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Artikel

Autor(en): Simone Prospero, Daniel Rigling
Redaktion: WSL, Schweiz
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Kiefernholznematode: eine Gefahr für Europas Föhrenwälder

Noch sind die Föhrenwälder der Schweiz frei vom Kiefernholznematoden, einem parasitischen Fadenwurm aus Nordamerika. Doch der in Europa im Jahr 1999 erstmals in Portugal nachgewiesene Schaderreger, einer der gefährlichsten Föhrenschädlinge weltweit, könnte auch zu uns gelangen.

Vom Kiefernholznematoden befallene Strandföhre in Portugal
Abb. 1 - Vom Kiefernholznematoden befallene Strandföhre (Pinus pinaster) in Portugal.
Foto: Phytopathologie WSL
 

Der Kiefernholznematode (Bursaphelenchus xylophilus) ist ein ca. 1 mm langer parasitischer Fadenwurm (Abb. 2). In seinem Kopf trägt er einen Mundstachel, mit dem er Pflanzenzellen zur Nahrungsaufnahme ansticht. Für die Übertragung von Baum zu Baum braucht der Kiefernholznematode einen Organismus, der ihn transportiert – einen sogenannten Vektor.

Diese Funktion übernehmen Bockkäfer der Gattung Monochamus (Abb. 3), welche die Nematoden beim Reifungsfrass auf gesunde Baume übertragen. Dabei dringen die Nematoden durch die Frassverletzungen an den Ästen ins Holz ein. In anfälligen Wirtsbäumen und bei warmen Temperaturen vermehren sie sich explosionsartig und breiten sich im wasserführenden Holzgewebe aus. Dadurch wird der Wassertransport des Baumes unterbunden, was zu einer Welke fuhrt.

Die absterbenden oder toten Föhren dienen den Bockkäfern als Brutholz. Nach der Eiablage entwickeln sich die Bockkäferlarven im Holz. Die im toten Baum vorhandenen Nematoden sammeln sich in den Puppenkammern und besiedeln die sich entwickelnden Käfer. Im Sommer schlüpfen die jungen, mit Nematoden beladenen Käfer aus und übertragen diese beim Reifungsfrass auf neue, gesunde Baume.

Symptome und Wirtsspektrum

Erstes Zeichen einer Infektion durch den Kiefernholznematoden ist ein Rückgang der Harzproduktion. Die daraus resultierende rötlich-braune Nadelverfärbung breitet sich rasch vom Kronenbereich abwärts aus. Die Nadeln fallen nicht ab und der Baum trägt ein rötlich-braunes Nadelkleid (Abb. 1), was ein charakteristisches Merkmal dieser Welke darstellt. Bei optimalen Temperaturen für die Vermehrung des Kiefernholznematoden (d.h. Tagesdurchschnitt im Juli/August über 20 °C) stirbt der befallene Baum innerhalb von 2-3 Monaten ab. In kühlen und feuchten Sommern vermehren sich die Nematoden schlecht und der Befall verläuft ohne deutliche Symptome.

Der Kiefernholznematode befällt vor allem Pinus-Arten. Zu den anfälligen Arten in Europa gehören die Strandföhre (P. pinaster), die Schwarzföhre (P. nigra), die Waldföhre (P. sylvestris), die Bergföhre (P. mugo) und die Aleppoföhre (P. halipensis). Andere Koniferen wie Abies, Larix, Picea oder Pseudotsuga können in Ausnahmefällen auch befallen werden. Da diese den Kiefernholznematoden mehr oder weniger gut tolerieren, verläuft der Befall aber weitgehend symptomlos. Die betroffenen Bäume können jedoch als Reservoir für den Nematoden dienen und zu dessen weiteren Verbreitung beitragen.

 
Kiefernholznematode (Bursaphelenchus xylophilus)
Abb. 2 - Der Kiefernholznematode, ein ca. 1 mm langer Fadenwurm.
Foto: Beat Frey (WSL)
 

Aktuelle Verbreitung

Der Kiefernholznematode stammt ursprünglich aus Nordamerika. Die dort heimischen Föhrenarten haben sich an den Erreger angepasst und es kommt zu keinen relevanten Schädigungen. Anfangs des 20. Jahrhunderts wurde der Kiefernholznematode nach Japan verschleppt, wo er ein grossflächiges Absterben von Pinus thunbergii und P. densiflora verursachte. Seit den 1980er Jahren tritt der Erreger auch in China, Taiwan und Korea auf.

Bäckerbock (Monochamus galloprovincialis)
Abb. 3 - Der Bäckerbock (Monochamus galloprovincialis), der wichtigste Vektor für den Kiefernholznematoden in Europa. Anklicken zum Vergrössern.
Foto: Beat Wermelinger (WSL)

In Europa wurde der Kiefernholznematode erstmals 1999 in Portugal in der Nähe von Lissabon auf der Strandföhre nachgewiesen. Vermutlich gelangten mit Nematoden beladene Bockkäfer mit Verpackungsholz aus Asien dorthin. Trotzt rigorosen und teuren (1999-2009: rund 80 Mio Euro) Bekämpfungsmassnahmen hat sich der Kiefernholznematode weiter ausgebreitet. Heute gelten das ganze Festland Portugals und die Insel Madeira als Befallsgebiet. Im Jahre 2008 wurde der Schädling auch in Spanien in der Nähe der portugiesischen Grenze gefunden. In den spanischen Befallsherden werden zur Zeit ebenfalls grossflächige Ausrottungsmassnahmen durchgeführt. In Portugal und Spanien sorgt der einheimische Bäckerbock (Monochamus galloprovincialis, Abb. 3) für die Verbreitung des Kiefernholznematoden.

Um eine Verschleppung des Kiefernholznematoden in andere Europäische Länder zu verhindern, wurden die Importbestimmungen für Holz, Rinde und Pflanzen von Koniferen aus Portugal verschärft. Alles Holz- (inkl. Verpackungsholz) und Rindenmaterial aus diesem Land muss gemäss dem Standard ISPM15 (International Standard Phytosanitary Measures) hitzebehandelt (30 min bei ≥ 56 °C) werden. Dadurch werden allfällig vorhandene Nematoden und Insekten vollständig abgetötet.

Ausserdem wurden alle Mitgliedstaaten der EU verpflichtet, jährliche Erhebungen zum Vorkommen des Kiefernholznematoden durchzuführen. Dieses Monitoring soll den Nachweis erbringen, dass ein Land frei von B. xylophilus ist (Status der Befallsfreiheit) und somit Holz frei exportiert werden kann. Die Schweiz beteiligt sich an diesen Massnahmen gegen den Kiefernholznematoden im Rahmen des Agrarabkommens mit der EU. Als Vollzugshilfe zum Umgang mit dem Kiefernholznematoden steht für Behörden und Forstdienste ein spezifischer Leitfaden des Eidg. Pflanzenschutzdienstes zur Verfügung.

Leitfaden zum Umgang mit dem Kiefernholznematoden (PDF)

Der Leitfaden legt fest, was beim Auftreten des Kiefernholznematoden in der Schweiz zu tun ist. Damit ermöglicht er eine rechtzeitige und effiziente Umsetzung der vorgesehenen Bekämpfungsmassnahmen. Ausserdem beschreibt er, welche Präventivmassnahmen eine Einschleppung des Kiefernholznematoden in die Schweiz verhindern sollen. 

Situation in der Schweiz

In unserem Land zählen die Waldföhre (häufigste Pinus-Art), die Bergföhre und die Schwarzföhre zu den anfälligsten Baumarten. Das Föhrenareal der Schweiz umfasst eine Fläche von etwa 43‘400 ha. Ein Grossteil dieser Föhrenwälder liegen im Alpenraum (Wallis und Graubünden), häufig auf steilen Hängen als Schutzwälder (LFI 2004-2006). Gefährdet durch den Kiefernholznematoden sind vor allem ausgedehnte Föhrenwälder an warmen Standorten wie im Mittel- und Unterwallis, am Jura Südfuss und im Rheintal in Graubünden zwischen Thusis und Landquart.

Seit 2010 führt die Eidgenössische Forschungsanstalt WSL jährlich Erhebungen zum Vorkommen des Kiefernholznematoden in allen wichtigen Föhrenbeständen der Schweiz durch (Abb. 4). Zudem überwachen die Forschenden Standorte mit einem erhöhten Risiko einer Einschleppung wie den Flughafen Zürich-Kloten, Rindenimport-Betriebe und Grosssägereien verstärkt. Fachpersonal entnimmt von frisch abgestorbenen Föhren mit einem Spiralbohrer Bohrproben aus dem Splintholz und untersucht die Holzspäne im Pflanzenschutzlabor auf Bursaphelenchus-Nematoden.

Monitoring des Kiefernholznematoden in der Schweiz (2010–2011)
Abb. 4 - Monitoring des Kiefernholznematoden in der Schweiz (2010–2011): Bursaphelenchus-positive und -negative Föhrenstandorte und Standorte an denen B. mucronatus kolymensis gefunden wurde.
 

Die Forschenden stellten den Kiefernholznematoden bisher in keiner der untersuchten Holzproben fest. In zahlreichen frisch abgestorbenen Föhren wurden hingegen andere Bursaphelenchus-Arten gefunden und mittels DNA-Analysen identifiziert (Abb. 5). Die häufigste Art war B. vallesianus, gefolgt von B. sexdentati, B. leoni, B. eggersi und B. mucronatus kolymensis, drei weitere Arten, B. borealis, B. polygraphi und B. pinophilus, waren in den Proben sehr selten. Alle diese Arten kommen auch in anderen europäischen Ländern vor und gehören höchstwahrscheinlich zur einheimischen Nematodenfauna. Forschende der WSL beschrieben B. vallesianus weltweit zum ersten Mal in abgestorbenen Waldföhren im Wallis; daher erhielt diese Nematodenart ihren wissenschaftlichen Namen.

Die meisten in der Schweiz gefunden Bursaphelenchus-Arten sind vermutlich harmlose einheimische Holznematoden. Gewächshausversuche zeigten jedoch, dass B. vallesianus und B. mucronatus in der Lage sind, junge Föhren zu schädigen, insbesondere, wenn diese Trockenstress ausgesetzt sind. Im Vergleich zum Kiefernholznematoden scheint das Schadenspotenzial dieser beiden Bursaphelenchus-Arten an ausgewachsenen Föhren deutlich geringer zu sein als an jungen Bäumen.

   
Häufigkeitsverteilung der gefundenen Bursaphelenchus-Arten  
Abb. 5 - Häufigkeitsverteilung der gefundenen Bursaphelenchus-Arten ausgedrückt als Anzahl positiv getesteter Probebäume pro Art (Total: 98 positive Bäume).
 
   

Folgerungen

Die Erhebungen der WSL in den Jahren 2010 bis 2015 zeigen, dass die Schweiz zurzeit frei vom Quarantänenematoden B. xylophilus ist. Das Risiko einer Einschleppung des Kiefernholznematoden hat sich jedoch in den letzten Jahren deutlich erhöht, zumal jetzt ganz Portugal als befallen gilt. Dass sich der Schädling in gewissen Regionen der Schweiz etablieren könnte, ist wahrscheinlich.

Einerseits gehören die meisten Föhrenarten, insbesondere die Waldföhre, zu den anfälligen Wirtspflanzen. Zudem könnte sich der Kiefernholznematode unter den klimatischen Bedingungen in den warmen inneralpinen Tälern der Kantone Wallis und Graubünden gut entwickeln. Andererseits ist der Bäckerbock in der Schweiz vorhanden. Er ist der einzige bis jetzt bekannte Vektorkäfer für den Kiefernholznematoden in Europa. Ausserdem könnten der Schusterbock (M. sutor) und der Schneiderbock (M. sartor) die Funktion als Vektorkäfer übernehmen. Beide kommen in höheren Lagen in der Schweiz vor. Der in unser Erhebung gefundene B. mucronatus kolymensis ist nah verwandt mit B. xylophilus und wird auch durch Monochamus-Käfer verbreitet. Daher gilt: Wo B. mucronatus kolymensis vorkommt, da kann sich potenziell auch B. xylophilus ausbreiten.

Da Monochamus-Bockkäfer eine wesentliche Rolle für die Ausbreitung des Kiefernholznematoden spielen, werden sie ab 2016 mittels Lockstofffallen in der Schweiz überwacht. Die gefangenen Käfer werden dann im Labor auf das Vorhandensein des Kiefernholznematoden getestet. Mit dieser zusätzlichen "Frühwarnmethode" lassen sich mögliche Einschleppungen des Kiefernholznematoden schneller erkennen.

Nachweis des Kiefernholznematoden

Die Symptome eines Nematodenbefalles sind unspezifisch und können auch durch andere Schadorganismen oder abiotische Faktoren verursacht werden. Aus diesem Grund ist ein gesicherter Nachweis des Kiefernholznematoden nur im Labor möglich. Aus den entnommenen Holzspänen werden die Nematoden mit der sogenannten Baermann-Trichter-Methode extrahiert. Die Nematoden wandern aus den Holzstücken und sammeln sich in einem Röhrchen unterhalb des Trichters. Mit dem Mikroskop und immer häufiger auch mit DNA-Analysemethoden werden die Nematoden dann identifiziert.

Nachweis des Kiefernholznematoden

Abb. 6 - Links: Beprobung einer abgestorbenen Waldföhre (Pinus sylvestris); Mitte: Baermann-Trichter mit den entnommenen Holzspänen; rechts: Holznematoden unter dem Mikroskop (oben); DNA-Analysemethode zum Nachweis des Kiefernholznematoden (unten): Ein positiver Befund liegt vor, wenn zwei Banden übereinander auftreten. In diesem Fall nur bei den zwei positiven Kontrollproben. Anklicken zum Vergrösern.
Fotos: Phytopathologie WSL

Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit der Zeitschrift Wald und Holz. Wald und Holz

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