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Artikel

Autor(en): Johann Kremer, Markus Schardt
Redaktion: LWF, Deutschland
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Vergleich der Bogiebänder Eco-Track und Eco-Baltic mit Reifen

Der Forwarder DASSER TRS 10.8 ohne Bogiebänder am Hang
Abb. 1: Der eingesetzte Forwarder Dasser TRS 10.8 in der Hangvariante beim Bergauf-Rücken ohne Bogiebänder (Foto: J. Kremer).

Forwarder sind hinsichtlich des Bodenschutzes besonders kritisch zu sehen, weil sie meist ein deutlich höheres Gesamtgewicht als Harvester haben, eine Stelle oft mehrfach befahren und in der Regel mit Rädern ausgestattet sind. Bogiebänder mindern vor allem die Bodenschäden signifikant.

Tragschlepper (Forwarder) bergen aus Sicht des Bodenschutzes größere Gefahren als Erntemaschinen. Denn sie weisen im beladenen Zustand meist deutlich höhere Gesamtmassen auf und fahren bis heute auf Rädern. Um Traktions- und Mobilitätsprobleme zu überwinden, können die Räder der Tragschlepper aber mit Bogiebändern ausgerüstet werden. Derart ausgestattete Forwarder sind deutlich bodenpfleglicher. Auf sehr empfindlichen Böden und bei flach streichenden Wurzeln sind die schonenderen "Softbänder" besonders zu empfehlen.

"Bogiebänder auf Holzrückemaschinen": mit diesem Thema setzte der Lehrstuhl für Forstliche Arbeitswissenschaft und Angewandte Informatik der TU München seine Versuchsreihe zu ökologischen Auswirkungen des Maschineneinsatzes auf Boden und Bestand fort. Die zentrale Frage lautete, wie der Einsatz von Reifen und Bogiebändern Qualität und Ausmaß der Bodenstrukturveränderungen und Wurzelverletzungen beeinflusst. Wegen ihrer forstwirtschaftlichen Bedeutung und ihrer typischen Wurzelstruktur stand die Fichte im Fokus der Studie. Die Versuchsanlage umfasste je drei Rückegassen in ebenem Gelände und am Hang bis 35 % Neigung. Die Stämme wurden im Rahmen einer Holzerntemaßnahme im Normalbetrieb gebracht. Ziel war es, aus den Ergebnissen Empfehlungen zum Einsatz von Bogiebändern hinsichtlich Bestandes- und Bodenschutz abzuleiten.

Gerückt wurde mit einem Acht-Rad Forwarder "Dasser TRS 10.8", ausgerüstet mit Niederdruckquerschnittsreifen Nokia 700/45-22,5 16 PR, TRS LS-2 (Abb. 1). Der Reifendruck betrug für die Vorderachse 3,0 bar und für die hintere 4,0 bar. In den Varianten wurden das Universalband "Eco-Track" sowie das Softband "Eco-Baltic" aufgezogen. Die Zuladung blieb in allen Fällen konstant bei ca. 10 t.

Bodenstrukturveränderungen - Ebene

Befahren wurde ein kiesig-schluffiger Sand bei Wassergehalten im Bereich der Ausrollgrenze (18 m%; d.h. Massenprozent). Um die Bodenstrukturveränderungen zu bewerten, wurden konventionelle bodenphysikalisch-mechanische Methoden und als bildgebende Verfahren die Röntgen-Computer-Tomographie (CT) eingesetzt. Aus den sechs Rückegassen ergab sich ein Probenumfang von 180 Stechzylindern und 86 großvolumigen Acrylglaszylindern für Strukturanalysen mittels CT.

Wie erwartet traten unter den Reifen deutliche Verdichtungseffekte auf. Die Werte liegen in der kontaktflächennahen Schicht (5-10 cm) mit 35 % in einer Größenordnung, die oft in der einschlägigen Literatur genannt wird. Der bodenschonende Einfluss beider Bändertypen wird eindeutig belegt, da die Werte um 50 % geringer sind. Während die Grobporenreduktion unter dem Reifen 59 % erreicht, sind es unter den Bändervarianten nur 39 bzw. 40 %.

Zieht man die verbleibenden Luftleitfähigkeitsbeiwerte hinzu, so ergibt sich ein etwas differenziertes Bild. In der kontaktflächennahen Schicht zeichnet sich das Softband als tendenziell günstiger ab und bei 15-20 cm Tiefe ergibt sich eine klare Abstufung. Während die Reduktionen unter dem Rad zwei Klassensprünge (nach der Klassifikation der Luftleitfähigkeitsbeiwerte von Bruggen (1966) ) bewirken, ist es unter Eco-Track nur einer; unter dem Softband bleibt die Leitfähigkeitsklasse sogar erhalten. Die beiden Bändertypen erwiesen sich unter gleichen äußeren Einsatzbedingungen, wenn auch auf unterschiedlichem Niveau, insgesamt bodenpfleglicher als die reine Reifenvariante.

Tabelle 1
Tab. 1: Ausgewählte Werte zur Strukturbeschreibung und Funktionalität des
Bodens nach Belastung durch den beladenen Forwarder mit Reifen, Eco-Track
und Eco-Balticband auf der hinteren Achse. DD = Lagerungsdichte, GPV =
Gesamtporenvolumen, ki = Luftleitfähigkeitsbeiwert

Bodenstrukturveränderungen - Hang

Hier fielen sowohl Verdichtung als auch Reduktion des Gesamtporenraums sehr moderat aus. Dies ist einerseits auf den höheren Kiesanteil (bis 40 %), andererseits auf den geringeren Wassergehalt im Boden zurückzuführen. Zusätzlich traten schon bei geringen Hangneigungen unter den Reifen mit bloßem Auge erkennbarer Schlupf sowie aufgrund der Schereffekte der Stollen neue Makroporen im Bodenkörper auf. Nur in der ersten Tiefenstufe fällt eine Reduktion des Grobporenraums von 20 % unter den Reifen auf. Unter den Bändern lassen sich keine statistisch abgesicherten Effekte der Befahrung nachweisen. Dies trifft auch für Wasser- und Luftleitfähigkeitsbeiwerte zu. Insgesamt zeigen die Werte immer "mittlere" Leitfähigkeiten an, Veränderungen liegen bei maximal einem Klassensprung.

Als zusammenfassende Übersicht sind in Tabelle 1 die Veränderungen von Lagerungsdichte, Gesamtporenvolumen und Luftleitfähigkeitsbeiwert nach Befahrungsvarianten aufgezeigt. Dabei wird deutlich, dass beide Bogieband-Varianten hinsichtlich der Bodenpfleglichkeit dem unbewehrten Reifen überlegen sind.

Wurzelschäden

Verteilung Wurzelschäden nach Schadklassen
Abb. 3: Verteilung der aufgetretenen Wurzelverletzungen nach Schadklassen in den Untersuchungsvarianten "Ebene" und "Hang"; typisch für "Reifen"-Befahrung ist der hohe Anteil an Rindenverletzungen (Schadklassen 1 und 2). Beschreibung der Schadklassen siehe Tabelle 2.

Wurzelverletzungen bilden Eintrittspforten für Pathogene und begünstigen den Befall mit Fäuleerregern. Häufig wird das Holz entwertet, die Bestandesstabilität verringert sich.

Im Untersuchungsbestand wurden daher alle in die Rückegassen streichenden Hauptwurzeln (Durchmesser > 2 cm) der Gassenrandbäume erfasst. Als Gassenrandbäume wurden alle Individuen innerhalb eines zwei Meter breiten Streifens beidseitig der Fahrspur definiert. Wurzelschäden wurden mittels bereits publizierter Klassifikation (Kremer et al. 2003) bewertet: Die Schadklassen 1 und 2 umfassen lediglich Verletzungen der Rinde, die Klassen 3 bis 5 stellen hingegen massive Holzkörperverletzungen bis hin zum Wurzelabriss dar (Tab. 2).

Insgesamt wurden auf den sechs untersuchten Gassen 328 Bäume bzw. 506 Hauptwurzeln aufgenommen. Die nachfolgenden Ergebnisse beziehen sich auf die dominierende Baumart Fichte (270 Individuen bzw. 437 Wurzeln). Unabhängig von der Befahrungsvariante lag das Niveau der Wurzelschäden (Schadprozent) in ebenem Gelände aller drei Varianten bei ca. 25 %. In hängigem Gelände entstanden unter dem unbewehrten Reifen die weitaus meisten Wurzelschäden. Hier waren fast die Hälfte aller Hauptwurzeln geschädigt. Dies ist auf den Schlupf der Reifen beim Beschleunigen zurückzuführen. Die beiden Bänder wiesen hier geringere Schadprozente auf. Dabei zeigte sich das Softband "Eco-Baltic" hinsichtlich der Wurzeln pfleglicher als das aggressivere "Eco-Track" Band.

Das Maximum der Wurzelschäden liegt in einer geringen Bodentiefe (< 12 cm). Im Untersuchungsbestand bildete die Fichte ein typisches Flachwurzelsystem aus. Damit lässt sich der hohe Anteil von Bäumen mit Wurzelschäden (84 %) bis 1 m ab Spuraußenkante erklären. Bei Bäumen, die in 1-2 m Entfernung von der Spuraußenkante entfernt standen, konnten die Wurzeln in tiefere Bodenschichten abtauchen und scheinen hier geschützt zu sein.

Der Rückegassenbreite und ihrem geradlinigen Verlauf (weniger Lenkbewegungen) kommt also eine entscheidende Rolle bei der Vermeidung von Wurzelschäden zu.

Schadklasse und Beschreibung
1 Rindenverletzung: Rinde gequetscht (Verletzung mit Harzaustritt)
2 Rindenverletzung: Rindenabhub, Holz freigelegt; Rindenablösung ohne Beschädigung der Holzfaser
3 Holzkörperverletzung: Holz frei gelegt; gequetscht und gesprungen
4 Holzkörperverletzung: Holz frei gelegt; gequetscht und zerfasert
5 Holzkörperverletzung: Wurzelriss und/oder Wurzelbruch
Tab. 2: Klassifizierung und Beschreibung der unterschiedlichen Schadmerkmale

Die Schadklassen geben über die Schwere der Wurzelverletzung Auskunft. Bei der Variante "Reifen" traten mit über 75 % überwiegend Rindenverletzungen auf (Schadklasse 1 und 2). Dieses Schadbild ist für Radmaschinen typisch. Die beiden Bänder verursachen dagegen mit 42 % bis 48 % deutlich mehr Holzkörperverletzungen (Schadklassen 3 bis 5). Dies ist auf die starren Quereisen der Bänder zurückzuführen. Auf den Hanggassen weisen die aggressiveren "Eco-Track" Bänder tendenziell höhere Schadklassen auf als das Schonband "Eco-Baltic" und der Reifen (Abb. 3).

Reifen verursachen deutlich kleinere Schadflächen (Mittel Ebene/Hang: 34/59 cm2) als Systeme mit Bändern (Mittel Ebene/Hang: 85/98 cm2). Dies gilt vor allem für hängiges Gelände. Beim Vergleich der beiden Bändertypen untereinander zeigte sich kein einheitliches Bild. Während auf den Hanggassen "Eco-Baltic" größere Schadflächen aufweist, kehrt sich dieses Ergebnis in der Ebene um, hier schneidet das Traktionsband schlechter ab.

Insgesamt erweisen sich beide Bogiebänder wurzelpfleglicher als konventionelle Stahlsteg-Raupen. Das Schadbild liegt von seiner Ausprägung zwischen jenem eines Radfahrzeuges und dem der Raupe.

In hängigen Lagen wirken sich die Bänder sowohl auf den Anteil geschädigter Randbäume als auch auf den Anteil geschädigter Wurzeln positiv aus. Der Anteil geschädigter Wurzeln in ebenen Lagen ist unter dem Traktionsband erwartungsgemäß höher als beim Reifen. In der Schadklassenverteilung (Verletzungsqualität) zeichnet sich ein deutlicher Unterschied zum Reifen ab. Selbst in Hanglage wurden unter dem Softband keine Wurzelabrisse festgestellt.

Wir empfehlen: Bogiebänder - zum Bodenschutz!

Montage des Bogiebandes Eco-Track
Abb. 2: Montage des Eco-Track (Foto: J. Kremer)

Auf Grund der festgestellten Vorteile für die Bodenschonung empfehlen wir den Einsatz der Bänder, bevorzugt in hängigem Gelände. Die Wahl des Bandtyps muss jedoch im Zusammenhang mit Bestandesalter und der Bestandesform wohl überlegt sein. Aggressive Traktionsbänder sollten nur in betonten Hanglagen (> 20 %) und aufgrund des Fäulerisikos nur in älteren Beständen eingesetzt werden. Auf besonders empfindlichen Böden und flach streichenden Wurzelsystemen wird das Softband empfohlen. Betrachtet man die Qualität der Wurzelverletzungen, erweist sich der Reifen als recht wurzelschonend, hinsichtlich Bodenpfleglichkeit ist er aber den Bändern unterlegen.

Die Kostenkalkulation für das Holzrücken muss den Zeitaufwand für Montage und Wechsel (ca. 1 Stunde) sowie den höheren Kraftstoffverbrauch (bis 30 %) beinhalten.

Als besonders wichtig erwies sich in anderen Studien der gezielte Einbau einer möglichst starken Reisigmatte. Reifen verdrängen nach wenigen Überfahrten die Matte. Um deren positive Effekte (Boden- und Wurzelschutz) voll nutzen zu können, sollte möglichst ein Softband eingesetzt werden. Laut Aussagen von Fahrern und nach unseren Beobachtungen schont es Reisigmatten sehr gut. Zudem tragen um einen Meter breiter dimensionierte Rückegassen, d. h. ein größerer Abstand der Gassenrandbäume zur Fahrspur, direkt zum Wurzelschutz bei.

Dr. Johann Kremer ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Forstliche Arbeitswissenschaft und Angewandte Informatik der TU München

Markus Schardt war Mitarbeiter im ehemaligen Sachgebiet Holz und Logistik der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF).

Literatur

Kremer, J.; Matthies, D.; Wolf, B.; Ohrner, G.; Uhl, E. (2003): Bodenstrukturveränderungen und Wurzelverletzungen. AFZ/DerWald Nr. 17; S. 847-850

Kremer, J.; Uhl, E.; Walter, H.S. (2004): Untersuchungen zu Wurzel- und Bodenschäden nach Einsatz des MHT 9002 HV mit Felastec- und konventionellem Fahrwerk. Interner Abschlussbericht; Kooperationsprojekt LWF-FELA-STOPUR-WFW-MHT, 49 S.

Ohrner, G.; Matthies, D.; Kremer, J.; Wolf, B.; Uhl, E.; Blaschke, M. (2003): Rad- oder Raupenfahrwerke bei Forstmaschinen? Wald und Holz Nr. 9, S. 40-42

Uhl, E.; Kremer, J.; Ohrner, G.; Matthies, D. (2005): Auch Raupenharvester können wurzelschonend arbeiten. AFZ/Der Wald Nr. 18, S. 965-968

Uhl, E.; Ohrner, G.; Kremer, J.; Wolf, B.; Matthies, D. (2005): Boden- und Wurzelpfleglichkeit von Forstmaschinen -Rad- und Raupenfahrwerke im Vergleich. Waldforschung

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