Der Baum

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Das Leben mit dem Baum

Der Wald, das grüne Drittel der Bundesrepublik, besteht aus schätzungsweise 30 Milliarden Bäumen. Jeder einzelne stellt ein einzigartiges Wunderwerk der Natur dar. Der Baum produziert seine Biomasse, wie alle grünen Pflanzen, praktisch aus dem „Nichts“, nämlich vor allem aus Kohlendioxid, Wasser und Sonnenenergie. Tagsüber nehmen die Blätter das Kohlendioxid aus der Luft auf und produzieren daraus mit Hilfe des Chlorophylls Traubenzucker, der als Energiequelle und Baustoff für weitere chemische Prozesse benötigt wird. Durch Verkettung der Zuckermoleküle entsteht beispielsweise Zellulose, der Hauptbestandteil von Holz. Als „Abfallprodukt“ wird dabei noch Sauerstoff freigesetzt. Eine 100jährige Eiche mit 130.000 Blättern, ihren biologischen Solarzellen, bindet jährlich rd. 5.000 Kilogramm Kohlendioxid zu organischen Substanzen wie Holz, Blätter und Rinde und gibt dabei bis zu 4.500 Kilogramm Sauerstoff ab; das ist der Jahresbedarf von elf Menschen. Gleichzeitig arbeitet der Baum wie eine Klimaanlage. Die Wurzeln der genannten Eiche saugen jährlich etwa 40.000 Liter Wasser aus dem Boden, das die Blätter wieder „ausschwitzen“. Die dabei erzeugte Verdunstungskälte sorgt dafür, dass es im Wald selbst an heißen Sommertagen angenehm kühl ist. Außerdem filtert sie im Jahr etwa eine Tonne Staub und Schadstoffe aus der Luft, wirkt also wie ein überdimensionaler Staubsauger. Diese an sich positive Klimawirkung stellt bei zu hohem Stoffeintrag jedoch ein erhebliches Problem für das Waldökosystem dar.

Fibrillen und Micellen

Fibrillen

Fibrillen unter dem Elektronenmikroskop etwa 4000fach vergrößert. Diese sind aus Micellen zusammengesetzt, den kleinsten bekannten Bausteinen, die auch im menschlichen und tierischen Fleisch anzutreffen sind.
Die Micellen bilden mit Wasser gefüllte Zwischenräume ( Intermicellarräume ) Die Micelle ist von einem hygroskopkopischen Mantel umgeben, der entsprechend der jeweiligen Luftfeuchte Wasser ansaugen, aber auch wieder abstoßen kann. Hier liegen die Ursachen für das Schwinden und Quellen des Holzes.

Hoftüpfel

Die Hoftüpfel sind für den Transport der Nährstoffe von Zelle zu Zelle verantwortlich, während durch die größeren Fenstertüpfel die Nährstoffe von Holzstrahlen zu den Tracheiden geleitet werden. Die Tüpfel sichern somit die Verbindung von Zelle zu Zelle. Man kann sie auch als kleine Ventile betrachten, die durch Membranen bei Bedarf geöffnet oder geschlossen werden. Die Funktionsfähigkeit der Tüpfel spielt später beim Austrocknen des Holzes sowie beim Eindringen der Holzschutzlösung eine große Rolle. Nicht umsonst lässt sich Fichtenholz schwer tränken, weil die meisten Tüpfel verstopft sind. Die Bilder unten erklären die Funktionsweise. Die Darstellung ist etwa300fach vergrößert.

Querschnitt: Schnitt durch eine Zelle mit Hoftüpfel. Schön zu sehen ist wie der Torus in elastischer Aufhängung an der Margo (Membran) hängt.
offen: Der Torus steht zwischen den beiden Zellwänden der Zellen. Der Nähstofftransport ist in dieser Stellung in beiden Richtungen möglich.
geschlossen: Das Höftüpfel liegt gegen den Wanddurchbruch (Porus) der Zellwand und unterbricht damit den Nährstofftransport.

Holzfaser

Links im Bild sieht man eine Holzfaser, die aus Übereinanderlagerung von Zellgefäßen besteht. In der Mitte ist ein Faserbündel zu sehen, diese besteht aus mehreren Fasern. Mehrere Faserbündel ergeben das Holzgewebe.

Zusammenfassend ist zu sagen, das Holzfasern durch die Überlagerung von langgestreckten Zellen gebildet, die miteinander in Verbindung stehen, und die wiederum Ausgangspunkt für Faserbündel und Gewebe sind. Die Fasern bestimmen die Holzmaserung und somit die besondere Charakteristiken eines Baumes.

Holzgefäß

Rechts in der schematischen Darstellung sieht man ein Holzgefäß (Leitgefäß) das die Aufgabe hat, den Pflanzensaft mit den für die Ernährung der Zellen wichtigen Substanzen zu transportieren.

Die Holzgefäße sind im Leitgewebe des Holzes äußerst wichtig, denn Sie transportieren Mineralstoffe und weitere Elemente mit denen das Wasser angereichert ist von der Wurzel aus dem Boden zu den Blättern. Wo es durch die Photosynthese mit Nährstoffen angereichert wird. Dieser Kreislauf schließt sich wenn der so aufbereitete absteigende Saft über die Siebzellen im Bast nach unten transportiert wird und im ganzen Baum verteilt wird, um in zu speichern oder neues Gewebe zu bilden.

Nadelholz

Die Nadelholzarten haben schon vor langer Zeit ihren heutigen Entwicklungstand erreicht und ihn trotz der starken veränderten Lebensbedingungen beibehalten. So ist Holz aus Braunkohlenlagern von solchem der gleichen heute lebenden Art kaum zu unterscheiden. Nadelholz1). Bei ihnen fehlen die für Laubholz typischen Gefäße (Poren).Quelle www.holzwurm-page.de)) besteht aus nur zwei Zellarten, nähmlich aus Tracheiden2) und Parenchymzellen3)

Tracheiden

Die größte Bedeutung haben die Tracheiden, die im Durchschnitt zu 90% am Aufbau des Nadelholzes beteiligt sind. Man kann sie als Urform der Holzzellen bezeichnen. Die Tracheiden sind röhren- oder faserförmige, stets geschlossene Zellen. Sie verlieren sehr bald nach ihrer Bildung die Merkmale lebender Zellen. Ihre Länge beträgt 0,5…5 mm und schwankt innerhalb des einzelnen Baumes. So nimmt sie z.B. bei Fichte4) und Kiefer vom 1. bis zum 50. Jahrring5) und darüber zu, um dann mehr oder weniger konstant zu bleiben. Gleichzeitig ist die Länge der Tracheiden von der Höhe abhängig, und zwar derart, daß sie vom Stammfuß zur Stammitte zu- und zur Krone hin wieder abnimmt. Die Tracheiden sind infolge Spitzenwachstums etwas länger als die Kambiummutterzellen. Außerdem ermöglichen die Spitzen ein gegenseitiges Verkeilen der Zellen. Bei verschiedenen Exemplaren der gleichen Holzart weisen die langsamer gewachsenen Tracheiden eine größere, die schneller gewachsenen eine kleinere Faserlänge auf, Der größeren Faserlänge entspricht im allgemeinen ein größerer Durchmesser. Er ist bei Früh- und Spätholztracheiden verschieden. Das Verhältnis von Länge und Durchmesser schwankt im Intervall von 25:1 bis 1000:1, am häufigstem liegt es bei etwa 100:1. Der tangentiale Durchmesser, d.h. der in Richtung der Jahrringe liegende Durchmesser, verändert sich gegenüber den Kambiummutterzellen wenig, der radiale wird mehr oder weniger erweitert. Die Tracheiden erscheinen im Nadelholz als zwei unterschiedliche Zellformen.

Frühholztracheiden

Die Frühholztracheiden sind der guten Wasserleitung wegen dünnwandig und weitlumig. Ihre Spitzen sind tangential6) meißelförmig zugespitzt, radial7) aber im allgemeinen abgerundet. Ihre Länge liegt in dem oben angegebenen Bereich, ihr tangentialer Durchmesser beträgt etwa 40 µm, der radiale 35..55µ (1µm=1/1000mm). Der Querschnitt8) ist vier- bis sechseckig. Die radialen Seiten der Entflächen haben im Verhältnis zur Fasermitte sehr viele kreisförmige Durchlaßstellen zur nächsten Zelle9), sogenannte Tüpfel10), die einen intensiven Stoffaustausch von Zelle zu Zelle ermöglichen. Die Tüpfel sind im allgemeinen nur in einer Reihe, selten - besonders bei Gebirgshölzern - in zwei Reihen angeordnet. Durchschnittlich kommen etwa 100 Tüpfel je Seite vor.

Spätholztracheiden

Die Spätholztracheiden sind dickwandig, englumig und ebenso lang wie die Frühholztracheiden. Ihre Enden sind allseitig zugespitzt und greifen keilartig ineinander, wodurch sich die Festigkeit11) erhöht. Der tangentiale Durchmesser der Spätholztracheiden beträgt 30 µm, der radiale 20…25 µm. Damit hat der Querschnitt einer Spätholztracheide im allgemeinen die Form eines Rechtecks, dessen Längsseite parallel zur Richtung des Jahrrings verlaufen. Aus diesen Maßen ergibt sich, daß die Spätholztracheiden radial abgeplattet sind. Tüpfel sind nur spärlich, etwa 10…50 Sück, und nur verkümmert als schräge Spalten vorhanden, da ihre Funktion in den Spätholztracheiden von untergeordneter Bedeutung ist.

Parenchymzellen

Die Parenchymzellen sind lebende Zellen, die in den horizontal vom der Stammmitte nach außen laufenden Markstrahlen12) konzentriert sind. Der Querschnitt dieser Zellen ist hinsichtlich ihrer Höhe und Breite mehr oder weniger gleich (isodiametrisch). Die Aufgabe der Markstrahlen besteht in der Querleitung und Speicherung der Nährstoffe13)

Poren


Am Beispiel des Eichenholzes zeigt sich unter der Lupe, daß der Jahrring am Anfang mit vielen Röhrchen beginnt. Die Erklärung ist einfach: Der für die Laubbildung im Frühjahr besonders starke Safttrieb führt im Splintholz durch diese Röhrchen, die man als Tracheen oder Poren bezeichnet. Im Laufe des Sommers genügen dann wenige Tracheen. Bei Eichenholz und anderen Hölzern sind verhältnismäßig große Poren ringförmig angeordnet (ringporig), während sich bei der Buche und anderen Laubhölzern kleine Poren über die ganze Zuwachszone zerstreut befinden (zerstreutporig). Es wird bei der Holzbestimmung außerdem noch „grobporig“ und „feinporig“ unterschieden.

Schnitt am Laubholz und Nadelholz

Laubholz

Die typischen Merkmale des Laubholzes sind am besten am Eichenholz zu erkennen. Der äußere Holzgürtel ist das Splintholz , während der zur Markröhre liegende Innenteil als Kernholz bezeichnet wird.

Nadelholz

Die Jahrringe der Kiefer nicht durch einen Ring von Poren14) voneinander getrennt wie der Eiche, sondern hier zeigt sich das im Frühjahr bis in den Sommer hinein gewachsene Holz15) -das Frühholz16) - farblich heller. Zudem ist es weicher und lockerer im Aufbau. Das im Spätsommer bis in den Herbst hinein gewachsene Holz -das Spätholz17) - ist wesentlich härter18), fester und von dunklerer Farbe19) .

Aufbau des Stammes


Der Stamm20) eines Baumes wird gebildet von lebenden und nicht lebenden Rinden- und Holzbereichen. Die äußerste Schicht ist Kork21), der den Baum vor Beschädigung schützt, Wasserverlust verhütet und gegen Hitze und Kälte abschirmt. Neue Korkschichten bildet das Korkkambium. kork und Korkkambium umfassen die Außenrinde. Unter der Außenrinde liegt das Phloem (Innenrinde oder Bast22)). Diese Schicht verteilt die Assimilationsprodukte der Blätter im Baum. Die absterbenden Teile verstärken die Außenrinde. Das Gefäßkambium ist meist nur eine Zelle23) dick, aber es ist die lebensspendende Schicht des Stammes. Durch Teilung bildet es neue Bastzellen nach außen und neue Holzzellen nach innen. Die Masse des Baumes besteht aus Holz24) und Xylem25) . In seiner äußeren Schicht (Splint26)) befinden sich röhrenförmige Zellen, die Wasser und gelöste Nährstoffe27) aus dem Boden von der Wurzel zu den Blättern leiten. Jedes Jahr wird ein neuer Ring von Splintzellen (der Jahrring28)) durch das Kambium29) hinzugefügt. In entsprechendem Ausmaß verlieren innere Splintschichten ihre wasserführende Aufgabe und werden sozusagen „ Mülleimer“ der Pflanze. Verschiedene Abfallprodukte des Stoffwechsels werden in den Zellen und Zellwänden abgelagert. So bildet sich eine zentrale Säule von Kernholz30), die dem Baum wie ein Rückgrat halt gibt und bei vielen Holzarten auch anders gefärbt ist als der Splint.

Zellenaufbau


Oben ist der Zellaufbau des Laubholzes, als Beispiel eine Eiche. Der Aufbau ist etwa 20fach vergrößert. Die Fasern sind ineinander verkeilt, Poren und Markstrahlen angeschnitten.



oben ein Jahrring der Kiefer, etwa 15fach vergrößert. Frühholz hat große, dünnwandige Zellen. Spätholz hat kleine, dickwandige Zellen.

Zellwandschichten

Ein Gerüst vorwiegend aus Pektin verbindet die Zellwände gleitend miteinander: Der Baum kann sich biegen. Die Fäserchen, aus denen die Zellwände zusammengesetzt sind, Fibrillen genannt, haben in jeder dieser Schichten eine andere Lage: In der Primär schicht liegen sie ungeordnet durcheinander, in der äußeren und inneren Sekundär schicht sehr flachliegend und in der mittleren Sekundär schicht steil aufgerichtet. Die unterschiedliche Faserrichtung im Feinbau der Zellen gibt dem Holz die Festigkeit.

1) Von nadeltragenden Koniferen (Nadelbäume) aus der botanischen Gruppe der Gymnospermen erzeugtes Holz((Holz: Das Zellgewebe des Baumes (ausgenommen der Markröhre) innerhalb des Kambiums. Quelle www.holzwurm-page.de
2) Tracheiden: Mit einem Anteil von 90% Hauptform der Nadelhölzer; sie verlaufen parallel zur Stammachse (Längstracheiden) und haben die Aufgabe der Wasserleitung und Festigkeit.Quelle www.holzwurm-page.de
3) Parenchymzellen: Zellen mit Hauptfunktion, Nähr- und Aufbaustoffe zu speichern und bei Bedarf wieder abzugeben. Die Zellwände sind zur Erhöhung der Durchlässigkeit nach allen Seiten durchlöchert (siehe auch Tüpfel).Quelle www.holzwurm-page.de
4) Fichte: Das wohl am meisten bei uns im Möbelbau verwendete Holz ist das der Fichte. Fichtenholz ist weich, in seiner Färbung weißlich bis hellgelb. Bei der Verarbeitung splittert es leicht und ist empfindlich gegenüber mechanischen Belastungen. Es dunkelt sehr stark nach. Quelle www.holzwurm-page.de
5) , 28) Jahrring: Das ist während eines Jahres vom Baum erzeugte Holzmasse, die in der Regel im anatomischen Bau unterschiedlichen Zonen besteht aus dem zuerst gebildeten weicheren Frühholz und den schwereren, härteren und später gebildeten Spätholz. Der Jahrring erscheint am Querschnitt als Ring. Quelle www.holzwurm-page.de
6) Beschreibung von Oberflächen und Schnittebenen senkrecht zu den Holzstrahlen, d.h. mehr oder weniger paralel zu den Jahrringen (siehe auch Tangentialschnitt oder Fladerschnitt). Quelle www.holzwurm-page.de
7) radial: In einem Baum die horizontale Richtung zwischen Mark und Rinde. Quelle www.holzwurm-page.de
8) Querschnitt: Quer zur Stammachse bzw. zum Faserverlauf geführter Schnitt. Er ist für die mikro- und makroskopische Bestimmung des Holzes am besten geeignet. Auf der Querschnittsfläche zeigen sich Jahrringaufbau, Längsparenchym und Holzstrahlen am deutlichsten. Quelle www.holzwurm-page.de
9) , 23) Zelle: Holz besteht aus Zellen. Jede dieser Zellen besitzt eine Zellwand und einen Zellraum. Zellgruppen gleicher Art werden als Gewebe bezeichnet. Nadelholz besteht überwiegend aus Faserzellen (Tracheiden) und aus Speicherzellen (Parenchymzellen). Quelle www.holzlexikon.de
10) Tüpfel: Dünnstellen in der Zellwand zwischen benachbarten Zellen, die den Wasser- und Stoffstransport von Zelle zu Zelle ermöglichen. Quelle www.holzwurm-page.de
11) Festigkeit: Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffes oder Bauteiles gegen Bruch. Zahlenmäßig die mechanische Spannung, die zum An- oder Durchbrechen der Probe führt (auch als Bruchspannung bezeichnet). Quelle www.holzlexikon.de
12) Markstrahlen: Quer zur Faser verlaufende und auf die Markröhre gerichtete Bänder aus Speicherzellen. Sie erscheinen auf Querschnitten als feine, oft nur mit der Lupe erkennbare Linien (\„Strahlen\“) und auf dem Radialschnitt als „Spiegel“, teils so breit, daß sie das Holzbild, wie bei den Eichen, wesentlich beeinflussen. Quelle www.holzwurm-page.de
13) , 27) Nährstoffe: Zehn Elemente sind nötig, damit eine Pflanze gedeihen kann Vor allem Kohlenstoff (C) , Sauerstoff (O), Wasserstoff (H), Stickstoff (N), Phosphor (P) und Schwefel (S), sowie Kalium (K), Kalzium (Ca), Magnesium (Mg) und Eisen (Fe). Wenn nur eines dieser sog. Makroelemente fehlt, ist das notwendige Verhältnis der Nährstoffe gestört und es kommt zu Mangelerscheinungen, die im Extremfall zu Erkrankungen führen. Zusätzlich benötigt die Pflanze eine Reihe von Mikroelementen (Spurenelemente, in Form von Ionen) wie z. B. Mangan (Mn), Zinn (Zn), Kobalt (Co), Kupfer (Cu) sowie Natrium. Makro- und Mikroelemente außer Kohlenstoff werden von der Pflanze mit den Wurzeln aufgenommen -H und O als Wasser, -N als Nitrat- oder Ammonium-Ion,-S und P als Sulfat- und Phosphationen, -K, Mg, Da, Fe und die meisten Mikronährelemte als Kationen. Quelle www.holzwurm-page.de
14) Poren: Durch Gefäßzellen gebildete feine Röhren, die im Querschnitt runde oder ovale Öffnungen und auf Längsschnittflächen rillenartige Vertiefungen bilden. Bei grobporigen Hölzern sind die einzelnen Poren mit bloßem Auge erkennbar, wie z. B. bei Wenge; bei mittelgroßen Poren ist nur das Vorhandensein der Poren, aber nicht die einzelne unterscheidbar, wie z.B. bei Makore; bei feinporigen Hölzern, wie z.B. bei Mansonia sind Poren nur noch mit der Lupe auf glatten Querschnitten sichtbar; Nadelhölzer sind porenlos. Quelle www.holzlexikon.de
15) , 24) Holz: Das Zellgewebe des Baumes (ausgenommen der Markröhre) innerhalb des Kambiums. Quelle www.holzwurm-page.de
16) Frühholz: Die meist hellere und weichere Schicht, die zu Beginn einer Wachstumsperiode (Frühjahr) entsteht und meistens bei Nadelhölzern besonders deutlich ausgebildet ist; häufig gekennzeichnet durch größere Zellen und niedrigere Rohdichte (siehe auch Blume, Fladern und Spätholz). Quelle www.holzwurm-page.de
17) Spätholz: Auf das Frühholz folgende, bei Laubhölzern meist porenärmere und bei Nadelhölzern besonders dunkle und harte Zonen; sie bilden den Abschluß einer Zuwachszone. Quelle www.holzwurm-page.de
18) härter: Komponente, welche bei Mehrkomponenten-Reaktionsklebstoffen das Aushärten bewirkt. Quelle www.holzwurm-page.de
19) Farbe: Häufig im Kernholz besonders ausgeprägt; sie kann sich durch unterschiedliche Feuchte, Alter und Belichtung ändern. Da sie außerdem innerhalb der gleichen Art von unterschiedlicher Ausprägung sein kann, sind Angaben zur Farbe nur mit Vorbehalt möglich (siehe Ausbleichen, Einlauf, Farbstreifen, Fladern, Splint). Quelle www.holzwurm-page.de
20) Stamm:
21) Kork: Millionen eingeschlossene Luftzellen im Kork machen ihn weich und elastisch. Kork gibt es oberflächenbehandelt und versiegelt. Nicht behandelter Kork kann gewachst, geölt oder lackiert werden. Der Boden wird vollständig mit dem Unterboden verklebt, ab der Stärke von 13 mm kann er auch mit Nut & Feder Verbindung „schwimmend“ verlegt werden. Quelle www.holzwurm-page.de
22) Bast: Über den Bast (Energieleiter) werden Nährstoffe in die einzelnen Baumteile transportiert. Quelle www.holzwurm-page.de
25) Xylem: Das Zellgewebe des Baumes (ausgenommen der Markröhre) innerhalb des Kambiums. Gleichbedeutend mit Holz. Quelle www.holzlexikon.de
26) Splint: Die Stämme aller Bäume enthalten Splintholz. Der Anteil ist von der Art, dem Alter und den Wachstumsbedingungen abhängig. Bei den meisten Arten ist es ein etwa 3 bis 5 cm breiter Mantel hellfarbigen Holzes, der das Kernholz einschließt. Er ist vor allem im Feuchtzustand empfindlich für Pilz- und Insektenbefall (siehe auch Kernstoffe, Bläue, Witterungsfestigkeit). Quelle www.holzwurm-page.de
29) Kambium: Die dünne Schicht aus lebenden, meristematischen (sich vermehrenden) Zellen zwischen Rinde (Pholem) und Holz (Xylem), die durch ständige Teilung nach außen neue Rindenzellen und nach innen neue Holzzellen bilden. Sie bewirken das Dickenwachstum verholzender Pflanzen. Quelle www.holzwurm-page.de
30) Kernholz: Der vom Splintholz ringförmig umgebene und sich durch eine oft dunklere Färbung abhebende innere Teil des Stammes. Das Kernholz ist stets widerstandsfähiger gegen Pilzbefall als das Splintholz, besitzt geringeren Wassergehalt und höhere Festigkeit, Dichte und Dauerhaftigkeit. Quelle www.holzwurm-page.de
open/know_how/papier/der_baum.txt · Zuletzt geändert: 06.07.2014 14:00 (Externe Bearbeitung)
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