Günther Seehann

Retention properties of wood residues and their potential for soil amelioration

The particle size distribution, the nutrient content and the sorption behaviour of six solid wood and ash/charcoal residues collected in three wood-processing companies in Germany and Brazil were investigated in order to elucidate the potential of these residues for the development of new products for soil amelioration. The absorption of N, P, and K by the residues and the leaching of nutrients from impregnated samples were studied in the laboratory at substrate temperatures of 20 and 300°C. The release of elements by the impregnated samples and the sorption behaviour of ash/charcoal incorporated in the soil were also studied in the field on a temperate site (Hamburg, 53°32′N 09°59′E), on a subtropical site (Ivaí, 25°15′S 50°45′W), and on a tropical site (Aripuanã, 10°09′S 59°26′W). Under laboratory conditions the solid wood residues absorbed 2.0–9.1% of the N, 0.1–0.4% of the P, and 1.0–8.5% of the K available in the impregnation solution. At a temperature of 20°C, selected sieve fractions of the ash/charcoal residues absorbed up to twice as much as N and up to 100 times more K than the treated wood residues. The absorption of N, P, and K to the ash/charcoal residues increased significantly at a substrate temperature of 300°C compared to a substrate temperature of 20°C. In absolute numbers, the leaching of N, P, and K from the impregnated ash/charcoal residues was in the range of the release by the impregnated solid wood residues, whilst the relative rate of nutrient leaching was strongly reduced. The field experiments confirmed the results obtained in the laboratory and indicated that ash/charcoal residues are suitable raw materials for the development of new products for soil amelioration, in particular for application under humid climate conditions.

Sekundäre Veränderungen im Holz akut belasteter Fichten (Picea abies [L.] Karst.) in Hochlagen des Osterzgebirges

ZusammenfassungIm Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie (BMBF), Bonn, interdisziplinär ausgerichteten Projektes «Untersuchung von Waldökosystemen im Erzgebirge als Grundlage für einen ökologisch begründeten Waldumbau» war u.a. die Bewertung der Holzqualität von Fichten SO2-belasteter und stark windexponierter Hochlagen von Bedeutung. In der vorliegenden Untersuchung wurde das Holz von 6 stehenden, windexponierten und 6 nach einem Sturmereignis atypisch gebrochenen Fichten untersucht.Mit Hilfe der Polarisationsmikroskopie kombiniert mit Phasenkontrastierung und elektronenmikroskopischen Verfahren wurden die Bildung, Verteilung und Ausdehnung von Mikrostauchlinien «slip planes» in den Zellwänden analysiert und ihre Bedeutung als bruchauslösende Initialstellen quantifiziert. Aus den Bruchzonen wurden holzzerstörende und holzverfärbende Pilze isoliert und taxonomisch bestimmt. Das Ausmaß des Holzabbaus wurde auf zellulärer und subzellulärer Ebene mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie und UV-Spektroskopie charakterisiert.In den stark SO2-belasteten und aufgelichteten Fichtenbeständen der Hochlagen des Erzgebirges werden durch extreme Windbelastung in einzelnen Bäumen Mikrostauchlinien induziert, die sich im Bereich von Holzstrahlen und Astspuren häuften. Diese Stauchlinien wurden sekundär von holzabbauenden Pilzen, insbesondere durch Stereum sanguinolentum (Alb. et Schw.: Fr.) Fr. besiedelt. In den Zellwänden dieser Zonen war ein simultaner Abbau von Gerüstkohlenhydraten und Lignin nachweisbar. Diese Beeinträchtigung kann bei einzelnen Stämmen kurzfaserige, treppenförmige Windbrüche verursachen. Bei einer verbesserten Bestandesstruktur bei zugleich rückläufiger SO2-Immission verdient die Fichte aus Sicht der erreichbaren Holzeigenschaften weiterhin Berücksichtigung.AbstractWithin the framework of an interdisciplinary research project “investigation of forest ecosystems in the ore-mountains as basis for an ecologically oriented silviculture” supported by the Federal-ministry for education, science, research and technology (BMBF), Bonn, a study of the wood quality of heavily SO2-polluted and wind-exposed spruce trees from high altitude stands was conducted. For this study wood from 6 standing, wind-exposed and 6 storm-tossed trees with brash fractures was considered. By means of light microscopy (polarization, phase contrast) and electron microscopy the formation, distribution and extension of slip planes within the cell walls were examined and their significance for fracture initialization quantified. Wood discolouring and wood destroying fungi were isolated from the fracture zones and taxonomically determined. The extent of wood decay was characterized on a cellular and subcellular scale by means of fluorescence microscopy and UV spectroscopy.In the heavily SO2-polluted and thinned-out spruce stands at the high altitudes of the ore-mountains extreme wind stresses initiate in some tress slip planes which accumulate in the vicinity of rays and branch tracers. The slip plane zones are subsequently infected by wood degrading fungi, in particular by Stereum sanguinolentum (Alb. et Schw.: Fr.) Fr. resulting in a simultaneous decay of carbohydrates and lignin in the cell walls. The combined effect of wind stress and cell-wall degradation apparently induces brash, staircase-like fractures in some stems, which limitates the utilization of the timber. Eventually reduced SO2 immissions and an improved stand structure will help avert this kind of damage and spruce grown at this site will again satisfy standard wood quality requirements.

Zur Verblauung von Fichtenholz aus Waldschadensgebieten

ZusammenfassungEs wurde die Neigung zum Verblauen von Fichtensplintholz von immissionsgeschädigten Bäumen untersucht. Von den isolierten Bläuepilzarten waren Ceratocystis piceae und Aureobasidium pullulans an Rund-und Schnittholz besonders häufig. Sie verursachten z. T. kräftige Verfärbungen.Mit steigender Schadklasse zeigte sich bei den Laborversuchen an Holzproben eine Tendenz zur Verminderung der Verblauungsintensität. Wechselnde Holzfeuchtigkeit hatte keinen erkennbaren Einfluß.Bäume höherer Schadklassen besitzen jedoch eine verringerte Splintholzfeuchte, und das Holz zeigt bei kürzerer Lagerzeit intensivere Verfärbungen als das gesunder Bäume.AbstractThe susceptibility to blue stain of Norway spruce sapwood from pollution damaged sites was studied. Of the blue-stain fungi isolated, Ceratocystis piceae and Aureobasidium pullulans were particularly frequent on roundwood and sawn timber and caused partially intensive discolourations. In laboratory tests the blueing intensity usually decreased with progressive environmental damage of the trees. The staining was not significantly influenced by different water content of wood.From these findings it can be concluded that the blueing of spruce sapwood of pollution-damaged trees is not enhanced to that of healthy ones. The sapwood of trees from higher damage classes has however a reduced moisture content and after felling discoloration develops faster than in healthy trees.

Zur natürlichen Dauerhaftigkeit von Kempas und Keruing gegenüber holzzerstörenden Pilzen

ZusammenfassungDie natürliche Dauerhaftigkeit von je 5 Schwellenabschnitten der malaysischen Handelshölzer Kempas (Koompassia malaccensis) und Keruing (Dipterocarpus spp.) gegenüber Braun-, Weiß- und Moderfäulepilzen (Daedalea quercina, Polystictus versicolor, Chaetomium globosum, Paecilomyces spec.) wurde im 4monatigen Kolleschalenversuch geprüft. Hierbei ergaben sich gesicherte Unterschiede in Abhängigkeit von der Pilzart und der Vorbehandlung des Holzes. Im allgemeinen besaß die Holzarten eine geringe bis mittlere Dauerhaftigkeit. Von den Braun-und Weißfäulepilzen wurden an Kempas und Keruing etwa 5 bis 20%. an eiche vergleichsweise weniger als 5% Masseverlust verursacht. Die Moderfäulepilze bewirkten keinen nennenswerten Abbau. Wärmebehandelte Kempas- und Keruing-Proben wurden von den Basidiomyceten weniger angegriffen als kalt behandelte.SummaryThe natural durability of the Malayan timbers kempas (Koompassia malaccensis) and keruing (Dipterocarpus spp.) was investigated. Small blocks of 5 crossties of each timber were subjected to brown rot, white rot, and soft rot attack (Daedalea quercina, Polystictus versicolor, Chaetomium globosum, Paecilomyces spec.) in a 4 months Kolle flask laboratory test. The species of fungi and the pretreatments of wood revealed significant differences. Generally, the timbers displayed a low to moderate durability. Weight losses of about 5–20% were caused by the brown and white rot fungi on kempas and keruing. In comparison to oak with less than 5% weight loss, the soft rot fungi caused nosignificant decay. Oven-dried/autoclaved samples of kempas and keruing were less attacked by the basidiomycetes than blocks after treatment at room temperature.

Wirkung einiger Holzschutzmittel auf die Sporen von Bläuepilzen

ZusammenfassungAuf künstlichem Nährboden und an Kiefernsplintholz wurde die Lebensfähigkeit von Bläuepilzsporen unter dem Einfluß verschiedener Gifte geprüft. Es ergab sich, daß die meisten der verwendeten Schutzmittel Bläuesporen abtöten, sofern sie in einer Konzentration angewendet wurden, die auch ein Mycelwachstum unterbindet. Diese Wirksamkeit gilt in gleicher Weise bei gasförmiger Verteilung der Mittel. Beim Abtöten von wachsendem Bläuepilzmycel durch Gifte erlosch auch die Keimkraft der entwickelten Sporen. Die organischen Quecksilberverbindungen besaßen die größte fungizide Wirksamkeit.SummaryIn laboratory tests on malt agar and on Scots pine sapwood blocks, the influence of various wood preservatives on the viability of blue-stain fungus spores was examined. It was found that most of the chemicals were able to kill spores when applied in a concentration sufficient to prevent mycelial growth. The same influence was observed with a gaseous distribution of preservatives. By the killing of growing blue-stain mycelium, the germination capacity of the produced spores was totally reduced. Organic mercury compounds showed to possess the best fungicidal activity.

Über den Einfluß einer Auswaschung von Nadelholz auf das Wachstum von Bläuepilzen

ZusammenfassungEs wurde die Verblanungsfähigkeit von Klötzchen und Sägespänen aus Kiefern- und Fichtensplintholz nach einer Behandlung mit Wasser und organischen Lösungsmitteln untersucht. Durch Wässerung bei verschiedener Temperatur kann die Verblanungsfähigkeit je nach der Behandlungszeit unterschiedlich beeinflußt werden 60 Tage lang bei 80 C feucht gelagertes Holz wird nicht mehr angegriffen; bakterielle Abbautätigkeit führt bei einer mehrmonatigen Wasserlagerung des Holzes zu vergleichbaren Auswirkungen. Unbehandelte und extrahierte Sägespäne werden von Bläuepilzen schlechter bewachsen und verfärbt als Klötzchen. Eine Extraktion von Spänen mit Äthanol und Aceton entfernt nur einen Teil der von Bläuepilzen verwertharen Substanz.SummaryThe bluing properties of pine and spruce saplings and savedust after leaching with water, ethanol and acetone were investigated. Treatments with water at different temperature affect the bluing property of wood blocks in various ways. The samples remain unattacked after two months of storage at 80 C in a moist condition; comparative results are obtained by bacterial degradation during immersion in water for a period of several months. T utreated and extracted savedust will be attacked and discolonred less than wood blocks. By extraction of savedust with ethanol and acelone, the nutrients for blue-stain fungi are only partially removed.