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Comparative studies on the fine root status of healthy and declining spruce and beech trees in the Bavarian Alps and occurrence of Phytophthora and Pythium species

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Abstract:

Investigations on root and crown status of spruce and beech were carried out on selected trees in the ‘Werdenfelser Land’ area (Bavarian Alps, Southern Germany). In addition, the association of fine root pathogens of the genera and with the trees’ rhizosphere was studied. In a variety of stands representing various site conditions, soil and root samples were taken from 12 spruce () pairs and eight beech () pairs. Each pair consisted of a healthy and a declining tree as indicated by crown transparency. The root status was characterized using a set of parameters, and correlations between crown and fine root status were observed. In spruce, most parameters decreased significantly with increasing crown transparency, whereas in beech, correlations were less pronounced. The total number of lateral roots per cm small root (diameter 2–5 mm) was significantly lower in both species for declining trees compared to healthy trees. spp. were isolated from 15 of 24 soil samples taken from under spruce, and from eight of 16 samples from under beech. was found in two beech stands only. Among the isolated species, , and were identified according to morphological features. After polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism analysis, residual isolates were assigned to four different groups. No crown transparency-dependent differences in isolation frequency were found. In soil infestation tests, all species tested caused root damage on both young spruce and beech plants, with being the most aggressive pathogen. Additionally, -infected beeches showed severe leaf chloroses and necroses. Due to their low isolation frequency, spp. are not considered to play a major role in the decline of spruce and beech in the investigated area. spp., however, were isolated frequently, showed pathogenicity towards the fine roots of spruce and beech, and are therefore considered to be at least contributing factors in the decline of Bavarian mountain forests.

French
Étude comparée de l’état des racines fines d’épicéas et de hêtres, sains ou dépérissants, dans les Alpes bavaroises, et présence d’espèces de Phytophthora et de Pythium

Les travaux sur l’état des racines et du houppier de l’épicéa et du hêtre dans les Alpes bavaroises ont été réalisés dans la région ‘Werdenfelser Land’ (sud de l’Allemagne). Les parasites racinaires des genres Phytophthora et Pythium associés à la rhizosphère des arbres ont également étéétudiés. Dans un certain nombre de peuplements en conditions variées, des échantillons de sol et de racines ont été prélevés sur 12 couples d’épicéas et 8 couples de hêtres. Chaque couple comprenait un arbre sain et un arbre dépérissant, évalués d’après la transparence du houppier. L’état racinaire a été caractérisé en utilisant un ensemble de paramètres, et des corrélations entre l’état des racines et celui du houppier ont été obtenues. Chez l’épicéa, la plupart des paramètres diminuaient significativement quand la transparence augmentait; chez le hêtre, les corrélations étaient moins nettes. Le nombre total de racines latérales par cm de petite racine (diamètre 2–5 mm) était significativement plus faible chez les arbres dépérissants des deux espèces, que chez les arbres sains. Des Pythium spp. ont été isolés chez 15 échantillons de sol parmi les 24 prélevés sous épicéa, et chez 8 sur 16 dans le cas du hêtre. Phytophthora citricola n’a été trouvé que dans deux hêtraies. Parmi les espèces isolées, Pythium anandrum, P. inflatum et P. acrogynum ont été identifiés morphologiquement. Après analyse PCR-RFLP, les autres isolats de Pythium ont été répartis entre 4 groupes différents. Aucune différence liée à la transparence n’a été trouvée pour la fréquence d’isolement. Dans des tests d’infection par le sol, toutes les espèces testées causaient des dégâts racinaires à l’épicéa et au hêtre, P. citricolaétant le plus agressif. Les hêtres infectés par Pythium ont présenté d’importantes chloroses et nécroses foliaires. A cause de leur faible taux d’isolement, on considère que les Phytophthora spp. ne jouent pas un rôle majeur dans le dépérissement de l’épicéa et du hêtre, dans la zone étudiée. Cependant, les Pythium spp. ayant été isolés fréquemment et s’étant montrés parasites vis-à-vis les racines fines de l’épicéa et du hêtre, ils doivent être considérés au moins comme des facteurs qui contribuent au dépérissement dans les forêts de montagne de la Bavière.

Document Type: Research Article

Affiliations: Forest Botany, Section Phytopathology, Technische Universität München, Am Hochanger 13, D-85354 Freising, Germany; Email:, Email: Osswald@bot.forst.tu-muenchen.de

Publication date: October 1, 2001

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