Laut einer neuen Studie könnten neue Modelle, die von Forschern der University of Georgia entwickelt wurden, bei der Bekämpfung von Rostkrankheiten hilfreich sein. Das Papier ist veröffentlicht im Tagebuch Waldökologie und -management.
Spindelrost ist eine der teuersten Krankheiten in der Holzindustrie und schadet vor allem der Loblolly-Kiefer. Die Krankheit führt zu Verformungen, die dazu führen, dass das Holz unbrauchbar wird. Schwer beschädigte Bäume werden häufig abgeholzt.
Auch wenn der Baum nicht abgetötet wird, erhöht die Krankheit das Risiko weiterer Schäden und schränkt sein Wachstum ein.
Die Forscher untersuchten, wie Klima und genetische Faktoren zusammenwirken, um die Wahrscheinlichkeit einer Krankheit bei Loblolly-Kiefern im gesamten Südosten zu beeinflussen. Sie nutzten diese Daten, um visuell zu zeigen, wo sich spindelförmiger Rost am wahrscheinlichsten befindet.
Diese neuen Gefahrenkarten können bis zu 93,1 % der im Modell beobachteten Abweichungen erklären.
„Im Südosten bauen wir hier hauptsächlich Loblolly-Kiefer an, eine sehr wichtige Art für die Herstellung von Dingen wie Sperrholz“, sagte Simone Lim-Hing, Hauptautorin und Postdoktorandin an der Warnell School of Forestry & Natural Resources der UGA. „Fast jedes Holzprodukt wird aus Loblolly hergestellt, das ist also ein riesiges wirtschaftliches Problem.“
Aktuellere Karten könnten dazu beitragen, die Ausbreitung von fusiformem Rost in Loblolly-Kiefern einzudämmen und die Verluste für die Züchter zu verringern.
Klima und Genetik sind Schlüsselfaktoren bei der Krankheitsverteilung
Gefahrenkarten sind ein wichtiges Hilfsmittel bei der Krankheitsbekämpfung und dienen als Leitfaden für die Anpflanzung von Bäumen, die gegen spindelförmigen Rost resistent sind. Allerdings sind viele der bisherigen Karten veraltet.
„Früher haben wir nur gesagt, dass es Krankheiten gibt, also wird es auch Krankheiten geben“, sagte Lim-Hing. „Aber die Modelle, die wir aus dieser Veröffentlichung erstellt haben, zeigen, dass hinter der Geschichte weit mehr steckt als nur historische Krankheitsdaten.“
Frühere Modelle berücksichtigten nicht, wie Klima und Genetik zusammenwirken und das Krankheitsrisiko einer Kiefer verändern. Daher haben Forscher einen Weg gefunden, diese Faktoren in ihre Modelle einzubeziehen.
Die neuen Karten basierten auf einem verallgemeinerten additiven Modell, mit dem Forscher die Beziehungen zwischen mehreren Variablen untersuchen konnten. Es untersuchte Faktoren wie verfügbares Wasser und Temperatur und veranschaulichte deren Einfluss auf den Krankheitsverlauf.
Es wurden zwei separate Karten erstellt: eine für eine Familie krankheitsresistenter Kiefern und eine Gruppe nicht resistenter Bäume. Die Karten zeigen, in welchen Gebieten für beide Gruppen das höchste Risiko für Rostkrankheiten vorhergesagt wird.
Gebiete, in denen Rostkrankheiten häufiger auftreten, würden von resistenten Bäumen profitieren, sagten die Forscher. In weniger gefährdeten Gebieten können Landwirte stattdessen anderen Merkmalen Vorrang einräumen.
„Manchmal muss man auf diesen genetischen Vorteil verzichten, wenn der Baum nicht so hoch oder nicht so gerade wächst“, sagte Lim-Hing. „Es gibt also diese Kompromisse allein aufgrund der Art und Weise, wie die Genetik funktioniert, insbesondere bei Bäumen.“
Das Klima könnte die Ausbreitung von Krankheiten beeinflussen
Wenn sich die Klimafaktoren ändern, ändert sich auch die Beziehung zwischen Loblolly-Kiefern und fusiformem Rost. Variablen wie Niederschlag und Temperatur können sich sowohl auf den Baum als auch auf die von ihm befallene Krankheit auswirken.
Früher waren die Modelle eher statisch und stützten sich auf bereits geschehene Ereignisse, um die zukünftige Krankheitsverteilung vorherzusagen. Aber angesichts der sich ändernden Wetterbedingungen müssen neue Modelle flüssiger sein, um dies zu berücksichtigen.
Lim-Hing hofft, dass dieses Modell den Menschen einen dynamischeren Blick auf Krankheiten ermöglichen wird.
„Wir haben es definitiv eher aus pathologischer Sicht als aus Sicht der Holzbewirtschaftung betrachtet“, sagte sie. „Es ist wichtig, sich der Biologie bewusst zu sein.“
Diese Studie wurde gemeinsam von Kamal JK Gandhi und Caterina Villari von der Warnell School of Forestry and Natural Resources der UGA verfasst. Weitere Co-Autoren sind Cristián R. Montes, Trevor D. Walker und M. Nasir Shalizi.
Weitere Informationen:
Simone Lim-Hing et al., Erweiterte Gefahrenkarten für fusiformen Rost bei Loblolly-Kiefern: Einbeziehung von Genotyp und Klima zur Vorhersage von Krankheiten, Waldökologie und -management (2024). DOI: 10.1016/j.foreco.2024.122158