The efficacy and potential risks of controlling sprouting in Finnish birches (Betula spp.) with the fungal decomposer Chondrostereum purpureum

Sprouting of fast-growing broad-leaved trees causes problems in young coniferous stands, under power transmission lines and along roads and railways. Public opinion and the Finnish Forest Certification System oppose the use of chemical herbicides to control sprouting, which means that most areas with problems rely on mechanical cutting. However, cutting is a poor control method for many broad-leaved species because the removal of leaders can stimulate the sprouting of side branches and cut stumps quickly re-sprout. In order to be effective, cutting must be carried out frequently but each cut increases the costs, making this control method increasingly difficult and expensive once begun. As such, alternative methods for sprout control that are both effective and environmentally sound represent a continuing challenge to managers and research biologists. Using biological control agents to prevent sprouting has been given serious consideration recently. Dutch and Canadian researchers have demonstrated the potential of the white-rot fungus Chondrostereum purpureum (Pers. ex Fr.) Pouzar as a control agent of stump sprouting in many hardwoods. These findings have focused the attention of the Finnish forestry community on the utilization of C. purpureum for biocontrol purposes. Primarily, this study sought determines the efficacy of native C. purpureum as an inhibitor of birch stump sprouting in Finland and to clarify its mode of action. Additionally, genotypic variation in Finnish C. purpureum was examined and the environmental risks posed by a biocontrol program using this fungus were assessed. Experimental results of the study demonstrated that C. purpureum clearly affects the sprouting of birch: both the frequency of living stumps and the number of living sprouts per stump were effectively reduced by the treatment. However, the treatment had no effect on the maximum height of new sprouts. There were clear differences among fungal isolates in preventing sprouting and those that possessed high oxidative activities as measured in the laboratory inhibited sprouting most efficiently in the field. The most effective treatment time during the growing season was in early and mid summer (May July). Genetic diversity in Nordic and Baltic populations of C. purpureum was found to be high at the regional scale but locally homogeneous. This natural distribution of diversity means that using local genotypes in biocontrol programs would effectively prevent the introduction of novel genes or genotypes. While a biocontrol program using local strains of C. purpureum would be environmentally neutral, pruned birches that are close to the treatment site would have a high susceptibility to infect by the fungus during the early spring.

Lehtipuiden nopea kasvu ja vesominen ovat ongelmana monilla kohteilla, kuten havupuutaimikoissa, voimajohtojen alla ja tienvarsilla. Tehokkaita kemiallisia vesakontorjunta-aineita käytettiin runsaasti vielä 1980-luvulla, mutta niiden käytöstä on lähes kokonaan luovuttu haitallisten ympäristövaikutusten vuoksi. Nykyään vallitseva vesakontorjuntamenetelmä on mekaaninen vesakontorjunta raivaussahan tai -koneiden avulla. Ongelmana on, että lehtipuut kasvattavat nopeasti uusia vesoja katkaistujen tilalle ja raivaus joudutaan suorittamaan uudelleen muutaman vuoden välein. Niinpä uusien tehokkaampien ja ympäristölle ystävällisten vesakontorjuntamenetelmien kehittäminen on tulevaisuuden haaste. Biologisen vesakontorjunnan mahdollisuuksia on tutkittu 1980-luvulta lähtien mm. Hollannissa ja Kanadassa. Biologiseen vesakontorjuntaan on käytetty purppuranahakka (Chondrostereum purpureum) -nimistä lahottajasientä, jonka rihmastoa on ruiskutettu vastakatkaistuille kantopinnoille. Sienen on todettu olevan varteenotettava vaihtoehto eri lehtipuulajien vesakontorjunnassa ja sen hyödyntämisestä on kiinnostuttu viime vuosina myös Suomessa. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, soveltuuko purppuranahakka koivun biologiseen vesakontorjuntaan Suomen olosuhteissa ja tutkia sienen vaikutusmekanismeja vesomisen estäjänä kannossa. Lisäksi selvitettiin menetelmän käytöstä mahdollisesti aiheutuvia ympäristövaikutuksia. Tulokset osoittivat, että purppuranahakkakäsittely vähensi selvästi koivun vesomista: sekä kuolleiden kantojen määrä että elävien vesojen määrä per kanto väheni käsittelyn seurauksena. Käsittelyllä ei kuitenkaan ollut vaikutusta elävien vesojen pituuskasvuun. Eri sieniyksilöiden välillä oli selviä eroja tehokkuudessa estää vesojen muodostumista: sieniyksilöt, jotka tuottivat paljon ligninolyyttisiä entsyymejä, näyttivät estävän vesojen muodostumista tehokkaimmin. Käsittelyajankohdalla oli vaikutusta purppuranahakkakäsittelyn tehoon: tehokkain aika suorittaa käsittely oli touko-heinäkuussa. Pohjoismaisten ja baltialaisten purppuranahakkapopulaatioiden geneettisen monimuotoisuuden sisäinen vaihtelu oli suurta, mutta alueellisia eroja ei havaittu. Näin ollen mitä tahansa paikallista purppuranahakkakantaa voidaan käyttää vesakontorjunnassa ilman riskiä, että siirrettäisiin harvinaisia perimätyyppejä uusille alueille. Tulokset kuitenkin osoittivat, että käsitellyn alueen läheisyydessä karsituilla koivuilla voi olla suurentunut riski saada purppuranahakkatartunta keväällä. Näin ollen koivujen karsimista käsitellyn alueen läheisyydessä tulisi välttää keväällä muutama vuosi käsittelyn jälkeen.