Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Törskatesvamp förekommer i två former, en värdväxlande (Cronartium flaccidum) och en icke värdväxlande (Peridermium pini). Genetiska analyser har visat att ingen övergripande genetisk differentiering finns mellan de två formerna och att de därför tillhör samma art. Svamparna tillhör rostsvamparna och angriper i Sverige tall (Pinus sylvestris). Tidigare ansågs de vanligaste alternativa värdarna för C. flaccidum tillhöra släktena Paeonia, Vincetoxicum och Pedicularis vilket ledde till att den värdväxlande formen betraktades vara begränsad till de alternativa värdarnas utbredning, koncentrerad till södra Sverige. Senare studier har visat att även arter tillhörande släktet kovall (Melampyrum) kan fungera som alternativa värdar. De vanligast förekommande arterna, som också fungerar som värdar är skogskovall (M. sylvaticum) och ängskovall (M. pratense). Dessa arter är allmänna även i norra Sverige och upptäckten att Melampyrum spp. kan fungera som värdar innebar att C. flaccidum inte, som man tidigare trott, enbart förekommer i södra Sverige. Sedan början av 2000-talet har stora angrepp av törskate observerats i norra Sverige. Anmärkningsvärt med sjukdomsbilden här är att angreppen framförallt förekommer på ungskog och att de lokalt är mycket kraftiga. Inventeringar gjorda av Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU) visar att 34 % av den tallungskog med en medelhöjd på 1-4 m som finns i norra Norrland, är angripen av törskate. Av dessa 130 000 hektar har 33 000 hektar minst 10 % av stammarna angripna av patogenen. DNA-prov tagna från de angripna områdena i norra Sverige har analyserats och resultatet visar att C. flaccidum är den form som dominerar i nordöstra Sverige. Varför angreppen är så kraftiga på tallungskog i norra Sverige förbryllar forskare och ännu har inga definitiva förklaringar hittats.

En bidragande orsak till de kraftiga angreppen skulle kunna vara en förändrad skogsskötsel. Brand har i våra boreala skogar ansetts vara den viktigaste störningen som påverkar och formar skogen. Människan har under en mycket lång tid påverkat brandmönstret i vår natur. Sedan slutet på 1800-talet har vi människor effektivt bekämpat de naturliga bränder som uppstår i skogarna. Enligt studier av brandhistoriken har bränder vanligtvis naturligt återkommit med ett intervall av mellan 50-150 år i norra Sverige. Ett grovt mått på medelarealen bränd mark/år, historiskt sett, är 1,7 %. I dag brinner endast en liten fraktion av skogsmarken årligen, 0,0017 – 0,017 %. Brand har inte enbart bekämpats, utan också använts under kontrollerade former som en markberedningsmetod. Hyggesbränning var en vanligt förekommande metod för att förbereda marken för en föryngring under 1950- och 1960-talet i norrlands inland. Intresset för brand inom skogsbruket har sedan avtagit, för att åter öka i slutet på 90-talet i och med en ökad miljömedvetenhet och skogsbrukets miljöcertifiering. Tankarna som föranledde studien var att minskningen av bränder i skogen, både naturliga och kontrollerade av människan, eventuellt kan ha gynnat kovall och därmed också gynnat törskatesvampen indirekt. Syftet med studien har dels varit att samla och sammanställa kunskap om törskatesvamp och kovall för att bättre kunna förstå hur interaktionerna mellan dessa kan påverkas av brand, dels undersöka i fält om infektionsgraden av törskatesvamp och kovallförekomsten skiljer sig åt mellan marker som inför föryngringen bränts respektive markberetts maskinellt.

Fältstudien har genomförts under sensommaren 2009, huvudsakligen i Pajala kommun, vilken är en av de kommuner där angreppen varit koncentrerade. Bestånd valdes utifrån följande kriterier; bestånden skulle ligga nära varandra, ha beståndsavverkats under samma år eller under varandra näraliggande år, vara brända respektive ha markberetts med en alternativ mekanisk metod. Bestånden skulle bestå av minst 7/10 tall (Pinus sylvestris) och fick inte ha en medelhöjd överstigande fyra meter. Sammanlagt ingick 18 bestånd i studien, varav nio brända och nio mekaniskt markberedda. 16 av dessa var belägna i Pajala kommun. De resterande två var belägna i Gällivare kommun. I bestånden utfördes inventering av systematiskt utlagda provytor, den första ytans läge utlades slumpmässigt. Huvudsyftet med inventeringarna var att samla in information avseende skador på ungskogen orsakade av törskatesvamp samt kovallförekomst i bestånden.

Resultaten av inventeringarna visade inte på några statistiskt signifikanta skillnader vare sig mellan förekomst av skador på brända respektive obrända marker, eller på kovallförekomst på brända respektive obrända marker. Det totala antalet stammar som inventerats uppgick till 1388 stycken, av dessa hade 70 stycken skador orsakade av törskatesvamp, vilket motsvarade 5,0 %. På de brända markerna inventerades 700 stammar, av dessa hade 35 stycken (5,0 %) skador. I de maskinellt markeberedda bestånden registrerades 688 stammar, varav 35 (5,1 %) uppvisade skador orsakade av törskatesvamp. I sex av de nio parvisa jämförelserna var andelen skadade stammar högre i de markberedda bestånden än i de brända bestånden, dock konstaterades inga statistiskt signifikanta skillnader. Förekomst av kovall registrerades totalt på 14,6 % av de brända beståndens provytor. Motsvarande siffra i de obrända bestånden var 19,4 %. I fyra av de nio parvisa jämförelserna var kovallandelen högre i de obrända bestånden än i de brända bestånden. I två av de nio parvisa jämförelserna var kovallandelen högre i de brända bestånden, medan det i tre av jämförelserna inte observerades någon skillnad alls mellan de brända och de obrända bestånden. Inga statistiskt signifikanta skillnader registrerades. Hyggesbränning verkar således inte påverka vare sig täckningsgraden av kovall, eller förekomsten av törskateangripna träd i bestånden som anläggs på den brända marken.

The rusts Cronartium flaccidum and Peridermium pini causes cronartium rust and resin-top on Scots pine (Pinus sylvestris). The patogen exists i two forms, the autoecious P. pini and the heterecious C. flaccidum. Genetic analyses have revealed that no overall genetic differentiation exists between the two forms and that they thus belong to the same species. Previously the main alternative hosts for C. flaccidum were considered to belong to the generas Paeonia, Vincetoxicum and Pedicularis. This led to the assumption that the heterecious form was restricted to the southern part of Sweden, where the alternative hosts primarily grew. Recent studies have however revealed that also species belonging to the genera Melampyrum can act as alternative hosts for the rust. The most common species that function as alternative hosts are M. sylvaticum and M. pratense. These species are also common in the northern parts of Sweden which means that the heterecious form is not, as previously believed, restricted to the southern parts of Sweden. Since the beginning of the 21st century, major outbreaks of resin top disease have been observed in the northern parts of Sweden. These attacks are remarkable in terms of the substantial amount of young pine trees that are affected, as well as the considerable injuries that the rust causes locally. Inventories executed by Swedish University of Agricultural Sciences (SLU) reveals that 34 % of the young pine tree forests with an average height of 1-4 metres in the northern part of Sweden is affected. Of these 130 000 hectares, 33 000 hectares have at least 10 % of the stems diseased. DNA-samples from the affected area have been analysed and the results revealed that C. flaccidum is the dominating form in the Northeast of Sweden. Why the attacks are so substantial in the northern parts of Sweden on young pine trees, puzzles scientists and so far no definite explanation has been found.

A contributing cause to the attacks could be a changed silviculture. Forest fire is considered to be one of the most important disturbances affecting and shaping boreal systems. Since the end of the 19th century the fire suppression has been very effective. According to studies, the natural fire interval in Northern Sweden has been 50-150 years. A rough measure of the average burned forest area/year historically is 1,7 %. Today only a fraction of the forest area in Sweden, 0,0017 – 0,017 %, burns anually. Fire has not always been suppressed, but has also been used as a method for preparing the land for regeneration of trees. Prescribed burning has been a relatively frequently used method for site preparation in the inland parts of northern Sweden during 1950 and 1960. The interest concerning forest fire has increased during 1990 in consequence of an increase in the envrionmental consiousness and the increased influence of the environmental certification within forestry. The thoughts that caused the study was that the reduction of fires in the forests, both natural and anthropogenic, could have favoured Melampyrym spp. which indirect could favour C. flaccidum. The aim of the study was partly to assemble and gather material concerning resin top disease and Melampyrum spp., to be able to get a better understanding of how these can interact and be affected of forest fire, partly examine in a field study if the rate of infection and the occurence of Melampyrum spp. differ between land were fire has been used as a method for site preparation and land were mechanical scarification has been used. The field study has been carried out during the late summer 2009 mainly in the municipality of Pajala, one of the municipalities were the attacks from the rust seems to be most severe. Stands were included if the following criteria was fulfilled; the burned and the mechanically scarified stand should be situated near by each other and they should have been clear cutted during the same year or during adjacent years. The stands should consist of at least 7/10 Scots pine and could not have an average height exceeding four metres. A total of 18 stands were included in the study, of which nine were burned and nine were mechanically scarified. 16 of the stands were situated in the municipality of Pajala, the remaining two were situated in the municipality of Gällivare. In these stands I executed inventories of systematically located plots. The main purpose with the field study was to gather information concerning damage on the young pine forest caused by resin top disease and concerning the occurence of Melampyrum spp. in the stands.

The results of the inventory did not reveal any statistically significant differences neither concerning injuries caused by resin top disease on burned respectively unburned land, nor concerning occurence of Melampyrum spp. in the burned stands respectively mechanically scarified stands. The total amount of stems inventoried were 1388, of which 70 (5,0 %) had injuries caused by resin top disease. In the stands were burning had occured prior to regeneration I registered 700 stems, 35 (5,0 %) had injuries caused by the rust. On the plots were mechanical scarification had been implemented I registered 688 stems, of which 35 (5,1 %) were injured. When the burned stands were compared with the adjacent mechanically scarified stands, the proportion of stems injured was higher in the mechanically scarified stands in six of the nine comparisons, but no statistically significant differences existed. Occurence of Melampyrum spp. was registered in 14,6 % of the plots inventoried in the burned stands. The corresponding figure in the mechanically scarified stands was 19,4 %. When comparing the burned stands with the adjacent unburned stands the occurence of Melampyrum spp. was higher in the unburned stands in four of the nine comparisons. In two of the nine comparisons the occurence was higher in the burned stand than in the adjacent unburned stand. In three of the nine comparisons I registered no difference between the burned and the mechanically scarified stand regarding occurence of Melampyrym spp. No statistically significant differences were revealed during the data analysis. My results thus suggests that prescribed burning did not affect the infection rate of resin top disease, neither did it affect the occurence of Melampyrum spp.