Holzernte von Kurzumtriebsplantagen: klassisch kombiniert oder besser gleich gehackt?

Die Nutzung ackerbaulicher Flächen zur Gewinnung von Plantagenholz ist nicht unumstritten. Im Rahmen eines Modellvorhabens wurden in Sachsen auf Initiative des Papier- und Verpackungsmittelherstellers Stora Enso Kabel GmbH & Co.KG rund 50 ha Kurzumtriebsplantagen (KUP) zur stofflichen Nutzung angelegt (Schildbach 2009). Hintergrund war die Abschätzung des Wuchspotentials von verschiedenen Pappelklonen und Aspen in unterschiedlichen Wuchsgebieten Sachsens. Des Weiteren wurde der Einfluss verschiedener Anbau- und Behandlungsvarianten erprobt (Schildbach et. al. 2009).

Die Kosten für diese Maßnahmen stellen mit einem Anteil von 50–80 % der Gesamtkosten den größten Kostenfaktor im gesamten Bewirtschaftungszeitraum dar (LWF 2006). Im Folgenden wird speziell auf die Ernte von zwei stofflich genutzten KUP eingegangen, deren Beerntung im Frühjahr 2009 durchgeführt wurde. Dabei kamen zwei unterschiedliche Erntesysteme zum Einsatz die im Folgenden erläutert und verglichen werden.

Klassische Beerntung mit Harvester und Forwarder in Methau

Eine KUP befand sich im Sächsischen Lößhügelland nahe der Ortschaft Methau. Ende Januar 2009 begann die Ernte der zehnjährigen Pappelplantage. Sie war die vorratsreichste KUP in Sachsen (1500 fm Stammholz, 700 tatro auf 10,7 ha, 7 tatro DGZ) und mit Balsampappel und Aspe bestockt. Der Einschlag erfolgte im forstlichen Sinne klassisch mit Harvester und Forwarder (Abb. 2). Der durchschnittliche Erntebaum, davon gab es ca. 16.000 Stück, hatte einen BHD von 15 cm und eine Höhe von 15 m. Einzelne Exemplare erreichten sogar Durchmesser von über 25 cm und waren 20 m hoch. Die Aushaltung erfolgte bis zu einen Zopf von 9 cm. Ein geringerer Durchmesser hat sich durch die Weiterverarbeitungsschritte in der Papierherstellung nicht bewährt (Becker, Wolf 2009a).

Durch das exponierte Gelände und den Einfluss des Windes wuchsen viele Pappeln schräg. Demzufolge entstanden bei der Ernte hohe Stöcke, was zu Ernteverlusten von bis zu 10 % der Stammholzmasse führte.

Hervorgerufen durch die Winderosion auf benachbarten landwirtschaftlichen Flächen sammelten sich in der groben Pappelrinde große Mengen von Feinstaub. Die bei der Ernte eingesetzten Aggregate mit Kettensäge unterlagen somit einem sehr hohen Verschleiß. Dagegen musste bei der glattrindigen Aspe viermal weniger die Kette gewechselt werden.

Wider Erwarten blieben beim Rücken des Kronenmaterials (ca. 5.000 rm) wenig Äste oder Astteile auf den Gassen zurück, welches nicht vom Greifer des Forwarders gefasst werden konnte (Abb. 3). Durch die saubere Aufarbeitung und die zentrale Abfuhr verblieb Restmaterial nur auf 2/3 der Plantagenfläche. Die folgenden Mulcharbeiten mussten somit nicht flächig erfolgen (Becker, Wolf 2009b).

Der Stammholz- und der Kronentransport erfolgte zum nächst möglichem Lagerplatz an einer LKW befahrbaren Strasse. Dazu musste ein Feld mit einer 20 % Böschungskante mehr als 200 m überquert werden. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, bereits bei der Anlage auf eine ausreichende Erschließung der KUP zu achten, damit der Abtransport der anfallenden hohen Holzmengen (Industrieholz und Hackschnitzel) wirtschaftlich garantiert ist (Abb. 4 und 5).

Nach Beendigung der Frostperiode kam es durch Tauwetter und Regen auf den schweren Löß-Lehmboden zu Problemen bei der Befahrung. Der offene, nicht durchwurzelte Oberboden bot den Forstmaschinen keinen Halt und sie begannen in Richtung des Gefälles abzurutschen. Aufgezogene Bänder verklebten schnell und brachten nur geringe Vorteile. Einschränkungen der Befahrbarkeit treten bereits ab 10 % Neigung auf (Reike 2008). Ab 20 % Neigung ist verstärkt mit Problemen zu rechnen.

Beerntung mit Hackschnitzelharvester

Ein weiterer Ernteversuch einer KUP erfolgte in Arnsfeld im Erzgebirge mittels Harvester mit aufgebauten Hackeraggregat (Hackschnitzelharvester) (Abb. 1). Auf der 2,6 ha großen Plantage wurden auf einer Teilflächen von 1,4 ha Stammholz bis zu einem Zopfdurchmesser von 12 cm ausgehalten. Das Restholz wurde komplett gehackt.

Durch die Hackung vor Ort verblieb im Vergleich zu einem klassischen Harvester nur geringfügig weniger Astmaterial auf der Fläche, da die verbleibenden Äste nach dem Entasten in der Regel nicht ökonomisch aufgenommen werden konnten. Bedingt durch die Länge des Aggregates wurde oberhalb des Zopfes noch über einen Meter entastet, was zu vermehrtem Astmaterial auf der Fläche führte.

Die Stammlänge verursachte beim Einzug der Bäume in den Hacker eine nur bedingte Flexibilität der Erntemaschine. Während des Einzugs des Stammes ist das Modul des Harvesterkopfes nur eingeschränkt schwenkbar. Dies hatte einen diskontinuierlichen Arbeitsablauf zur Folge. Der Hackschnitzelharvester mit seinem 17 srm fassenden Bunker wog beladen über 30 t. Das verbliebene Restholz minderte den großen Bodendruck der Maschine, der besonders stark durch das mehrmalige Entleeren des Hackschnitzelcontainers auf der Rückegasse entsteht.

Auf einer Teilfläche von 1,2 ha erfolgte keine Stammholzaushaltung. Die Bäume wurden komplett gehackt. Der verbleibende Astanteil auf der Erntefläche verringerte sich gegenüber der oben genannten Erntemethode deutlich.

Insgesamt vielen als Sortiment 70 fm Industrieholz und 630 srm Hackschnitzel an. Der Gesamtvorat ergab 124 tatro, was einen DGZ von 4,7 tatro/Jahr entspricht.

Beim Einsatz eines Hackschnitzelharvesters ist auf Grund der Bodenverdichtung und der Wirtschaftlichkeit auf eine geringe Entfernung zum Containerplatz zu achten. Die Leistung schwankte zwischen 18,6 srm und 19,6 srm pro Stunde, je nach Aushaltung von den Stammholzschnitten.

Kosten

Die Kosten für die Aufarbeitung und den Transport lagen auf beiden Versuchsflächen zwischen 12-15 €/fm. Sie sind somit Vergleichbar mit Durchforstungen in Jungbeständen in der Forstwirtschaft. Die regelmäßigen Pflanzabstände und das ganzflächige entfernen aller Bäume ermöglichen ein schnelles, effektives Vorgehen. Das niedrige Derbholzvolumen von ca. 0,1 fm/Baum rechtfertigen die veranschlagten Kosten.

Tab. 1 - Leistungsdaten der einzelnen Erntemaschinen
ErntemaschineTypBemerkungLeistung pro hTrockenmasse in tatro
Harvester John Deere 1070D ISN bis 9 cm 12,3 fm 5,1
Forwarder Ponsee Modell Gazelle Rückung Stammholz 13,6 rm 4,4
Forwarder Ponsee Modell Gazelle Rückung Restholz 17,3 rm 5,5
Hackschnitzelharvester FS-4666 mit Aushaltung von ISN 1,8 fm + 14,6 srm 3,0
Hackschnitzelharvester FS-4666 ohne Aushaltung von ISN 18,6 srm 2,8

Folgerungen und Ausblick

Der Hackschnitzelharvester stellt zur klassischen Ernte eine Alternative dar. Wirtschaftlich betrachtet ergeben sich nur Vorteile auf kleinen KUP (<5 ha). Je nach Sortimentsaushaltung kann somit der Transport einer weiteren Erntemaschine (Forwarder, Hacker) entfallen (Tab. 1).

Typische Ernteprobleme von KUP treten teilweise im Zusammenhang mit der Stockhöhe und dem erhöhten Verschleiß durch verschmutzte Rinde auf. Bodenfrost hat entscheidende Vorteile bei der Befahrung der Fläche und Entastung der Pappeln. Die Anbindung der Fläche an ein LKW-befahrbares Wegenetz ist im Bezug auf die Erntekosten, die einsetzbare Erntetechnik und die Holzabfuhr unentbehrlich.

Der prognostizierte Klimawandel hat somit auch Auswirkungen auf die Ernte von KUP. Die zunehmende feuchtwarme Witterung in der Vegetationsruhe lässt nur noch kleine Zeitfenster für die Beerntung zu. Eine Verlagerung in die trockneren Frühjahre ist nur möglich, wenn eine Weiterbewirtschaftung nicht erwünscht ist. Der gewünschte Wideraustrieb unterbleibt bzw. entwickelt sich schwächer als bei einer Ernte in der Vegetationsruhe.

Bei der Anlage einer Plantage ist besonderes Augenmerk auf die zukünftige Beerntung zu legen. Die Pflanzreihen sollten nicht hangparallel liegen, auch kurze Neigungen von über 15 % sind zu meiden.

Abschließend ist festzuhalten dass die Ernte von Pappelstammholz keine besonderen Anforderungen an die Erntetechnik stellt und mit handelsüblichen Forstmaschinen durchgeführt werden kann.

Literatur

  • Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (Hrsg.) (2004): Energiewald - Versuchsfläche Coburg. LWF-Projekt "Anbauversuche mit schnellwachsenden Baumarten im Kurzumtrieb", Exkursionsführer zur Tagung "Auf Holzwegen in die Zukunft", München. Selbstverlag, 11 S.
  • Reike, J. (2008): Charakterisierung und Optimierung des Ernte- und Logistiksystems bei Kurzumtriebsplantagen mit dem Ziel einer energetischen Nutzung von Holz. Diplomarbeit, Fakultät Maschinenwesen / TU Dresden.
  • Schildbach, M.; Wolf, H.; Böhnisch, B. (2009): 10 Jahre Pappelanbau zur Papierherstellung - eine Bilanz. AFZ - Der Wald (10/2009). S. 526-528.