Faktory ovlivňující zdravotní stav vybraných listnatých dřevin se zaměřením na patogeny rodu Phytophthora

Ing. Markéta Macháčová

Disertační práce

Factors affecting the health status of selected deciduous trees with a focus on Phytophthora sp. pathogens

Anotace:

Rod Phytophthora zahrnuje významné patogeny, které se podílejí na odumírání listnatých dřevin. V souvislosti se změnou klimatu se může jejich význam dále zvětšovat, jelikož stromy oslabené periodami sucha a extrémními teplotními výkyvy se stávají náchylnějšími k napadení biotickými škůdci. Patogen Phytophthora alni je v Česku dlouhotrvajícím problémem břehových porostů. Mezi lety 2019 a 2023 bylo zhodnoceno 20 porostů olše lepkavé v povodí Vltavy, které ukázalo přetrvávající výskyt a další šíření fytoftorového onemocnění olší. Z 13 lokalit byl izolován patogen Phytophthora ×alni, ze dvou lokalit P. uniformis. Incidence příznaků napadení byla relativně nízká, nicméně během doby monitoringu došlo k nárůstu z 16,5 % na 18,5 % z celkového počtu 686 olší lepkavých. Na chřadnutí olší se také mohou podílet další druhy fytoftor, jejichž největší diverzita byla zjištěna v oblasti CHKO Český kras (P. plurivora, P. lacustris, P. gallica, P. inundata). Nejvýznamnějším faktorem pro šíření patogenu byla vzdálenost od vodního toku, dále přítomnost mostu nebo cesty přes vodní tok. Výsledky fyziologických měření v povodí Vltavy ukázaly, že rychlost fotosyntézy u napadených olší může být srovnatelná nebo dokonce vyšší než u zdravých jedinců. Olše také velmi dobře reaguje na příznivé meteorologické podmínky, což bylo zjištěno porovnáním fotosyntetických parametrů měřených v suchém roce 2020 a srážkově bohatším roce 2021. V oblasti povodí Odry nebyla prokázána přítomnost napadení P. alni, a žádné druhy r. Phytophthora nebyly zjištěny ani z půdy. U olše lepkavé i olše šedé zde byly naměřeny hodnoty fotosyntetických parametrů odpovídající zdravým stromům. Izoláty fytoftor pocházející ze silně napadených olšových porostů v povodí Vltavy byly použity v experimentu s různými koncentracemi CO2. V růstových komorách byly uměle infikovány sazenice olše lepkavé metodou tzv. podkorní inokulace. Z výsledků vyplývá, že P. ×alni a P. uniformis jsou srovnatelně patogenní vůči olši lepkavé, naopak P. plurivora nezpůsobila žádnou mortalitu a jen minimální léze. Mezi dvěma populacemi olší, pocházejícími z napadeného a zdravého porostu, nebyl zjištěn rozdíl v mortalitě nebo vývoji lézí. Vliv vyšší koncentrace CO2 na příznaky napadení nebyl potvrzen, avšak u P. ×alni byly pozorovány průměrně menší plochy lézí při zvýšené úrovni CO2. Chřadnutí dubových porostů patří k dalším dlouhotrvajícím problémům v lesnictví. Analýza záznamů chřadnutí dubů v Evropě ukázala, že sucho je nejčastější predispoziční faktor. K chřadnutí dochází pravidelně po suchých obdobích trvajících přibližně 5 let v řadě, jak bylo zaznamenáno v 80. letech 20. století ve střední Evropě. Kromě sucha se obvykle zapojují i další faktory, jako jsou defoliátoři, kůrovci a další podkorní hmyz, patogeny nebo jiné abiotické vlivy. To bylo potvrzeno také v rámci studie v letech 2020−2021 na šesti dubových porostech s příznaky chřadnutí, které byly v předcházejících letech výrazně oslabeny suchem. Nejčetnějšími skupinami sekundárních škůdců byli tesaříci, kůrovci a krasci (včetně vzácných druhů). Výskyt ophiostomatálních hub byl statisticky významně korelován s výskytem nejčastějších druhů hmyzu v korunové části stromů. Patogen Phytophthora plurivora byl detekován ve vzorcích rhizosféry pouze na jedné vlhčí lokalitě s mírnějšími příznaky chřadnutí. Jelikož zde byla zaznamenána nejnižší intenzita přítomnosti ophiostomatálních hub i nejnižší počet podkorního hmyzu, P. plurivora zde může být hlavní příčinou chřadnutí dubů.

Abstract:

The genus Phytophthora includes important pathogens involved in the decline of deciduous trees. In the context of climate change, their importance may further increase as trees weakened mainly by periods of drought and extreme temperature fluctuations become more susceptible to attack by pathogens and pests. Infestation by the pathogen Phytophthora alni is a long-standing problem in riparian stands in the Czech Republic. Between 2019 and 2023, 20 stands of black alder in the Vltava River basin were evaluated, showing the persistence, and further spread of the Phytophthora alder decline. The pathogen Phytophthora ×alni was isolated from 13 sites, and P. uniformis from two sites. The incidence of symptoms of infestation was relatively low. However, during the monitoring period there was an increase from 16.5% to 18.5% of the total 686 black alders. Other Phytophthora species, which were found to be most abundant in the area of the Bohemian Karst Protected Landscape Area (P. plurivora, P. lacustris, P. gallica, P. inundata), may also contribute to the decline of alders. The most important factor for the spread of the pathogen is the distance from the watercourse, as well as the presence of a bridge or path over the watercourse. The results of physiological measurements in the Vltava basin have shown that the rate of photosynthesis in infected alders can be comparable to or even higher than in healthy individuals. Alder also responds very well to favourable meteorological conditions, which was found by comparing photosynthetic parameters measured in the dry year 2020 and the more rainfall-rich year 2021. In the Oder River basin, no P. alni infestation was detected, and no soil Phytophthora species were found. The values of photosynthetic parameters corresponding to healthy trees were measured for both black alder and grey alder. Phytophthora isolates from heavily infested alder stands in the Vltava River basin were used in an experiment with different CO2 concentrations. Black alder seedlings were artificially infected in growth chambers using the under-bark inoculation method. The results show that P. ×alni and P. uniformis are comparably pathogenic to black alder, whereas P. plurivora caused no mortality and only minimal lesions. There was no difference in mortality or lesion development between the two populations of alder from infested and healthy stands. The effect of higher CO2 concentration on infestation symptoms was not confirmed, but on average, smaller lesion areas were observed in P. ×alni at the elevated CO2 level. Oak decline is another long-standing problem in forestry. Analysis of oak decline records in Europe has shown that drought is the most common predisposing factor. Decline occurs regularly after dry periods of about 5 years in a row, as was recorded in the 1980s in central Europe. In addition to drought, other factors such as defoliators, bark beetles, bark insects, pathogens or other abiotic factors are usually involved. This was also confirmed in a study in 2020−2021 on six oak stands with decline symptoms that had been significantly weakened by drought in previous years. The most common groups of secondary pests were cerambycids, bark beetles and jewel beetles (including rare species). The occurrence of ophiostomatoid fungi was statistically significantly correlated with the occurrence of the most common subcortical species in the canopy. The pathogen Phytophthora plurivora was detected in rhizosphere samples at only one wetter site with milder decline symptoms. Since the lowest intensity of ophiostomatoid fungi and the lowest number of bark insects were recorded here, P. plurivora may be the main cause of oak decline.

Klíčová slova

Phytophthora alni, olše lepkavá, chřadnutí dubů, testy patogenity, fyziologické parametry, Phytophthora plurivora

Keywords

Phytophthora alni, Alnus glutinosa, oak decline, pathogenicity tests, physiological parameters, Phytophthora plurivora

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 9. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Vítězslava Pešková, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta lesnická a dřevařská

Doktorský studijní program / obor:
Lesní inženýrství / Ochrana lesů a myslivost