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Ecology and Population Biology of Armillaria mellea s.l.

The basidiomycete Armillaria mellea s.l. is one of the most important root rot pathogens of forest trees and comprises several species. The aim of the project is to identify the taxa occurring inSwitzerland and to understand their ecological behaviour. Root, butt and stem rots caused by different fungi are important tree diseases responsible for significant economic losses. Armillaria spp. occur world-wide and are important components of many natural and managed forest ecosystems. Armillaria spp. are known saprothrophs as well as primary and secondary pathogens causing root and butt rot on a large number of woody plants, including forest and orchard trees as well as grape vine and ornamentals. The identification of several Armillaria species in Europe warrants research in the biology and ecology of the different species. We propose to study A. cepistipes for the following reasons. First, A. cepistipes is dominating the rhizomorph populations in most forest types in Switzerland. This widespread occurrence contrasts with the current knowledge about A. cepistipes, which is very limited. Second, because the pathogenicity of A. cepistipes is considered low this fungus has the potential for using as an antagonist to control stump colonising pathogenic fungi, such as A. ostoyae and Heterobasidion annosum. This project aims to provide a better understanding of the ecology of A. cepistipes in mountainous Norway spruce (Picea abies) forests. Special emphasis will be given to interactions of A. cepistipes with A. ostoyae, which is a very common facultative pathogen and which often co-occurs with A. cepistipes. The populations of A. cepistipes and A. ostoyae will be investigated in mountainous spruce forests were both species coexist. The fungi will be sampled from the soil, from stumps and dead wood, and from the root system of infected trees to determine the main niches occupied by the two species. Somatic incompatibility will be used to characterise the populations of each species. The knowledge of the spatial distribution of individual genets will allow us to gain insights into the mode of competition and the mode of spreading. Inoculation experiments will be used to determine the variation in virulence expression of A. cepistipes towards Norway spruce and to investigate its interactions with A. ostoyae.

Untersuchung der Mineralisation der organischen Substanz in Buntsandstein-, Muschelkalk- und Keuperboeden; Containerversuch im Freiland

1. Untersuchung des Einflusses des Ausgangsgesteins und der Bodenart, des Humusgehaltes, der Witterungsverhaeltnisse sowie der mineralischen N-Duengung auf die Mineralisation der organischen Substanz des Bodens. 2. Pruefung der Verlagerung und des Austrags von Nitrat-Stickstoff. 3. Untersuchung der Zusammenhaenge zwischen Stickstoffangebot im Boden und der N-Aufnahme durch die Rebe. - Die o.g. Zielsetzungen sollen in einem 3-faktoriellen Versuch mit folgenden Faktoren geprueft werden: Faktor A: Bodenausgangsgesteine: 1. Buntsandstein, 2. Muschelkalk, 3. Gipskeuper. Faktor B: 1. ca. 1 v.H. Humus, 2. ca. 2 v.H. Humus. Faktor C: 1. 0 kg N/ha, 2. 120 kg N/ha. - Die Versuchskombinationen werden in 6 Wiederholungen angelegt. Jeweils 3 WH werden bereits ab dem Anlagejahr mit jeweils einer Pfropfrebe bepflanzt. Die Bepflanzung der uebrigen 3 WH erfolgt nach 3-jaehriger Versuchszeit. Der Rauminhalt der Container betraegt 0,6 m3.

Auswirkungen von Trockenheit und erhöhtem CO2 auf die Blattrollkrankheit der Weinrebe: Eine Untersuchung der Interaktionen zwischen Pflanze, Vektor und Virus

In Zeiten des Klimawandels wird die Pflanzengesundheit durch kombinierten Stress durch abiotischen, klimawandelbedingten Faktoren und biotischem Faktoren durch Schädlinge und Krankheitserreger beeinträchtigt. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Auswirkungen abiotischer, klimawandelbedingte Stressfaktoren, wie z. B. erhöhtem atmosphärischen CO2-Gehalt (eCO2) und Trockenstress, auf die Interaktion zwischen Weinreben, Blattrollviren (GLRaV), und virusübertragenden Schmierläusen zu untersuchen. GLRaV, insbesondere GLRaV-3, verändert die CO2-Assimilation, die Wassernutzungseffizienz sowie die primären und sekundären Stoffwechselprodukte der Pflanze, was letzendlich zu Ertragsminderungen, verzögerter Fruchtreife und schlechter Traubenqualität führt. Das Virus wird durch infiziertes Vermehrungsmaterial und phloemsaugende Insekten, wie z. B. Schmierläuse, verbreitet. Es ist bekannt, dass eCO2- und Wasserstress einen erheblichen Einfluss auf die Pflanzenphysiologie und die Schädlingsbekämpfung haben kann. Außerdem weiß man, dass Pflanzenviren biotischen Stress für die Pflanzen verursachen und das Verhalten der Virusvektoren verändern können. Gleichzeitig werden Viren von denselben klimawandelbedingten abiotischen Stressfaktoren beeinflusst, wie die anderen Mitglieder des Ökosystems. Es gibt nur sehr wenige Studien über die Auswirkungen des Klimawandels auf Virusinfektionen auf Weinreben und keine einzige über die Auswirkungen auf Schmierläuse als Virusvektoren. Schlussfolgerungen aus anderen Pathosystemen zu ziehen, gestaltet sich schwierig, da die Auswirkungen von abiotischem, klimawandelbedingtem Stress oft artspezifisch sind. Bisher hat sich die Forschung vor allem mit den Wechselwirkungen einzelner Klimawandelparameter mit Pflanzen, Insekten oder Krankheitserregern befasst. Um die Wechselwirkungen zwischen mehreren Stressoren und die komplexen Beziehungen zwischen Pflanzen, Krankheitserregern und Vektoren zu verstehen, sind breitere Forschungsansätze nötig. Nur so können wirksame Anpassungsstrategien entwickelt werden um Pflanzen in der Zukunft gesund und produktiv zu halten. Im Rahmen des Projekts werden eine Reihe von Experimenten durchgeführt, bei denen Weinreben zwei Klimawandelparametern (Wasserstress + CO2) in Kombination mit biotischem Stress durch eine GLRaV-3-Infektion ausgesetzt werden. Untersucht werden die Mechanismen (Genexpression) und die Auswirkungen auf die Pflanzen (Aminosäuren, Phenole, C/N, Zucker, Chlorophyll) und den Insektenvektor (Fressverhalten, Fitness), zusätzlich zu klassischen Übertragungsexperimenten mit GLRaV. Die Forderung nach multifaktoriellen Stress-Experimenten wird seit Jahrzehnten erhoben. Diese Experimente sind ehrgeizig und komplex, aber sie sind der notwendige nächste Schritt, um Erkenntnisse über die zukünftige Entwicklung der Blattrollkrankheit zu gewinnen.

Erforschung der Oekophysiologie der Flechten und der hoeheren Pflanzen (z.B. Halophyten, Kulturpflanzen usw.)

(1) Poleotoleranz von Flechten der Stadt Wuerzburg (Kartierung, S-Gehalt, Pb-Gehalt-Beziehungen zur spezifischen Klimasituation). (2)Temperaturresistenz und photosynthetische Stoffproduktion von Flechten von extremen Standorten (im Bereich heisser Exhalationen auf Hawaii, in der Antarktis, in Australien, in Wuestengebieten). (3) Hitze- und Kaelteresistenz von Sukkulenten atlantischer Inseln. (4) Frostresistenz und ihre Ursachen bei Halophyten der Nordseekueste. (5) Frostresistenz und ihre Ursachen bei verschiedenen Sorten der Weinrebe.

Erosionsgefährdung Rebflächen

Bodenerosion durch Wasser wird durch die Charakteristik des Niederschlags, die Eigenschaften des Bodens, die Hanglänge und -neigung, die Bedeckung und Bearbeitung des Bodens sowie die Art der Erosionsschutzmaßnahmen beeinflusst. Den Anteil der Gefährdung, der allein auf natürliche Standortfaktoren ohne anthropogene Einflüsse zurückgeht, bezeichnet man als natürliche Erosionsgefährdung. Die Ableitung der flächenhaften, natürlichen Erosionsgefährdung wurde auf Basis der Allgemeinen Bodenabtragsgleichung -ABAG- durchgeführt. Die Allgemeine Bodenabtragsgleichung lautet: A = R x K x L x S x C x P. Die Ermittlung der natürlichen Erosionsgefährdung durch Wasser erfolgt nach DIN 19708 durch die Verknüpfung der Bodenerodierbarkeit (K-Faktor) als Kenngröße der Erosionsanfälligkeit des Oberbodens, mit der Hangneigung (S-Faktor) und dem Oberflächenabfluss- und Regenerosivitätsfaktor (R-Faktor) als Kenngröße die Erosivität der Niederschläge (Angabe der Erosionsgefährdung in Klassen und t/(ha x a)). Die natürliche Erosionsgefährdung bezieht sich damit auf stabile, zeitlich kaum veränderliche und nutzungsunabhängige Kriterien. Zusätzlich werden Abtragswerte für verschiedene Varianten mit einem je Flurstück berechneten L-Faktor (Hanglängenfaktor) sowie verschiedenen C- (Bedeckungs- und Bearbeitungsfaktor) und P-(Erosionsschutzfaktor) Faktoren angegeben. Der L-Faktor wurde im Gegensatz zu den Acker- und Grünlandflächen direkt berechnet, da in der Regel der gesamte Hang mit Reben bebaut ist. Die einzelnen Bewertungsgrößen und damit auch die Beurteilung der Erosionsgefährdung beziehen sich immer nur auf den mit Rebland genutzten Teil eines Flurstücks. Die Bezugsgröße für die Darstellung ist jedoch immer die gesamte Flurstücksgeometrie aus dem ALK (Stand 2007). Für die Erosionsgefährdung auf Rebflächen wird aufgrund der im Gegensatz zu den ackerbaulich genutzten Flächen geringen Flächenanzahl keine Übersicht bereitgestellt. Die Flurstückinformationen sind direkt abrufbar.

Aufwand und Qualitaet im Weinbau

Langfristige Auswirkungen unterschiedlicher Intensitaetsstufen, insbesondere bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln, mineralischen Duengemitteln und Unkrautbekaempfungsmitteln auf den Boden (Struktur; Humusgehalt; Naehrstoffgehalt), auf die Rebe (vegetative Entwicklung und Ertragsleistung) sowie auf die Qualitaet der Trauben und des Weines (Geruch, Geschmack, Inhaltsstoffe).

Gesunde Reben (Vitis vinifera) im Ökoweinbau durch Forschung, Innovation und Transfer

Funktionelle Analyse von Resistenzmechanismen, die zur nachhaltigen Resistenz gegen den Falschen Mehltau in der Rebenzüchtung genutzt werden

Der Falsche Mehltau wird durch den Oomycete Plasmopara viticola verursacht und ist eine der wichtigsten Weinrebenkrankheiten. Die Empfindlickeit der Weinrebe gegen P. viticola erfordert den intensiven Einsatz von Fungiziden im Weinbau, mit negative Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit. Um den Einsatz von Fungiziden zu reduzieren, wurden in Züchtungsprogrammen sowohl in Deutschland als auch in Frankreich Resistenz-Loci von wilden Vitis-Arten in kultivierte Weinreben eingekreuzt, wodurch neuen Rebsorten erhalten wurden, die gegen den Falschen Mehltau resistent sind. Die durch diese Loci vermittelten Resistenzmechanismen sind jedoch nur unzureichend charakterisiert. Die neueste Generation von resistenten Rebsorten soll mindestens zwei Resistenz-Loci gegen den Falschen Mehltau kombinieren, um das Risiko der Überwindung der Resistenz durch das Pathogen zu minimieren. Durch die Kombination genetischer und molekularer Versuchsansätze in Verbindung mit hochpräzisen Phänotypisierungstechniken, werden französische und deutsche Partner die funktionelle Vielfalt der Abwehrmechanismen der Weinrebe gegen P. viticola untersuchen, um deren Kombination in neuen Rebsorten für eine verbesserte Beständigkeit der Resistenz zu optimieren.

Die Anwendung von Botrytis-Toxin bei der Fruehdiagnose von Botrytis-Resistenz bei Rebsaemlingen

Die toxische Wirkung von Botrytis-Kulturmedien soll zur Diagnose auf Botrytisresistenz ausgenutzt werden. Dazu muss zuerst ein reproduzierbares, haltbares Toxinpraeparat gewonnen werden. Bis 06.1979. An Standardsorten wird die Korrelation zwischen Botrytisfestigkeit und Toxinempfindlichkeit ermittelt und danach die Fruehdiagnosemethode ausgerichtet (Dauerprogramm).

Alternative Beikrautregulierung im Obst- und Weinbau auf Basis Autonomer Technologien (ABOW-AT)

Zielsetzung: Aufgrund der immer strenger werdenden gesetzlichen Regelungen beim Einsatz von Pestiziden, vor allem von Glyphosat, und dem Druck aus der Gesellschaft gewinnen alternative Methoden zur Beikrautregulierung in Dauerkulturen wie Obst- und Weingärten an Bedeutung. Hier spielt vor allem die Bodenbearbeitung eine wichtige Rolle. Ziel dieser Pflegemaßnahmen ist die Schaffung und Erhaltung der natürlichen Bodenfruchtbarkeit, die als Grundlage für einen langfristigen und qualitativ hochwertigen Ertrag dient. Des Weiteren soll durch eine schonende Bearbeitung des Bodens der Austrag von Nährstoffen eingegrenzt und die Belastung des Grundwassers auf ein Minimum reduziert werden. Die mechanische Bodenbearbeitung bewirkt eine physikalische Lockerung und Belüftung des Bodens. Diese Arbeiten sind größtenteils voll mechanisiert. In Reihenkulturen wird vermehrt auf ein sogenanntes Begrünungsmanagement zurückgegriffen. Hierbei liegt der Fokus auf dem Anbau geeigneter Begrünungskulturen, die eine biologische Auflockerung der verdichteten Zonen bewirken und gleichzeitig für eine ausreichend hohe Bodenbedeckung sorgen. Dies bringt eine Reduktion der Erosion mit sich, führt zur Verbesserung bzw. Sicherung der Wasserqualität und fördert den Humusaufbau sowie das Bodenleben. Die Begrünung nimmt daher eine Schlüsselfunktion zum Erhalt bzw. zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit ein. Auf diese Weise soll ein funktionierendes Ökosystem mit den Reihenkulturen geschaffen werden. Die Pflege dieser Begrünungen ist jedoch mit hohem Arbeitseinsatz, Zeitaufwand und dem Einsatz schwerer Maschinen verbunden. Um die pflanzliche Konkurrenzsituation der Begrünungspflanzen mit den Dauerkulturen um Wasser und Nährstoffe steuern zu können, müssen jene regelmäßig durch mechanische Bearbeitung, z.B. durch Mähen bzw. Mulchen, auf eine bestimmte Wuchshöhe getrimmt werden. Der Bereich zwischen den Reihen ist üblicherweise traktorbefahrbar und mit handelsüblichen Geräten bearbeitbar. Schwieriger ist dies zwischen den Pflanzen (in Weingärten meist nur ca. 90 cm Abstand). Die Arbeitselemente von konventionellen Anbaugeräten sind seitlich ausschwenkbar und verfügen über mechanische Fühlerleisten. Sobald der Fühler z.B. eine Rebe detektiert, schwenkt das Gerät ein. Allerdings kann durch den Fühler die Rinde verletzt werden, was die Pflanze anfällig für Pilzbefall macht. Da es sich bei diesen Arbeiten um immer wiederkehrende und monotone Aufgaben handelt, soll die Regulierung des Bewuchses in der Reihe und vor allem im Zwischen-Stock-Bereich möglichst trivial und automatisiert erfolgen.

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