New alder disease in Spreewald biosphere reserve – causes and incidental factors of an epidemic

Since the new Alder disease was established in the biosphere reserve Spreewald in 1998, it has spread widely in this region. A research project was started in 2001 in order to develop measures that limit the further spread of the epidemic. The average proportion of infected trees in the biosphere reserve is 24 % in spring of 2004. Stand age and site caused a significant variation in this proportion. Phytophthora alni appeared to be the most frequent cause of the disease. On 20 % of the trees infected by Phytophthora spp. additionally fruiting bodies of 10 different white-rot fungi were found which accelerate the progress of the disease or cause further damage to the trees. Due to continuous sampling statements about the seasonal activity of P. alni can be derived. The development of the pathogens seems to come to a halt during the winter months from December to March. Therefore winter flooding does not lead to further spread of the disease. In contrast high infection rates were found in stands that were flooded during the growing season. Notable differences were also caused by stand establishment practises. Alders planted on sufficiently high hills or banks were only rarely damaged. A further important factor is the frequency of flooding. While single or episodic infections may be overcome by the tree, frequent or permanent contact with the infectious water usually leads to an acute disease process and rapid dying of the trees. The high pH-values in the rivers of the forest provide favourable conditions for vegetative propagation and distribution of the micro-organisms. A laboratory experiment revealed that the sporangia are optimally produced within a pH-range from 6 to 7. Beyond this, the formation of sporangia is particularly stimulated by the host-specific exudates of the fruits and the bark, and to a lesser extent by the fine roots. Investigations into the susceptibility of the seeds to diseases have shown, that P. alni is able to infest germinal fruits at the surface of the water. Hence, spreading of disease via the seeds is possible in principle, survival of the pathogen outside the water being restricted however. A survey regarding the distribution of P. alni was also conducted in alder nurseries. In 2003 five of the ten nurseries investigated were infested by different subspecies of the pathogen. As a consequence special management strategies were introduced in Brandenburg. Keywords: new alder disease, Phytophthora alni, Alnus glutinosa , secondary white-rot fungi, infection dynamics, seed susceptibility, vector function, nursery investigation Neuartiges Erlensterben im Biospharenreservat Spreewald – Ursachen und Begleitfaktoren einer Epidemie Seitdem im Jahre 1998 das neuartige Erlensterben im Biospharenreservat Spreewald erstmalig nachgewiesen wurde, hat die Krankheit bereits eine weite Verbreitung in der Region gefunden. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wird deshalb seit dem Jahr 2001 versucht, Masnahmen zur Eingrenzung oder Bekampfung der Epidemie zu entwickeln. Erhebungen zufolge, betragt der mittlere Anteil der infizierten Baume im Untersuchungsgebiet gegenwartig ≈ 24 %, wobei alters- und gebietsbezogene Unterschiede bestehen. Als haufigster Verursacher der Erkrankung konnte Phytophthora alni nachgewiesen werden. Zusatzlich wurden an ca. 20 % der primar durch Phytophthora spp. erkrankten Baume Pilzfruchtkorper von insgesamt zehn verschiedenen Weisfauleerregern festgestellt, die zu einer Beschleunigung des Krankheitsprozesses beitragen oder nachhaltige Schaden bewirken. Aufgrund kontinuierlich erfolgter Probenahmen lassen sich Aussagen uber die jahreszeitliche Aktivitat von P. alni ableiten. Danach scheint die Entwicklung des Erregers wahrend der frostreichen Monate Dezember bis Marz weitestgehend unterbunden zu sein. Winterliches Hochwasser fuhrt deshalb nicht zu einem Fortschreiten der Krankheit. Hohe Infektionsgrade ergeben sich insbesondere nach Uberschwemmungen wahrend der Vegetationsperiode in den Bestanden und Uferabschnitten mit geringem Flurniveau. Die auf ausreichend hohen Rabatten oder Hugeln gepflanzten Erlen weisen entweder keine oder nur vereinzelt Schadigungen auf. Auserdem ubt die Uberflutungshaufigkeit einen hohen Einfluss auf die Pathogenese aus. Wahrend einmalige oder episodische Infektionen vom Wirt mitunter uberwunden werden, fuhrt periodischer oder permanenter Kontakt mit dem infektiosen Wasser meistens zu einem akuten Krankheitsverlauf und zugigen Absterben der Baume. Die hohen pH-Werte in den Fliesgewassern des Spreewaldes liefern gunstige Voraussetzungen fur die vegetative Fortpflanzung und Verbreitung von P. alni . Ein Laborversuch zeigte, dass die Sporangien in einem pH-Bereich zwischen 6 und 7 optimal produziert wurden. Daruber hinaus wird die Sporangienbildung insbesondere durch wirtsspezifische Exsudate der Fruchte, Rinde und Feinwurzeln stimuliert. Untersuchungen zur Krankheitsempfanglichkeit des Saatgutes ergaben, dass P. alni in der Lage ist, keimfahige Fruchte an der Wasseroberflache zu infizieren. Eine Ausbreitung der Krankheit durch das Saatgut ist daher prinzipiell moglich, eine Uberdauerung des Erregers in den Fruchten auserhalb des Wassers jedoch eingeschrankt. Eine im Jahr 2003 durchgefuhrte Untersuchung in zehn Baumschulen zeigte, dass funf dieser Betriebe mit unterschiedlichen Subspezies des Erregers verseucht waren. In Brandenburg wurden daraufhin spezielle Vorbeugungs- und Bekampfungsmasnahmen eingefuhrt. Stichworter: neuartiges Erlensterben, Phytophthora alni, Alnus glutinosa , sekundare Weisfaulepilze, Infektionsdynamik, Saatgutempfanglichkeit, Vektorfunktion, Baumschuluntersuchung