A. B. Eriksen og A. Vollsnes, Institutt for biovitenskap, UiO
Voksne gransnutebiller gnager av barken på småplanter av bartrær. Næringsgnaging på plantene i de to første årene etter utplanting. Småplantene skades når barken gnages av. Kraftig gnaging inntil veden kan skade småplantene så de dør. Foto: Claes Hellqvist, SLU 2
Skogsdrift gir optimale forhold for gransnutebillen: Voksne snutebiller legger egg i røttene til stubber på ferske hogstfelt. Stubbene er en stabil næringsressurs; gode forhold for snutebillelarvene. Gransnutebiller er langdistanse flyver med meget god luktesans. Lokalisere lett nye åpne hogstflater. Småplanter av bartrær har tynn bark som gir dårlig billeforsvar. Småplanter av gran er smågodt for gransnutebillene! A.B.Eriksen, UiO
Gransnutebiller er et av de viktigste skadeinsektene i skogen i Norge Ingen mottiltak; opptil 100 % dødelighet for småplantene I Europa består 45 % det totale produktive skogarealet av gran og furu. Årlig plantes det ut 1010 millioner småplanter av gran og furu i Europa. Snutebilleskader gir store årlige økonomiske tap: Private skogeiere i Europa:140 Mill EUR i EU-27 4
Redusere bruken av insekticider. En ny metode som utelukker bruk av insekticider. o o o Sertifiserings standarder (e.g. FSC) Nasjonale regelverk EU-regelverk Ønske om en effektiv beskyttelsesmetode, som hverken er skadelig for miljøet eller de menneskene som håndterer plantene. Redusere det økonomisk tapet i skogbruket som skyldes snutebilleskader på nyplantinger av gran og furu. 5
Voks mot snutebille en gammel ide 1990: Norsk Hydro AS, Norge og Sjögränd Plantskola, Bergvik Skog, Sverige: Vokstyper og voksingsmaskin. 2000: Jarl Pettersen, Norsk Wax fortsatte voksutviklingen bl.a. sammen med A. B. Eriksen,UiO: Vokstyper, egenskaper og virkning på planter Foto: A.B.Eriksen, Fytotronen,UiO 6
Forsøk utført i Fytotronen, UiO. Fytotronen gir mulighet for å reprodusere forsøksbetingelsene og «lage» en rekke klimascenarier som vokstyper og planter kunne testes i. Bildet viser testing av en voksblanding granplanten ikke tålte. Foto: A.B. Eriksen, Fytotronen, UiO 7
«Development of a cost-effective and sustainable insecticide free plant protection method, eliminating widespread catastrophic damage in the forestry caused by the pine weevil Hylobius abietis» Prosjektstart i oktober 2012
Forestry Norges Skogeierforbund no Skogsägarna Mellanskog se Eesti Erametsaliit ee Latvijas Meza Ipasnieku Biedriba lv Confederation Europeenne des Proprietaires Forestiers ASBL eu RTD-performers Teknologisk Institutt AS no Labor S.R.L. it Universitetet i Oslo no Sveriges Lantbruksuniversitet se End users Norsk Wax AS no Electrozeta Snc it Verdera OY fi Fin Forelia OY fi Bergvik Skog Plantor AB se Plantex AS ee 9
1. Utvikle en kostnadseffektive beskyttelsesmetode for småplanter av gran og furu, som har lang virkningstid og er uten insekticider. 2. Redusere de omfattende skadene som gransnutebiller (Hylobius abietis) påfører store skogarealer i Norge og globalt. Photo: Stina Hellqvist 10 Foto: A. B. Eriksen, Fytotronen, UiO
Øke kunnskapen om planter voks snutebille relasjoner. Hvordan påvirker voksingen småplantene av gran? Hvordan påvirker voksen gransnutebillenes næringsgnaging i småplantenes bark? Hvor mye voks må legges på plantene for å gi beskyttelse 2 år? Hvilken vokshøyde og vokstykkelse er effektiv? 11
1. Planteveksten skal ikke påvirkes negativt. 2. Vokslaget skal være plastisk og skal kunne strekkes i takt med stammens tykkelsesvekst. 3. Vokslaget skal beskytte småplantene mot angrep fra gransnutebiller i to vekstsesonger. 12
Forsøkene er designet med stor variasjon i høyden og tykkelsen av voksen som appliseres på småplantene. Dette for å avdekke grenseverdier for: hva kan plantene tolerere: o Vokshøyden; 0-100 % av plantehøyden. o Tykkelse på voksen; tynt vokslag og opp til 200% økning i tykkelse. hva kan voksen tåle (plastisk deformering eller sprekkdannelse) o Strekking når stammediameteren øker. o Hvor lenge sitter voksen på stengelen? (To år eller lengre) 13
Behandlingene: 3 plante størrelser: små (20 cm), medium (25 cm), store (28 cm) 3 voks tykkelser: 1 lag, 2 lag og 3 lag 6 voks høyder: 10, 15 and 20 cm og 30, 40 and 50 % av plantehøyden 3 størrelser x 3 tykkelser x 6 høyder = 54 voks behandlinger 3 størrelser av ubehandlete planter = 3 kontroller 57 behandlinger totalt; 10 gjentak; 570 planter totalt 14
Forsøket startet i desember 2012. Foto: A. Vollsnes,UiO Det ble avsluttet i mars 2013 15
Virkning av 0, 1, 2 eller 3 lag av høyeste voksnivå (20 cm) på planter av tre størrelser Små planter Middels store planter Store planter De samme plantene står ovenfor hverandre. Foto: A. Vollsnes, UiO 16
Plant height (cm) Plant height (cm) Plant height at start Plant height at harvest 80 70 60 50 40 30 20 10 0 22,9 27,6 17,1 Small Medium Large Plant size 80 70 60 50 40 30 20 10 0 70,5 55,0 57,8 Small Medium Large Plant size Plante høyden øker med 35-45 cm (150-220 % ). Kan sammenliknes med 3 års vekstsesong Gjennomsnittlig høydevekst er 25 cm etter de to første feltsesongene i Sør-Norge. 17
Top shoot length (cm) 9 planter døde (1,3 %) i løpet av det 4 måneders lange forsøket. 8 av de 9 døde plantene hadde ekstrem voksdekning: 3 lag voks over hele den overjordisk delen. 10 cm vokshøyde på stammen hadde ingen signifikant virkning på høydeveksten etter fire måneders vekst. Mange vokslag reduserte veksten med mindre enn 10 % 20 cm vokshøyde reduserte planteveksten; 20 % for store planter 62 % for små planter 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Effect of height of wax layer and plant size on top shoot length Small Medium Large 18 cm 23 cm 28 cm No wax 10 cm 15 cm 20 cm 18 From the University of Oslo
Plant height increase after 4 months (cm) Plant height increase after 4 months (cm) Plant height increase after 4 months (cm) Små planter ved start (18 cm) Middels store planter (23 cm) Store planter ved start (28 cm) 50 40 30 50 40 30 50 40 30 20 1 Layer 20 20 10 2 Layers 10 10 0 3 Layers 0 50 100 Percent coverage of the stem with wax (%) 0 0 50 100 Percent coverage of the stem with wax (%) 0 0 50 100 Percent coverage of the stem with wax (%) Maksimum 65% voksdekning av stammen i små and medium-store planter. Vekst reduksjon mindre enn 10%. 85-100 % voksdekning av stammen, vekst reduksjon avhengig av høyde og tykkelse på voksen. Høyeste voksdekning av stammen på 73% for store planter. Ingen signifikant vekst reduksjon. 19
Stem diameter (mm) Stem diameter (mm) 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Stem diameter at start 2,1 2,4 2,9 Small Medium Large Plant size 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Stem diameter at harvest 7,0 7,3 8,5 Small Medium Large Plant size 190-230 % økning av stengel diameter og omkrets Økningen i stengeltykkelsen tester hva de forskjellige voksbehandlingene kan bli utsatt for i løpet av en 2 til 3 års vekstperiode. 20
Number of plants En ikke fleksibel og plastisk vokstype : sannsynligvis vil 2/3 av stammen ikke være dekket av voksen etter dobling av stammetykkelsen. Mange av plantene med to til tre lag voks hadde mindre enn 5 sprekker og største delen var fremdeles godt dekket med voks. 9 Cracks in the wax after 3 months 6 >10 6 to 10 3 1 to 5 No cracks 0 1 layer 2 layers 3 layers Wax layers on the stem 3 lag voks Foto: A. Vollsnes, UiO 21
Samme voks behandling og plantestørrelser Forsøkstid: fem uker Utført på småplanter fra felt i desember 2012, småplanter fra fryselager i mars 2013 og mai 2013 Rot indeks 5: >31 nye røtter Rot indeks 4: 11-30 nye røtter Rot indeks 3: 6-10 nye røtter Rot indeks 2: 1-5 nye røtter Foto: A.Vollsnes, UiO
Root index Root index 6 5 4 Rot indeks 6 5 4 Rot indeks 3 2 1 0 No wax 10 cm 15 cm 20 cm No wax 10 cm 15 cm 20 cm No wax 10 cm 15 cm 20 cm (18 cm) (8 cm) (3 cm) (0 cm) (23 cm) (13 cm) (12 cm) (3 cm) (28 cm) (18 cm) (13 cm) (8 cm) Small Medium Large Planter fra felt i desember 2012 Rot indeks verdien sank når vokshøyden på planten økte Bar-massen som gir næring til rotvekst er dekket av voks 8 cm eller mer av skuddet over voksen, ga rot indeks verdier på 4 til 5, god rotvekst og plantevitalitet 3 2 1 0 20 cm 15 cm 20 cm 20 cm 10 cm 15 cm 15 cm 10 cm 10 cm No waxno waxno wax (0 cm) (3 cm) (3 cm) (8 cm) (8 cm) (12 cm) (13 cm) (13 cm) (18 cm) (18 cm) (23 cm) (28 cm) Small Small Medium Large Small Medium Large Medium Large Small Medium Large
Root index Root index Root index 6 5 4 3 2 1 0 Effekt av vokstykkelse på rot indeks 0-3 cm 4-7 cm 8-11 cm 12-15 cm 16-19 cm >19 cm Plant height above wax cover (cm) no wax 1 layer 2 layers 3 layers Rot indeksen ble ikke påvirket av voksens tykkelse Planter med samme høyde på barmasse over voksen, ga den samme rot indeks verdien uavhengig av antall vokslag. Rot indeks verdien var den samme uavhengig av tiden på fryselager. 6 5 4 3 2 1 0 Height above wax Wax height 6 5 4 3 2 1 0 Height above wax Wax height Rot indeks etter tre måneder i fryselager 8 cm 13 cm 23 cm 15 cm 10 cm No wax Root indeks etter fem måneder på fryselager 7 cm 12 cm 22 cm 15 cm 10 cm No wax
Voksen har en temperatur på 80 C, når den legges på stammen. Rask nedkjøling (kaldt vann), beskytter det levende vevet i stamme mot skader. Hva skjer når varm voks legges på stammen uten kjøling? De første fem ukene viste kjølte og ikke kjølte planter samme vitalitet og vekst. Etter ni uker negative symptomer og døde planter. Kjøling er viktig ved voksing av planter. Antall døde og dårlige planter fra 7 til 22 uker. (15 replikater i forsøket). Dead plants, 7 weeks Unfit plants, 9 weeks Dead plants, 9 weeks Dead plants, 12 weeks Dead plants, 22 weeks Control No wax 0 0 0 0 0 With cooling 10 cm wax 1 layer 0 0 0 0 0 With cooling 10 cm wax 2 layers 0 0 0 0 0 With cooling 15 cm wax 1 layer 0 0 0 0 1 With cooling 15 cm wax 2 layers 0 5 3 4 4 Without cooling 15 cm wax 1 layer 0 4 4 4 4 Without cooling 15 cm wax 2 layers 0 10 7 10 10
Ramneheia, 263 moh Farsund kommune Feltforsøk med ettårige pluggplanter av gran (Picea abies), proveniens Cv1 fra Reiersøl Planteskole A/S, Aust Agder. Plantene ble satt ut i feltet den 13. juni 2013.
Behandling: 2 plantestørrelser; små 23 cm, store 28 cm, 2 vokshøyde: 10 og 15 cm, 2 vokstykkelse: 1 og 2 lag voks Kontroll planter uten behandling 6 blokker Plantene ble evaluert den 29. juli 2013 og den 14. oktober 2013 Høyden av planten og toppskuddet målt. Næringsgnag og sprekker i voksen registrert og målt. Plante med to lag voks, 15 cm høy (29. juli 13) Foto: A. B. Eriksen 27
Planter med gnag, % 29. juli 2013 Juli evaluering : 80 % av kontroll plantene hadde snutebillegnag. Voksbehandlingene beskyttet plantene. Plante med snutebiller Foto: A.B. Eriksen, UiO 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 kontroll 10 cm voks, 1 lag 14. oktober 2013 10 cm voks 2 lag 15 cm voks, 1 lag 15 cm voks, 2 lag Oktober evaluering: sterkt snutebilletrykk. 20 % av kontroll plantene er døde og 90% har gnag. To lag voks og 15 cm vokshøyde har gitt best beskyttelse det første året. 28
29. JULI 2013, antall planter med sprekker i voksen Sprekker i voksen Voks, et lag Voks, to lag % planter 12 0 14. OKTOBER 2013, antall planter med sprekker i voksen Sprekker i voksen Voks, et lag Voks, to lag % planter 52 15 God korrelasjon mellom reduserte snutebille angrep og en god voks beskyttelse på den nedre delen av stengelen. Småplante med et voks lag og ingen snutebille gnag Foto: A.B. Eriksen, UiO 29
I laboratorietestene ved SLU ble gransnutebiller satt i gjennomsiktige sylindere sammen med voksete småplanter av gran Plantematerialet og voksbehandlinger som i vekstforsøkene ved UiO I en sylinder: 4 sultne biller og en plante Testen varer i 4 dager (10 gjentak), deretter i 11 dager (5 gjentak). Forsøksansvarlige Prof. Göran Nordlander og forsker Petter Öhrn Fire snutebiller og en granplante plassert sammen i ensylindre. Foto: A.B.Eriksen, UiO 30
31
Wax thickness (mm) Diameter without wax (mm) 1,6 3,5 1,4 1,2 3,0 2,5 2.8 3.1 1,0 0,8 1,0 1,3 2,0 1,5 2.2 0,6 0,4 0,2 0,6 1,0 0,5 0,0 1 (n =17) 2 (n = 20) 3 (n =20) Number of layers of wax Vokstykkelse (snitt ± SE) i forhold til antall lag voks. 0,0 Small (n = 7) Medium (n =10) Large (n = 13) Seedling size Diameteren (snitt ± SE) av stengelen under voksdekket for små, medium og store planter. 32
Attacked seedlings (%) 100 91.1 66.7 80 55.6 60 40 28.9 26.7 18.1 20 3.9 1.1 9.4 2.8 5.6 12.2 0 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Antall lag voks 2 dager 4 dager 7 dager 11 dager 33
Girdled seedlings (%) 60 53.3 50 40 29.2 30 20 15.0 11.1 10 0 3.3 0.0 1.1 0.6 0.6 1.4 1.4 4.4 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Antall lag voks 2 dager 4 dager 7 dager 11 dager Forsøkperiode 34
Mean loss, mg wa/stick Voksblokker (20 x 100 x 10 mm) gravd ned i jord (60-70 % vanninnhold) ved to temperaturer 20 C og 8 C. Voksblokkene ble veid regelmessig. Vekttap er et mål for voks-nedbrytning. A. B. Stereoscopic zoom microscope bilder (7,5x forstørrelse) av overflaten på voksblokken etter 51 dagers nedgraving. A. Voks dekket med varm jord (20 o C). B. Voks dekket med kald jord (8 o C). 70 60 50 40 30 20 10 0 Vokstap, mg Loss of wax, mg; 58,3 8⁰C 20⁰C 8⁰C 20⁰C 8⁰C 20⁰C 51 days 76 days 91 days
Vil den voksen som faller av småplantene av gran være farlig for organismer i skogsjorden? Testforsøk med skogsjords-spretthaler (Collembole). Denne arten er vanlig i skogsjord. Forsøkene utføres ved 15 og 20 o C. Store mengder oppmalt voks blir blandet inn i jord. Jorden er oppholdsmedium og mat for spretthalene. Forsøkene varer lengre enn en generasjonstid. Graden av overlevelse og repoduktions-suksess er et mål for positiv, negativ eller toksisk virkning av voksen på spretthalene. Første forsøk viste ingen negative tegn hos spretthalene. (Samarbeid med Prof. H. P. Leinaas, IBV, UiO) Folsomia quadrioculata < 2 mm lang
Gransnutebillenes skader på småplantene av gran kan gi store økonomiske tap og øker omkostningene ved foryngelsesplanting sterkt. Dagens beskyttelsesmetoder er ikke effektive nok og bruk av insekticider er sterkt omdiskutert, regulert og i en del land ikke tillatt. Voksing er et mulig beskyttelsestiltak, som er miljøvennlig. Ny teknologi må utvikles for å få en effektiv applisering av voksen på plantene. 37
Tusen takk for oppmerksomheten. Mer informasjon finnes på - www.weevilstop.com 38