Einführung
Abb. 1 - Kurzumtriebsplantage Methau nach der Ernte.
Steigende Energiepreise und eine erhöhte Nachfrage nach dem Rohstoff Holz ließen in den letzten Jahren eine Vielzahl von Kurzumtriebsplantagen (KUP) entstehen. Diese Plantagen wurden vorwiegend mit Pappel-, Weiden- und Robinienklonen auf landwirtschaftlichen Stilllegungsflächen und einstigen Tagebaurekultivierungsflächen gegründet.
Im Rahmen des Projektes "Pappelanbau für die Papierherstellung" wurden seit 1996 ca. 50 ha Kurzumtriebsplantagen in Sachsen angelegt und bewirtschaftet. Finanziert wurde das Projekt durch die FNR (Fachagentur für Nachwachsende Rohstoff) und durch den Papier- und Verpackungsmittelhersteller Stora Enso Kabel GmbH & Co.KG (Schildbach 2009, Schildbach et. al. 2009).
Nach einer Umtriebszeit von 10 Jahren begann die Ernte auf einzelnen Plantagen bzw. auf deren Teilflächen (Becker, Wolf 2009a)(Abb. 1). Anschließend erfolgte eine Rückwandlung in landwirtschaftlich nutzbaren Ackerboden. Erfahrungen auf diesem Gebiet der Rekultivierung von stofflich genutzten Plantagen sind bisher noch wenig bekannt.
Verschiedene Möglichkeiten der Rückwandlung
Die gebräuchlichste Art der Rekultivierung ist das zerfasern der Wurzelstöcke durch eine Bodenfräse. Die bis zu 30 cm tiefe Maßnahme wird flächig durchführt um einen Wiederaustrieb der Seitenwurzeln zu verhindern.
Eine andere Möglichkeit um die Rückwandlung einer KUP in ackerfähigen, landwirtschaftlichen Boden durchzuführen ist die komplette Entfernung der Wurzelstöcke. Eine Weiterverarbeitung der gewonnen Stubben zu Hackschnitzeln ist möglich. Durch das geringe Wurzelvolumen pro Stock und den anhaftenden Bodenbestandteilen sind weitere Verarbeitungsschritte wirtschaftlich abzuwägen.
Bei der Stockrodung wird mit Hilfe eines Baggers der gesamte Wurzelstock entfernt. Eine Möglichkeit ist das seitliche Aufgraben des Stockes mit anschließendem Herausdrücken oder Herausziehen mittels eines handelsüblichen Baggeraggregats. Zum anderen ist die Stubbenentfernung mit einer Stockschere möglich. Dieses Greif-Kneif-Aggregat ermöglicht das Ziehen kompletter Stöcke und deren grobe Zerkleinerung.
Eine weitere Methode ist das einzelstockweise Herausfräsen bzw. Herausbohren der Wurzelstöcke aus dem Boden. Diese Methode erweist sich allerdings für größere Plantagen als nicht praktikabel, da die Vielzahl der Stöcke ein effizientes Arbeiten nicht ermöglicht. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt in der nur punktuellen Störung des Bodengefüges (Abb. 2).
Abb. 2 - Übersicht der einzelnen Verfahrensschritte.
Rückwandlungsversuch in Methau
Abb. 3 - Fräsen im Gleichlauf mit Class Xerion und Rodungsfräse URF 200 (FAE).
Abb. 4 - Zwischenfräsen mit Deutz Agroton 200 und Bodenfräse RFR 700/1800.
Abb. 5 - Rekultivierte Pappelplantage in Methau nach Abschluss der Arbeiten.
Anfang 2009 wurde auf der KUP in Methau im Rahmen des Projektes eine Fläche von ca. 13 ha rückgewandelt. Hierbei kam das flächige Bodenfräsen der gesamten Plantage zum Einsatz.
Die Dimension der Wurzelstöcke ist abhängig von der Baumart, dem Klon und der Rotationsdauer des Umtriebes. Fällschnitte können im Alter von 10 Jahren (1. Umtrieb) einen Durchmesser von über 35 cm aufweisen.
Die Rückwandlungsarbeiten Mulchen und Tieffräsen wurden mit einem Class Xerion durchgeführt (Abb. 3). Ein Forstmulcheraggregat (Eco FFS 250) zerkleinerte die Stubben und das oberirdische Restholz. Im Bereich der Stubbenreihen erfolgte das Fräsen mittels Rodungsfräse URF 200 bis zu einer Tiefe von 25 cm. Das Fräsen zwischen den Baumreihen bis zu einer Tiefe von ca. 15 cm wurde mit einen Deutz Agroton 200 mit Rodungsfräse RFR 700/1800 bewältigt. Das Zwischenfräsen ist notwendig, um einen Wiederaustrieb der teils kräftigen Seitenwurzeln zu unterbinden (Abb. 4).
Auf einer zweiten KUP in Methau mit ebenfalls 10-jährigen Pappelstöcken bewährte sich dieses Verfahren bereits 2006. Bei diesem Umwandlungsverfahren unterblieb der Wiederaustrieb fast gänzlich. Voraussetzung für die Rückwandlung sind trockene Witterungsverhältnisse und beim Fräsen zusätzlich ein frostfreier Boden.
Qualität der Rückwandlungen
Die Qualität der Rückwandlung spielt für die spätere landwirtschaftliche Nutzung die entscheidende Rolle.
Beim Bodensubstrat handelte es sich um einen schweren Lehmboden mit überwehter Lößlehmschicht. Das Grundgestein aus Tonschiefer steht ab 80-90 cm an.
Das flächige Mulchen der KUP vor den Fräsarbeiten verbessert entscheidend die abschließende Qualität. Der sich schnell drehende Mulcher zerkleinert das Restholz und die Wurzeln feiner als eine Rodungsfräse. Die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit des Mulchers betrug 3,5 km/h. Beim anschließenden Bearbeiten läuft die Fräse ruhiger und die erzeugte Qualität ist wesentlich besser.
Ausschlaggebend für die Qualität des Fräsens sind die Arbeitsrichtung des Aggregats und die Fahrgeschwindigkeit des Schlepperfahrzeuges. Ein Anstieg der Fahrgeschwindigkeit bringt eine verstärkte Zunahme von grob gefrästem Material (siehe auch Landgraf 2009). Akzeptable Ergebnisse brachte das Tieffräsen im Gleichlauf mit 0,6 km/h (7,15 h/ha) und beim Zwischenfräsen im Gleichlauf mit 1,4 km/h (4 h/ha).
Je nach Rotationsrichtung der Rodungsfräse ergibt sich ein anderes Erscheinungsbild des umgewandelten Bodens. Beim Gleichlauf (Fräse dreht in Fahrtrichtung) lagert sich verstärkt größeres Fräsmaterial mit grober Struktur an der Oberfläche an. Ein Großteil des großen Materials befindet sich in den oberen 5 cm des erzeugten Bodens.
Eine stärkere Zerkleinerung des Ausgangsmaterials wird beim Gegenlauf erzielt. Das Fräsmaterial ist feiner und der Holzanteil gleichmäßiger verteilt. Optisch ist die Fräsfurche durch den hohen Feinanteil an der Oberfläche schöner anzusehen. Die Verdichtung des Unterbodens ist bei dieser Rotationsrichtung geringer. Die mehrmalige Zerkleinerung des Fräsgutes bewirkt allerdings einen höheren Energieverbrauch als beim Gleichlauf.
Die verschiedenen Baumarten zeigen bei der Rekultivierung ein unterschiedliches Ergebnis. Die bei der Aspe erzeugten Holzspäne sind kleiner und die Seitenwurzeln vollständiger zerfasert als bei den Pappelklonen. Das Aggregat hatte mit der Aspenfläche wesentlich weniger Schwierigkeiten.
Durch die Anwendung wurde das gesamte Gefüge des Oberbodens gestört. Die als alternativ angesehene Stockrodung würde diesen Effekt, bei einer Wurzeltiefe von über 1,5 m, nur verstärken.
Auf sandigen Böden besteht die Gefahr, dass der Boden kein ausreichendes Widerlager bildet und Wurzeln und Äste ohne Zerkleinerung durch den Boden gedrückt werden.
Kosten der Rekultivierungsmaßnahmen
Die Angebote der verschiedenen Anbieter schwankten stark, je nach Art der Umwandlung.
Die Einzelstockrodung beinhaltet die höchsten Kostensätze. Eingegangene Angebote lagen zwischen pauschal 4000 €/ha und 8 €/Stock (Stockanzahl 1100/ 3300 Stück/ha). Der Erlös aus erzeugten Hackschnitzeln wurde nicht mit einberechnet.
Das flächige Fräsen bis zu einer Tiefe von 30 cm verursacht je nach Anbieter Kosten zwischen 1350 €/ha und 5750 €/ha auf (Becker, Wolf 2009b). Für das vorherige Mulchen sind zwischen 800 und 1000 €/ha einzurechnen. Zusammen mit dem empfohlenen Mulchen entstehen Kosten von ca. 2500 €/ha (Tab. 1).
Der Kraftstoffverbrauch und die Arbeitsdauer der Rodungsfräse sinken durch die Vorarbeiten (Mulchen) wesentlich.
| Ausführung | Typ | Arbeits-breite in cm | Arbeits- tiefe in cm | Durch-schnitts-geschwin-digkeit in km/h | Flächen-leistung in ha/h | Flächen-leistung in h/ha | Kraftstoff-verbrauch in l/h | Angebots-kosten in €/ha | Kosten-durch-schnitt in €/ha |
| Mulchen | Class Xerion und Forstmulcher Eco FFS 250 | 200 | 1-3 | 3,5 | 0,67 | 1,40 | 30,00 | 1500-5750 | 800-1000 |
| Tieffräsen | Class Xerion und Rodungsfräse URF 200 (FAE) | 200 | 25-30 | 0,6 | 0,12 | 8,33 | 55,00 | 1500-5750 | 1000-1500 |
| Zwischen-fräsen | Deutz Agroton 200 und Rodungsfräse RFR 700/1800 | 180 | 15-20 | 1,4 | 0,22 | 4,55 | 30,00 | 350-500 | 350-500 |
| Tab. 1 - Tabellenübersicht der Leistungsdaten der eingesetzten Maschinen. |
Folgerung und Ausblick
Für die Rückwandlung einer KUP in eine spätere landwirtschaftliche Nutzung spielt die Qualität die wichtigste Rolle. Verfahrenstechnisch ist die Umwandlung unproblematisch und mit handelsüblichen Forstgeräten durchführbar (Abb. 5).
Die Fahrgeschwindigkeit der Schlepper ist ein entscheidender Parameter für die abschließende Qualität. Sie sollte für eine ausreichende Zerkleinerung der Stöcke und Wurzeln sehr niedrig gehalten werden. Auf Standorten mit leichten Böden ist eine Rückwandlung schwieriger, da die Wurzeln viel leichter in den Boden gedrückt und somit nicht zerkleinert werden.
Ökonomisch betrachtet sind alle Rückwandlungsprozesse sehr kostenintensiv und nach nur wenigen Rotationen der Nutzung unrentabel. Das Fräsen bis zu einer Tiefe von 30 cm stellt die günstigste Möglichkeit dar und verhindert den Wiederaustrieb der Wurzeln nahezu komplett.
Ein Großteil der KUP wird auf Grenzertragsstandorten mit niedrigen Ackerwertzahlen oder mit hohem Skelettanteil angelegt. Die Störung des Bodengefüges wirkt sich möglicherweise vor allem auf letzteren Standorten besonders nachteilig aus. Durch die starke Störung des Oberbodens ist bei flachgründigem Boden eine Stockrodung nicht empfehlenswert.
Aus ökologischer Sicht stören alle Prozesse der Rückwandlung den über die Jahre regenerierten Boden erheblich. Eine Möglichkeit die Bodenregeneration (Wasserhaushalt) in den nächsten Bewirtschaftungszeitraum zu übernehmen, wäre wünschenswert.
Eine Rückwandlung von KUP in landwirtschaftlich nutzbare Flächen ist auf allen Standorten durchführbar. Entscheidendes Kriterium ist die Erfahrung des Unternehmers. Ein flächiges Mulchen ist bei gut koordinierter Holzaufarbeitung und Holzabfuhr vermeidbar, verbessert aber grundsätzlich das Ergebnis der Rückwandlung. Die Rückwandlung mittels Bodenfräse ist das zurzeit gebräuchlichste Verfahren mit der geringsten Störung des Bodengefüges.
Literatur
- [1] Landgraf, D.; Böcker, L.; Wüstenhagen, D. (2009): Rodungsfräsen zur Rückwandlung von Schnellwuchsplantagen? AFZ-Der Wald (6/2009). S. 284-285.
- [2] Schildbach, M.; Wolf, H.; Böhnisch, B. (2009): 10 Jahre Pappelanbau zur Papierherstellung - eine Bilanz. AFZ-Der Wald (10/2009). S. 526-528.
