Paving the Way for Evidence-Based Control of Garden Lupine (Lupinus polyphyllus): Mowing, Heat Treatment, and Monitoring for Road Verge Management
2025 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]
As semi-natural grasslands decline globally, road verges have been identified as refuges for species associated with this type of habitat. Road verges also serve as corridors for invasive species, and garden lupine (Lupinus polyphyllus Lindl.) is commonly found along roads in the Nordic region. Its presence alters the habitat, displacing less competitive species, and annual mowing is insufficient to slow its spread.
Several strategies for controlling garden lupine were tested in this thesis, including mowing regimes, heat treatment of seed-contaminated soil, and drone technology for mapping and monitoring. When considering phenology and nutrient dynamics, mowing should take place between peak flowering and early seed development, as this is when root reserves are lowest and the plant thus is most vulnerable. Keeping a low mowing height is important for suppressing regrowth, while higher mowing height generated more homogeneous plant communities with higher lupine dominance. Two or three mowing events per season had less impact on lupine biomass than a low mowing height. Due to the species' ability to compensate for biomass loss, repeated mowing over several years is necessary. The success of control efforts is also influenced by local conditions. Treatment of seed-containing soil with hot steam was more effective than dry heat in killing lupine seeds, and steam treatment of contaminated soil can reduce the spread at the landscape scale. Physiologically active lupine seeds were particularly heat sensitive. Drone-based mapping can complement ground-based inventory methods for improving analysis and follow-up of control measures. This thesis demonstrates how species-specific, evidence-based knowledge can be applied in practice to improve the control of garden lupine in road verges.
Abstract [sv]
I takt med att arealen traditionellt hävdade ängs- och betesmarker minskar globalt har vägkanter uppmärksammats som tillflyktsorter för organismer knutna till denna typ av habitat. Samtidigt fungerar vägkanter som spridningskorridorer för invasiva arter, och blomsterlupin (Lupinus polyphyllus Lindl.) är en art som ofta förekommer längs vägar i Norden. Dess närvaro förändrar livsmiljön och tränger undan mindre konkurrenskraftiga arter, och årlig slåtter av vägkantsvegetation är otillräcklig för att bromsa artens spridning.
I den här avhandlingen testades flera strategier för att bekämpa blomsterlupin, inklusive varierade slåtterregimer, värmebehandling av frön och användning av drönarteknik för att kartlägga och följa upp åtgärder. Slåtter bör ske mellan att majoriteten av blommorna på blomställningen är utslagna och tidig fröutveckling, eftersom detta är när rotresurserna är lägst och plantan mest sårbar. En låg slåtterhöjd är viktig för att hämma återväxt av lupinbiomassa, medan högre slåtterhöjd genererade mer homogena växtsamhällen med högre närvaro av lupin. Två eller tre slåttertillfällen per säsong hade däremot mindre betydelse. Blomsterlupin har god förmåga att kompensera för förlust av biomassa och därför krävs upprepad slåtter under flera år. Effekten av slåtter påverkas även av lokala förhållanden. Behandling med het ånga visade sig mer effektiv än enbart värme för att döda lupinfrön, och ångbehandling av kontaminerade jordmassor har potential att minska spridning på landskapsnivå. Fysiologiskt aktiva lupinfrön visade sig vara extra värmekänsliga. Kartläggning med drönare har också god potential att komplettera befintliga metoder för att förbättra analys och uppföljning av bekämpningsåtgärder. Resultaten visar hur artspecifik, bevisbaserad kunskap kan omsättas i praktiken för att förbättra bekämpningen av blomsterlupin i vägkanter.
Abstract [en]
Road verges have potential as refuge habitat for grassland organisms and may help to save biodiversity as semi-natural grasslands decline. However, a major threat to species richness along roads are invasive alien plant species (IAS), which use these linear habitats as corridors. One such species is garden lupine (Lupinus polyphyllus Lindl.), which is common in Swedish road verges. It competes with native plants and alters environmental conditions, making conservation challenging.
In this thesis, different strategies for controlling garden lupine in road verges were explored. Linking the plant’s phenology to nutrient dynamics revealed that mowing between peak flowering and early seed development has the strongest effect for depleting root reserves. Maintaining a low cutting height is important, while mowing two or three times per season has minor effects. The species compensates well for biomass loss, so long-term control efforts are necessary. Management success also depends on local site conditions. Transport of soil masses contaminated with seeds plays a major role for IAS dispersal, but steam treatment shows promise for killing seeds in soil. UAV technology is effective for mapping lupine populations and offers potential for monitoring and evaluating management over time.
Place, publisher, year, edition, pages
Karlstad: Karlstads universitet, 2025. , p. 53
Series
Karlstad University Studies, ISSN 1403-8099 ; 2025:18
Keywords [en]
Invasive plant management, bigleaf lupine, road verge ecology, phenological indicators, mowing regime, steam treatment, heat treatment, remote sensing, UAV
National Category
Ecology
Research subject
Biology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-103887DOI: 10.59217/xlmt4348ISBN: 978-91-7867-568-5 (print)ISBN: 978-91-7867-569-2 (electronic)OAI: oai:DiVA.org:kau-103887DiVA, id: diva2:1950695
Public defence
2025-05-28, Sjöströmsalen, 1B309, Universitetsgatan 2, Karlstad, Karlstad, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2021/146292025-05-072025-04-082025-05-07Bibliographically approved
List of papers