Forstwirtschaft

Wunderwerk Holzfasern

Faser2
Anja Worschech
am Donnerstag, 18.03.2021 - 17:31

Jeder kennt diese knorrigen, alten Bäume, die ein weit verzweigtes Blätterdach bilden und fast schon majestätisch auf einer Lichtung thronen. Doch wie schaffen es die Pflanzen eigentlich, mit ihren ausladenden Kronen stabil zu sein? Das Geheimnis der Stabilität der Bäume steckt im Inneren: Es sind die Holzfasern. Ein Element der Bäume, das Förster Raymund Ball von der FBG Mindelheim fasziniert. Unser Allgäu hat mit dem Fachmann darüber gesprochen.

Unser Allgäu: Herr Ball, was ist das Besondere an der Holzfaser?

Ball: Durch ihren einzigartigen Aufbau hält die Pflanzenfaser enorme Zugkräfte aus und lässt so Äste und Pflanzenstile große Strecken überwinden, ohne zu brechen. Menschliche Bauwerke versuchen diese beeindruckende Verbindung von Festigkeit und filigranem Erscheinungsbild nachzuahmen, erreicht haben sie es bisher nicht. Die Festigkeit ist die eine wichtige Funktion der Pflanzenfaser, die andere ist der Transport von Nährstoffen und Wasser.

Unser Allgäu: Was ist eigentlich eine Holzfaser?
Ball: Chemisch gesehen sind Holzfasern Bauwerke aus den beiden Stoffen Cellulose und Lignin. Sie sind der Hauptbestandteil der pflanzlichen Zellwände. Am Anfang dieses Konstrukts steht bekanntlich die Fotosynthese, die mit Hilfe der Lichtenergie aus den Grundstoffen Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) den Einfachzucker Glucose sowie Sauerstoff entstehen lässt. Weitere Reaktionen in der Pflanzenzelle lassen aus dem Einfachzucker den Vielfachzucker Cellulose entstehen, eine Zuckerkette. Die eigentliche Verholzung, also Festigung, bewirkt das Lignin. Ein guter Vergleich zu dieser Baustruktur ist der Stahlbeton. Die Cellulose entspricht dem Stahlgitter, das Lignin dem Zement und Kies. Damit hat die Natur schon vor vielen hundert Millionen Jahren erfunden, was wir Menschen heute für stabile und große Bauten verwenden.
Unser Allgäu: Wie entstehen Holzfasern?
Ball: Aus einer embryonalen Zelle, der Kambiumzelle, also sozusagen der Urzelle, können verschiedene Zelltypen entstehen. Das entscheidet sich, je nachdem welche Funktion sie in der Pflanze erfüllen müssen. Beispielsweise sind sie für die Festigung, die Wasserleitung oder den Nährstofftransport zuständig. Die Entscheidung hierüber steckt im genetischen Code der Pflanzenart. Die Kambiumzellen befinden sich auch unter der Rinde, dort wo es im Sommer ganz glitschig ist, wenn man die Rinde abzieht. Man nennt diese Zone auch Wachstumsschicht des Holzes, weil nur dort der Baum dicker wird.
Unser Allgäu: Wie ist ein Baum mit seinen Faserschichten aufgebaut?
Ball: Solange die Holzzellen leben und Wasser vom Wurzelraum nach oben und Nährstoffe aus den Blättern nach unten schaffen, heißt der Bereich Splintholz. Er umfasst meist nur wenige Jahrringe. Weiter nach innen sind die Zellen, oder auch Fasern, meist früher oder später abgestorben und haben dann noch die wichtige Funktion der Stabilisation. Diese Baumteile nennt man Kernholz. Hier sind die Holzfasern dann mit Luft gefüllt und haben keine Durchlässe mehr zu den Nachbarzellen. In der Zellwand werden bei vielen Nadelhölzern und beispielsweise der Eiche, Kastanie oder Robinie Gerbstoffe eingelagert, die gegen die mikrobielle Zersetzung schützen und so unter Feuchteeinfluss oft eine erhebliche Lebensdauer erreichen.
Unser Allgäu: Gibt es hier einen Unterschied zwischen Nadel- und Laubholz?
Ball: Im Nadelholz sind die Holzfasern einfacher aufgebaut. Festigung und Wasser- sowie Nährstofftransport werden von der Zellsorte Tracheide übernommen. Die Nadelholzfasern sind länger als die Laubholzfasern, typische Werte sind 3,5 bis 6 Millimeter für Fichten-, Kiefer- oder Tannenfasern und 1 bis 1,5 Millimeter für Pappel-, Birke- oder Buchenfasern. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser beträgt bei den Nadelhölzern etwa den Faktor 100, bei den Laubhölzern liegt er darunter, bei der Buche bei 38 bis 60. Im Laubholz gibt es mehr Faserarten. Auffällig sind bei manchen Baumarten die dicken Gefäßzellen, die man sogar im Querschnitt mit bloßem Auge erkennen kann wie bei Eiche und Ulme. Zur Entstehung dieser Gefäße fusionieren mehrere Zellen.

Unser Allgäu: Jeder kennt Holz, verarbeitet als Balken, Brett, Massivholzschrank oder Palette. Aber wo steckt noch überall Holzfaser drin?

Ball: Dünne Bäume oder Stammteile, die für die Massivholzherstellung zu dünn sind, können von der Zellstoff- und Papierindustrie verwendet werden.

Kernholz

Bei der Papierherstellung spielt die einzelne Faser eine ganz bedeutende Rolle. Ihre Reißfestigkeit, alleine und im Verbund mit anderen Fasern, ist sehr wichtig für die Verwendung als Schreibpapier, Zeitung, Verpackungsmaterial, aber auch als Textilien. Beispielsweise können aus dem Laubholz Buche Viskosefasern hergestellt werden, die dann zu Textilien aller Art gesponnen werden. Dabei werden die Cellulosefasern unter Zusatz von Natronlauge und Schwefelkohlenstoff zu einer Spinnmasse, die in der Konsistenz etwa zähflüssigem Honig ähnelt. Durch Düsen gepresst, entstehen daraus die Viskosefasern. Auch Wattestäbchen, Feuchttücher, Tampons, Banknoten und Teebeutel bestehen häufig aus Viskose.

Cellulose verbessert viele Produkte

Pflanzlicher Zellstoff hat den Vorteil, dass er gut quillt, bindet und stabilisiert. Cellulose, die aus pflanzlichen Fasern bzw. Holzfasern gewonnen wird, steckt daher in vielen Produkten, wo man sie nicht vermutet.

Flüsterasphalt: Durch den Zusatz von Cellulose wird Asphalt so offenporig, dass die Fahrbahn die Abrollgeräusche von Reifen spürbar reduziert, ohne dass Griffigkeit, Ebenheit und Verformbeständigkeit nachlassen.

Kunststoffe: In der Kunststoffindustrie kommen Faserstoffe als vielseitige und umweltfreundliche Funktions- oder Füllstoffe zum Einsatz. Verkleidungen, Formteile, Dichtungen, Dämmmatten, Gummiräder, Kunstlederbezüge, Schläuche und viele andere Bauelemente erhalten durch sie Stabilität, Oberflächenstruktur und Volumen.

Waschmittel: Sie enthalten zur Erhöhung der Waschleistung häufig Enzyme, die beim Anwender zu unerwünschten Hautreizungen führen können. Durch die Umhüllung mit Cellulosefasern kann das Problem verhindert werden.

Arzneien: Zudem dient Cellulose bei Tabletten als gut verträgliche, neutrale Trägersubstanz für die medizinischen Wirkstoffe. Außerdem lässt sich die Medizin so auch einfach in eine gut anwendbare Form bringen und schnell in Wasser auflösen.

FBG Mindelheim

Gründung: 18. Dezember 1969

Mitglieder: 2750

Waldfläche der Mitglieder: 8450 ha

Jährl. Holzaufkommen Stammholz: 30 – 50 000 m³ (Festmeter)

Jährl. Holzaufkommen Hackgut: rund 5000 srm

Jährl. Pflanzenbeschaffung: 20 – 30 000 Tsd. Pflanzen, davon 80 % Mischbaumarten wie Ahorn, Buche, Eiche, Linde, Erle, Weißtanne, Douglasie

Anzahl Waldpflegeverträge: 140

Betreute Waldfläche mit Waldpflegevertrag: 970 ha

Zertifizierung: PEFC

Dienstleistungen: Holzverkauf, Informationsveranstaltungen, Vermittlung von Holzeinschlagsarbeiten, Pflanzarbeiten, Kulturpflege, Jungwuchspflege, waldbauliche Betriebsberatung, Waldwertschätzungen, Grenzsteinfindung.

Forst befindet sich im Wandel

Die Serie von Unser Allgäu stellt die forstwirtschaftlichen Zusammenschlüsse heute und morgen vor. Mehr Infos zur Serie finden Sie hier.

Im ersten Teil der Serie geht Ignaz Einsiedler auf die Veränderungen im Laufe der Zeit ein. Einsiedler gibt nach fast 50 Jahren den Vorsitz der WBV Kempten ab und kann auf einen starken Wandel im Wald zurückblicken, den Unser Allgäu beschreibt. Den Artikel über Ignaz Einsiedler finden Sie hier.

Im zweiten Titel lädt Andreas Täger, der Geschäftsführer der Waldbesitzervereinigung Westallgäu, zu einem Rundgang ein. Hierbei wird deutlich, welche besonderen Wälder in seinen Zuständigkeitsbereich fallen. Hier finden Sie den Artikel.

Im dritten Teil geht es um die Forstreform, die inzwischen 15 Jahre her ist. Doch nicht immer ist nach wie vor nicht eindeutig, wer wofür zuständig ist. Roman Prestele klärt auf. Den Artikel finden Sie hier.

Im vierten Teil stellen wir Dieter Stosik, Geschäftsführer der FBG Füssen, vor. Mit Öffentlichkeits- und Bildungsarbeit will Stosik das Verständnis für die Forstwirtschaft wecken. Waldbesitzer brauchen ein Gesicht in der öffentlichen Wahrnehmung, sagt er. Hier finden Sie den zugehörigen Artikel.

Im fünften Teil geht es um die Frage, ob der Einsatz schwerer Maschinen bei der Arbeit im Wald nachhaltig ist. Diese Fragt ploppt immer wieder auf, insbesondere, wenn Fotos von gravierenden Schäden am Waldboden in der Öffentlichkeit kursieren. Was stimmt also? Philipp Götzfried, Geschäftsführer der WBV Kempten Stadt und Land, beantwortet im Interview unsere Frage. Hier finden Sie den Artikel.