Holz
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Einordnung: Holz | Baustoff | Forstwirtschaft
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Dieser Artikel behandelt den Rohstoff Holz, weiteres siehe: Holz (Begriffsklärung) Die Entstehung von Holzsubstanz findet in teilungsfähigen Zellen der Pflanze statt. Man unterscheidet hier zwei verschiedene Arten von Bildungsgeweben (Meristeme):
- Das Scheitelmeristem (Vegetationskegel) sorgt für das Längenwachstum (primäres Wachstum) an den Spross-, Zweig- und Wurzelspitzen.
- Das Kambium, welches sich zwischen Holz und Rinde befindet, sorgt für das Dickenwachstum (sekundäres Wachstum).
Bei der Teilung einer Kambiumzelle entstehen zwei gleiche Zellen, von denen jedoch nur eine ihre Teilungsfähigkeit behält und zu einer neuen Initialzelle heranwächst.
Aus der anderen wird eine Dauerzelle die sich noch ein- oder mehrmals teilt. Schließlich entsteht je nach Lage eine Bastzelle (Phloem), aus denen die Innenrinde und die daraus später entstehende Borke besteht, oder eine Holzzelle (Xylem). Hierbei ist zu beachten, dass die Zellteilung nach innen, also die Bildung von Holzzellen wesentlich öfter stattfindet und so der Rindenanteil am gesamten Stamm nur etwa 5-15 % beträgt.
Nachdem sich die Dauerzelle ein letztes mal geteilt hat, findet eine Differenzierung der Holzzelle zu einer Leitungs-, Festigungs- oder Speicherzelle statt.
In unseren Breiten gibt es klimatisch bedingt vier Wachstumsphasen:
- Ruhephase (November-Februar)
- Mobilisierungsphase (März, April)
- Wachstumsphase (Mai-Juli): Holzzellen, die in dieser Jahreszeit entstehen sind großlumig, dünnwandig und von heller Farbe und bilden das so genannte Frühholz.
- Depositionsphase (August-Oktober): Holzzellen, die in dieser Jahreszeit entstehen sind kleinlumig, dickwandig und von dunkler Farbe und bilden das so genannte Spätholz.
Durch dieses zyklische Wachstumsverhalten entstehen Jahresringe, die deutlich in einem Querschnitt durch einen Stamm erkennbar sind (siehe auch Dendrochronologie).
Bei manchen Bäumen entsteht ab einem Alter von etwa 20-40 Jahren im Inneren das Kernholz. Im Gegensatz zu dem Splintholz besteht es nur noch aus toten Zellen. Hier findet also keine Wasserleitung oder Speicherung von Nährstoffen mehr statt.
Verkernung
Von der Verkernung von Holz spricht man, wenn die Wasserleitbahnen der Äste oder des Stammes unterbrochen werden. Die geschieht bei Nadelhölzern durch Verschließen der Hoftüpfel und bei Laubhölzern durch eine Vertyllung und ein Füllen der Zelllumen. Danach werden Kerninhaltsstoffe gebildet und in die Zellwände eingelagert, was zu einer dunkleren Farbe des Kernholzes und oft zu einer Erhöhung der natürlichen Dauerhaftigkeit führt. Man spricht hier von Kernholzbäumen (z. B. Eiche, Nussbaum, Kiefer, Douglasie ...). Bei Splintholzbäumen (z. B. Bergahorn, Birke, Erle ...) hingegen ist kein Unterschied zwischen innerem und äußerem Holz zu erkennen.
Manche Bäume weisen zusätzlich einen unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt über den Querschnitt auf, man spricht hier von Reifholzbäumen (z. B. Fichten, Birnbaum, Buche ...) und Kern-Reifholzbäumen (z. B. Esche, Ulme).
Aufbau der Zellwand
Bewegt man sich von außen in das Innere einer Holzzelle, durchschreitet man mehrere Schichten die zusammen die Zellwand bilden und unter einem Elektronenmikroskop erkennbar sind. Zwischen den Zellen befindet sich die Mittellamelle, die zusammen mit der Primärwand die so genannte Mittelschicht bildet. Danach folgt die Sekundärwand 1 (S1) und Sekudärwand 2 (S2), wobei die S2-Schicht die mächtigste und dominierenste ist. Die anschließende Tertiärwand (S3) wird von einer Warzenschicht bedeckt und bildet den Abschluss. Die einzelnen Schichten oder Lamellen bestehen aus Fibrillen (Mikrofibrillen), die wiederum aus Elementarfibrillen (Mizellen) gebildet werden. Elementarfibrillen sind Bündel aus mehreren Zellulosemakromolekülen, die aus 10 - 14.000 Glukosebausteinen bestehen und in eine Matrix aus Hemizellulosen und Lignin eingebettet sind und bilden amorphe und kristalline Bereiche. Das Quellen und Schwinden des Holzes bei Wasseraufnahme und Abgabe lässt sich durch die Orientierung dieser kristallinen Bereiche, in denen die Elementarfibrillen streng parallel verlaufen, dicht gepackt sind und eine Wassereinlagerung praktisch nicht stattfindet, in der dominaten S2-Schicht erklären. Hier sind diese Bereiche so gut wie parallel zur Stammachse angeordnet; amorphe Bereiche in denen deutlich mehr Wasser gebunden werden kann und das Volumen so vergrößert wird sind in radialer und tangentialer Stammrichtung also häufiger anzutreffen als in Stammlängsrichtung, in welcher das Holz deshalb 10 - 20mal weniger Quellungsverformungen aufweist. In der verhältnismäßig dünnen S1- und S3-Schicht verlaufen die kristallinen Bereiche orthogonal zu denen in der dicken S2-Schicht.
Weblinks
- weitere Weblinks
- Das Infoportal über Umwelt, Wald, Holz, Jagd, Wasser, ...
- www.wald-online-bw.de/3holz/6holzverwendung/oekobilanz.htm#Energiebilanz - Energiebilanz von Holz
- 10 Vorurteile gegen Holz
- Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft - Die Suchmaschine der Holzbranche
- Liste fast aller Holzarten - Linkliste, Neuigkeiten, Forum
- Suche nach Holz Infos mit: Yahoo