Dirk Dujesiefken

Response of beech and oaks to wounds made at different times of the year

Tree care, especially pruning, is still mostly done in the dormant time. Such treatments expose live inner bark, the vascular cambium, and functioning outer sapwood to harsh external influences followed often by infection of pathogens. Investigations about response reactions of beech and oak to wounding made in different times of the year showed that wound closure was significantly slower for December and February wounds than in April and October. The length of discoloured sapwood was in October and December wounds greater than in February and April. Sapwood reaction expressed by the soluble phenol concentration index indicated however no significant differences among wounding dates. Overall, woundings in the vegetation period will be more effectively compartmentalized than in the dormant season. Consequently, tree care like pruning with many woundings should not be done in the winter period.

Molecular identification of decay fungi in the wood of urban trees

Trees are valuable for urban areas, however, are also susceptible to wood rot fungi. For accurate and fast assessment of the severity and evolution of decay in standing trees, a molecular technique was used to identify the causal agents of wood rot. Fruit bodies of wood decay fungi were collected from infected trees in various stands in Germany. Thirty-six species were identified by traditional methods. The DNA of fruit bodies was extracted, ITS-rDNA amplified by PCR, and ITS regions sequenced. Wood samples from infected urban trees were collected, the entire DNA extracted from affected wood parts, and fungal ITS amplified and sequenced. Fungal species were identified by comparing sequence data with the fruit body data. The technique enables an accurate and rapid identification of causal rot fungi in urban trees.

The Hamburg Tree Pruning System - A framework for pruning of individual trees

Abstract Trees in urban areas are pruned for several reasons. Each pruning cut causes a wound, which leads at least in the exposed wood at the wound surface to discoloration and decay. The extension of the resulting defect depends on wound diameter, tree species, time of wounding, wound treatment, and last but not least the attachment of the branch to the stem. The effects of different pruning cuts on urban trees has been investigated in Hamburg, Germany, since 1985. The study of 750 different pruning wounds on typical urban tree species lead to the Hamburg Tree Pruning System (Hamburger Schnittmethode). The system is described in this paper and answers the following questions: How should branches with and without a branch collar be removed? How should dead branches be removed? How should branches with included bark or codominant stems be removed? What are the differences between tree species in wound response? What is the maximum wound size which will be effectively compartmentalised by the tree?

Wundreaktionen bei Linde nach Astung in der Baumpflege

ZusammenfassungIn der Baumpflegepraxis bestehen für die Wahl der günstigsten Schnittführung bei der Astentnahme beträchtliche Unsicherheiten. Zur Prüfung der Schnittwirkungen wurden von fünf baumpflegerisch behandelten Straßenlinden insgesamt 38 Astungswunden holzbiologisch untersucht, die stammparallel, schräg bzw. auf Astring geschnitten worden sind.Der stammparallele Schnitt verursacht stets eine größere Wunde als der Astringschnitt. Mit der Wundgröße nimmt zugleich der Umfang an verfärbtem Gewebe zu. Innerhalb dieses Holzes war das Parenchym abgestorben und enthielt organische Inhaltsstoffe. In den Holzstrahlen befanden sich zuweilen Pilzhyphen. Außerhalb dieses Gewebes entlang der Verfärbungsgrenze waren geringe Mengen an Inhaltsstoffen sowie vermehrt Thyllen feststellbar. Holzfeuchte und elektrischer Widerstand lagen hier unter den Werten von gesundem Holz. Vor allem nach stammparalleler Astung reagiert die Linde—ebenso wie nach Stammverletzung—mit veränderter Zelldifferenzierung. In Wundnähe wurde zunächst peridermähnliches Gewebe, nachfolgend großlumiges Wundparenchym ausgebildet. Anschließend entstand ein unruhig aufgebautes Gewebe mit hohem Parenchymanteil, kleinen Gefäßen und dünnwandigen Fasern. Strukturelle Veränderungen waren noch 7,5 cm unterhalb der Wunde deutlich. Die Befunde für Linde zeigen ähnlich wie die Beobachtungen vonShigo an zahlreichen nordamerikanischen Laubbäumen, daß der stammparallele Schnitt stärkere Schäden im Baum verurscht als der Astringschnitt.SummaryIn the field of tree care and tree surgery, considerable uncertainties exist regarding the best way of the cutting of branches. Wood-biological investigations were undertaken on 38 pruning wounds on lime trees of urban roadside stands. The artificial wounds were caused in different ways during the last 10 years, either by cutting the branch close to the stem (flush cut) or at the branch collar, or between both. The flush cut causes always a bigger wound than the collar cut. In addition, a larger wound leads to more extensive discolored tissue. Within the discoloration zone the parenchyma cells are dead and contain organic substances, whereas the rays sometimes reveal fungal hyphae. Even outside this discolored tissue, small amounts of organic substances and a pronounced tylosis formation appeared along the boundary line. The values of moisture content and electrical resistance remained lower than those of the healthy tissue.Especially after a flush cut, lime trees react with changes in cell differentiation like after stem wounding. Near the wound, periderm-like cells were formed first, and then voluminous wound parenchyma appeared. In the following an irregularly structured tissue is developed with much parenchyma, small vessels, and thinwalled fibres. Structural changes were obvious even 7.5 cm below the wound. These results on lime trees are concordant with observations byShigo on North American hardwoods that a flush cut causes higher damage to the tree than cutting a branch above its collar.

Langzeitwirkungen von Astungen im Holz von Linde und Roßkastanie

ZusammenfassungEs wurden die Wundreaktionen nach Astring- und stammparallelem Schnitt an neun bzw. zehn Jahre alten Astungswunden an zwei unterschiedlich effektiv kompartimentierenden Baumarten, Linde und Roßkastanie, untersucht.Bei allen Bäumen waren die Astringschnitte stärker überwallt, zeigten geringere Kambialnekrosen und weniger Verfärbungen im Holz als die stammparallelen Schnitte. Die Linden schotteten die Wunden engräumiger ab als die Roßkastanien, wobei diese Unterschiede mit zunehmendem Astdurchmesser größer wurden.Die Ausbreitung des Pilzbefalls in der Verfärbung wurde von einer Grenzschicht unterschiedlich effektiv abgeschottet. Insbesondere bei größeren Astungswunden und vor allem bei der schwächer kompartimentierenden Roßkastanie zeigten sich in der Verfärbung alte, von Mikroorganismen durchbrochene und funktionslos gewordene Grenzschichten. Die vordringenden Mikroorganismen führten zur Vergrößerung von Verfärbung und Fäule und zur Bildung einer neuen Grenzschicht. Die Kompartimentierung ist somit, besonders bei größeren Wunden, kein statischer Zustand, sondern ein dynamischer Vorgang, der mit steigendem Astdurchmesser überlinear zunimmt.Für die Baumpflegepraxis folgt hieraus, daß der Astringschnitt für den Baum vorteilhafter ist als der stammparallele Schnitt. Bei schwach kompartimentierenden Baumarten sollten keine Äste von über 5 cm Durchmesser entnommen werden; diese Grenze liegt bei effektiv kompartimentierenden Baumarten bei etwa 10 cm. Bei dickeren Ästen sind trotz korrekter Schnittführung umfangreiche Verfärbungen mit Pilzbefall im Stamm zu erwarten.SummaryThe wound reactions of large-leafed and small-leafed lime (Tilia platyphyllos Scop. andT. cordata Mill.) and horsechestnut (Aesculus hippocastanum L.), tree species with different compartmentalization capacities, were examined nine/ten years after pruning.Pruning cuts, where the branch collar remained, in all trees exhibited more callus growth, less cambial dieback and a smaller extension of wood discoloration than did flush cuts. The lime trees compartmentalized the wounds more effectively than the horsechestnuts, with differences becoming larger with increasing branch diameters.The marginal zone restricted the spread of fungal infestation within the discoloration with varying effectiveness. In particular, larger pruning wounds and above all weak compartmentalizers like horse-chestnut showed inside the discoloration old marginal zones, penetrated by microorganisms, with the result of extended discoloration and decay. Such marginal zones obviously no longer have any function and are replaced by a new one. The compartmentalization of wounds is not a static condition, particularly in the case of large wounds, but rather a dynamic reaction which runs exponentially with increasing branch diameter.For arborists it can be concluded that for proper pruning the branch collar should not be removed from stem. Tree species with weak compartmentalization should not be pruned if the branch diameter exceeds 5 cms. In the case of trees which compartmentalize effectively the limit is 10 cms. Pruning of thicker branches causes extensive discoloration and decay in the trunk even when the cuts are made correctly.

Der Flächenkallus — eine Wundreaktion von Bäumen an Rücke- und Anfahrschäden

ZusammenfassungEine bislang wenig beobachtete Wundreaktion von Bäumen ist die Bildung eines Flächenkallus auf dem freigelegten Holzkörper. Unterhalb dieses Wundgewebes entsteht weder eine Verfärbung noch eine Fäule im Holz. Die Literatur der letzten ca. 250 Jahre sowie die ersten Ergebnisse aus eigenen Untersuchungen an künstlich angelegten Stammwunden an fünf verschiedenen Baumarten werden vorgestellt. Danach können offenbar alle Laubbaumarten einen Flächenkallus ausbilden. Verstärkt wird dies, wenn nach der Verletzung möglichst sofort eine Wundbehandlung erfolgt, z. B. mit einem Wundverschlussmittel oder mit schwarzer Kunststofffolie. Warum bei gleicher Behandlung derselbe Baum vereinzelt vollflächig, z. T. gar nicht mit der Bildung eines Flächenkallus reagiert, ist bisher ungeklärt. Bereits jetzt lässt sich die Empfehlung geben, an oberflächigen Rücke- und Anfahrschäden jegliches mechanische Bearbeiten mit schneidenden Geräten zu unterlassen, da dies die Bildung eines Flächenkallus verhindert.SummaryCallus growth on the wound surface is a rarely observed wound response of trees where bark has been removed down to the xylem. Beneath this wound tissue no discoloration nor decay develop. An overview of the literature of the past 250 years is given, and the preliminary results of own investigations on artificial wounds of five tree species are presented. It seems that every broadleaf tree is able to form callus growth on the wound surface. The reaction is more intensive if fresh wounds are treated immediately, e. g. with a wound dressing or with black plastic wrap. Why in certain cases tree wounds which have been thus treated do or do not form callus growth on the wound surface is still unknown. So far, the advice that can be given is that the mechanical treatment of wounds caused by logging or by traffic accidents should be avoided, because it prevents callus growth on the wound surface.

Infektionsversuche an Rosskastanien mitPseudomonas syringae pv. aesculi

Etwa funfjahrige Baume von Aesculus hippocastanum L. wurden gepflanzt und mit dem Bakterium Pseudomonas syringae pv. aesculi, dem Erreger der Pseudomonas-Rindenkrankheit der Rosskastanien infiziert. Zum Erkennen moglicher Eindringwege des Pathovars in den Baum wurden die Baume mit einer Bakteriensuspension vollstandig bespruht bzw. der Wurzelteller begossen oder es wurde die Rinde mit Bakterien von Agarkulturen bestrichen oder in zuvor erzeugte Rindenverletzungen bis zum Holz hiermit infiziert. Ein Baum zeigte bereits nach drei Monaten die typischen Symptome der dunklen Leckstellen auf der Rinde. Die ubrigen, nach drei Jahren Standzeit ausgewerteten Rosskastanien ergaben, dass sich der Erreger lediglich aus den uber Wunden infizierten Rosskastanien sowie aus zwei geschwachten und abgestorbenen Baumen re-isolieren lies, wodurch die Koch´schen Postulate jedoch erfullt waren. Viele Wunden waren engraumig abgeschottet und/oder vollstandig uberwallt; in diesen Fallen konnte das Pathovar nicht re-isoliert werden. Eine Infektion uber Blatter, unverletzte Rinde oder Wurzeln wurde in keinem Fall beobachtet. Gefolgert wird, dass die Infektion von A. hippocastanum mit P. syringae pv. aesculi wahrscheinlich uber Wunden erfolgt.

New disease on red flowering horse chestnut (Aesculus x carnea Hayne) and the molecular identification of the involved pathogens

A so far unknown disease which is found on red flowering horse chestnut (Aesculus × carnea Hayne) in the north-west of Germany has been investigated. It is characterized by the presence of fruiting bodies of Flammulina velutipes (Curtis) Singer and Pleurotus ostreatus (Jacq. ex Fr.) Kummer, able to cause breakage of branches and stems by white rot. Additional infection by Pseudomonas syringae pv. aesculi, and cracks of the bark are found. To get detailed knowledge of the disease, samples were taken from cross sections of four decayed red flowering horse chestnut stems. The investigation of individual tissues across the stem enables the assignment of the pathogens to the new disease. Sequencing of the rDNA-ITS identified F. velutipes and P. ostreatus, Bjerkandera adusta (Willd. ex Fr.) Karst. and Chondrostereum purpureum (Pers. ex Fr.) Pouzar, four white rot fungi, as main pathogens and some ascomycetes in the infected and decaying stem tissues. Our studies revealed the co-appearance of different basidiomycetes and ascomycetes in decaying tissue zones which emphasizes the complexity of the disease. It is also the first proof of involvement of F. velutipes as a parasite on red flowering horse chestnut. In addition, for the first time, Pseudomonas syringae pv. aesculi was detected in the inner bark and within the secondary xylem of natural infected red flowering horse chestnut.

Das Plombieren hohler Bäume mit Polyurethan

ZusammenfassungHohle Bäume werden in der Baumpflege häufig ausgefräst und anschließend mit einem Wundverschluß-oder Holzschutzmittel eigenstrichen. Als Alternative hierzu wurden die Einsatzmöglichkeiten eines zweikomponentigen Polyurethans zur Wundbehandlung untersucht. Hierfür wurden an 43 älteren Laub- und Nadelbäumen Höhlungen gefräst und nach dem «Arbo-Cur-Verfahren» ausgeschäumt.Das eingesetzte Mittel, zeigt keine Phytotoxizität und bewirkt zum Teil eine stärkere Überwallung und eine engräumigere Abschottung im Holz als die mit Wundverschlußmitteln eingestrichenen Vergleichswunden. Die Ausbringung des Polyurethans bedarf jedoch einer aufwendigen Apparatur und ist nur in den Sommermonaten bei Temperatur über 15°C problemlos möglich. Auch diese Wundbehandlung bewirkt keine Sterilität der Wunde, jedoch schlechtere Lebensbedingungen für Pilze als an nicht eingeschäumten Hölzern. Bis zur Marktreife dieses Verfahrens sind weitere Untersuchungen und technische Verbesserungen notwendig.SummaryCavities in trees are normally cleaned and protected with wound dressings or wood preservatives. A new method for tree treatment was investigated: the filling of tree cavities with polyurethane. The socalled Arbo-Cur-method was studied with 43 older softwood and hardwood trees, i.e. spruce, beech, birch and poplar.The procedure and the material exert no phytotoxicity. It can lead to a better compartmentalisation and, especially with beech, to a larger callus compared to wounds treated with wound dressings only. However, the application requires a special apparatus and is only feasible in summer when temperature rise above 15°C.Though wood destroying fungi can exist beneath the polyurethane, they find worse conditions for survival than under wound dressings. Further investigations are needed to optimize this wound treatment for practical application in tree care.