über alternative Leitungswege erfolgen, sterben schließlich ganze Pflanzenteile ab (Pegg & Brady 2002, Mansoori & Smith 2005, Sinclair & Lyon 2005, Yuan et al. 2006).

Wie Untersuchungen gezeigt haben, ist die Entwicklung des weiteren Krankheitsverlaufs sowohl vom Zeitpunkt der Inokulation als auch von der Witterung während der Vegetationsperiode abhängig: Bei einer Inokulation kurz nach dem Laubaustrieb erfolgt eine sehr rasche Symptomausprägung, wogegen bei einer Inokulation im Hochsommer oder Herbst eine lang samere Symptomentwicklung beobachtet werden konnte bzw. Symptome zum Teil erst im Folgejahr auftraten (O´Neal & Davis 2015a, Maschek & Halmschlager 2017). Sehr hohe Sommertemperaturen reduzieren aufgrund der Temperatur sensitivität des Erregers die Krankheitssymptome, wogegen Trockenheit die aufgrund der Welke bereits angespannte Situation der Wasserversorgung zusätzlich verschärft (Kasson et al. 2015, O´Neal & Davis 2015a, Maschek & Halmschlager 2017). Unter günstigen Bedingungen treten erste Symptome an Götterbäumen oftmals bereits zwei Wochen nach der Inokulation auf und können noch im Jahr der Infektion zur Mortalität führen.

Ein wesentlicher Vorteil dieser biologischen Bekämpfungsmethode gegenüber den bisher praktizierten mechanischen oder chemischen Bekämpfungsverfahren ist die Tatsache, dass sich der Erreger von behandelten Bäumen über Wurzelkontakte auf benachbarte Götterbäume ausbreiten kann (O’Neal & Davis 2015b). Diese Form der Übertragung wird in Beständen durch die dort vorwiegend auftretende klonale Ausbreitung von Götterbäumen begünstigt, da hierbei viele Einzelindividuen über das Wurzelsystem verbunden sind und sich der Erreger so rasch ausbreiten kann. So konnte beispielsweise in einem Feldversuch im Lainzer Tiergarten (Wien) nach initialer Inokulation von nur 20 Götterbäumen innerhalb von zwei Jahren an über 700 Götterbäumen Welke und Mortalität erzielt werden (Maschek & Halmschlager, unpubl).

Für die Inokulation des Pilzes in den wasserführenden Teil des Splintholzes wurde von Maschek & Halmschlager (2016b) eine sehr einfache und kostengünstige Methode entwickelt, für die nur ein Holzhammer, ein Hohleisen (Schnitzeisen) sowie eine 10 oder 20 ml-Spritze benötigt wird (Abb. 6).

Eine erfolgreiche Inokulation ist aber auch mit allen anderen, für die Applikation von flüssigen Substanzen entwickelten Applikationswerkzeugen (Hypo-Hatchet® Tree Injector, EZ-Ject™, Herbicide System, Sidewinder Tree Injector, Arborjet QUIK-jet Air™ und BITE [„Blade for Infusion in TrEes“]) möglich (Hofbauer 2020).

In Österreich: Notfallzulassung

In Österreich beschränkte sich eine biologische Bekämpfung des Götterbaums in den Jahren 2011 bis 2016 zunächst auf bewilligungspflichtige Einzelflächen, auf denen wissenschaftliche Fragestellungen untersucht wurden. Im Jahr 2017 wurde der Universität für Bodenkultur für das am IFFF entwickelte biologische Pflanzenschutzmittel Ailantex® von der Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) erstmals eine Notfallzulassung (Pfl.Reg.Nr. 3846) gemäß Art. 53 der Verordnung (EG) Nr. 1107/2009 erteilt. Eine solche erlaubt es, das Mittel in den beantragten österreichischen Bundes - ländern im Zeitraum von 120 Tagen entsprechend der genannten Indikationen (Forst, Gleisanlagen, landwirtschaftlich nicht genutzte Flächen, Zierpflanzenkulturen) anzuwenden und in Verkehr zu bringen. Eine derartige Zulassung wurde auch für 2018 erteilt (Pfl.Reg.Nr. 3935) und ist für 2019 beantragt. Da mittlerweile auch eine Vereinbarung mit einem Vertriebspartner geschlossen werden konnte, wird Ailantex® jetzt erstmals zumindest am österreichischen Markt verfügbar sein.

In der Schweiz ist in Kooperation mit den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB AG) in diesem Frühjahr eine versuchsweise Anwendung von Ailantex® an einem urbanen Gleis-Standort geplant. In einem weiteren Schritt könnte dann im Folgejahr beim Bundesamt für Umwelt (BAFU) ein Bewilligungsgesuch für das Inverkehrbringen pathogener Organismen nach Art. 26 (FrSV) eingereicht werden.

Mittelfristig besteht das Ziel, sowohl für den Wirkstoff (wirtsspezifisches, europä - ischesV. nonalfalfae -Isolat) als auch für das Pflanzenschutzmittel Ailantex® eine europäische Zulassung gemäß Verordnung (EG) Nr. 1107/2009 zu erzielen.

Danksagung: Für die finanzielle Unterstützung bedanken wir uns bei den ProjektpartnerInnen (in alphabetischer Reihenfolge): APG (Austrian Power Grid), Forstbetriebe Esterhazy, Land Steiermark, MA 49 – Forst- und Landwirtschaftsbetrieb der Stadt Wien, ÖBB-Infrastruktur AG (Österreichische Bundesbahnen), ÖBf AG (Österreichische Bundesforste), via donau und den Wiener Linien.

Literatur

Die Literaturliste zu diesem Beitrag finden Sie unter .

DIE AUTOREN

Prof. DI Dr. Erhard Halmschlager ist stellvertretender Leiter des Instituts für Forstentomologie, Forstpathologie und Forstschutz (IFFF) an der Universität für Bodenkultur in Wien.

DI Dr. Oliver Maschek ist wissenschaftlicher Projektmitarbeiter am IFFF.