AshBack - WF-Projekt: Forstpathologische Untersuchungen zur Erhaltung der durch das Eschentriebsterben bedrohten Baumart Esche
Projektleitung
Thomas Kirisits
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur Wien
Projektnummer
101684Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus
Allgemeine Projektinformationen
Schlagwörter (deutsch)
Esche, Eschentriebsterben, Epidemiologie, Krankheitsresistenz, Baumartenmischung Umweltfaktoren, Monitoring
Titel (englisch)
Forest pathological investigations to conserve the tree species ash which is threatened by ash dieback
Abstract (englisch)
Common ash (Fraxinus excelsior), which is besides oak the second most frequent deciduous tree species in Austrian managed forests, is highly threatened by ash dieback, a serious emerging tree disease which is caused by the invasive alien ascomycete fungus Hymenoscyphus fraxineus. The pathogen is native to East Asia, has been introduced by unknown means around 1990 into Europe and has been successively developing to a serious health problem for common ash and other ash species during the last three decades.
In this project, knowledge on the resistance of Fraxinus excelsior towards the ash dieback pathogen Hymenoscyphus fraxineus shall be increased. Likewise, the effects of admixed tree species, density of ash and environmental factors on ash dieback, and the susceptibility, respectively resistance of selected other ash species (Fraxinus spp.), particularly non-native ones, will be investigated. Moreover, investigations on the occurrence and importance of species of honey fungus (Armillaria spp.), which became important pathogens and mortality factors on ash after the emergence of ash dieback, will be conducted. All investigations will be carried out in a common ash clonal seed orchard and in field trials which have been established in previous years.
The project is divided into four thematic Work Packages (WP), which correspond to the four main project goals, as follows:
• WP 1: Resistance of common ash to ash dieback
• WP 2: Effects of admixed tree species (WP 2.1) and environmental factors (WP 2.2) on ash dieback
• WP 3: Susceptibility of various ash species towards ash dieback
• WP 4: Occurrence of species of honey fungus and their importance as mortality factors in the field trials
The project will be conducted jointly by the University of Natural Resources and Life Sciences (BOKU), which acts as project applicant, and the Austrian Federal Research Centre for Forests (BFW), which acts as subcontractor, as equal partners. While BOKU is mainly responsible for Work Packages 1, 2.1 and 3, BFW carries out the work of Work Packages 2.2 and 4.
In this project, knowledge on the resistance of Fraxinus excelsior towards the ash dieback pathogen Hymenoscyphus fraxineus shall be increased. Likewise, the effects of admixed tree species, density of ash and environmental factors on ash dieback, and the susceptibility, respectively resistance of selected other ash species (Fraxinus spp.), particularly non-native ones, will be investigated. Moreover, investigations on the occurrence and importance of species of honey fungus (Armillaria spp.), which became important pathogens and mortality factors on ash after the emergence of ash dieback, will be conducted. All investigations will be carried out in a common ash clonal seed orchard and in field trials which have been established in previous years.
The project is divided into four thematic Work Packages (WP), which correspond to the four main project goals, as follows:
• WP 1: Resistance of common ash to ash dieback
• WP 2: Effects of admixed tree species (WP 2.1) and environmental factors (WP 2.2) on ash dieback
• WP 3: Susceptibility of various ash species towards ash dieback
• WP 4: Occurrence of species of honey fungus and their importance as mortality factors in the field trials
The project will be conducted jointly by the University of Natural Resources and Life Sciences (BOKU), which acts as project applicant, and the Austrian Federal Research Centre for Forests (BFW), which acts as subcontractor, as equal partners. While BOKU is mainly responsible for Work Packages 1, 2.1 and 3, BFW carries out the work of Work Packages 2.2 and 4.
Projektziele
Das Projekt zielt darauf ab, einigen zentralen Fragen zur Epidemiologie des Eschentriebsterbens und zum Befall der Esche durch Hallimasch-Arten nachzugehen und damit praxisrelevantes Wissen für Maßnahmen gegen diese Krankheit und zur Erhaltung der Esche zu erarbeiten. Ein weiteres wichtiges Projektziel ist der Transfer der aus dem Projekt resultierenden Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen an die Praxis.
Die vier Hauptziele des Projektes, welche mit den jeweiligen Arbeitspaketen (AP) korrespondieren, sind:
1) Resistenz der Gemeinen Esche gegenüber dem Eschentriebsterben (AP 1)
Die ersten Hinweise auf Unterschiede in der genetisch bedingten Resistenz von Individuen der Gemeinen Esche gegenüber Hymenoscyphus fraxineus in Österreich stammen aus den drei österreichischen Samenplantagen der Esche. In einer dieser Samenplantagen (in Feldkirchen an der Donau, Oberösterreich) wurden vom IFFF-BOKU von 2009 bis 2011 und von 2015 bis 2020 Ansprachen zur Intensität des Eschentriebsterbens durchgeführt. Zwei Versuchsflächen in Oberösterreich mit ausgewählten Einzelbaumabsaaten (separat gehaltene Nachkommen von unterschiedlich geschädigten Mutterbäumen) aus Feldkirchen wurden seit ihrer Anlage im Jahr 2014 (Fläche in Stadl-Paura) und 2015 (Fläche in Ruprechtshofen) ebenfalls jährlich auf das Eschentriebsterben untersucht.
Die Schadansprachen in der Samenplantage und in den Nachkommenschaftsprüfungen sollen im Projekt fortgesetzt werden. An überdurchschnittlich gesunden Nachkommen auf den Versuchsflächen in Stadl-Paura und Ruprechtshofen sollen ferner Elternschaftsanalysen durchgeführt werden, um neben dem Genotyp der Mutter auch den Genotyp des Vaters (Pollenspenders) zu ermitteln. Dadurch können besonders gute Mutter x Vater-Kombinationen innerhalb der Nachkommen identifiziert werden. Die Arbeiten zielen darauf ab, das Wissen über die Resistenz der Esche gegenüber dem Eschentriebsterben-Erreger und die Vererbung dieses Merkmals von Elternbäumen auf ihre Nachkommen zu erweitern.
2) Einfluss von Baumartenmischung und Umweltfaktoren auf das Eschentriebsterben (AP 2)
Neben der unterschiedlichen Krankheitsanfälligkeit von Genotypen der Esche haben Standorts- und Bestandesmerkmale und Umweltfaktoren (v.a. Temperatur, Niederschläge und Bodenfeuchtigkeit) einen bedeutenden Einfluss auf die Intensität des Eschentriebsterbens. Untersuchungen in Beständen unterschiedlichen Alters in verschiedenen europäischen Ländern haben gezeigt, dass die Krankheitsintensität durch die Bestandesdichte der Esche und die Mischung mit anderen Baumarten beeinflusst wird. Beide Faktoren beeinflussen den Infektionsdruck durch den Krankheitserreger. Wenn Eschen in geringer Dichte (z.B. einzeln beigemischt) vorkommen, ist die Menge an Blättern, die sich in der Bodenstreu ansammelt (wo Hymenoscyphus fraxineus seine Fruchtkörper bildet, von welchen die infektiösen Ascosporen freigesetzt werden) geringer im Vergleich zu Eschenreinbeständen. Ebenso können Blätter von Mischbaumarten die Zersetzung von Eschenblättern in der Bodenstreu in unterschiedlichem Ausmaß beeinflussen. Dadurch kann die Menge an Fruchtkörpern und Ascosporen, die lokal produziert werden, weiter reduziert werden, wodurch der Einfluss der Dichte der Esche zusätzlich verstärkt werden könnte.
Das Wissen über den Einfluss von beigemischten Baumarten auf die Intensität des Eschentriebsterbens soll durch das Projekt verbessert werden. Dieser Aspekt wird auf zwei Baumartenmischungsversuchen von jeweils 0,5 Hektar Größe, die im April 2021 im Forstbetrieb Waldviertel-Voralpen der Österreichischen Bundesforste AG (ÖBf AG) angelegt wurden, untersucht werden. Auf jeder der beiden Flächen wurden insgesamt 24 Versuchsblöcke in der Größe von 10 x 10 Metern angelegt, auf denen jeweils 36 Pflanzen im Verband von 2 x 2 Metern gepflanzt wurden. Auf jeder Versuchsfläche wurden neben zwei reinen Eschenblöcken (mit 36 Eschen pro Block) zwei Versuchsblöcke pro Mischbaumart angelegt, auf denen junge Eschen im Verhältnis 50% : 50% mit einer anderen Baumart in einem substitutiven Design gemischt wurden (d.h. 18 Eschen und 18 Pflanzen der jeweiligen anderen Baumart in regelmäßiger Anordnung). Pro Fläche wurden 11 Mischbaumarten und über beide Flächen insgesamt 17 Mischbaumarten (Tanne, Eibe, Rotbuche, Hainbuche, Stiel- und Traubeneiche, Schwarz- und Grauerle, Berg-, Spitz- und Feldahorn, Sommer- und Winterlinde, Flatterulme, Birke, Traubenkirsche und Walnuss) gepflanzt. Für die Aufforstungen wurden drei zweijährige Eschen-Absaaten von Mutterklonen mit vermuteter erhöhter Krankheitsresistenz verwendet.
Dem Einfluss von Umweltfaktoren auf die Entwicklung der Krankheit wird basierend auf bereits erhobenen und neu aufzunehmenden Daten der Flächen des Eschentriebsterben-Monitorings in Niederösterreich, die seit 2008 vom BFW untersucht werden, nachgegangen werden. Die Monitoringflächen verteilen sich auf 5 geographische Großräume Niederösterreichs (Alpenvorland, Niederösterreichische Kalkalpen, Donauauen, östliches Flachland und Bucklige Welt), die sich klimatisch stark unterscheiden. Durch die Analyse des Krankheitsfortschrittes und der Krankheitsintensität soll unter Einbeziehung von Klimataten der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) das Wissen über die Rolle klimatischer Faktoren bei der Entwicklung/dem Verlauf des Eschentriebsterbens verbessert werden.
3) Anfälligkeit verschiedener Eschenarten für das Eschentriebsterben (AP 3)
Das Eschentriebsterben kommt an vielen verschiedenen Eschenarten vor, das Wissen über deren relative Anfälligkeit ist aber noch relativ gering. In den letzten Jahren wurden zwei Versuchsflächen mit ausgewählten Eschenarten aus Europa (Fraxinus excelsior, F. angustifolia, F. ornus), Asien (F. mandshurica, F. cf. mandshurica, F. rhynchophylla) und Nordamerika (F. americana, F. pennsylvanica, F. cf. latifolia) angelegt, 2017 in Stinatz (Burgenland) und 2017/18 im BFW-Versuchsgarten in Tulln (Niederösterreich), wo sie natürlichen Infektionen durch den Eschentriebsterben-Erreger ausgesetzt sind. Durch Schadansprachen im Freiland und Nachweise des Eschentriebsterben-Erregers im Labor soll die Resistenz bzw. Anfälligkeit der verschiedenen Eschenarten gegenüber der Krankheit verglichen werden.
4) Auftreten von Hallimasch-Arten und deren Bedeutung als Mortalitätsfaktor auf den Versuchsflächen (AP 4)
Parallel mit dem Auftreten des Eschentriebsterbens haben sich Hallimasch-Arten (Armillaria spp.) zu wichtigen Schädigungs- und Mortalitätsfaktoren an der Esche entwickelt. Zusätzlich zum Eschentriebsterben wird das Auftreten und die Bedeutung von Armillaria spp. auf allen Versuchsflächen untersucht werden. Die Daten werden im Zusammenhang mit den Fragestellungen der einzelnen Arbeitspakete analysiert (z.B., Arbeitspaket 2: Hallimasch-Befall in Versuchsblöcken Esche rein – Esche gemischt mit anderen Baumarten).
Die vier Hauptziele des Projektes, welche mit den jeweiligen Arbeitspaketen (AP) korrespondieren, sind:
1) Resistenz der Gemeinen Esche gegenüber dem Eschentriebsterben (AP 1)
Die ersten Hinweise auf Unterschiede in der genetisch bedingten Resistenz von Individuen der Gemeinen Esche gegenüber Hymenoscyphus fraxineus in Österreich stammen aus den drei österreichischen Samenplantagen der Esche. In einer dieser Samenplantagen (in Feldkirchen an der Donau, Oberösterreich) wurden vom IFFF-BOKU von 2009 bis 2011 und von 2015 bis 2020 Ansprachen zur Intensität des Eschentriebsterbens durchgeführt. Zwei Versuchsflächen in Oberösterreich mit ausgewählten Einzelbaumabsaaten (separat gehaltene Nachkommen von unterschiedlich geschädigten Mutterbäumen) aus Feldkirchen wurden seit ihrer Anlage im Jahr 2014 (Fläche in Stadl-Paura) und 2015 (Fläche in Ruprechtshofen) ebenfalls jährlich auf das Eschentriebsterben untersucht.
Die Schadansprachen in der Samenplantage und in den Nachkommenschaftsprüfungen sollen im Projekt fortgesetzt werden. An überdurchschnittlich gesunden Nachkommen auf den Versuchsflächen in Stadl-Paura und Ruprechtshofen sollen ferner Elternschaftsanalysen durchgeführt werden, um neben dem Genotyp der Mutter auch den Genotyp des Vaters (Pollenspenders) zu ermitteln. Dadurch können besonders gute Mutter x Vater-Kombinationen innerhalb der Nachkommen identifiziert werden. Die Arbeiten zielen darauf ab, das Wissen über die Resistenz der Esche gegenüber dem Eschentriebsterben-Erreger und die Vererbung dieses Merkmals von Elternbäumen auf ihre Nachkommen zu erweitern.
2) Einfluss von Baumartenmischung und Umweltfaktoren auf das Eschentriebsterben (AP 2)
Neben der unterschiedlichen Krankheitsanfälligkeit von Genotypen der Esche haben Standorts- und Bestandesmerkmale und Umweltfaktoren (v.a. Temperatur, Niederschläge und Bodenfeuchtigkeit) einen bedeutenden Einfluss auf die Intensität des Eschentriebsterbens. Untersuchungen in Beständen unterschiedlichen Alters in verschiedenen europäischen Ländern haben gezeigt, dass die Krankheitsintensität durch die Bestandesdichte der Esche und die Mischung mit anderen Baumarten beeinflusst wird. Beide Faktoren beeinflussen den Infektionsdruck durch den Krankheitserreger. Wenn Eschen in geringer Dichte (z.B. einzeln beigemischt) vorkommen, ist die Menge an Blättern, die sich in der Bodenstreu ansammelt (wo Hymenoscyphus fraxineus seine Fruchtkörper bildet, von welchen die infektiösen Ascosporen freigesetzt werden) geringer im Vergleich zu Eschenreinbeständen. Ebenso können Blätter von Mischbaumarten die Zersetzung von Eschenblättern in der Bodenstreu in unterschiedlichem Ausmaß beeinflussen. Dadurch kann die Menge an Fruchtkörpern und Ascosporen, die lokal produziert werden, weiter reduziert werden, wodurch der Einfluss der Dichte der Esche zusätzlich verstärkt werden könnte.
Das Wissen über den Einfluss von beigemischten Baumarten auf die Intensität des Eschentriebsterbens soll durch das Projekt verbessert werden. Dieser Aspekt wird auf zwei Baumartenmischungsversuchen von jeweils 0,5 Hektar Größe, die im April 2021 im Forstbetrieb Waldviertel-Voralpen der Österreichischen Bundesforste AG (ÖBf AG) angelegt wurden, untersucht werden. Auf jeder der beiden Flächen wurden insgesamt 24 Versuchsblöcke in der Größe von 10 x 10 Metern angelegt, auf denen jeweils 36 Pflanzen im Verband von 2 x 2 Metern gepflanzt wurden. Auf jeder Versuchsfläche wurden neben zwei reinen Eschenblöcken (mit 36 Eschen pro Block) zwei Versuchsblöcke pro Mischbaumart angelegt, auf denen junge Eschen im Verhältnis 50% : 50% mit einer anderen Baumart in einem substitutiven Design gemischt wurden (d.h. 18 Eschen und 18 Pflanzen der jeweiligen anderen Baumart in regelmäßiger Anordnung). Pro Fläche wurden 11 Mischbaumarten und über beide Flächen insgesamt 17 Mischbaumarten (Tanne, Eibe, Rotbuche, Hainbuche, Stiel- und Traubeneiche, Schwarz- und Grauerle, Berg-, Spitz- und Feldahorn, Sommer- und Winterlinde, Flatterulme, Birke, Traubenkirsche und Walnuss) gepflanzt. Für die Aufforstungen wurden drei zweijährige Eschen-Absaaten von Mutterklonen mit vermuteter erhöhter Krankheitsresistenz verwendet.
Dem Einfluss von Umweltfaktoren auf die Entwicklung der Krankheit wird basierend auf bereits erhobenen und neu aufzunehmenden Daten der Flächen des Eschentriebsterben-Monitorings in Niederösterreich, die seit 2008 vom BFW untersucht werden, nachgegangen werden. Die Monitoringflächen verteilen sich auf 5 geographische Großräume Niederösterreichs (Alpenvorland, Niederösterreichische Kalkalpen, Donauauen, östliches Flachland und Bucklige Welt), die sich klimatisch stark unterscheiden. Durch die Analyse des Krankheitsfortschrittes und der Krankheitsintensität soll unter Einbeziehung von Klimataten der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik (ZAMG) das Wissen über die Rolle klimatischer Faktoren bei der Entwicklung/dem Verlauf des Eschentriebsterbens verbessert werden.
3) Anfälligkeit verschiedener Eschenarten für das Eschentriebsterben (AP 3)
Das Eschentriebsterben kommt an vielen verschiedenen Eschenarten vor, das Wissen über deren relative Anfälligkeit ist aber noch relativ gering. In den letzten Jahren wurden zwei Versuchsflächen mit ausgewählten Eschenarten aus Europa (Fraxinus excelsior, F. angustifolia, F. ornus), Asien (F. mandshurica, F. cf. mandshurica, F. rhynchophylla) und Nordamerika (F. americana, F. pennsylvanica, F. cf. latifolia) angelegt, 2017 in Stinatz (Burgenland) und 2017/18 im BFW-Versuchsgarten in Tulln (Niederösterreich), wo sie natürlichen Infektionen durch den Eschentriebsterben-Erreger ausgesetzt sind. Durch Schadansprachen im Freiland und Nachweise des Eschentriebsterben-Erregers im Labor soll die Resistenz bzw. Anfälligkeit der verschiedenen Eschenarten gegenüber der Krankheit verglichen werden.
4) Auftreten von Hallimasch-Arten und deren Bedeutung als Mortalitätsfaktor auf den Versuchsflächen (AP 4)
Parallel mit dem Auftreten des Eschentriebsterbens haben sich Hallimasch-Arten (Armillaria spp.) zu wichtigen Schädigungs- und Mortalitätsfaktoren an der Esche entwickelt. Zusätzlich zum Eschentriebsterben wird das Auftreten und die Bedeutung von Armillaria spp. auf allen Versuchsflächen untersucht werden. Die Daten werden im Zusammenhang mit den Fragestellungen der einzelnen Arbeitspakete analysiert (z.B., Arbeitspaket 2: Hallimasch-Befall in Versuchsblöcken Esche rein – Esche gemischt mit anderen Baumarten).
Praxisrelevanz
Die Esche ist (bzw. war) zusammen mit der Eiche die zweithäufigste Laubbaumart in Österreichs Wäldern und galt vor dem Auftreten des Eschentriebsterbens sowohl in wirtschaftlicher als auch in ökologischer Hinsicht als „Zukunftsbaumart“. Aufgrund ihrer waldbaulichen Eigenschaften (z.B. Trockenheitstoleranz) wäre sie eine wichtige Baumart für „klimafitte Wälder“, und sie wäre für die Anpassung unserer Wälder an sich ändernde Klimabedingungen bestens geeignet. Das Eschentriebsterben hat zu einer waldbaulichen Neubewertung der Esche geführt. Wirtschaftlich droht sie ihre Bedeutung zu verlieren, die nachhaltige Waldbewirtschaftung mit der Esche ist zum Erliegen gekommen, Eschen werden nicht mehr aufgeforstet und die Baumart ist durch das Eschentriebsterben stark gefährdet. Aufgrund ihrer großen wirtschaftlichen, ökologischen und naturschutzfachlichen Bedeutung sollten alle Möglichkeiten ergriffen werden, die Esche zu erhalten. Das vorliegende Projekt wird dazu einen wichtigen Beitrag leisten.