Biologische Optimierung in Baumstämmen und Holzqualität

Die Fichte (Picea abies (L.) Karst.) ist eine der wirtschaftlich bedeutendsten Baumarten Europas. Der ständig steigende Bedarf an Holzprodukten erfordert die Entwicklung von Strategien, um den Rohstoff Holz möglichst effizient zu nutzen. Ein Ausweg wäre dabei die Selektion von Fichten mit möglichst einheitlichen Holzeigenschaften entlang des gesamten Stammes. Das Holz erfüllt jedoch für den Baum wichtige Funktionen, wie beispielsweise den Wassertransport und die mechanische Stabilität, die sein Überleben garantieren. Die Erfüllung dieser Funktionen erfordert bestimmte Holzstrukturen. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge ist nötig, um die Züchtung von Pflanzen zu vermeiden, die zwar ausgezeichnete Holzqualität besitzen, jedoch nur bedingt über- lebensfähig sind. #1 Die Holzstruktur innerhalb eines Baumes und von verschiedenen Bäumen ist unterschiedlich, weil die Anforderungen an die hydraulische Effizienz und Sicherheit und an die mechanische Stabilität variieren. #2 Ein bestimmter Aufbau aus Frühholz mit weitlumigen Zellen und Spätholz mit englumigen Zellen ist nötig, um Wasser effizient zu transportieren, gleichzeitig ein Trockenfallen des Wasser-leitsystems zu verhindern und mechanische Stabilität zu garantieren. Der Zusammenhang beruht jedoch nicht auf dem Zelldurchmesser an sich, sondern auf bestimmen Eigenschaften der "Schleusen" (Tüpfel), welche die einzelnen Zellen verbinden. #3 Ausgezeichnete Holzqualität, wie Uniformität entlang des Stammes und hohe Dichte, impli-zieren nicht immer ausgezeichnete hydraulische und mechanische Eigenschaften. Unser Ziel ist es, die anatomischen und chemischen Grundlagen der natürlichen Holzfunktionen zu untersuchen und deren Konsequenz für die Holzqualität zu prüfen. Um diese Hypothesen zu verifizieren, sind umfassende anatomische und chemische Analysen in Verbindung mit hydraulischen und mechanischen Testverfahren an frischen Holzproben geplant. Die Holzproben unterscheiden sich im Alter der Jahrringe, in der Entnahmehöhe und in ihrer jahreszeitlichen Ausbildung (Früh- und Spätholz). Außerdem werden Fichtenklone, die auf Standorten mit unterschiedlichem Feuchteregime stocken, untersucht.

Der ständig steigende Bedarf an Holzprodukten erfordert die Entwicklung von Strategien, um den Rohstoff Holz effizient zu nutzen. Die Selektion von Fichten mit möglichst einheitlichen Holzeigenschaften entlang des gesamten Stammes wurde deshalb in Betracht gezogen. Das Holz erfüllt jedoch für den Baum wichtige Funktionen, wie beispielsweise den Wassertransport und die mechanische Stabilität, die sein Überleben garantieren. Die Holzstruktur innerhalb eines Baumes ist deshalb so unterschiedlich, weil die Anforderungen an die hydraulische Sicherheit und an die mechanische Stabilität variieren. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge kann die Züchtung von Pflanzen vermeiden, die zwar ausgezeichnete Holzqualität besitzen, jedoch nur bedingt überlebensfähig sind. Ein interdisziplinäres Projekt zwischen dem Verantwortlichen für Fichtenzüchtungsprogramme in Südschweden, Bo Karlsson (Skogforsk, Sweden), Rupert Wimmer (Holzforschung, BOKU), Hanno Richter und Sabine Rosner (Botanik, BOKU) ermöglichte es, diese Zusammenhänge zu bestätigen. Die hydraulischen, mechanischen und strukturellen Eigenschaften von Fichtenholz wiesen enorme Unterschiede sowohl innerhalb eines Stammes als auch zwischen verschiedenen Individuen auf. Der enge funktionelle Zusammenhang zwischen Holzdichte, hydraulischer Verwundbarkeit und mechanische Stabilität in älterem Fichtenholz war in juvenilem Holz durch das vermehrte Auftreten von Druckholz überlagert. Dieses Druckholz ist in sehr jungen Bäumen nötig, um einen aufrechten Wuchs zu garantieren. Fichtenzüchtungsprogramme zielen auch auf die Selektion von Bäumen mit großer Wüchsigkeit ab. Wir fanden Hinweise, dass hohes Wachstum zu einer geringeren Resistenz gegenüber Trockenstress führen kann. Darüber hinaus ist es uns gelungen, eine effiziente und repräsentative Methode zur Bestimmung der hydraulischen Verwundbarkeit von Fichtenholz zu entwickeln. Die Methode basiert auf der Wellenformanalyse von Ultraschallsignalen, die während der Austrocknung von Holz emittiert werden. Diese Methode ist auch durchaus geeignet, in der kommerziellen Holztrocknung Anwendung zu finden.