Abb. 1. Eichel der Zerreiche (Quercus cerris) mit Pilz- und Insektenbefall. Foto: Simone Prospero, WSL
Lebende Pflanzen, darunter Samen, Stecklinge und Topfpflanzen, werden im Rahmen des Handels und des regelmässigen Austauschs zwischen botanischen Gärten in grossem Umfang weltweit transportiert. Dies führt zur Verbreitung von häufig verborgenen Schädlingen und Pilzpathogenen, die in neuen Gebieten erhebliche Schäden an Bäumen verursachen können.
Die meisten Länder führen Risikobewertungen durch und haben phytosanitäre Massnahmen und Verfahren eingeführt, um das Risiko einer versehentlichen Einschleppung solcher Schadorganismen zu verringern. Zu den Behandlungen, Verfahren und sonstigen Anforderungen, die darauf abzielen, die Häufigkeit von Schadorganismen auf importierten Pflanzen zu verringern, gehören die Produktion an Orten, an denen die betreffenden Schädlinge oder Pathogene nicht vorkommen, der Schutz der Pflanzen vor Schädlings- und Pilzbefall am Produktionsort durch physische Barrieren, Insektizidbehandlungen vor dem Export, phytosanitäre Einfuhrkontrollen sowie die Beschränkung der Einfuhr von Pflanzen auf eine Jahreszeit mit geringem Schädlingsvorkommen.
Pflanzenschutzmassnahmen zielen weitgehend auf pflanzliche Produkte mit einem besonders hohen phytosanitären Risiko sowie auf bekannte Schädlinge ab. Jedoch waren die meisten Schädlinge und Krankheitserreger, die sich in den letzten Jahrzehnten etabliert haben, vor ihrer Einfuhr in ein neues Land nicht Gegenstand pflanzengesundheitlicher Massnahmen. Die entsprechenden Arten waren oft entweder noch nicht beschrieben worden, oder ihre Schädlichkeit war zuvor nicht bekannt. Ausserdem zählen Samen und Laubpflanzen ohne Blätter bislang zu den Produkten mit geringerem Risiko. Die im Folgenden geschilderten Untersuchungen sollten die Rolle der Samen bei der Verbreitung von Insekten und Krankheitserregern näher beleuchten.
Pilze und Insekten in Samen
Abb. 2. Pilzkulturen, die aus gesund aussehenden Samen isoliert wurden. Foto: Ana Pérez-Sierra
In einer Studie wurden phytophage (samenbürtige) Insekten und Pilze in Baumsamen, die von kommerziellen Anbietern bezogen wurden, sowie Pilze in Baumsamen, die in botanischen Gärten auf zwei Kontinenten gesammelt wurden, untersucht. Das Ziel bestand darin, die Vielfalt dieser Organismen zu untersuchen und Faktoren zu bestimmen, die ihre Ansiedlung in anderen Ländern begünstigen könnten. Die Schweizer Niederlassung des Commonwealth Agricultural Bureaux International (CABI) in Delémont und die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) leiteten die Studie gemeinsam.
Samen von elf Baumarten, die in Europa, in den USA und in China heimisch sind, wurden von kommerziellen Anbietern bezogen. Jede untersuchte Saatgutpartie bestand aus 100 Samen einer einzigen Baumart, die an einem Standort gesammelt wurden. Die Insekten wurden aus handelsüblichem Saatgut durch Sezieren der Samen gewonnen, und Pilze wurden auf Agar gezüchtet. Sowohl die Insekten als auch die Pilze wurden durch DNA-Analysen identifiziert. Zusätzlich wurden die Pilzgesellschaften direkt aus dem Samengewebe mittels neuer DNA-Techniken bestimmt. Diese Methode ermöglicht die gleichzeitige Identifizierung vieler Pilzarten innerhalb derselben Probe, ohne dass diese Pilze angezüchtet werden müssen.
Die Anzahl der Insekten in Samen von Laubbäumen war geringer als in Samen von Nadelbäumen, wahrscheinlich deshalb, weil diese Insekten die Samen verlassen, um sich im Boden zu verpuppen. Viele Samen von Nadelbaumarten enthielten spezialisierte Insekten, die ein potenzielles Risiko für die Ansiedlung in einem neuen Land darstellen. Denn diese Insekten können lange Zeit in den Samen überleben und sich oft ohne Paarung fortpflanzen.
Die Pilzvielfalt war viel höher als die Insektenvielfalt, insbesondere in Samen von Laubbäumen. Diese enthielten etwa 50 % potenziell pathogene Pilze, Nadelbäume hingegen nur etwa 30 %. Sowohl Samen aus dem Handel als auch Samen aus botanischen Gärten enthielten lebende Pilze. Samen aus botanischen Gärten wiesen jedoch eine höhere Pilzvielfalt auf. Dies könnte daran liegen, dass die Samen aus bewirtschafteten Waldbeständen und Plantagen stammten und möglicherweise sogar vor dem Vertrieb behandelt worden waren. In botanischen Gärten werden normalerweise keine Behandlungen durchgeführt, und die Pflanzenvielfalt ist höher.
Internationaler Handel als Treiber
Abb. 3. Harzfluss an einer vom Pechkrebs befallenen Monterey-Föhre in Nordspanien. Foto: Julio Diez
Die Organismen, die auf Saatgut vorkommen, das regelmässig zwischen botanischen Gärten ausgetauscht oder kommerziell gehandelt wird, zeigen eine grosse Vielfalt. Der internationale Handel von Samen könnte deswegen die Verschleppung neuer Schädlinge und Krankheiten begünstigen. Obwohl insbesondere Insekten in Samen sehr wirtsspezifisch sind, können einige von ihnen an ihrem endgültigen Bestimmungsort verwandte Baumarten befallen. Ausserdem gilt es zu bedenken, dass ein gesundes (asymptomatisches) Erscheinungsbild der Samen keineswegs garantiert, dass keine Schadorganismen auf oder in ihnen enthalten sind. Das Fehlen sichtbarer Anzeichen eines Befalls unterstreicht die Notwendigkeit einer sorgfältigen Überwachung neu eingegangener Materialien (Quarantäne) sowie eines guten Kontaktes zu den örtlichen Pflanzenschutzdiensten.
Die Pilzgesellschaften im Saatgut sind eher wirtsspezifisch als standortspezifisch. Das heisst, sie hängen hauptsächlich davon ab, welche Pilze mit dem Mutterbaum in Verbindung stehen, und weniger davon, welche Sporen in der Luft vorhanden sind. Es wurde jedoch ein gewisser Grad an geografischer Isolation der Pilzgesellschaften festgestellt. Das bedeutet, dass die betroffenen Pilzarten bisher hauptsächlich in ihrem Stammgebiet verbreitet sind. Diese Ergebnisse verdeutlichen nochmals das grosse Risiko neuer Einschleppungen durch den weiteren Austausch von Saatgutmaterial.
Wie viele von diesen Pilzen nicht nur erfolgreich die jeweiligen Sämlinge und Bäume befallen, sondern anschliessend auch auf andere Bäume oder Baumarten überspringen können, muss künftig noch erforscht werden. Wahrscheinlich sind nicht allzu viele Baumpathogene dazu in der Lage. In einigen wenigen Fällen wurde diese Fähigkeit jedoch bereits nachgewiesen, beispielsweise bei Fusarium circinatum, dem Erreger des Pechkrebses der Föhre. Er wurde durch Saatgut der Monterey-Föhre (Pinus radiata) auf allen Kontinenten verbreitet und kann nachweislich weltweit 57 weitere Föhrenarten befallen, darunter die Waldföhre (Pinus sylvestris), die häufigste Pinus-Art in der Schweiz. Aufgrund dieses erheblichen Risikos für Schweizer Wälder ist die Einfuhr von Föhren- und Douglasien-Saatgut in die Schweiz gesetzlich geregelt (siehe Kasten).
Schadorganismen rechtzeitig entdecken
Die Pflanzenschutzforschung der WSL zielt darauf ab, neue und noch wirksamere Schutzmassnahmen zu entwickeln, um Schadorganismen bereits vor ihrer Einschleppung zu entdecken. Ein bekannter Ansatz besteht darin, potenziell schädliche Organismen in ihren Herkunftsländern zu identifizieren und den Schaden einzuschätzen, den sie an wichtigen Baumarten in anderen Ländern verursachen können. Dabei bieten Wächterbäume, sogenannte «Sentinel Trees», eine grosse Unterstützung. Dies sind Bäume aus den verschiedensten Regionen der Welt. Sie werden als eine Art Frühwarnsystem gepflanzt, um ihre Beziehung zu potenziell invasiven Schädlingen und Pathogenen frühzeitig untersuchen zu können. Sie stehen in der Regel in botanischen Gärten, Arboreten oder Parks und haben bereits zahlreiche neue Informationen zum Schadpotenzial und Wirtsspektrum von Schädlingen geliefert.
Abb. 4. Umfallkrankheit an Keimlingen der Monterey-Föhre verursacht durch Befall mit Pechkrebs (Fusarium circinatum). Foto: Martin Mullet
Das Invasionspotenzial von pilzlichen Krankheitserregern ist nach wie vor sehr schwer vorherzusagen, weshalb bei der Einfuhr oder dem Austausch von Pflanzenmaterial, inklusive Saatgut, Vorsicht geboten ist. Durch eine Oberflächensterilisation der Samen vor der Aussaat könnten Pilze auf der Samenschale entfernt werden. Insektenschäden sind manchmal anhand bestimmter Anzeichen an den Samen erkennbar, beispielsweise an Ausfluglöchern. Bis alle Insekten geschlüpft sind, sollten alle eingeführten Saatgutpartien unter Bedingungen gelagert werden, die das Risiko des Entweichens von Insekten in die Umwelt minimieren. Dies kann mehr als eine Vegetationsperiode dauern, da insbesondere die Insekten an Nadelbäumen jahrelang in Samen verbleiben können, bis die äusseren Bedingungen geeignet sind.
Darüber hinaus würde die Aussaat der Samen im Gewächshaus vor dem Auspflanzen im Freiland eine genauere Überwachung ermöglichen, um Krankheitserreger frühzeitig zu erkennen. Ebenso kann eine häufige Überwachung neu gepflanzter Bäume die Früherkennung seltener Krankheiten ermöglichen, was die Chancen für eine gegebenenfalls erforderliche Tilgung erheblich verbessert. In jedem Fall sollten Samen nur aus zuverlässigen Quellen gekauft werden.
Pechkrebs der Föhre
Fusarium circinatum, der samenbürtige Pilzerreger des Pechkrebses der Föhre, stammt aus Nordamerika und ist in Europa auf der Iberischen Halbinsel invasiv und weit verbreitet. In der Schweiz wurde er bisher nicht festgestellt. Um die einheimischen Föhrenbestände (Pinus sp.) zu schützen, ist er in der Pflanzengesundheitsverordnung als Quarantäneorganismus aufgeführt. Deswegen besteht eine Melde- und Bekämpfungspflicht. Die Einfuhr von Pflanzen und Saatgut aller Föhrenarten sowie der anfälligen Gemeinen Douglasie (Pseudotsuga menziesii) ist nur nach der Kontrolle durch den Eidgenössischen Pflanzenschutzdienst möglich. Pflanzen und Saatgut, die aus Europa stammen, werden ebenfalls kontrolliert und müssen mit einem Pflanzenpass gehandelt werden. In allen europäischen Ländern werden zudem jährliche Erhebungen zum Auftreten im Wald durchgeführt. In der Schweiz führt die WSL im Auftrag des Eidgenössischen Pflanzenschutzdienstes die Überwachungen in Föhrenwäldern sowie die labortechnischen Diagnosen und Saatgutkontrollen durch. Veriplant kontrolliert die Jungpflanzen und Pflanzenpässe in den Baumschulen.
