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Agrarforschung

Die Wurzelausbildung von Waldbäumen in Abhängigkeit von Standort und Behandlung

G. Kenk und D. Bolkenius, Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt; Freiburg
April 1995 - Dezember 1997

Problemstellung

Morphologie und Struktur der Wurzelsysteme entscheiden über die Stabilität und das Wachstum von Bäumen. Die frühen, im Regelfall behandlungsbedingten Stadien der Wurzelentwicklung prägen die spätere Ausprägung der Baumwurzeln.

Deformationen von Wurzeln sind in Praxis und Wissenschaft bekannt z. B. nach Pflanzung von ungeeigneten Containern oder Pflanzverfahren. Auf Versuchsanlagen mit Fichten-Großpflanzen und Winkelpflanzung wurden dadurch einseitige Wurzelausbildung, verzögertes Wachstum und früher Windwurf verursacht (IUFRO-Fichtenversuch Natt-heim).

Positive Effekte auf die Wurzelausbildung der Fichte als Folge weiter Standräume in der Jugend belegen u. a. die Untersuchungen von NIELSEN 1991.

Insgesamt aber bestehen zum Thema "Wurzel-ausbildung in Abhängigkeit von Standort und waldbaulicher Behandlung" Wissenslücken wie sonst in kaum einem anderen forstlichen Bereich - und da-mit dringender Forschungsbedarf, um ökologische und ökonomische Risiken besser abschätzen und minimieren zu können. Die Erfahrungen aus den Sturmkatastrophen der Vergangenheit sind ein nachdrücklicher Beleg.

Wie muß die Wurzel aussehen, um Risiken zu vermeiden? Welche Folgerungen sind für die Bestandesbehandlung zu ziehen?

Für Baden-Württemberg sind Antworten besonders wichtig, weil es hier eine Vielzahl zweischichtiger und zur Verdichtung und Vernässung neigender Böden gibt. Dazu gehören z. B. Sand- und Lehmkerfe, Feinlehme, Tonlehme, Decklehme usw.. Da hier Waldbäume meist größere Höhen erreichen, unterliegen sie auch stärkerer Windgefährdung.

Ziele

In der ersten Versuchsserie wurde die Wurzelausbildung der Weißtanne und Stieleiche auf einem vernässenden Decklehm im Forstamt Pforzheim untersucht. Seit Mitte der 50er Jahre wird dort Umbau und Umwandlung labiler Fichtenbestände auf den problematischen Standorten des Oberen Buntsandsteins und des Unteren Muschelkalks konsequent vorangetrieben.

Durch Wurzeluntersuchungen sollte geklärt werden, ob hinsichtlich der Intensität der Wurzelausbildung Unterschiede zwischen den beiden Baumarten bestehen. Daraus sollten Konsequenzen für die Baumartenwahl abgeleitet werden.

In zwei Versuchsserien in den Forstämtern Maulbronn und Wiernsheim wurde die Wurzelausprägung von gepflanzten und natürlich verjüngten Eichen im Alter zwischen 18 und 25 Jahren verglichen. Es sollte geprüft werden, ob sich Unterschie-de in der Bewurzelung quantifizieren lassen, die auf die Begründungsart zurückgeführt werden können. So zeigen verschiedene Untersuchungen, daß bei jüngeren Individuen zwar deutliche morphologische Unterschiede bestehen, die Wurzelsysteme älterer Bäume aber durchaus ähnlich sind. Zusätzlich sollten die Auswirkungen des Wurzelschnitts untersucht werden.

Im Forstbezirk Karlsbad wurden auf der Versuchsfläche Kie 135 der Abt. Waldwachstum der FVA die Wurzelsysteme von Douglasien, Großer Küstentanne und Riesen Lebensbaum auf mäßig frischem Feinlehm bei unterschiedlicher Überschir-mung verglichen.

Im Fbz. Schopfheim konnte die Wurzelausbildung von Fichten und Tannen eines Plenterwaldes in verschiedenen Entwicklungsstadien (Mittelholz und Starkholz) untersucht werden.

Untersuchungsmethoden

Um die Morphologie der Baumwurzeln in Abhängigkeit von Standort und Behandlung messen und interpretieren zu können, sollten sie ohne Zerstörungen als komplette Wurzelsysteme freigelegt werden. Nach Versuchen mit Druckluft und Grabungen mit einem Bagger erwies sich der Einsatz von Wasser zum Freispülen als ein geeignetes Verfahren.

Zusätzlich wurden Nachbarschafts- und Konkurrenzsituation erfaßt und wichtige oberirdische Baumgrößen bestimmt, um dadurch Wuchsparameter mit der Ausbildung der Wurzel in Beziehung zu setzen.

An den Wurzelstöcken wurden die wichtigsten Kenngrößen der Wurzelausdehnung gemessen. Die räumliche Verteilung der Biomasse mit zunehmender Entfernung vom Zentrum wurde untersucht, um Aussagen über die Intensität der Bodener-schließung ableiten zu können.

Ergebnisse

1. Untersuchungsserie Stieleiche-Tanne:

Bei den meisten der erhobenen Kenngrößen waren die Unterschiede zwischen Stieleiche und Weißtanne nicht sehr groß. Dies gilt für das Trockengewicht der Wurzelstöcke, die mittleren Tiefenreichweiten und das durchwurzelte Bodenvolumen. Deutliche Differenzen zwischen den beiden Baumarten treten jedoch bei der Betrachtung der räumlichen Biomasseverteilung der Wurzeln zutage. Die Tanne akkumuliert wesentlich mehr Wurzelmasse im Boden, durchwurzelt ihn stärker und erschließt ihn somit intensiver als es die Eiche vermag.

Naturverjüngte Eichen erwiesen sich gepflanzten Individuen in fast jeder Hinsicht überlegen. Ihr Wurzeltrockengewicht war 30 % höher und sie wurzelten 20 % tiefer. Sie verzweigen sich häufiger und durchwurzeln den Boden intensiver. Der Zusammenhang zwischen ober- und unterirdischem Baumwachstum, dargestellt anhand der Regression des Wurzeltrockengewichts zur Grundfläche in 1,3 m Höhe, zeigt ein wesentlich höheres Bestimmtheitsmaß bei den Eichen aus Naturverjüngung als bei den Bäumen aus Pflanzung.

2. Untersuchungsserie Abies grandis/ Douglasie-Thuja:

Bei dem Vergleich der Wurzelausbildung der drei Baumarten Abies grandis, Douglasie und Thuja plicata weist die Küstentanne die besten Werte auf. Sie besitzt das höchste Wurzelgewicht und das größte durchwurzelte Bodenvolumen. Die Douglasie wurzelt ähnlich tief wie die Küstentanne und besitzt eine ähnliche räumliche Biomasseverteilung, allerdings mit deutlich weniger Wurzelmasse. Insbesondere ihre horizontale Wurzelausdehnung ist relativ gering. Sie nimmt auf diesem Standort eine Zwischenstellung zwischen Abies grandis und Thuja ein.

Die Thuja wurzelt flacher als die beiden anderen Baumarten und konzentriert ihre Wurzelmasse im stocknahen Bereich. Sie besitzt eine höhere Verzweigungsintensität als Küstentanne und Douglasie.

3. Untersuchungsserie Plenterwald:

In zwei Plenterwaldbeständen des Forstamtes Schopfheim wurden im Frühjahr und Sommer 1997 die Wurzeln von neun Fichten und sechs Tannen im Alter zwischen 50 bis 150 Jahren freigelegt und vermessen. Die Bäume verteilen sich auf zwei BHD-Kollektive (20-30 cm, sowie ca. 60 cm; Mittel- und Oberholz). Dabei stand die Darstellung und quantitative Beschreibung der Morphologie und Wurzelsysteme mit Schwerpunkt auf den Stützwurzeln und der Erfassung der übrigen Wurzeln bis
1 cm Durchmesser im Mittelpunkt.

Auf den untersuchten Standorten hat die Fichte ein höheres Wurzelgewicht, ein besseres Horizontalwurzelsystem und ein höheres durchwurzeltes Bodenvolumen als die Tanne.

Die Tanne erreicht mit ihren Wurzeln eine etwas größere Bodentiefe, verzweigt sich besser und ist der Fichte hinsichtlich der Intensität der Tiefenerschließung überlegen. Ihre Biomasse ist insgesamt gleichmäßiger auf Horizontal- und Vertikalwurzeln verteilt.

Besonderheiten in der Wurzelausprägung von Fichte und Tanne haben sich bestätigt und gelten auch bei Plenterwaldbäumen. Standörtliche Einflüsse können diese aber überlagern.

Konsequenz für die Praxis

Unter den standörtlichen Bedingungen des Distrikts "Hagenschieß" sind Stieleichen und Weißtannen in der Lage, mit ihren Wurzeln in den wasserstauenden Sd-Horizont vorzudringen. Allerdings erschließt die Tanne den Boden wesentlich intensiver.

Bei ausschließlicher Betrachtung der Wurzel-ausbildung erscheint die Tanne eher geeignet, diese problematischen Standorte zu stabilisieren. Diese Vorteile sind mit waldbaulichen und Forstschutzproblemen abzuwägen (Lage am Rand des natürlichen Verbreitungsgebietes der Tanne, wiederkehrende Krisen).

Die Wurzelausbildung der Eichen aus Naturverjüngung ist der aus Pflanzung eindeutig überlegen. Wo immer möglich sollte der natürlichen Verjüngung oder der Saat Vorrang vor der Pflanzung gegeben werden. Die Auswirkungen der Wurzelschnitte sind auch nach dreißig Jahren noch nachweisbar. Falls die Pflanzung als Begründungsart unumgänglich ist, muß das Verfahren der Pflanzengröße angepaßt sein, die Winkelpflanzung ist generell abzulehnen. Wurzeldeformationen durch Pflanzung müssen vermieden werden, nötigenfalls mit Hilfe des Wurzelschnitts.

Die Wurzelausbildung der Küstentanne rechtfertigt eine Anbauempfehlung auf nicht vernässenden und relativ skelettarmen Standorten, insbesondere dort, wo die heimische Weißtanne durch geringe Niederschläge weniger leistungsfähig und betriebssicher ist. Die Douglasie schneidet im direkten Vergleich etwas schlechter ab. Dennoch gibt es aufgrund ihrer Wurzelausprägung hier keinen Grund, an ihrer Stabilität bei Wachstum unter Schirm zu zweifeln.

Die Fichte war unter den Bedingungen des Plenterwaldes anpassungsfähig und stabil. Sie steht der Tanne bei summarischer Betrachtung der Wurzelausbildung nicht nach. Als Baum des Oberholzes erreichte die Fichte ein imposantes Wurzelbild, das in erster Linie durch das auch im Plenterwald mögliche weitständige Wachstum erklärbar wird. Mit einer am Einzelbaum orientierten, auf die Optimierung des individuellen Standraums zielenden Behandlung lassen sich sehr gut bewurzelte und damit stabile Bäume erziehen, sofern die standörtlichen Voraussetzungen dafür vorliegen. Diese Befunde, die bei Plenterstrukturen auch hier den dominierenden Einfluß des Standraumes auf die Wurzelausbildung zeigen, entsprechen den Untersuchungen von NIELSEN 1991 in dänischen Altersklassenwäldern.

 

Literatur
Siehe Abschlußbericht

 

Fördernde Institution
MLR

Förderkennzeichen
55-95.3




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