Kwarantannowy nicień węgorek sosnowiec (Bursaphelenchus xylophilus) nowym, groźnym szkodnikiem sosny i innych drzew iglastych w Europie

Transkrypt

1 Kwarantannowy nicień węgorek sosnowiec (Bursaphelenchus xylophilus) nowym, groźnym szkodnikiem sosny i innych drzew iglastych w Europie Opracowanie: prof. Marek Tomalak, Instytut Ochrony Roślin Państwowy Instytut Badawczy, ul. W. Węgorka 20, Poznań, M.Tomalak@iorpib.poznan.pl. Aktualny status szkodnika Węgorek sosnowiec [Bursaphelenchus xylophilus (Steiner et Buhrer, 1934) Nickle, 1970] znajduje się na liście organizmów kwarantannowych Zał. 2 (cz. A, dział 1) do Rozporządzenia Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 21 lutego 2008 r. Dziennik Ustaw 2008 nr 46. Nicień ten jest gatunkiem rodzimym dla Ameryki Północnej. W wyniku przypadkowego zawleczenia do Japonii, na początku XX wieku, stał się tam groźnym szkodnikiem, wywołującym dewastującą drzewostany chorobę więdnięcia sosny (Fot. 1). W krótkim czasie szkodnik ten zdołał rozszerzyć zasięg swojego występowania na inne kraje Azji (Korea, Taiwan, Chiny). W końcu lat 90. węgorek sosnowiec zadomowił się również w Europie. W 1999 roku stwierdzono dwa pierwsze ogniska występowania tego gatunku w Portugalii, a po dziesięciu latach, pomimo zorganizowanej akcji jego zwalczania pod nadzorem Komisji Europejskiej, szkodnik ten został wykryty w tym kraju już na ponad 50 nowych stanowiskach. W 2008 roku stwierdzono go również w Hiszpanii. Ze względu na przewagę w Europie drzewostanów iglastych, z dominującym udziałem najbardziej wrażliwych gatunków sosny: zwyczajnej (Pinus silvestris L.), czarnej (P. nigra Arn.) i nadmorskiej (P. pilaster Aiton), zagrożenie związane z możliwością dalszego Fot. 1. Sosny (Pinus sp.) zamierające w wyniku choroby więdnięcia sosny wywołanej przez węgorka sosnowca (Bursaphelenchus xylophilus), Japonia. Fot. Y. Takeuchi. rozprzestrzeniania się tego nicienia i jego zadomowienia się na nowych obszarach naszego kontynentu jest znaczne. Węgorek sosnowiec może być przenoszony w martwym drewnie. Wobec intensywnego, międzynarodowego handlu surowcem drzewnym i jego półproduktami, jak również wobec szerokiego wykorzystywania gorszych asortymentów drewna jako opakowań dla rozmaitych produktów, niezbędna stała się ścisła kontrola drzewostanów i przemieszczanego

2 w Europie drewna, regulowana nadrzędnymi przepisami Unii Europejskiej, jak również wewnętrznymi przepisami państw członkowskich oraz państw poza unijnych. Wywoływane szkody Zasiedlając żywe drzewa iglaste węgorek sosnowiec może spowodować całkowite ich zamieranie nawet w ciągu kilku miesięcy. Szczególnie w strefach klimatycznych o wysokich temperaturach miesięcy letnich (ponad 20 C) żerowanie węgorka sosnowca może prowadzić do osłabienia i zamierania całych drzewostanów. Tego typu uszkodzenia obserwowane są głównie na wrażliwych gatunkach sosny, lecz nicień ten może zasiedlać również inne gatunki drzew iglastych. Identyfikacja węgorka sosnowca Pozyskiwanie węgorka sosnowca z drewna Z pobranych i rozdrobnionych prób drewna nicienie ekstrahowane są przy wykorzystaniu prostej metody sitowej lub lejkowej Baermanna. Próby drewna umieszczane są na godzin na sicie nematologicznym o średnicy oczek ok. 0,2 mm, wyścielonym ręcznikiem papierowym. Sito montowane jest w lejku lub w płaskim naczyniu wypełnionym wodą. Na wylot lejka należy nałożyć gumową, lub plastikową rurkę z zaciskiem. Wychodzące z drewna nicienie przechodzą przez oczka sita i gromadzą się przy wylocie lejka lub na dnie naczynia. Analiza taksonomiczna węgorka sosnowca Głównym problemem związanym z identyfikacją węgorka sosnowca (Bursaphelenchus xylophilus) jest powszechność oraz masowa obecność w drewnie i korze zamierających drzew wielu różnych gatunków nicieni, w tym licznych należących do rodzaju Bursaphelenchus (Fot. 2). Wiele z nich to gatunki niepatogeniczne, lecz bardzo podobne morfologicznie do węgorka sosnowca. Dotychczas opisano ponad 80 takich gatunków. Wyniki badań prowadzonych w Instytucie Ochrony Roślin Państwowym Instytucie Badawczym, wskazują na to, że obecnie w Polsce występuje ponad 20 gatunków należących do rodzaju Bursaphelenchus. Węgorek sosnowiec należy do tzw. grupy xylophilus, gromadzącej dotychczas 13 gatunków o zbliżonych cechach morfologicznych, pozwa Fot. 2. Nicienie ekstrahowane z drewna zasiedlonego przez żerdziankę sosnówkę (różnorodność form i gatunków). lających łatwo je wyróżnić spośród pozostałych gatunków rodzaju Bursaphelenchus. Szczegółowa analiza taksonomiczna ekstrahowanych nicieni jest wielostopniowa i obejmuje mikroskopowe badania morfologiczne i morfometryczne, a w przypadku stwierdzenia obecności gatunków z grupy xylophilus, przeprowadzane są również badania molekularne. Główne cechy morfologiczne węgorka sosnowca przedstawiono na Ryc. 1. W praktyce analiza materiału obejmuje: A) wyróżnienie nicieni z rodzaju Bursaphelenchus spośród pozostałych rodzajów nicieni występujących w drewnie, B) wyróżnienie gatunków z grupy xylophilus spośród pozostałych gatunków z rodzaju Bursaphelenchus, C) wyróżnienie osobników gatunku Bursaphelenchus xylophilus spośród pozostałych gatunków z grupy xylophilus. Ad. A. Na tym etapie cechami wyróżniającymi są występujące równocześnie: aparat gębowy zaopatrzony w sztylet z niewielkimi zgrubieniami u podstawy, wargi oddzielone od reszty ciała przez wyraźne przewężenie, jajowaty kształt rozszerzenia gardzieli (bulbus), szczecinki kopulacyjne (spiculae) pozbawione wodzidła (gubernaculum), niewielka torebka kopulacyjna (bursa) na końcu ogona samca, pozycja otworu płciowego samicy (vulva) w miejscu stanowiącym ok. 0,75 długości ciała licząc od przedniej krawędzi ciała (V = ok. 75%).

3 Samiec Samica Ryc. 1. Główne cechy morfologiczne wykorzystywane do identyfikacji rodzaju Bursaphelenchus (A), grupy xylophilus (B) i gatunku B. xylophilus (C) na tle pozostałych nicieni zasiedlających drewno. Ad. B. W rodzaju Bursaphelenchus, przedstawiciele grupy xylophilus charakteryzują się: dużymi (20 40 µm) szczecinkami kopulacyjnymi samca o charakterystycznym łódkowatym kształcie, charakterystycznym rozmieszczeniem 7 brodawek ogonowych u samca, obecnością wyraźnie wydłużonej przedniej wargi otworu płciowego samicy, przykrywającej otwór płciowy, obecnością 4 bruzd na polach bocznych ciała. Ad. C. Gatunek Bursaphelenchus xylophilus prezentuje wszystkie wymienione wyżej i przedstawione na Ryc. 1 cechy morfologiczne. Długość dorosłych osobników węgorka sosnowca waha się w granicach µm. Ze względu na częściowe nakładanie się zakresów zmienności cech morfologicznych niektórych gatunków z grupy xylophilus, dla jednoznacznej identyfikacji B.xylophilus wyniki badań morfologicznych muszą zostać uzupełnione wynikami badań molekularnych DNA z zastosowaniem standardowych metod ITS-RFLP lub PCR ze specyficznymi starterami Biologia węgorka sosnowca Biologia węgorka sosnowca jest ściśle związana z niektórymi owadami żerującymi na drzewach iglastych, przede wszystkim z chrząszczami z rodziny kózkowatych, z rodzaju żerdzianka (Monochamus spp. Megerle in Dejean 1821). Jedynym, potwierdzonym dotychczas w Europie gatunkiem przenoszącym węgorka sosnowca jest żerdzianka sosnówka [M. galloprovincialis (Olivier, 1795)] gatunek występujący powszechnie również w Polsce (Fot. 3). Rozwój węgorka sosnowca składa się z dwóch faz: pierwsza z nich pasożytnicza rozpoczyna się w momencie przepoczwarczania owada w porażonym nicieniami drewnie. Owad zostaje zasiedlony przez stadia młodociane nicienia, które wnikają pod pokrywy i do tchawek młodych chrząszczy (Fot. 4). Podczas żerowania dojrzewającego lub uzupełniającego owada-wektora w koronach żywych drzew, część nicieni opuszcza ciało wektora i zasiedla wygryzione przez niego rany w korze gałęzi (Fot. 5). Stamtąd nicienie przedostają się do drewna, gdzie dorastają i gdy staną się zdolne do rozrodu, intensywnie rozmnażają się. Gromadzą się głównie w kanałach

4 Fot. 3. Chrząszcz żerdzianki sosnówki (Monochamus galloprovincialis) jedyny potwierdzony dotychczas wektor węgorka sosnowca w Europie. żywicznych drzewa, gdzie aktywnie żerują na komórkach wyściółki kanałów, co powoduje ich zamieranie. Pierwszymi symptomami rozpoczętego procesu chorobowego drzew opanowanych przez węgorka sosnowca są osłabienie i całkowity zanik produkcji żywicy. Od tego momentu choroba więdnięcia sosny rozwija się bardzo szybko, wywołując symptomy typowe dla chorób naczyniowych. Do najważniejszych z nich należy żółknięcie i zamieranie (brązowienie) igieł, które pozostają na pędach. Szybko następuje zamieranie poszczególnych konarów i w końcu całego drzewa. Na tym etapie populacja nicieni przechodzi w drugą, fazę rozwoju mikofagiczną. Nicienie odżywiają się strzępkami grzybów rozwijających się w martwym drewnie (Fot. 6). W tym czasie zamierające drzewo staje się bardzo atrakcyjnym środowiskiem dla składających jaja samic żerdzianki i rozwoju nowego pokolenia chrząszczy (Fot. 7 i 8). Fot. 4. Tchawki chrząszcza żerdzianki sosnówki (Monochamus galloprovincialis) wypełnione stadiami młodocianymi węgorka sosnowca (Bursaphelenchus xylophilus). Fot. 6. Żerowanie węgorka sosnowca (Bursaphelenchus xylophilus) na strzępkach grzybów zasiedlających martwe drewno mikofyagiczna faza rozwoju populacji. Fot. 5. Żerowanie dojrzewające / uzupełniające chrząszcza żerdzianki sosnówki (Monochamus galloprovincialis) na gałęziach żywej sosny (Pinus sp.) moment przenikania nicieni z wektora do drewna Fot. 7. Martwa sosna opanowana przez żerdziankę sosnówkę (Monochamus galloprovincialis).

5 Główne zagrożenia wynikające z pojawienia się szkodnika Zagrożenia bezpośrednie è szybkie zamieranie drzew, a nawet całych drzewostanów (głównie sosny, lecz również innych gatunków iglastych), è obniżenie wartości drewna. Fot. 8. Drewno sosny (Pinus sp.) opanowane przez żerdziankę sosnówkę (Monochamus galloprovincialis). Widoczne na pniu trociny wysypujące się z chodników larwalnych owada. Zagrożenia pośrednie è stwarzanie warunków dla masowego rozwoju szkodników wtórnych w osłabionych drzewostanach, è konieczność przebudowy składu drzewostanów, è konieczność spełnienia wielu kosztownych wymogów przepisów kwarantannowych (Bursaphelenhus xylophilus znajduje się na liście szkodników kwarantannowych), è osłabienie wizerunku bezpiecznego eksportera drewna. W czasie rozwoju larwalnego żerdzianek, w drewnie następuje dalszy, masowy, rozwój mikofagicznych nicieni od kilku do kilkunastu pokoleń. W jego ostatniej fazie larwy węgorka gromadzą się wokół kolebek poczwarkowych i stopniowo przenikają do tchawek przeobrażających się chrząszczy. Po ich wylocie przenoszone są na nowe drzewa, gdzie rozpoczynają kolejną, pasożytniczą (korony żywych drzew) i mikofagiczną (drzewa martwe) fazę swojego rozwoju (Fot. 9). Fot. 9. Drewno sosny (Pinus sp.) opanowane przez żerdziankę sosnówkę (Monochamus galloprovincialis). Widoczne przebarwienia obszarów zasiedlonych przez grzyby powodujące siniznę i żerujące na nich nicienie Zwalczanie choroby więdnięcia sosny Bezpośrednie zwalczanie węgorka sosnowca praktycznie nie jest wykonalne w drzewostanach. W wyjątkowych sytuacjach, w Japonii stosowano systemiczne nematocydy. Były to zabiegi prewencyjne, w stosunku do pojedynczych, najcenniejszych drzew np. w historycznych parkach. Ważne jest wczesne usuwanie drzew opanowanych przez szkodnika, co pozwala ograniczyć dalsze jego rozprzestrzenianie się wraz z wylatującymi chrząszczami żerdzianek. Spośród zabiegów rekomendowanych przez EPPO European and Mediterranean Plant Protection Organization (Europejska Organizacja Ochrony Roślin) do zabezpieczania transportowanego drewna najważniejsza jest, wykonywana w specjalnych komorach, termiczna dezynfekcja drewna. Aby wyeliminować szkodnika niezbędne jest utrzymanie we wnętrzu kłody (rdzeń) temperatury 56 C przez minimum 30 min. Prowadzone są również prace nad udoskonaleniem metod dezynfekcji chemicznej. Po oficjalnym wycofaniu ze stosowania bromku metylu, w Europie nadal nie zostały zakończone poszukiwania związków alternatywnych, mogących zapewnić pełną skuteczność zabiegów. Obecnie, najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest ograniczanie populacji owadów wektorów nicieni poprzez usuwanie potencjalnych miejsc lęgowych żerdzianek, a w przypadku ich masowego

6 wystąpienia, stosowanie zabiegów chemicznych lub biologicznych. Najważniejsze są jednak działania profilaktyczne polegające na utrzymywaniu odpowiedniej higieny w drzewostanach, tj. usuwaniu drzew osłabionych, zamierających i martwych oraz pozyskanie i wywóz drewna poza okresem lotu chrząszczy wektorów. Takie podejście może jednak kolidować z wymaganiami aktualnej Instrukcji Ochrony Lasu, gdzie ochrona różnorodności biolo - gicznej w praktyce leśnej obejmuje pozostawianie w lesie określonej masy martwych drzew lub ich fragmentów do biologicznego rozkładu. Może to stwarzać idealne warunki do masowego rozwoju żerdzianki sosnówki, która szczególnie chętnie składa jaja w korowinę czubów sosnowych pozostawionych w lesie po zrębie. W międzynarodowym handlu drewnem i handlu wykorzystującym opakowania drewniane szczególnego znaczenia nabrało rzetelne przestrzeganie przepisów kwarantannowych i innych, odnoszących się do prawidłowego znakowania partii drewna, palet, etc. Aktualne przepisy kwarantannowe Aktualne przepisy europejskie (Dyrektywa UE, Decyzje Komisji Europejskiej, EPPO, FAO) wprowadzają szereg uregulowań prawnych, stwarzających warunki do wczesnego wykrywania i zapobiegania dalszemu rozprzestrzenianiu się węgorka sosnowca oraz jego wektorów. Przepisy te obejmują: è obowiązkowe lustracje drzewostanów, okolic zakładów przetwórstwa drzewnego, składnic drewna i stacji przeładunkowych, è inspekcję transportów drewna analiza drewna z korą i okorowanego pod kątem obecności żerdzianek będących wektorami węgorka sosnowca, ich żerowisk oraz obecności nicieni, è badanie prawidłowości oznakowań opakowań drewnianych i palet wg norm FAO (ISPM nr 15). Jednakże, do tej pory ścisłymi przepisami nie zostało objęte drewno sztauerskie (drewno służące do podpierania i zabezpieczania towarów w czasie transportu) stwarzające potencjalnie ogromne zagrożenie związane z trudnościami w identyfikacji gatunku użytego drewna, wykorzystaniem gorszych jego sortymentów, oraz ciągłym krążeniem po całym świecie wraz z zabezpieczanymi towarami. Podsumowanie dotychczasowe badania naukowe i urzędowe kontrole prowadzone przez Państwową Inspekcję Ochrony Roślin i Nasiennictwa nie wykazały obecności kwarantannowego nicienia węgorka sosnowca (Bursaphelenchus xylophilus) na terenie Polski, jednakże, ze względu na dostępność gatunków drzew na których mogą żerować owady będące wektorami nicienia oraz odpowiednie warunki klimatyczne, drzewostany nasze stwarzają korzystne warunki dla rozwoju populacji węgorka sosnowca, średnia temperatura w najcieplejszych okresach (19 20 C) odnotowywana dotychczas w naszym kraju jest zbyt niska, aby węgorek sosnowiec mógł wywoływać istotne symptomy chorobowe i prowadzić do masowego zamierania drzew iglastych na terenie Polski, przepisy obowiązujące w UE nie rozróżniają obecności od patogeniczności szkodników kwarantannowych i wszystkie kraje mają obowiązek monitorowania potencjalnych pojawów szkodników kwarantannowych oraz zapobiegania ich rozprzestrzeniania, niezbędna jest ścisła realizacja prewencyjnych działań fitosanitarnych, uniemożliwiających dalsze rozprzestrzenianie się Bursaphelenchus xylophilus w Europie i jego zadomowienie w Polsce