Abbildung 1. Drohnen-Aufnahme einer Fichte in Praxmar, an der infizierte (markiert in rot) und gesunde Nadeln (markiert in blau) erkannt und vermessen wurden.
Abbildung 2. Am Fichtenstamm installiertes Band-Dendrometer.
Abbildung 3. Saisonales Wachstum der resistenten und der stark infizierten Fichte in Aldrans im Jahr 2017.
Abbildung 4. Kontrollierte Infektion durch Ausbringen von Alpenrosen mit reifen Sporenlagern im Infektions-Zelt.
Abbildung 5. Infektions-Symptome 21 Tage und 39 Tage nachdem die Nadeln den Pilz-Sporen ausgesetzt wurden.
Abbildung 6. Befalls-Intensität nach Trockenstress und Düngung im Vergleich zur Kontrollgruppe.
Im Rahmen eines vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) geförderten Projektes werden wichtige Grundlagen zum Fichtennadelblasenrost erforscht. Zu den Hauptzielen des Projektes zählen eine Verbesserung des Monitorings, Untersuchungen zu den Abwehrmechanismen in Fichten mit erhöhter Resistenz (inklusive der Suche nach genetischen und biochemischen Markern für die Selektion) sowie die Erforschung negativer Auswirkungen von intensivem Befall. Im Folgenden ein kurzer Überblick über die wichtigsten bisherigen Ergebnisse:
Monitoring des Nadelrost-Befalls
Durch eine neu entwickelte Methode können Drohnenflüge und dabei aufgenommene Fotos zur genauen Bestimmung des Nadelrost-Befalls angewandt werden. Mittels Bildanalyse und entsprechender Software kann der Anteil an gelb-verfärbten Nadeln für den gesamten Kronenbereich eines Baumes bestimmt werden (Abbildung 1). Dies bietet einen großen Vorteil gegenüber Schätzungen vom Boden aus. Seit 2017 werden jeden Sommer 10 Baum-Pärchen, bestehend aus jeweils einer resistenten und einer stark infizierten Fichte, in den Waldgebieten Sistrans, Aldrans, Lans und Praxmar beflogen.
Die Methode soll in Zukunft noch weiterentwickelt werden um auch Spektralbereiche außerhalb des sichtbaren Lichts und größere Waldbereiche abzudecken.
Zuwachsraten
An den selben 10 Pärchen wurden 2017 unter Mithilfe der Waldaufseher Sistrans und Aldrans/Lans Dendrometer installiert (Abbildung 2). Sie ermöglichen eine kontinuierliche Messung des Stammumfangs und damit des Holzzuwachses. Dabei zeigte sich, dass die infizierten Bäume deutlich weniger wachsen (in etwa die Hälfte) im Vergleich zu den resistenten Fichten. Abbildung 3 zeigt beispielhaft das Wachstum im Jahr 2017 für das Baum-Pärchen in Aldrans.
Die Untersuchungen werden ergänzt durch Vermessung der Jahrring-Breiten an Bohrkernen. Damit kann das Wachstum über die gesamte Lebensdauer der Fichten untersucht werden und die Auswirkungen von schwankenden Befallsraten herausgearbeitet werden.
Genetische Grundlagen
In Zusammenarbeit mit dem Institut für Forstgenetik am BFW in Wien werden die genetischen Grundlagen der Resistenz von einzelnen Fichten untersucht.
Dafür wurden genetisch identische Stecklinge des Klones ASS-7 (beerntet und bewurzelt im Jahr 2013) einer kontrollierten Infektion im Infektionstunnel unterzogen und im Abstand von wenigen Tagen immer wieder Nadelproben entnommen (Abbildung 4, 5). Durch moderne Analysemethoden (Sequenzierung der RNA) und eine aufwändige statistische Auswertung kann dann nachverfolgt werden, zu welchem Zeitpunkt welche Gene in den Zellen aktiviert oder unterdrückt werden. Dies soll helfen die Vorgänge in den Zellen während der Einwanderung des Pilzes in die Nadeln besser zu verstehen und dieses Wissen dann auch für eine bessere und einfachere Selektion von resistenten Fichten anzuwenden.
Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass eine schnelle Abwehr-Reaktion der Fichte auf den Eintritt der Sporen nötig wäre um den Befall zu verhindern, befallene Fichten aber sehr langsam und erst dann reagieren, wenn der Pilz sich bereits in den Nadeln ausgebreitet hat.
Auswirkung von Düngung und Trockenstress
Getopfte 3-jährige Fichten aus dem Forstgarten Stams (Hochlagenherkunft) wurden über zwei Jahre stark gedüngt oder einem starken Trockenstress ausgesetzt. Anschließend wurden sie zusammen mit nicht gedüngten und gut wasserversorgten Fichten (Kontrollgruppen) mit Fichtennadelblasenrost-Sporen infiziert.
Dabei zeigte sich, dass stark gedüngte Fichten unter deutlich stärkerem Befall im Vergleich zur Kontrollgruppe leiden (Abbildung 6). Ein wichtiger Grund dafür wurde in den Nadeln gefunden: die Düngung reduzierte die Konzentration an wichtigen phenolischen Abwehrstoffen deutlich.
Der Trockenstress hingegen hatte keine signifikanten Auswirkungen auf die Anfälligkeit und einen geringeren Einfluss auf die Nadelinhaltstoffe.
