Dieser Bericht von Dr. K. Weber und Prof. Dr. C. Mattheck ist vom Text und Bildmaterial sehr umfangreich. Aus diesem Grund habe ich mich entschlossen die Abbildungen über einen jeweiligen Link öffnen zu lassen. Dadurch ist es möglich, dass Sie die Abbildungen bei ausreichender Größe und Qualität betrachten können.
 

Die Folgen exzessiven Bohrens
auf Holzfäulen im Baum

von K. Weber und C. Mattheck
Die Folgen übermäßigen Bohrens am Stamm mit Zuwachsbohrer und Bohrwiderstandsmessgerät, wurden bei verschiedenen Baumarten ermittelt.
Die untersuchten Bäume hatten eine Innenfäule (Moderfäule, Weißfäule, Faulhöhle), die auch äußerlich durch Defektsymptome, wie Beulenbildung, offene Wunde mit Wulstholzbildung, angezeigt wurden.
Vergleichend hierzu wurde auch ein gesunder, d. h. fäulefreier Baum, der in der Vergangenheit exzessiv angebohrt wurde, untersucht.
Die ausgewählten Bäume waren allesamt "Versuchsbäume" früherer Feldstudien, die vor 8 - 10 Jahren mittels Zuwachsbohrer und IML-RESI (Bohrwiderstandsmessgerät) vielfach angebohrt, bzw. auch seit dieser Zeit jährlich mehrfach angebohrt wurden.

Folgende Fragen sollten beantwortet werden:

1) Wie reagiert ein Baum mit Innenfäule auf den mehr- bzw. vielfachen Einsatz invasiver Diagnosetechniken?
2) Treten durch die Bohrlöcher Fäulen von innen (Faulhöhle, Innenfäule) nach außen - oder tritt Fäule von außen in den Stamm ein - oder beides?
3) Wie reagiert ein gesunder Baum auf den mehrfachen, bzw. übermäßigen Einsatz invasiver Diagnosetechniken?
4) Sind Bohrtechniken "gefährlich" für den Baum?
5) Gibt es Unterschiede in der möglichen Gefährlichkeit verschiedener Bohrtechniken?
6) Muss der Baumkontrolleur überhaupt bohren?
Bohrergrößen:
Der Schneidendurchmesser einer RESI-Bohrnadel betrug 3,0 mm. Der Außendurchmesser des Zuwachsbohrers, der einen 5 mm Bohrkern erzeugte, betrug 11,3 mm.
Grundlagen
Bohrtechniken[1]
Zur eingehenden Untersuchung pilzbefallener Bäume können je nach individuellen Gegebenheiten, verschiedene Bohrtechniken angewandt werden. Der Einsatz des Zuwachsbohrers stellt diesbezüglich die Methode mit der höchsten Aussagekraft dar. Die visuelle Beurteilung des Bohrkerns gibt umfangreiche Informationen über Zuwachsraten und Fäuleabschottung im Baum. Auch Holzverfärbungen ohne eigentliche Holzzersetzung, wie sie beispielsweise nach Schachtschäden auftreten, lassen sich meist erkennen. Qualitative (Wackeltest) und quantitative (Fractometer) Bruchtests des Bohrkernes liefern Erkenntnisse über das Bruchverhalten (Sprödbruch, Zähbruch) und die individuellen Holzfestigkeiten. Des Weiteren kann der Bohrkern sogar durch Riechen (Nasskern!) beurteilt werden oder im Holzlabor einer detaillierten mikroskopischen und biochemischen Untersuchung unterzogen werden.
Die Bohrwiderstandsmessung stellt wohl die schnellste aller Bohrtechniken dar. Während des relativ schnellen Messvorganges wird ein dokumentierbarer Bohrschrieb aufgezeichnet. Diese Bohrtechnik eignet sich besonders gut als Nachweismöglichkeit von gefährlichen Holzversprödungen, hervorgerufen durch Braunfäulen oder fortgeschrittene Moderfäulen. Auch feinere Qualitätsunterschiede im gesunden Holz, wie Früh- und Spätholz der Nadelbäume, können gut erkannt werden.
Schließlich soll noch der Einsatz des Spiralbohrers genannt werden, einer Bohrtechnik, mit der selbst härteste Tropenhölzer untersucht werden können, in die weder Zuwachsbohrer noch Bohrnadel eindringen können. Mit dem Spiralbohrer werden in unterschiedlichen Bohrtiefen Späne gezogen, die bei weichem und zähen Holz lang und bei hartem und spröden Holz kurz sind. Auch Holzverfärbungen lassen sich visuell auffinden, lange bevor das Holz zersetzt wird.
Ein allgemeiner Nachteil von Bohrtechniken ist die Erzeugung eines mehr oder weniger großen Bohrloches. Der Baum wird lokal verwundet und muss diese Wunde wieder reparieren. (vgl. Abb. 1)
seitenanfang - bohrtechniken - abschottung - versuchsbäume - ergebnisse - literatur

Holzfäulen und deren Abschottung[1]

Alex Shigo et al 1977[2] und 1979[3] beschrieb die Mechanismen der Fäuleabschottung im lebenden Baum in einem Modell, seiner Abschottungstheorie, die er CODIT nannte. CODIT steht für Compartmentalization Of Decay In Trees und gilt dann, wenn ein Pilz von außen in das Splintholz eindringt, nachdem das Kambium verletzt wurde. Der eindringende Fäuleerreger wird von insgesamt vier Wänden (Wall I - IV) an der Ausbreitung im Splintholz behindert.

Wall I
Hinderung der Fäuleausbreitung in axialer Richtung, also "oberhalb" und "unterhalb" der Faulstelle durch Verschluss der Leitelemente und Einlagerung pilzwidriger Substanzen. Laubbäume bilden oft Thyllen aus ((vgl. Abb. 2), einige lagern auch gummiartige Substanzen als Häutchen oder Pfropfen in ihre Gefäße ein. Nadelbäume können ihre Tracheiden durch Hoftüpfelverschluss abdichten. Auch die vorhandenen oberen und unteren Zell(quer)wände stellen ein axiales Hindernis dar. Je schneller ein Baum den Wall I aufbaut, desto kürzer ist der säulenförmige Fäulebereich im Holz und damit die Längsausdehnung der Fäule.

Wall II
Hinderung der Fäuleausbreitung in radialer Richtung durch das Spätholz der vergangenen Jahre. Jeweils an den Jahresringgrenzen treffen die dünnwandigen Frühholzzellen abrupt auf die dickwandigen Spätholzzellen des Vorjahres, die von Pilzhyphen meist schlechter durchwachsen werden können (Abb. 2). Des Weiteren sind oft lebende Parenchymzellen als tangentiale Bänder im Spätholz oder an den Jahresringgrenzen vorhanden, die durch Produktion pilzwidriger Substanzen das Hyphenwachstum zusätzlich hemmen können. Letzteres ist allerdings i. a. nur im Splintholz möglich, da beim Vorgang der "Verkernung" alle Holzzellen absterben.

Wall III
Hinderung der Fäuleausbreitung in Umfangsrichtung, d. h. in tangentialer Richtung, also "rechts" und "links" der Faulstelle durch die Holzstrahlen. Die lebenden Holzstrahlzellen bilden im Splint zum einen Abwehrstoffe und ihre spindelförmige Gestalt stellt zum anderen ein mechanisches Hindernis dar. Da die Holzstrahlen unterschiedlich hoch und tangential versetzt sind, stellt Wall III keine durchgehende tangentiale Barriere, sondern nur einzelne unterbrochene Hindernisse dar, die von den Hyphen umwachsen oder durchbrochen werden müssen, was die Fäuleausbreitung in Jahresringrichtung zumindest verzögert (vgl. Abb. 2).

Wall IV
Wird als "Barrierezone" bezeichnet und besteht aus einem speziellen, parenchymreichen Gewebe, das vom Kambium nach der Verletzung gebildet wird und das in seinen Zellen pilzabwehrende Substanzen anreichert. Diese Zone ist viel größer als die Wunde selbst, sie umfasst nicht selten den ganzen Stammumfang (siehe hierzu auch[5]). Durch die oft sehr wirksame Barrierezone wird der Fäuleerreger und das bisher gebildete Holz, in dem der Erreger ja schon teilweise lebt, von dem neu gebildeten Holz abgegrenzt. Häufig bildet die Barrierezone eine scharfe Abgrenzung zwischen gesundem und völlig verfaultem Holz.

Da die Abschottungswände Wall I - III allgemein vorhandene Strukturen des Splintes darstellen (Thyllen ausgenommen), die beim Abwehrvorgang rein chemisch verändert werden, werden diese auch als "Reaktionszone" zusammengefasst.

Die Barrierezone, Wall IV, stellt dem gegenüber eine chemische und eine anatomische Abwehrreaktion dar, denn in ihr werden viele stoffwechselaktive Zellen (Parenchymzellen) gebildet, die pilzhemmende Stoffe produzieren und auch speichern.

Pilze, die nicht durch Schädigung des Kambiums in einen Stamm eindringen, z. B. durch verletzte Wurzeln oder an Astabbrüchen bzw. Ästungswunden, verursachen wohl eher keine Ausbildung einer Barrierezone (Wall IV) im Stamm. Dafür spricht die landkartenartige Fäulekontur (vgl. Abb. 2), wie man sie oft bei wurzelbürtigen Fäulen findet. Es entsteht lediglich eine Reaktionszone im Splint. Der Kern kann nicht aktiv auf einen Pilzangriff reagieren, da er aus Totholz besteht. Er ist aber dennoch relativ widerstandsfähig gegenüber vielen Pilzarten durch den Vorgang der sog. "Verkernung" (Einlagerung von Polyphenolen und Harzen, Verthyllung, Lignin- und Suberineinlagerung in Zellwände usw.).

Material und Methode
Die Versuchsbäume:
1) Pappel (Populus nigra L.) mit ausgedehnter Innenfäule und Faulhöhle, Defektsymptom: Stammfußschwellung (mit "Elefantenfuß" - d. h., Einbuchtungen zwischen den Wurzelanläufen waren nicht mehr zu erkennen), viele RESI-Bohrungen, einige Zuwachsbohrungen. (Kern-) Fäuleerreger: Hallimasch.
2) Ahorn (Acer pseudoplatanus L.) mit Brandkrustenpilz (Ustulina deusta) im Innern, sehr ausgedehnte Innenfäule, besaß teilweise überwallte Wunde mit Barrierezone an der Stammbasis, viele RESI-Bohrungen und viele Zuwachsbohrungen
3) Eiche (Quercus robur L..) mit kleinerer Innenfäule und Riss. Defektsymptom: Schwellung am Stamm vor der Faulstelle, Rippenbildung vor dem Riss, viele RESI-Bohrungen und Zuwachsbohrungen.
4) Ahorn (Acer pseudoplatanus L.). Schiefstehender Bergahorn mit vielen Zuwachsbohrungen und einigen RESI-Bohrungen auf der Zugseite und Druckseite der Biegung (Stammdurchbohrungen) an der Stammbasis bzw. am Wurzelanlauf. Keine Innenfäule vor dem Bohren.
Die Versuchsbäume wurden gefällt, um anschließend Baumscheiben aus den relevanten Stammbereichen heraus zu sägen und zu untersuchen.
Die aufgefundenen Fäuleabschottungszonen wurden lichtmikroskopisch verifiziert. Material und Methode zur mikroskopischen Untersuchung wurde in[5] detailliert beschrieben.
seitenanfang - bohrtechniken - abschottung - versuchsbäume - ergebnisse - literatur
Ergebnisse und Diskussion
Zuerst soll die Gesamtauswirkung übermäßigen Bohrens, das heißt im folgenden Falle mehrere Bohrungen pro Jahr, schon mehr als 10 Jahre lang mittels Bohrwiderstandsmessgerätes (seltener Zuwachsbohrer), anhand des frischen Sägeschnittes nach Fällung der Schwarzpappel, dargestellt werden. Abb. 3 zeigt die untersuchte Schwarzpappel mit Stammfußschwellung, was schon äußerlich auf eine ausgedehnte Innenfäule hinwies und was auch durch die häufig angewandten Bohrtechniken angezeigt wurde. Der exzessiv angebohrte Bereich wurde in Abb. 3 besonders markiert.
Die Restwandstärke des exzessiv angebohrten Stammbereiches (ca. 50 - 70 mm fäulefrei) unterschied sich nicht signifikant von der Restwandstärke des übrigen, nicht angebohrten Stammbereichs. Das heißt, dass die vielen Bohrungen, welche die fäuleabschottenden Wände (z. B. Reaktionszonen, ev. auch Barrierezonen) von Jahr zu Jahr lokal durchbrachen, nicht wesentlich die Stand- bzw. Bruchsicherheit des Baumes beeinflussten. Die Innenfäule wurde innerhalb des exzessiv angebohrten Bereiches insgesamt betrachtet nicht wesentlich durch die Bohrlöcher herausgezogen", um die äußere, noch gesunde Restwand, zu zerstören (siehe auch Abb. 4).

Nach der Bewertung der Gesamtauswirkung jahrelangen Bohrens auf den Baumstamm, sollen nun auch die Veränderungen im Holzkörper durch die einzelne Bohrung dargestellt werden. Abb. 5 zeigt die Restwand im Bereich einer 3 mm RESI-Messbohrung, sechs Jahre nach dem Bohreinsatz. Um den Bohrkanal herum hat sich eine relativ scharf abgegrenzte Reaktionszone im Pappelsplintholz ausgebildet. Das Bohrloch wurde von der anschließenden Jahrringbildung innerhalb eines halben Jahres wieder verschlossen, wobei um die Bohrlochöffnung herum vom Kambium zunächst eine dünne, gelblich-bräunlich gefärbte Schicht, eine "Barrierezone", ausgebildet wurde. Nachdem sich sechs Jahresringe über das Bohrloch geschichtet hatten, ohne dass von außen eine Fäule eindrang, war zu erkennen, dass am inneren Ende des Bohrkanals die Innenfäule begonnen hatte, lokal um den Bohrkanal herum, das Holz zu zersetzen. Die Innenfäule muss also aufgrund der Bohrung lokal etwas schneller durch die vom Baum gebildete Reaktionszone gewandert sein, als im nicht angebohrten Nachbarbereich.

Eintritt und langsamer Fortschritt der Fäule in den Bohrkanal blieben relativ eng begrenzt und lösten eine starke Reaktionszonenbildung im Splint aus. Gleichzeitig (innerhalb 6 Jahren) dehnte sich auch die Innenfäule selbst im Pappelstamm aus und "schob" gewissermaßen eine konzentrische Reaktionszone vor sich her. Eine ursprüngliche Reaktionszone (RZ 1 in Abb. 5) wurde vom Fäuleerreger schrittweise durchwachsen, wodurch sich im radial davor liegenden Splintbereich eine neue Reaktionszone bildete (RZ 2) usw.. Der Zersetzungsgrad des "zurückgelassenen", faulen Holzes nahm dabei nach innen hin zu, bis schließlich eine Verbreiterung der vorher schon vorhandenen zentralen Faulhöhle entstand.

Nach 6 - 7 Jahren, so in Abb. 4 und Abb. 5 zu erkennen, hat die allgemeine, stammumfassende Reaktionszone um die zentrale Innenfäule fast die radiale Ausdehnung der in den Bohrkanal hineingezogenen Fäule erreicht. Nach 10 Jahren (Abb. 4 unteres Bild) hat die allgemeine, stammumfassende Reaktionszone vor der Innenfäule, die in den Bohrkanal hineingezogenen Fäule, eingeholt, so dass der lokale negative Effekt der Bohrung vollständig kompensiert wurde.

Bemerkenswert war, dass das Ausmaß der Reaktionszonenbildung um den Bohrkanal im Splint, ausgelöst durch die Bohrung selbst, d. h. durch die mechanischen Zerstörungen beim Bohren, vgl. Abb. 5 rechtes Bild, sichtbar geringer war, als das Ausmaß der Reaktionszonenbildung am inneren Ende des Bohrkanals, ausgelöst durch die lokal eingewachsene Fäule. Der Baum scheint hier Energie zu sparen und nur dann eine dicke "energieaufwendige" Reaktionszone auszubilden, wenn es gilt einen tatsächlich vorhandenen Fäuleerreger an der Ausbreitung zu hindern.

Diese Beobachtung lässt die Annahme zu, dass eine pilzinduzierte Reaktionszonenbildung ausgeprägter und insgesamt wohl auch wirkungsvoller ist, als eine rein mechanisch - verletzungsinduzierte Reaktionszonenbildung ohne Pilzbefall. Mit anderen Worten: Dort, wo im Baum die Reaktionszone wirklich gebraucht wird, ist sie besser, als dort, wo sie nur vorsorglich angelegt wurde (oder zur Vermeidung von Luftembolien beiträgt).

Je dicker die Reaktionszone, desto schwerer hat es der Fäuleerreger durch sie hindurch zu wachsen, d. h. desto besser ist der hemmende Effekt auf die Fäuleausbreitung. Da nun bei der Pappel entlang des gesamten Bohrkanals, der viele Zentimeter lang sein kann, eine Reaktionszone gebildet wurde, sowie auch tangential daneben im hinteren Bereich des Kanals durch die einwachsende Fäule, ist diese in radialer Richtung lokal (am Bohrort) sehr dick und wirkt dort besonders hemmend auf die radiale Fäuleausbreitung. Deshalb war es wohl der sich konzentrisch ausdehnenden Innenfäule auch möglich, die lokal "herausgezogene" Fäule wieder einzuholen.

Da alle an der Pappel aufgefundenen Bohrungen, die oben geschilderten Erscheinungsmuster aufwiesen (Barrierezone, Reaktionszone usw.), wurde anschließend eine allgemeine und schematische Darstellung der ,Folgen nach dem Bohren' ausgearbeitet (Abb. 6, Abb. 7, Abb. 8, Abb. 9).
In keinem Falle war von außen eine Fäule in den Bohrkanal eingetreten und hatte sich am äußeren Bereich der Bohrung etabliert.

Anschließend wollen wir die Auswirkungen des Bohrens auch in axialer Richtung, also entlang der Stammachse untersuchen. Abb. 10 zeigt einen Holzspan, der unmittelbar an einem RESI-Bohrkanal entnommen wurde. Deutlich ist die induzierte Barrierezone (BZ), sowie die Reaktionszone ober- und unterhalb der Bohrung zu erkennen.
In Abb. 11 wurden die Veränderungen im Holzkörper der Pappel, sechs Jahre nach einem RESI-Messbohreinsatz, im Quer- und Längsschnitt dargestellt. Auch hier konnten die "Wände" der Fäuleabschottung im Baum beobachtet werden. Die Barrierezone und die Reaktionszone, die durch die Bohrung induziert wurden, sowie die Reaktionszone, die durch den Fäuleeintritt in den Bohrkanal gebildet wurde, wie auch der Fäuleeintritt selbst, waren axial, also parallel zu den Holzfasern, viel stärker ausgedehnt als radial (senkrecht zu den Holzfasern). Dieses Erscheinungsmuster war grundsätzlich bei allen aufgefundenen Bohrungen wieder zu erkennen, weshalb auch hier eine schematische Darstellung der Bohrfolgen in axialer Richtung ausgearbeitet wurde, vgl. Abb. 12. Schließlich wurden die beiden schematischen Darstellungen, Abb. 6: Folgen nach dem Bohren im Stammquerschnitt und Abb. 12: Folgen nach dem Bohren im Längsschnitt, zu einer dreidimensionalen schematischen Darstellung zusammengefasst. Abb. 13 A und 13 B zeigen die Auswirkungen des Bohrens auf eine Holzfäule im Baum, 6 und 10 Jahre nach einer RESI-Bohrung, als 3D-Schema.

Dass die Reaktionszonenbildung durch Fäuleeintritt im inneren Bohrkanalbereich ausgedehnter war, als im äußeren Splintbereich, lag wahrscheinlich auch daran, dass die jungen, äußeren Gewebebereiche stoffwechselaktiver sind, als die inneren Gewebebereiche, die neben älteren Zellen mit geringerer Aktivität, wohl auch weniger lebende Zellen (i. b. Parenchym) besaßen, wodurch die Errichtung von Abwehrzonen langsamer vonstatten ging, was die Ausdehnung der Zonen innen vergrößerte.

An dieser Stelle wollen wir eine grundsätzliche Überlegung ausformulieren, wie die Reaktionszonen- und Barrierezonenbildung beeinflusst werden kann.

Je vitaler ein Baum ist, desto schneller reagiert sein lebender Zellanteil im Holzkörper auf eine Verletzung, d. h. desto schneller werden die Abschottungswände (Reaktionszone, Barrierezone) aufgebaut und desto kürzer und schlanker sind dann die säulenförmigen Verfärbungen im Stamminneren. Die Vitalität aber hängt im wesentlichen von den Standortbedingungen und von den genetischen Voraussetzungen, bzw. Faktoren, einer bestimmten Baumart ab, so dass wir selber durch Auswahl widerstandsfähiger Jungbäume einer bestimmten Art und durch optimale Standortwahl und Standortbedingungen (einschließlich Pflege), für die bestmöglichen, baumeigenen Reaktionsvorgänge sorgen können.

seitenanfang - bohrtechniken - abschottung - versuchsbäume - ergebnisse - literatur
Abb. 14 zeigt den untersuchten Bergahorn, der im Stamminneren eine ausgedehnte Moderfäule, verursacht durch den Brandkrustenpilz, aufwies. Die vielen Zuwachs- und RESI-Bohrungen lösten jeweils eine Barrierezonen-Bildung im neu gebildeten Stammholz und eine starke Reaktionszonenbildung im Splint um die Bohrkanäle aus.
Entlang der Zuwachsbohrkanäle begann sich die Innenfäule, lokal relativ eng begrenzt, von innen nach außen auszubreiten, wurde aber durch die bohrkanalumschließende Reaktionszone an der Ausbreitung gehemmt, so dass die "herausgezogene" Fäule nur den inneren Teil der bohrkanalnahen Restwand, angreifen konnte. Für die resultierende Restwandstärke des Baumes hatten diese zusätzlichen, durch die vielen Bohrungen verursachten lokalen Fäuleausbreitungen, nur einen geringen reduzierenden Einfluss, siehe Abb. 14 Bild unten rechts. Die Gesamtauswirkung der Bohrfolgen auf die Stabilität der Stammes war hinsichtlich der vorhandenen "natürlichen" Verletzungen des Stammes von untergeordneter Bedeutung.

Betrachten wir die Veränderungen im Holzkörper um die einzelnen Zuwachsbohrungen im Detail, so gleichen diese qualitativ denen der o. g. RESI-Bohrungen bei der kernfaulen Pappel. Abb. 15 zeigt einen detailliert beschrifteten Stammausschnitt.
Die Reaktionszonen der einzelnen Bohrungen fusionierten, verschmolzen miteinander, zu einer breiten geschlossenen "Fäuleabwehrwand". Vergleicht man Abb. 15 mit der axial 10 cm entfernten Querschnittsfläche Abb. 16, so erkennt man das Schlankerwerden der Reaktionszonen, d. h. das Verjüngen der Reaktionszonen-Säulen um die Bohrungen herum (vgl. hierzu 3D-Schema in Abb. 13). Auch die Dreiecksfläche der "herausgezogenen" Fäule hat sich deutlich verkleinert, sie ist schlanker geworden (vgl. auch 3D-Schema). In Abb. 15 ist des Weiteren der direkte Vergleich von Reaktionszonenbildung durch Zuwachsbohrung und RESI-Bohrung möglich. Beide Bohrungen waren 4 Jahre alt und nebeneinander positioniert. Der Bergahorn reagierte qualitativ gleich auf beide Bohrungen. Quantitativ aber verursachte die Zuwachsbohrung (größerer Bohrerdurchmesser) die größeren Veränderungen, eine breitere Barriere- und Reaktionszone. Die Höhe beider Reaktionszonensäulen (Vergleich von Abb. 15 mit Abb. 16) war aber in etwa gleich. Abb. 17 zeigt im radialen Längsschnitt die Vereinigung mehrerer Reaktionszonen.

Abb. 18 zeigt die untersuchte Eiche (Quercus robur L.) mit Riss, Defektsymptom: Rippenbildung vor dem Riss und kleinerer Innenfäule, Defektsymptom: Schwellung am Stamm vor der Faulstelle. Die defekten Stammbereiche wurden mit vielen RESI-Bohrungen und einigen Zuwachsbohrungen in den vergangen Jahren mehrfach untersucht bzw. vielfach angebohrt.
Stammquerschnitte durch die Rippe ließen den Innenriss erkennen, dessen Ränder durch Reaktionszonenbildung dunkelbraun verfärbt waren (vgl. Abb. 19). Dies bedeutet, dass der Riss fortlaufend im Splint weiterlief, wodurch das verletzte, lebende Splintgewebe phenolische Substanzen produzierte und in die rissnahen Zellen einlagerte, was letztlich die Braunverfärbung verursachte. Eine Holzfäule war im Riss keine vorhanden. RESI-Messbohrungen durch die Rippe und den Riss verursachten in keinem Falle einen Fäuleeintritt und hatten somit praktisch keine Folgen für die Sicherheit des Eichenstammes, siehe Abb. 19.

Die Bohrlöcher wurden durch den nachfolgenden Jahresring überwallt und das Splintholz reagierte lokal sehr eng begrenzt mit einer Reaktionszonenbildung, d. h. hier mit Braunfärbung durch verstärkte Einlagerung phenolischer Substanzen. Befeuchtete man den Sägeschnitt durch die RESI-Bohrung an einer anderen Stelle, wie in Abb. 20 zu sehen, fiel bemerkenswerterweise auf, dass auch im jungen Kernholz eine intensive Braunfärbung um den Bohrkanal vorhanden war. Die mikroskopische Untersuchung wies diese, wenn auch nicht so ausgeprägt, wie im Splint, eindeutig als Reaktionszone aus (lokal verstärkte Einlagerung phenolischer Substanzen). Dieses konnte folglich nur bedeuten, dass im jungen Kernholz noch ausreichend viele, lebende und physiologisch aktive Parenchymzellen vorhanden waren, die diese Stoffwechselleistung ausführen konnten (vergleichbares auch in[9] beschrieben). Zumindest für junges Eichenkernholz können wir deshalb annehmen, dass auch dieses noch "lebt" und auf Verwundung mit Reaktionszonenbildung, d. h. potentieller Fäulekompartimentierung, antworten kann. Dass Kernholz, obwohl es "tot" ist (oder scheint), noch auf Verletzungen mit unterschiedlichen Verfärbungen reagieren kann, wurde auch in der Literatur schon erwähnt: Verfärbung von Kernholz nach Verletzung beschrieb zum Beispiel Butin[6] als "Oxidationsverfärbung", wobei der eindringende Sauerstoff mit den phenolischen Zellinhaltsstoffen, welche durch die sogenannte Verkernung entstanden, reagiert und z. B. bei Eiche eine graubraune "Einlaufschädigung" hervorruft. Holdenrieder[7] erwähnte, dass auch in totem Kernholz chemische Reaktionen ablaufen, die eine Ausbreitung von Pilzen behindern. Shigo[4] schrieb, dass Kernholz durch Verletzung auch mit Grenzzonenbildung reagieren könne, die in der Lage sei, Krankheitserreger einzukapseln. Pearce[9] schrieb sogar, dass in den Zellwänden toter Kernholzzellen phenoloxidierende Enzyme weiterhin aktiv bleiben können!

seitenanfang - bohrtechniken - abschottung - versuchsbäume - ergebnisse - literatur

Die Reaktion der Eiche auf die Zuwachsbohrungen war qualitativ mit der Reaktion auf die RESI-Bohrungen gleichzusetzen. Abb. 20, Abb. 23 und Abb. 24 zeigen Längs- und Querschnitte durch Zuwachsbohrkanäle. Da der Durchmesser des Zuwachsbohrers größer war als der der RESI-Bohrnadel, war das Bohrloch und damit auch das Ausmaß der Verletzung, bzw. der verfärbten Zonen größer. Wir konnten eine intensive Reaktionszonenbildung um das Bohrloch im Splint beobachten und nur eine schwache im jungen Kernholz. Durch keine Zuwachsbohrung drang eine Fäule ins Holz ein.
Abb. 21, Abb. 22 und Abb. 24 zeigen Längsschnitte mit Barrierenzonenbildung.
Die Folgen exzessiven Bohrens auf die Innenfäule der Eiche, sind in Abb. 25 und Abb. 26 dargestellt. Die Innenfäule wurde vom Baum sehr gut abgeschottet (vgl. Abb. 26: Wall II, III, IV) und durch den starken Bohreinsatz (IML-RESI) der letzten 9 Jahre nicht nach außen in das gesunde Holz "hinausgezogen". Das Alter der fäuleverursachenden Verletzung betrug 57 Jahre. Da des Weiteren die RESI-Messbohrungen in die Stammschwellung (bzw. Innenfäule) auch in keinem Falle einen Fäuleeintritt von außen verursachten, hatten diese letzten Endes praktisch auch keine negativen Folgen für die Sicherheit des Eichenstammes.

Abb. 27 zeigt schließlich noch einen schiefstehenden Bergahorn (Acer pseudoplatanus L.), mit vielen Zuwachsbohrungen auf der Zugseite und Druckseite der Biegung an der Stammbasis. Er besaß keine Innenfäule vor dem Bohren. Die Zuwachsbohrungen wurden 9 Jahre vor der Fällung durchgeführt und waren vollständige Stammdurchbohrungen. Der Stamm besaß des Weiteren auch mehrere RESI-Messbohrungen.
Wenn durch das exzessive Bohren am gesunden Stamm ein Fäuleerreger eingedrungen sein sollte und sich dort innerhalb 9 Jahren etablieren konnte, dann müsste sich im Inneren eine Holzfäule oder gar eine Faulhöhle befinden. Reine Holzverfärbungen, verursacht durch das Bohren, stellen keinen Holzabbau respektive Holzfäule dar und lassen sich jetzt (nach 9 Jahren) von einer echten Holzfäule sicher und klar abgrenzen, die, wenn vorhanden, inzwischen ein fortgeschrittenes Stadium erreicht hätte.

Die Abbildungen 28 - 32 zeigen mehrere Stammquer- und Längsschnitte des exzessiv angebohrten Bergahorns aus unterschiedlichen Ebenen und verschiedenen Perspektiven. Der vor dem Bohren fäulefreie Stamm, war auch neun Jahre nach dem Bohren noch fäulefrei. Es drang keine Holzfäule in den Holzkörper des Stammes ein. Wie in Abb. 28 dargestellt wurde, waren durch eine senkrecht in den liegenden, basalen Stammteil gebohrte Zuwachsbohrung Bläuepilze eingedrungen und konnten sich im abgestorbenen Holzbereich um das Loch etablieren. Die sogenannten Bläuepilze verursachen eine blau - blauschwarze Holzverfärbung. Sie sind (Tot)Holzbewohner, aber keine Holzzerstörer. Schmidt[8] schrieb, dass Bläuepilze die Zellwand praktisch nicht angreifen und die Holzfestigkeit kaum beeinflussen, weil sie sich nur von Zellinhaltsstoffen ernähren. Das Holz verfärbt sich, weil die dicken Hyphen der Pilze durch Melanin braun gefärbt sind und durch das Holzgewebe hindurchschimmern.
Die Anwesenheit der Bläuepilze an einem Bohrloch zeigt uns, dass die allgegenwärtigen Pilzsporen durchaus in die Bohrlöcher gelangen und auch auskeimen, dass es aber den Pilzen nur selten gelingt sich dort zu etablieren. Es ist anzunehmen, dass auch in die anderen Bohrlöcher Pilzsporen (wohl auch Sporen von Holzzersetzern) eindrangen, denen es allerdings nicht gelungen ist, sich dort zu etablieren.

All diese Beobachtungen lassen folglich den Schluss zu, dass von Zuwachs- und RESI-Bohrungen für vitale Bäume i. a. keine große Fäuleinfektionsgefahr ausgeht.

Abb. 29 A zeigt die Reaktion des Baumes auf die Bohrungen an einem Stammquerschnitt. Die verwundete, oberflächliche Gewebeschicht um den Bohrkanal starb ab und unmittelbar dahinter bildete sich eine Reaktionszone aus, die im Querschnitt eng dem Bohrkanal anlag. Im Längsschnitt, Abb. 29 B, ist die axiale Ausdehnung der Reaktionszonen zu erkennen, die deutlich größer ist, als die tangentiale, sowie die Fusion der Zonen bei den dicht übereinander liegenden Bohrungen. Abb. 29 C und 29 D zeigen den Verschluss der Bohrkanäle durch Wulstholzeinwallung. Die Auswirkungen beider Bohrmethoden sind in Abb. 30 in direktem Vergleich zu erkennen. Die RESI-Bohrungen verursachten deutlich geringere Verfärbungen (Reaktionszonenbildung) als die Zuwachsbohrungen. Beide lösten des Weiteren eine Barrierezonenbildung aus, Abb. 31, Abb. 32 (vgl. auch Abb. 29 B).

Die hier allgemein als Reaktionszone beschriebenen Holzbereiche im Ahornstamm, setzten sich aus zwei unterschiedlich gefärbte Zonen zusammen. Eine dunkelbraune Zone, die sehr ausgeprägt phenolische Einlagerungen und Pfropfen zum Gefäßverschluss ausgebildet hat, begrenzten die gesamtverfärbte Zone nach außen, zum hellen Holzgewebe. Zwischen Bohrkanal und der dunkelbraunen Zone befand sich eine hellbraune Zone, die nur wenig phenolische Einlagerungen und kaum Pfropfen besaß. Die phenolischen Einlagerungen wurden in dieser hellbraunen Zone bevorzugt in den Holzstrahl-Parenchymzellen angetroffen. Es handelte sich hierbei wohl um relativ rasch nach der Bohrverwundung (zu Beginn der neunjährigen Versuchszeit) durch Lufteintritt zurückgestorbenes Holzgewebe, das beim Absterbevorgang phenolische, antimikrobiell wirkende Substanzen, vornehmlich in den länger lebenden Holzstrahlzellen, produzierte und ablagerte. Die Anwesenheit der phenolischen Substanzen zeichnete diese Zone definitionsgemäß als Reaktionszone aus, da diese Substanzen nicht im benachbarten hellen Holz, einschließlich Kernbereich, nachgewiesen werden konnten. Diese Zone stellt auch keinen arttypischen Verkernungs-vorgang dar, weil Acer pseudoplatanus keinen Farbkern bildet. Man könnte diese Zone als alte, innere, emboliegeschädigte Reaktionszone bezeichnen, im Gegensatz zur frischen, dunkelbraun gefärbten, äußeren Reaktionszone.

seitenanfang - bohrtechniken - abschottung - versuchsbäume - ergebnisse - literatur

Mit den bisherigen Ausführungen konnten wir die ersten drei anfangs formulierten Fragestellungen beantworten, nämlich wie ein Baum mit Innenfäule und ein Baum ohne Innenfäule auf exzessives Bohren reagiert. Ein wichtiger Sachverhalt ist bei den Untersuchungen deutlich geworden, nämlich dass wir nie Verfärbungen mit Fäule gleichsetzen dürfen, eine Verfärbung ist nicht zwangsläufig auch eine Fäule, und dass wir nie Fäuleerreger und Fäule, also Ursache und Wirkung, gleichsetzen sollten, denn ein eventuell vorhandener Fäuleerreger im Bohrkanal (Pilzspore oder Hyphe), muss sich dort nicht zwangsläufig ansiedeln und eine Holzfäule verursachen. Der Baum kann den Fäuleerreger nämlich auch erfolgreich ausgrenzen, bzw. abwehren.

Nun gilt es, die aufgezeigten Folgen des Bohrens auf ihre Gefährlichkeit hin zu bewerten. Die Versuchsbäume waren vital, sowohl vor, als auch 8 - 10 Jahre nach den ersten Bohreinsätzen. Das Bohren hatte keinen erkennbaren Vitalitätsverlust für die Bäume zur Folge. Die Minderung der Stand- und Bruchsicherheit bei den Versuchsbäumen mit Innenfäule war praktisch von der Innenfäule selbst bestimmt worden, so dass die durch die Bohrungen lokal und zeitweise herausgezogenen "trichterförmigen" Fäulekegel nicht wesentlich zur allgemeinen Stand- und Bruchsicherheitsminderung beitrugen. Diese Feststellungen lassen die Schlußfolgerung zu, dass die eingesetzten Bohrtechniken, die im Praxisfalle auch nur limitiert und nicht exzessiv angewandt werden, insgesamt nicht gefährlich für den Baum sind. Da der Zuwachsbohrer einen größeren Durchmesser besaß, als die RESI-Bohrnadel, verursachte dieser bei den Versuchsbäumen entsprechend größere Verfärbungen, was ihn aber insgesamt gesehen weder nennenswert gefährlicher, noch ungefährlicher machte.

Muss der Baumkontrolleur bohren? Wenn er ein Warnsignal am Baum vorfindet, z. B. Fruchtkörper holzzersetztender Pilze, Stammschwellung usw., muss er eine eingehende Untersuchung durchführen. Tut er dies nicht, so die Rechtsprechung, handelt er fahrlässig. Hat zum Beispiel ein Baumkontrolleur den begründeten Verdacht einer Innenfäule (z. B. bei Beulenbildung am Stamm), muss er die Restwandstärke bestimmen, um Versagenskriterien für die Bewertung der möglichen Gefahr anwenden zu können. Die zuverlässigste Bestimmung der Restwandstärke und der Holzqualität ist derzeit nur mittels sinnvoll angewandter Bohrtechniken möglich, d. h., der Baumkontrolleur muss bei begründetem Verdacht bohren, um die vom Baum ausgehende Gefahr zu verifiziren, oder er muss von vornherein eine mögliche Gefahr für die Menschen abwenden und den verdächtigen Baum fällen. Wenn also alternativ zum Bohren nur die Fällung steht, wird sich jeder "baumfreundliche" Kontrolleur für den Einsatz von Bohrtechniken entscheiden.

Dr. K. Weber und Prof. Dr. C. Mattheck
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
in der Helmholtz-Gemeinschaft
Institut für Materialforschung II
Postfach 3640
D- 76021 Karlsruhe

Literatur

[1]K. Weber, C. Mattheck, Taschenbuch der Holzfäulen im Baum, Verlag Forschungszentrum Karlsruhe, 2001

[2]A. L. Shigo, H. G. Marx, Compartmentalization of decay in trees, USDA For.
Serv., Agric. Inf. Bull. 405, 1977

[3]A. L. Shigo, Tree Decay, An Expanded Concept, United States Department of
Agriculture, Forest Service, Agriculture Information Bull. 419, 1979

[4]A. L. Shigo, Die Neue Baumbiologie, Thalacker Verlag Braunschweig, 1990


[5]K. Weber, C. Mattheck, Die Barrierezone (CODIT- Wall IV): Holzanatomische
Besonderheiten erklären den Bohrwiderstand, 9. VTA- Spezialseminar, Messen und Beurteilen am Baum, 1. - 2. April 2003, Forschungszentrum Karlsruhe

[6]H. Butin, Krankheiten der Wald- und Parkbäume, 3. Auflage, Thieme Verlag
Stuttgart, 1996

[7]O. Holdenrieder, Angriff und Abwehr im Baum: Die Entstehung von Kernfäulen, Schweiz. Z. Forstw., 145; 11: 887-903, 1994


[8]O. Schmidt, Holz- und Baumpilze, Biologie, Schäden, Schutz, Nutzen, Springer Verlag, 1994


[9]R. B. Pearce, Antimicrobial defences in wood of living trees, Transley Review No. 87, New Phytol. 132, 203-233, 1996

seitenanfang - bohrtechniken - abschottung - versuchsbäume - ergebnisse - literatur

zurück zur Artikelübersicht