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First records of Neonectria neomacrospora (C. Booth & Samuels) Mantiri & Samuels on Abies concolor (Gordon) Lindl. ex Hildebr. in the northeast German lowlands
Get PDFEnde August 2013 wurden im Bundesland Brandenburg außergewöhnliche, bis dahin unbekannte Krankheitserscheinungen an Kolorado-Tanne (Abies concolor) festgestellt. Betroffen waren zwei Waldflächen im Raum Potsdam. Das Alter der ca. 0,5 und 1 ha umfassenden Pflanzungen betrug zu diesem Zeitpunkt 27 bzw. 28 Jahre. Im Herbst 2016 trat das gleiche Schadbild 115 km südöstlich des Erstfundes – in der Niederlausitz – an Kolorado-Tannen derselben Altersstufe erneut auf. Bei der dortigen Befallsfläche handelte es sich um einen 0,15 ha großen Reinbestand. Das Krankheitsgeschehen war in allen Fällen durch intensives Abwerfen noch grüner Nadeln, massiven Harzfluss an Ästen und Stämmen, rasches Zurücksterben der Kronen und letztendlich vollständiges Absterben der Bäume gekennzeichnet (Heydeck et al., 2015). Da im Nordostdeutschen Tiefland bis zum Jahr 2013 keine vergleichbaren Schadereignisse registriert wurden und auch aus anderen Bundesländern keine Mitteilungen über ähnliche Symptome an Abies concolor vorlagen, war die Ursache der Absterbeprozesse zunächst unklar. Zwecks eingehender Analyse der festgestellten Krankheitserscheinungen wurden von geschädigten Bäumen mehrfach Nadel-, Zweig-, Ast-, Rinden- und Holzproben entnommen. Bei mikromorphologischen Untersuchungen ließen sich an erkrankten Ästen sowie auf der Rinde absterbender Kolorado-Tannen mit hoher Stetigkeit Konidienlager (Sporodochien) eines Kleinpilzes aus der Formgattung Cylindrocarpon nachweisen. Später konnte an frisch abgestorbenen Bäumen in unmittelbarer Nähe des anamorphen Stadiums auch die dazugehörige Teleomorphe (Perithecien einer Neonectria-Art) diagnostiziert werden. Der gleiche Pilz wurde mit Labormethoden mehrfach aus dem Bastgewebe noch lebender Kolorado-Tannen isoliert (Merkel, 2018). Die Mikromerkmale stimmten mit der Spezies Neonectria neomacrospora (Ascomycota, Nectriaceae) überein. Molekulargenetische Analysen bestätigten, dass es sich bei dem Erreger eindeutig um die Art Neonectria neomacrospora (C. Booth & Samuels) Mantiri & Samuels handelt. Eine nennenswerte Beteiligung von Insekten bei der Entstehung der Schäden konnte ausgeschlossen werden. Berichte aus Skandinavien lassen erkennen, dass der genannte Krankheitserreger in Norwegen bereits seit 2008 schwerwiegende Schäden an mehreren Abies-Arten verursacht hat, vor allem in Weihnachtsbaumkulturen (Talgø et al., 2012). Auch in Dänemark und Schweden kam es durch den Pilz zu Pflanzenausfällen. Offenbar entwickelt Neonectria neomacrospora unter bestimmten Voraussetzungen eine hohe Aggressivität gegenüber verschiedenen Tannen-Arten, darunter Abies concolor. Inzwischen wurde der Krankheitserreger in weiteren europäischen Ländern nachgewiesen und 2017 in die Frühwarnliste der EPPO aufgenommen (EPPO, 2020a). Die betroffenen Bestände im brandenburgischen Landeswald sind mittlerweile vollständig geräumt, wobei das infizierte Pflanzenmaterial sachgerecht entsorgt wurde. Zurzeit lässt sich noch nicht abschätzen, ob Neonectria neomacrospora im Nordosten Deutschlands künftig an Bedeutung gewinnen wird und dann möglicherweise auch andere Nadelbaumarten infiziert.Previously unknown disease symptoms were detected for the first time on white fir (Abies concolor) in the federal state of Brandenburg in the end of August 2013. Symptoms were observed at two locations near Potsdam on 27 and 28 years old trees in an area of about 0.5 ha and 1 ha respectively. In autumn 2016 identical symptoms were identified on white firs of similar age in Niederlausitz, 115 km southeast of the first recorded instance. This third observation was made in a planted 0.15 ha pure stand. In each case an intense loss of green needles, a strong resin flow on trunk and branches, rapid dieback of the crown and finally the death of the whole tree was observed (Heydeck et al., 2015). No instances of similar damage in Abies concolor in the northeast German lowlands or in other federal states of Germany were reported before August 2013. The cause of the disease remained initially unidentified. Samples of needles, twigs, branches, bark and wood from damaged trees were repeatedly collected and analysed. Microscopic morphological investigation provided consistent evidence of conidiomata (sporodochia) on damaged branches and bark of dying white firs of a Cylindrocarpon-like micromycete. The associated teleomorph (perithecia of a species of the genus Neonectria) was subsequently identified close to the anamorphic stage in trees that had recently died. The same fungus has also been isolated repeatedly in the laboratory from phloem tissue of living white firs (Merkel, 2018). Microscopic characteristics belonging to the species Neonectria neomacrospora (Ascomycota, Nectriaceae) were observed. Molecular genetic methods subsequently confirmed the pathogen was Neonectria neomacrospora (C. Booth & Samuels) Mantiri & Samuels. Insects had not contributed appreciably to the development of damage symptoms. Since 2008 Neonectria neomacrospora has caused serious damage on several species of fir (Abies), especially on Christmas tree farms in Norway, Denmark and Sweden (Talgø et al., 2012). Infected trees even died as a result of the fungal infection. It appears that Neonectria neomacrospora can develop an intense pathogenicity against various fir species, including Abies concolor, under certain conditions. The pathogen has also recently been detected in additional European countries and has been registered in the EPPO Alert List (EPPO, 2020a) in 2017. The affected tree stands owned by the federal state of Brandenburg have now been completely felled and infected plant material was disposed of appropriately. The future relevance of Neonectria neomacrospora in northeastern Germany and the potential infection of other coniferous tree species remain to be investigated
2035 Arable Farming Strategy of the BMEL
Get PDFEnde 2019 wurde das Diskussionsppapier zur Ackerbaustrategie 2035 des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) vorgestellt. Das Julius Kühn-Institut (JKI) war intensiv in die Vorarbeiten eingebunden und hat das BMEL bei der Erarbeitung des Diskussionspapiers zur Ackerbaustrategie aktiv unterstützt. Die Ackerbaustrategie beschreibt sechs Leitlinien, welche die Rahmenbedingungen für einen nachhaltigen Ackerbau darstellen. In insgesamt 12 Handlungsfeldern werden Herausforderungen und Zielkonflikte aufgezeigt, und entsprechende Ziele und Maßnahmen benannt. Im Folgenden werden einige Inhalte der Ackerbaustrategie vorgestellt. Zudem wird aufgezeigt, wie die Ressortforschung – und das JKI im Speziellen – die Umsetzung der Ackerbaustrategie bereits heute wie auch in Zukunft aktiv unterstützt.At the end of 2019, the Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL) presented a discussion paper on the Arable Farming Strategy. The Julius Kühn-Institut (JKI) was intensively involved in the preparatory work and supported the BMEL in developing the arable farming strategy. It describes six guidelines that define the framework for sustainable arable farming. In a total of 12 fields of action, challenges and conflicting objectives are named and corresponding objectives and measures are identified. Some of the contents of the arable farming strategy are presented below. It is also shown how departmental research – and the JKI in particular – is already actively supporting the implementation of the arable farming strategy today as well as in the future
Invasive alien plants in plant health – new opportunities for management in the International Year of Plant Health?
Get PDFViele invasive gebietsfremde Arten im Sinne der Biodiversitätskonvention sind auch Pflanzenschädlinge im Sinne des Internationalen Pflanzenschutzübereinkommens und umgekehrt. Deshalb ist eine enge Zusammenarbeit zwischen diesen Politikbereichen sinnvoll. In der EU gibt es zwei Verordnungen, die nichteinheimische schädliche Organismen regeln, die Pflanzengesundheitsverordnung 2016/2031 und die Verordnung 1143/2014 über invasive Arten. Für viele schädliche Arten sind damit Prävention und Bekämpfung durch eine der beiden Verordnungen geregelt, lediglich für gebietsfremde Pflanzenarten, die nur landwirtschaftlich genutzte Pflanzen schädigen, existiert zurzeit keine zufriedenstellende Regelungspraxis. Die im Internationalen Jahr der Pflanzengesundheit angestrebte Bewusstseinsbildung über Risiken der Ein- und Verschleppung von Schadorganismen könnte auch zu einer besseren Regulierung solcher gebietsfremder Pflanzen führen.Many invasive alien species in the sense of the Convention on Biodiversity are also plant pests as defined in the International Plant Protection Convention – and vice versa. Cooperation between the two policy fields is therefore necessary. In the European Union different regulations exist in the fields of plant health and environmental protection. While for many noxious species prevention and management measures are prescribed in one of the two regulations, some species, namely alien plants that pose a threat solely to agriculture and cultivated plants are currently not regulated to a satisfactory degree. It is hoped the increased awareness about plant health threats in the International Year of Plant Health will stimulate a better legal treatment of these plants as pests in the EU
Resorption, mobilization and accumulation of metals in different parts of Vitis vinifera L.
Get PDFThis study aimed to determine the variation in metal resorption, mobilization and accumulation in various parts of Vitis vinifera L. In contrast to N and P, the metal resorption is undesirable for plants. Root, stem, tendril, leaf and fruit samples were collected in green and senescence periods. Metal concentrations were determined by ICP-OES. Resorption efficiency and proficiency values of metals were calculated. Results showed Cr toxicity in organs of Vitis vinifera. All the metals mobilized among organs. Except Mn and Pb, resorption occurred for metals in various organs. Results indicated that metals were resorbed from various organs and accumulated in other plant tissues, especially in roots and leaves. Mn and Pb weren\u27t reabsorbed from any organ and tended to accumulate especially in leaves. Due to leaf abscission, high metal content in senescent leaves is good for growth of V. vinifera and harmful for sustainability of soil and ecosystems
Evaluation of freshness of lettuce using multi-spectroscopic sensing and machine learning
Get PDFWe aimed to develop a method to evaluate lettuce freshness changes during storage using only the surface color. In the first experiment, the surface color of one lettuce were measured continuously for 6 days. At the same time, moisture contents, elemental composition and organic matter of lettuce leaves were measured by oven drying method, X-ray fluorescent analysis and Mid-infrared spectroscopy, respectively. Considering a combination of the surface color and moisture and elemental contents, it was found that there were several color change points before and after the time when the moisture contents and elemental balances in the lettuce changed. These results represented that the surface color could relate to the internal quality. Additionally, it is suggested that freshness of lettuce could be quantified and predicted using surface color information.Furthermore, the data set and the method for freshness evaluation leading to machine learning were studied in the second experiment for the freshness judgement. In this experiment, 15 multispectral sensing data including lettuce color information were acquired, and the quality change point was determined using machine learning such as K-means and decision tree
Histological and cytological comparison of seed structures of Theobroma cacao, T. grandiflorum and T. bicolor relevant to post-harvest processing and product quality
No full textFor the present study, anatomical details of seeds of Theobroma cacao L., Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schum. and Theobroma bicolor Humb. & Bonpl. were investigated using light and transmission electron microscopy (LM and TEM). The focus was on features with possible significance for the course of fermentation and drying to generate cocoa-like aroma. It was found that the seed coat of T. cacao has the smallest diameter and contains only a thin sclereid layer, whereas T. grandiflorum and especially T. bicolor exhibit much more massive palisade layers. The thicker seed coats of T. grandiflorum and T. bicolor could delay the passage of liquids during fermentation and seed deshelling may require more effort than with T. cacao. In addition, existing differences in the amount of plant mucilages and phenolic substances in the testa may affect the composition and activity of the microflora during fermentation. Differences were also evident in the cotyledon tissue, which is processed to obtain cocoa-like products. Besides a higher degree of maceration of the parenchyma of T. grandiflorum and T.bicolor, the main distinction was the different number and distribution of polyphenol cells. There were also differences in the species-specific fat and protein content
Economic aspects of future weed control strategies
Get PDFGegenwärtige gesellschaftspolitische Entwicklungen in Teilen Europas und in Deutschland erzwingen einen veränderten chemischen Pflanzenschutz in der Landwirtschaft, mit erheblichen Einschränkungen beim Herbizideinsatz. Der erwarteten signifikanten Reduktion des chemischen Pflanzenschutzes kann zukünftig mit verschiedenen Strategien in der Unkrautbekämpfung begegnet werden. Dazu zählen neben dem weiter zunehmenden ökologischen Landbau und veränderten Fruchtfolgen sowie Kulturmaßnahmen der verstärkte Einsatz physikalischer Maßnahmen wie das Hacken und Striegeln, evtl. in Kombination mit Bandspritzungen. Aber auch das Spotspraying bietet bereits vielversprechende Ansätze mit betriebswirtschaftlicher Tragfähigkeit. Ergänzend sind veränderte Schadschwellenkonzepte erwägenswert, die eine Einpreisung von Ökosystemleistungen ermöglichen. Begleitet durch eine umfangreichere unabhängige Pflanzenschutzberatung sowie verstärkten Forschungsaktivitäten könnte ein ökonomisch akzeptierter Übergang in einen nachhaltigeren Ackerbau leichter gelingen. Dafür sind jedoch höhere Produktpreise erforderlich, die im internationalen Wettbewerb schwer durchsetzbar sind, solange die Herstellung und Verarbeitung der Ackerbauprodukte weder ausreichend transparent noch vergleichbar sind.Current socio-political developments in parts of Europe and also in Germany are forcing a change in chemical plant protection in agriculture, from which the use of herbicides is not spared either. In the future, a significant reduction of active ingredients is to be expected, which can be countered with various strategies in weed control. In addition to modified crop rotations, adapted crop measures and organic farming, which will continue to increase in the future, these include the increased use of physical measures such as chopping perhaps in combination with belt spraying. But also spot spraying already offers promising approaches with economic viability. In addition, modified damage threshold concepts that allow the pricing of ecosystem services are worth considering. Accompanied by more comprehensive independent crop protection advice and increased research activities, an economically accepted transition to more sustainable arable farming could be successful more easily. However, this requires higher product prices, which are difficult to enforce in international competition, as long as the production and processing of arable products are neither sufficiently transparent nor comparable
Investigations on the control of invasive neophytes – selected experiments of the project ENVISAGE
Get PDFDurch die zunehmende Ausbreitung invasiver Neophyten wird vermehrt auch die Produktivität landwirtschaftlicher Nutzflächen beeinträchtigt. Hier setzt das Projekt ENVISAGE an, auf Basis neu gewonnener ökologischer und biologischer Grundlagen eine effektivere Überwachung und Kontrolle einiger dieser invasiven Arten auf den betroffenen Flächen zu erreichen.
In einem Biotest (2017 und 2018) wurde die herbizide Empfindlichkeit der drei perennierenden Arten Bunias orientalis, Echinops sphaerocephalus und Cyperus esculentus im Stadium BBCH 14-16 gegenüber verschiedenen Wirkmechanismen (ALS-Inhibitoren, Auxine, ESPS-Hemmer, Karotinoid-Biosynthesehemmer) geprüft. Daneben wurde in den Jahren 2018 und 2019 im Halbfreiland die Konkurrenzfähigkeit der drei Arten in einem Modellpflanzenbestand getestet und in Kleinparzellen wurde die Bekämpfungsmöglichkeit mittels Abflammen erprobt.
B. orientalis und E. sphaerocephalus ließen sich mit einigen Wirkmechanismen erfolgreich bekämpfen. Bei C. esculentus hingegen war der Wirkungsgrad aller getesteten Herbizide ungenügend. In den anderen beiden Versuchen konnte mit zunehmender Dichte der Konkurrenzpflanzen, beziehungsweise bei mehrmaligem Abflammen, die oberirdische Biomasseproduktion der Neophyten reduziert werden.The increasing spread of invasive neophytes is more and more affecting the productivity of agricultural land. One goal of the ENVISAGE project is to achieve more effective monitoring and control of some of these invasive species on the affected areas, based on new environmental and biological foundations.
In a bioassay (2017 and 2018), the herbicidal sensitivity of the three perennial species Bunias orientalis, Echinops sphaerocephalus and Cyperus esculentus in stage BBCH 14-16 was tested against various mechanisms of action (ALS inhibitors, auxins, ESPS inhibitors). Also the competitiveness of the three species was tested in semi-free range against a model plant and in addition in small plots, the species were controlled by means of flaming.
B. orientalis and E. sphaerocephalus were successfully controlled with some mechanisms of action. In C. esculentus, however, the efficacy of all tested herbicides was insufficient. In the other two experiments, the above-ground biomass production of the neophytes could be reduced with increasing density of the competing plants, or with repeated flaming
Old data, new benefit – weed surveys combined throughout Europe
Get PDFDie Unkrautbekämpfung wird sich in den nächsten Jahren weiterhin verändern, mit geringerem Einsatz von Herbiziden und einem Blick auf alternative Verfahren des Unkrautmanagements. Um diese komplexere Unkrautkontrolle effektiv zu nutzen, wird auch wieder vermehrt breites Wissen der Unkrautökologie benötigt.
Dieses Wissen basiert in vielen Fällen auf lokal oder regional erhobenen Daten. Die daraus abgeleiteten Schlüsse können nur mit gebotener Vorsicht verallgemeinert werden. Der Schritt von der lokalen Beobachtung zur generellen Regel ist naturgemäß unsicher. Die Kombination vieler verschiedener Datensätze bietet prinzipiell eine Möglichkeit, diesen Schritt der Ableitung sicherer zu machen, da ein größerer Teil der auf Feldern real vorliegenden Unterschiede abgebildet wird. Das von einem solchen größeren Datensatz abgeleiteten Wissen hat eine breitere Gültigkeit.
Hier zeigen wir beispielhaft, wie es funktionieren kann, Datensätze verschiedener regionaler oder nationaler Herkunft zu recherchieren und zu sammeln, und wie die Kombination einen Mehrgewinn an wissenschaftlicher Erkenntnis bringt. Im Rahmen der Arbeitsgruppe „Weeds and Biodiversity“ der European Weed Research Society (EWRS) werden Unkrauterhebungen aus verschiedenen europäischen Ländern kombiniert, um die Einflussfaktoren auf das Unkrautauftreten auf der kontinentalen Skala zu analysieren.
Wir zeigen aber auch, welche Hürden die Vielfältigkeit der diversen Datensätze mit sich bringt.The weed management of modern agriculture will continue its change to less intense use of herbicides and more prominent use of alternative measures. For an effective use of this more complex weed control, a better knowledge and understanding of weed ecology and of reactions to management measures is necessary. In many cases, this knowledge is based on regionally or nationally collected data. The derived conclusions can only be extrapolated with caution. It is difficult to extract a general rule from local observations, and sometimes not possible. In principal, the combination of different datasets from different regions and times provides the possibility to overcome this problem, because a larger part of the existing differences is addressed. The knowledge generated in this way is more general.
We show how we approached such a data collection of European weed data and provide an overview of the data gathered so far. We discuss some of the arising problems caused by the high heterogeneity of the data and how we handle them. The data collection was conducted within the framework of the working group “Weeds and Biodiversity” of the European Weed Research Society” (EWRS) with the aim to analyse the factors influencing the occurrence of weeds