Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft

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1 Bundesforschungs- und Ausbildungszentrum für Wald, Naturgefahren und Landschaft Austria, 1131 Wien Seckendorff-Gudent-Weg 8 Tel.: direktion@bfw.gv.at

2 Krankheitserreger an Gehölzen: Schadensdiagnose bei Gehölzpflanzen Thomas L. Cech Institut für Waldschutz, Abt. Phytopathologie Neophyten Seminar für Forstleute und Baumpfleger Lehrgang für Waldbau Forstliche Ausbildungsstätte Ort des BFW, Johann Orth-Allee 16, 4810 Gmunden

3 Warum Diagnose? Invasive Krankheitserreger, Beispiele Diagnose von Gehölzkrankheiten am BFW Hinweise und Tipps

4 Warum Diagnose? Gesundheitsprobleme des Baumes Ursachenanalyse im Vordergrund Optische Probleme Wertminderung Sicherheitsrisiko etc. Gezielte Suche nach bestimmten Krankheitserregern (invasive Pathogene) Vollzug von Gesetzen (Quarantäne)

5 Invasive Pathogene EU-Projekt (FORTHREATS): in Europa (2012) 123 invasive Pathogene von Waldbäumen, 40 von ihnen in Österreich Santini A. et al. 2013: Biogeographical patterns and determinants of invasion by forest pathogens in Europe; New Phytologist 197,

6 Invasive species of woody plants definition Definition invasiv (Santini et al.2013) eine Art, Unterart, Rasse, oder forma specialis, die: sich in einem Land ausbreitet, wo sie zuvor nicht bekannt war (außereuropäische oder europäische invasive Arten, die ihr Areal ausweiten) sich als Krankheitserreger erweist die biologische Diversität nativer oder exotischer Waldbäume und Sträucher beeinträchtigt page 6

7 Weltweit >50% der Pflanzenkrankheiten der vergangenen Jahrzehnte sind das Ergebnis der Ankunft von Pathogenen inkl. der Verbreitung virulenter Stämme sowie der Entstehung neuer agressiver Stämme (Santini et al. 2013) die Einschleppung von Neobioten ist vermutlich nach Habitatsverlusten auf Rang 2 innerhalb der Ursachen für den weltweiten Artenrückgang (E.Wilson) page 8

8 Edelkastanienrindenkrebs Ursprung: Asien: unbeabsichtigt in Nordamerika rund um 1900 eingeschleppt, vermutlich mit Pflanzgut der Japanischen Edelkastanie (Castanea crenata) USA: 1904 in New York, Amerikanische Edelkastanien (Castanea dentata) sterben ab Artbeschreibung und Nachweis der Pathogenität: 1905 Ausbreitung über den nordamerikanischen Kontinent mit etwa 80km/Jahr, jeder infizierte Baum stirbt ab Schaden: Um1940 sind fast alle amerikanischen Edelkastanien (viele Millionen Bäume) verschwunden, derzeit noch ein paar Tausend! Aber: wahrscheinlich ein zweiter Krankheitserreger dabei: Phytophthora cinnamomi

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10 Invasivität assoziiert sowohl mit: Biologie der invasiven Art Umweltfaktoren im Gebiet, wo sich die Art ausbreitet, (Santini et al. 2013) Eng verbunden mit menschlichen sozialen und ökonomischen Aspekten, natürliche Invasionen sind selten page 11

11 Invasive species of woody plants Invasiveness Invasivität beeinflusst durch: Virulenz des Pathogens Wirtsspezifität Wirtshäufigkeit Art der Einwanderung Demographie Pflanzensoziologie Variation der Wirtsempfindlichkeit page 12

12 Santini et al.2013

13 Santini et al.2013

14 Santini et al.2013

15 Rosskastanienmehltau - Erysiphe flexuosa

16 Rosskastanienmehltau Weit verbreitet in Nordamerika, eingeschleppt im östlichen Russland (A. hippocastanum, Botanischer Garten) Seit 1999 in Europa auf A. carnea, A. chinensis, A. hippocastanum, A. indica, A. neglecta and A. x carnea plantierensis in vielen europäischen Ländern

17 Erlenrost - Melampsoridium hiratsukanum

18 Melampsoridium hiratsukanum Zu Hause in Ostasien an einigen Erlen- und Lärchenarten In ganz Amerika eingeführt Europa: zuerst in Estland, Litauen und Lettland 1996, Österreich 1999, Finnland Polen, etc. Gegenwärtig wahrscheinlich überall in Europa, wo es Erlen gibt

19 Zypressenkrebs Seiridium cardinale

20 Zypressenkrebs Herkunft Unklar, wahrscheinlich Nordamerika Verbreitung Alle Kontinente, Europa: Mediterranraum seit Mitte 20. Jhdt. Wirtsbaumgattungen Chamaecyparis, Cupressus, Cryptomeria, Juniperus, Libocedrus, Platycladus, Thuja, Hybride X Cupressocyparis Sehr empfindlich: Cupressus macrocarpa Weniger C. sempervirens, Thuja plicata Cupressocyparis leylandii Symptome Blattverfärbung nach braun, stark harzende Zweig- und Stammkrebse Folgen Absterben von Bäumen aller Altersklassen Diagnose Im Querschnitt rötlich bis violette Verfärbung 2016 CABI

21 1000-Canker Krankheit der Nuss Geosmithia morbida Herkunft Nordamerika bis jetzt in Europa nur Italien, Norditalien

22 Geschichte Mitte der 90iger-Jahre Zurücksterben von Schwarznuss (J.nigra) in Utah, US Nachweis 2001 New Mexico Danach Colorado, Idaho, Oregon, Washington 2008 Kalifornien Ab 2010 östliche USA: auch J.regia! North Carolina, Tennessie, Virginia, Ohio, Pennsylvania 2013 Europa

23 Herkunft und mögliche Ursache der Pathogenität Geosmithia morbida assoziiert mit dem Borkenkäfer Pityophthorus juglandis Diese Käferart tritt in Arizona, Kalifornien, Mexico, und New Mexiko auf verschiedenen dort einheimischen Nuss-Arten auf, aber nur an Feinzweigen und wurde daher nicht als aggressiv angesehen. Auch Geosmithia wächst an diesen Nuss-Arten langsam und verursacht kein Baumsterben

24 Weitgehend resistent gegenüber Geosmithia: Juglans major (Arizona Walnuss) Juglans californica (Kalifornische Walnuss) Relativ resistent: Juglans microcarpa (Kleine Walnuss) Relativ empfindlich: Juglans hindsii (Nordkalifornische Walnuss) Juglans regia (europäische Walnuss) Hoch empfindlich: Juglans nigra

25 Schwarznuss Natürliche Verbreitung östliche Hälfte der USA Weitläufig angepflanzt im Westen Weit empfindlicher gegenüber Käfer- und G.m.- Befall Absterben Host jump wahrscheinliche Ursache der Probleme

26 Pathway??????? Warum gerade Italien???

27 Italien ist eines der europäischen Hauptimportländer für Nussholz aus den US U.S. walnut LOGS exports to European countries ( ; m3) derived by AHEC from USDA GATS database on 18 February 2014 Serbia, Montenegro, and Kosovo Serbia Norway Total EU Sweden Slovenia Portugal Netherlands Lithuania Italy Greece France Estonia Czech Republic Croatia Austria

28 Symptome Unspezifische lokal begrenzte Blattverfärbung: Frühsommer

29 Symptome Braune Blätter, tw. starr fähnchenartig abstehend: Spätsommer Dürre Kronen: Folgejahr Fotos L.Montecchio, Universität Padova

30 Pityophthorus juglandis 2-3 Generationen pro Jahr, Überwinterung im Adultstadium unter der Rinde

31 Biologie Käfer bohrt sich in der Rinde ein und infiziert die Rinde mit dem Pilz

32 Zahlreiche subkortikale Läsionen um Käferlöcher Fotos L.Montecchio, Universität Padova

33 Folgen Zurücksterben der Krone Absterben des Baumes in Amerika mehrheitlich 1-2 Jahre nach Erscheinen der ersten Symptome Aber: auch mehrjähriger Krankheitsverlauf möglich (bei wenigen Infektionen)

34 Phytophthora

35 Phytophthora Namen Phytophthora Griechisch Phytón = Pflanze + phthorá = Vernichtung, Zerstörung, Verderben Verwandtschaft Kein Pilz!

36 Verwandtschaft Unterreich Stramenopiles oder Chromista (Stramen=Stroh und pilus=haar) Organismengruppe mit beweglichen, 2fach begeißelten Sporen Haeckel (1866) Drei Reiche Whittaker (1969) Fünf Reiche Woese (1977) Sechs Reiche Woese (1990) Drei Domänen Cavalier-Smith (1998) Zwei Domänen und sechs Reiche Animalia Animalia Animalia Plantae Protista Animalia Fungi Fungi Fungi Monera Archaebacteria Eubacteria Archaea Bacteria Plantae Plantae Eukaryota Plantae Eucarya Chromista Protista Protista Prokaryota Protozoa Bacteria

37 Stramenopiles (Chromista) Algen Spezielle Schleimpilze Chytridiomyzeten (z.b. Batrachochytrium dendrobatidis, weltweites Amphibiensterben) Peronosporomycetes (=Oomyzeten, Eipilze ) Wasserschimmel (Saprolegniales, z.b. Krebspest) Peronosporales Falsche Mehltaupilze Phytophthora, Pythium

38 Phytophthora Biologie, Pathologie Geschlechtliche Formen: Oogonien und Antheridien Dauersporen (Chlamydosporen)

39 Entwicklung von Zoosporen von Phytophthora Blätter, Nadeln,Triebe Rindenläsionen an Stamm und an Ästen Wurzeln, Boden Th.Jung

40 Infektionen durch Zoosporen von Phytophthora Alle Pflanzenorgane: Wurzeln Stamm Blätter/Nadeln

41 Phytophthora kann abgestorbenes Pflanzenmaterial nur sehr eingeschränkt besiedeln! Phytophthora befällt bevorzugt ungeschädigte und vitale Pflanzengewebe!. Künstliche Infektion einfach!

42 Allgemeiner Zyklus Phytophthora Myzel Chlamydosporen Oosporen Oogonien Antheridien Zoosporangien Zoosporen Leider. T.Jung

43 Anzahl Phytophthora-Arten 1876 P.infestans DeBary 1996 ca.54 (Erwin & Ribeiro) 2014 ca. 140 (Brasier) 2016 ca. 160 Ursachen für die Zunahme der Artenzahl Mit dem Fortschritt der Technologie Entdeckung neuer Arten Weltweit zunehmender Pflanzenhandel Schwache Kreuzungsbarrieren innerhalb der Gattung Phytophthora Hybridisierungsgefahr bei Kontakt unterschiedlicher Arten unter künstlichen Bedingungen (Pflanzgärten)

44 Auswahl von Wirtspflanzen und ihren Phytophthora- Arten Citrus: P. parasitica, P. citrophthora und eine Reihe anderer Arten Quercus: P. cinnamomi (Kork- und Steineichensterben im Mediterranraum), P. quercina (west-, zentral- und osteuropäisches Eichensterben), P. ramorum Castanea: P. cinnamomi, P. cambivora Chamaecyparis, Thuja: P. lateralis, Nordamerika, Europa Pinus: P. pinifolia, Chile Juniperus: P. austrocedrae, Europa Rhododendron: P. ramorum, P. plurivora Fagus: P. plurivora, P. cambivora, P.cactorum, P. ramorum, P. kernoviae Alnus: P. alni, P. plurivora Aesculus: P. ramorum, P. plurivora, P. cactorum, P. cambivora Larix: P. ramorum, England

45 Symptome für Europa relevanter Phytophthora-Arten an Holzgewächsen Keimlingsfäule Blattwelke Kronenwelke Triebsterben Hunger- und andere Stress- Symptome in der Krone Ast- und Stammläsionen (Nekrosen) Wurzelfäule

46 Ausbreitungswege Phytophthora nachgewiesen für Kleidung Hundepfoten Fahrräder Werkzeuge Harvester, Forstmaschinen Outdoor-Ausrüstungsgegenstände Wind Regen Pflanzgut

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48 Baumschulen, Pflanzgärten in Europa als mögliche Verbreitungsquellen von Phytophthora* *(Jung et al. 2015, Forest Pathology, online-version) 732 europäische Baumschulen und Pflanzgärten 1992 Produktionsflächen 18 europäische Länder

49 Phytophthora ramorum Kronensterben Japanische Lärche in England Foto aus: Cl. Brasier & J. Webber 2010: Sudden Larch Death Nature, Vol 466, 824, 825

50 Phytophthora-Arten in Österreich Phytophthora -Arten an Bäumen in Österreich Rotbuche Eiche Erle Esche Hainbuche Linde Rosskastanie Thuje P. alni WH P. cactorum WH T WHS P. cambivora WHS T H WH P. cinnamomi P. europaea W P. gonapodyides H WH T H P. plurivora WHS WH T P. quercina W P. syringae W P. sp. W W WH W: Wurzelfäule T:Triebsterben H: Wurzelhalsfäule S; Stammnekrosen

51 Erlensterben

52 Buchen- Kronendegeneration, Buchensterben Keiml Th.Jung Th.Jung

53 Phytophthora Aus: Th.Jung & T. Burgess 2009: Re-evaluation of Phytophthora citricola isolates from multiple woody hosts in Europe and North America reveals a new species, Phytophthora plurivora sp. nov., Persoonia 22, Kronenverlichtung und Feinwurzel-Verluste

54 Buchensterben Nekrosen am Stammanlauf

55 Phytophthora Isolierte Rindenläsionen am Stamm Simultane Kronenverlichtung Wurzelhals- Läsion

56 Phytophthora in Österreich Gehäufte Auftreten im Rand- Bereich von Forstwegen

57 Phytophthora - Folgeschäden Zunderschwamm (Fomes fomentarius) und nachfolgend Stammbruch

58 Phytophthora - Folgeschäden Windwurf

59 Phytophthora - Folgeschäden Lackporlinge Ganoderma

60 Phytophthora - Folgeschäden Brandkrustenpilz Kretzschmaria deusta

61 Phytophthora - Folgeschäden Beringter Schleimrübling Oudemansiella mucida in höheren Stammregionen

62 Phytophthora - Folgeschäden Hallimasch

63 Phytophthora cinnamomi >1000 Pflanzenarten, Baumsterben, gehört zu den 100 invasivsten Pathogenen weltweit Baumschulen, Obstkulturen, naturnahe Wälder, bewirtschaftete Wälder, Christbaumplantagen.

64 Ursprung SO-Asia, Ozeanien, Papua-Neuguinea erste Beobachtungen in Nordamerika vermutlich vor 200 Jahren Erstbeschreibung Zimtbäume in Sumatra, 1922 Phytophthora cinnamomi USA 1930, Rhododendron-Pflanzen; amerikanisches Edelkastaniensterben, Kiefernsterben in den SO USA Europa Frankreich, Spanien, Italien und Portugal: Flächiges Absterben immergrüner Eichen sowie von Edelkastanien

65 wikipedia.org wikipedia.org decline of >282,000 ha of Eucalyptus marginata (Jarrah) in West- Australien in den 70iger-Jahren

66 Phytophthora cinnamomi Neufund in Österreich 2015: an Juglans regia (Walnuss), Flächiges Absterben infolge Wurzel-und Kronendegeneration Aller Voraussicht nach schon mehrere Jahrzehnte im Bestand (Wurzelraum) und durch die hohen Wärmemengen der vergangenen Jahre und den milden Winter 2014/15 zum Ausbruch gelangt.

67 Dauersporen bis zu 6 Jahren in infizierten Pflanzengeweben und Erde

68 Infektion: Minimum 15 C, Optimum 20 C Wachstum: Minimum 5-6 C, Optimum 24 bis 28 C, Maximum 32 to 34 C Sehr frostempfindlich! DAISY (Delivering Alien invasive Species Inventories in Europe 2006): Climatic models predict increasing range and damage with climate warming

69 Nachgewiesene Verbreitungswege Pflanzgut (symptomlose Pflanzen!!) Infizierte Samen Flüsse Kontaminiertes Wasser (Beregtnungsanlagen) Kontaminierte Forstmaschinen (Harvester, Kettensägen etc.) Autos rainsplash Keine Windverbreitung

70 Phytophthora lateralis Weltweit die fatalste Wurzelkrankheit der Scheinzypresse

71 Phytophthora lateralis in Wales, England, 2012 UK Forestry Commission

72 Bekämpfungsstrategien Phytophthora allgemein Vorbeugend Phytophthora-freie Pflanzenproduktion Laufende Kontrolle von Pflanzgut Mehr Routinekontrollen bei Verdachtssymptomen Vermeidung des Einbringens waldfremden Bodenmaterials (z.b. beim Forststraßenbau) Desinfektion von Werkzeug, Schuhen Bekämpfend nur bei Einzelbäumen (Kaliumphosphit-Behandlung) Chemische Bekämpfung bei Pflanzgut: nicht empfohlen (reine Symptomunterdrückung!!)

73 Maßnahmen Phosphitbehandlung durch Aufstreichen Containerpflanzen, Aufstellung über Boden, Hitze behandeltes Substrat (60 C)

74 Phosphitinjektion (Spanien, Steineiche)

75 Oberflächensterilisation von Schuhwerk Phytophthora Hygiene Betreten gefährdeter Standorte nach Sterilisation der Schuhe (reguläre Hygienemaßnahme in Edelkastanienkulturen in Italien)

76 Phytophthora - Risiko und Prognose Hybridisierungstendenz und damit verbundene Änderungen des Wirtsspektrums und der Aggressivität hoch Besonderes Risiko bei Spezialkulturen (z.b. Christbaumproduktion) Weitere Zunahme mittel- bis großflächiger Phytophthora- Probleme in natürlichen Ökosystemen bei Beibehaltung der Handelsströme ohne effizientere Quarantänemaßnahmen Etablierung wärmeliebender Phytophthora-Arten in Mitteleuropa im Gefolge der Temperaturerwärmung

77 Diagnose von Gehölzkrankheiten am Regulär seit 1948 Bis 1996 nur als gedruckte Gutachten dokumentiert 1996 expert System, basierend auf Apple McIntosh Filemaker Pro (SDS) 1998 Oracle Datenbank 2002 Web, (SDIS) BFW

78 Institut für Waldschutz GUTACHTEN Zahl: Einsendung von: Baumart: Untersuchungsergebnis: Ergebnis Untersuchungen von Pflanzenproben auf Schadensursachen Laut Tarifpost 2017: Empfohlene Maßnahmen: Maßnahmen Es gilt Kostendeckung, jedoch pro Probe (1 Baumart) und Ursache mindestens 59,00 Kleingutachten und sonstige Schriftliche Ausfertigungen (1-2 Seiten im Original 32,00 Porto bei Versand: 1,5.- Sachbearbeiter: Institutsleiter: 92,5 Sachbearbeiter Wien, am Datum DI Dr. Gernot Hoch

79 Schadensdiagnosesystem (SDS) Verbesserung unserer eigenen fachlichen Qualifikation in der Diagnostik Erfassung von Daten rund um den Schadensfall Genaue Symptomerfassung Ergebnis-Datenbank Schadensdiagnose- & Informationssystem (SDIS) 2002, Web, Informationen: Probensammlung Probeneinsendung Aktuelle und historische Diagnosen Schadensursachen mit Bestimmungshilfe

80 Hinweise zur Einsendung Repräsentative Pflanzenprobe (muss beobachtete Symptome aufweisen) Reichlich Material Lebende oder absterbende Pflanzengewebe niemals gänzlich abgestorbenes Material Pflanzenproben niemals dicht in Plastikfolien verpacken Einsendername, Adresse, Pflanzenart, sowie Probenahmedatum angeben Unterschiedliche Pflanzenarten und Proben unterschiedlicher Orte stets getrennt verpacken

81 Daten zur Einsendung Von Einsender/in übermittelt Eigentümer/in, Name, Adresse Einsender/in, Name, Adresse Schadensort Gehölzart Symptomverteilung am Gehölz Schadensintensität/-ausmaß Alter und und Höhe der betroffenen Gehölze Symptomentwicklung Bestandesmerkmale, Standortsmerkmale, Boden Klima Einflüsse

82 SDIS-Aufnahmeformular: 1.Blatt : Erhebungsdaten (Angaben des Einsenders oder des Überbringers von Proben), Seite 1 von 2 Th.L.Cech, Einsender Name Anschrift Ort Bundesland Kontaktperson Notizen Eigentümer Ort Eigentumsart Wald (Besitzgröße unbekannt) Kleinwald (<200 ha) Privatwald klein ( ha) Schadensort, Gemeinde Schadensort, Bundesland Datum Probennahme (T/M/J) Lage des Schadensortes (Beschreibung) Eigentümer Name Anschrift Ort Bundesland Telecom/Person Notizen Privatwald groß (> 1000 ha) Bundesforste Gebietskörperschaft Nichtwald Seehöhe Schadensort von bis Eingesendetes Schadensobjekt Pflanze Pflanzenteile Schnittholz Eingesendetes Schadensobjekt verbautes Holz verarbeitetes Holz Sonstiges Pflanzenname deutsch Pflanzenname lateinisch Baumalter (geschädigte Pflanzen) von bis Baumhöhe (geschädigte Pflanzen) von bis Schadensausbreitung Krone Vertikal Von oben nach unten Von unten nach oben Synchron Schadensausbreitung Stamm Von oben nach unten Von unten nach oben Synchron Schadensausbreitung Krone Horizontal Von innen nach außen Von außen nach innen Synchron Betroffene Bäume eher Schadauftreten Einzeln Trupp Horst vorherrschend oder mitherrschend unterdrückt Schadauftreten Gruppe Bestandesteil Bestand Schadensausmaß (Anzahl + oder Fläche + oder Häufigkeit) Gleiche Symptome an allen Pflanzen? Beobachtung seit (T/M/J) Beschreibung des Schadens, Anmerkungen kein Unterschied

83 Einflüsse Schadensfläche Herbizid Fungizid Insektizid Acarizid Einflüsse Schadensfläche Düngung Bewässerung Entwässerung Einflüsse Schadensfläche Weide Bautätigkeit Streunutzung Einflüsse Umgebung Herbizid Fungizid Insektizid Acarizid Einflüsse Umgebung Düngung Bewässerung Entwässerung Weide Einflüsse Umgebung Bautätigkeit Hauptstraße Auftausalz Landwirtschaft Sonstige Einflüsse Auffällige Witterungsereignisse Frühere Nutzung Einflüsse Anmerkung Allgemeine Anmerkung

84 Symptome (Makroskopisch und stereomikroskopisches Niveau) Nadeln/Blätter Trieb/Zweig/Ast (Blüten, Früchte) Stamm Wurzeln Verarbeitetes Holz Diagnose am BFW Ergebnisse, Diagnose: inkl. Sekundäre und begleitende Faktoren und Vorschädigungen Empfohlene Maßnahmen Gutachten (Diagnose und Maßnahmenempfehlungen)

85 Webpage BFW: Online-Diagnose Informationsblätter Fachinstitute Institut für Waldschutz Baumkrankheiten, Schadinsekten, abiotische Ursachen für Baumschäden

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89 Hinweise und Tipps

90 Wichtigster Punkt bei der Diagnose: Lokalisierung des Schadenseintritts am Baum/Strauch +- der gesamte Strauch gleichmäßig betroffen Lokal begrenzte Symptome oder verteilte Symptome und dazwischen gesunde Zweige

91 Anfangs lokal begrenzte Symptome: Borkenkäfer

92 Borkenkäfer ZweifärbigerThujenborkenkäfer (Phloeosinus aubei) Wacholderborkenkäfer (Phloeosinus thujae)

93 Botryosphaeria dothidea (Moug.:Fr.)Ces. et DeNot. bei Sequoiadendron immer mit harzenden Krebsen verbunden

94 Phytophthora - Probenahme

95 Bereich notwendig für den Nachweis!

96 Rindenschilder aus dem Übergangsbereich lebend/tot, am besten 10 x 5 cm groß, mit etwas Holz ausstemmen und sofort in ein dicht schließendes Gefäß mit kaltem Leitungswasser geben. Schütteln, und nach 5 Minuten das Wasser wechseln. Danach nach etwa 2-3 Stunden nochmals Wasser wechseln und die Probe in Wasser ans BFW bringen oder einsenden

97 Bodenproben für Phytophthora- Ködertest 4 Bodenproben 1 Mischprobe / Baum Erdproben müssen Feinwurzeln enthalten! ca. 40cm ca. 10cm entfernen