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Dr. Udo Hans Sauter

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Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA)
Abteilungsleiter Waldnutzung

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Artikel

Autor(en): Michael Nahm, Frank Brodbeck, Udo Hans Sauter
Redaktion: FVA, Deutschland
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Die Ernte von Kurzumtriebsplantagen

Neue Ergebnisse und Empfehlungen für die Praxis

In den letzten Jahren stand die Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen (KUP) vielfach in der Diskussion, da sie als eine potentielle Quelle von zusätzlichem Rohholz speziell für die energetische Nutzung angesehen werden. Die dargestellte Untersuchung sollte folgende Fragen klären:

  1. Hat die Zerstörung der oberirdischen Teile von Pappelstöcken bei der Ernte eine Auswirkung auf das Wiederaustriebsverhalten der Bäume?
  2. Unterscheidet sich die Effizienz der Ernte von KUP in Abhängigkeit davon, ob diese sich im ersten bzw. im zweiten Umtrieb befinden?

Inhalt

Ernte einer Pappel-KUP
Abb. 1: Ernte einer Pappel-KUP

KUP im zweiten Umtrieb

Ein Weg, Hackrohholz für die energetische Nutzung zu erzeugen, besteht in der Bewirtschaftung von KUP. Hierbei werden schnellwachsende Baumarten wie Pappeln und Weiden auf landwirtschaftlichen Flächen gepflanzt, um sie in Rotationszeiten von zumeist 3-4 Jahren mit umgerüsteten Mähhäckslern zu ernten. Daneben existieren noch weitere Bewirtschaftungs- und Ernteverfahren, die jedoch seltener zum Einsatz kommen (s. PDF-Datei Verschiedene Erntemethoden für KUP). Mittlerweile sind viele der in den letzten Jahren angelegten KUP bereits einmal geerntet worden, so dass der Aufwuchs der zweiten Umtriebsperiode für Datenerhebungen zur Verfügung steht.

Auswirkungen verschiedener Erntemethoden auf den Wiederaustrieb von Pappeln

Zur Beantwortung der Frage, ob die Zerstörung der oberirdischen Teile von Pappelstöcken eine Auswirkung auf das Wiederaustriebsverhalten der KUP-Bäume hat, wurde auf einer KUP bei Kraichtal ein Experiment zur Ermittlung von potenziellen Auswirkungen von verschiedenen Erntemethoden durchgeführt. Diese KUP wird in Kooperation der Firmen BIOVision Landschaft und Energie GmbH Co. KG (Leonberg) und Frank GmbH (Kraichtal) betrieben, wobei in diesem Geschäftsmodell die KUP von der Frank GmbH auf eigenen Feldern im Auftrag der Firma BIOVision bewirtschaftet wird. Die Pappeln gehören der letzteren Firma, die sowohl die geerntete Biomasse als auch Stecklinge aus einem eigenen Mutterquartier vermarktet. Das Experiment beruht auf Beobachtungen, wonach verschiedene Erntemaschinen die Stöcke von KUP-Bäumen in unterschiedlichem Zustand zurücklassen.

  • Mit Motorsägen wird ein relativ glatter Trennschnitt erzeugt.
  • Der auf Schredder-Technik basierende BioBaler spaltet hingegen die Stammfüße sehr stark auf und zerstört sie.
  • Mähhäcksler mit Gehölzvorsatz erzeugen zumeist einen relativ glatten Trennschnitt. Allerdings reißen die Stammfüße auch hier aufgrund der mit dem Abweiser erzeugten Vorspannung oftmals ein und werden somit gespalten.

In dem durchgeführten Versuch wurden sechs verschiedene Pappelklone drei verschiedenen Behandlungsvarianten unterzogen.

  1. Normale Ernte der Pappeln mit einem Mähhäcksler (New Holland FR9060 mit Holzerntevorsatz 130 FB)
  2. Bodennahes Abschneiden der von dem Mähhäcksler zurückgelassenen Stümpfe mit einer Motorsäge
  3. Zerstören und Spalten der von dem Mähhäcksler zurückgelassenen Stümpfe mit einer Axt

Mit dem Klon Max 4 wurde noch eine vierte Behandlungsvariante durchgeführt, womit die Ernte mit einem Mähhäcksler bei Schneelage simuliert werden sollte. Bei Schneelage werden die Bäume oberhalb der Schneedecke geschnitten, so dass nach dem Abtauen des Schnees die verbliebenen Stümpfe deutlich höher sind als im Normalfall. Zur Nachstellung dieses Szenarios wurden die Bäume von dem Mähhäcksler höher als üblich abgesägt (in durchschnittlich 28,8 cm Höhe gegenüber 9,9 cm bei normalem Schnitt). Bei der Ernte rissen die verbliebenen Stammfüße tief in vertikaler Richtung ein.

Die Pappeln waren im Pflanzverband (1,5+0,5)*0,5 m angelegt, wobei Doppelreihen der Klone Hybride 275, Max 1, Max 3, Max 4, Muhle Larsen sowie eine weitere Pappel unbekannter Herkunft in unregelmäßiger Anordnung aufeinander folgten. Von jedem Klon wurden je zwei bis vier Reihen auf einer Länge von 15 m auf die beschriebenen Weisen behandelt. Die Pappeln waren zum Erntezeitpunkt im März 2011 drei Jahre alt. Im Februar und März 2012 wurden von je zwei Reihen der einzelnen Klone und Behandlungsvarianten die Triebanzahl, der Brusthöhendurchmesser (BHD) aller Triebe eines Stocks, die Höhe des längsten Triebes eines Stocks sowie die Ausfallrate bestimmt. Die erhobenen Daten wurden mittels ANOVA statistisch ausgewertet.

Folgerung 1: Keine Auswirkungen auf das Wiederaustriebsverhalten

Die Ergebnisse bestätigten optisch gewonnene Eindrücke: Die verschiedenen Behandlungsvarianten hatten bei allen Klonen auf keinen der untersuchten Parameter einen Einfluss. In den Abb. 1 und 2 sind beispielhaft die Höhe des längsten Triebs sowie die Verteilung der BHD für jede Behandlungsvariante und für jeden Klon dargestellt. Demnach scheinen verschiedene Erntetechniken zumindest in der ersten Vegetationsperiode nach einer Ernte keinen Einfluss auf das Wiederaustriebsverhalten und somit auf die Biomasseproduktivität von Pappeln zu haben. Dies gilt selbst für die destruktive Behandlungsvariante. Das Ergebnis deckt sich mit einer weiteren gelegentlichen Beobachtung, die auf einer Weiden-KUP gemacht wurde. Da dort kein Vorgewende angelegt worden war, wurden die Weiden auf den entsprechenden Bereichen des Feldes im Vorfeld der Ernte manuell entfernt. Während der Ernte wurden dort die verbliebenen Stümpfe sowohl durch den eingesetzten Mähhäcksler als auch durch die Schleppergespanne vielfach überfahren und stark beschädigt. Dennoch war in der folgenden Wachstumsperiode rein optisch kein Unterschied zwischen dem Wiederaustrieb zu erkennen, der aus den beschädigten und der aus den normal geernteten Weidenstöcken gewachsen war. Die vielfach von Praktikern geäußerte Befürchtung, dass eine Beschädigung der KUP-Stöcke bei der Ernte einen nachteiligen Effekt für die Bäume zur Folge haben könne, scheint sich also nicht zu bestätigen. Allerdings ist denkbar, dass eventuelle Nachteile wie ein verstärkter Pilzbefall der beschädigten Stöcke sich erst nach einiger Zeit zeigen.

Brusthöhendurchmesser des stärksten Triebs von sechs verschiedenen Pappelklonen nach einjährigem Wachstum im Anschluss an eine Ernte.
Höhe des stärksten Triebs von sechs verschiedenen Pappelklonen nach einjährigem Wachstum im Anschluss an eine Ernte.
Abb. 2 und 3: Brusthöhendurchmesser sowie Höhe des stärksten Triebs von sechs verschiedenen Pappelklonen nach einjährigem Wachstum im Anschluss an eine Ernte. Die Stöcke der Pappelklone wurden auf drei bzw. vier (Max 4) verschiedene Weisen behandelt. Bodennah: Glatter Trennschnitt mit Motorsäge in Bodennähe; destruktiv: Spaltung und Zerstörung der Pappelstümpfe mit einer Axt; normal: normale Ernte mit einem Gehölz-Mähhäcksler; höher: Ernte mit einem Gehölz-Mähhäcksler, wobei die Bäume ungefähr 30 cm über dem Boden abgeschnitten wurden.

Vergleich zwischen der Ernte des ersten und des zweiten Umtriebs

Zur Beantwortung der Frage, in wie fern sich die Erntemaßnahme eines Feldes im ersten Umtrieb von der Erntemaßnahme auf dem gleichen Feld im zweiten Umtrieb unterscheidet, wurden Daten miteinander verglichen, die bei Ernten in den Jahren 2011 und 2013 mittels Zeitstudien erhoben worden sind. Es handelt sich um zwei benachbarte Pappel-KUP, die von den beiden bereits genannten Unternehmen in Kraichtal betrieben werden. Beide KUP wurden im Abstand von zwei Jahren mit dem New Holland FR9030 (Abb. 1) geerntet. Die Ergebnisse (Tab. 1) verdeutlichen, dass die Erntedaten des ersten und des zweiten Umtriebs sich jeweils in einem sehr ähnlichen Rahmen bewegten. Zunächst standen Befürchtungen seitens des Dienstleisters im Raum, dass die Ernte problematisch verlaufen würde, da erstens der Abstand der Reihen sehr gering war, und da zweitens nach der ersten Ernte aus den Pappelstöcken bis zu neun neue Triebe gewachsen waren (im Durchschnitt 5,9 Triebe pro Stock), die teilweise seitlich nach außen wuchsen und in Schnitthöhe bereits Durchmesser von mehreren Zentimetern erreichten. Letztlich zeigte sich der Holzerntevorsatz des New Holland jedoch robust, sodass bei der Ernte keinerlei Probleme auftraten.

Tab. 1: Eckdaten von Ernten zweier Kurzumtriebsplantagen mit Gehölz-Mähhäcksler.
Eckdaten von Ernten zweier Kurzumtriebsplantagen mit Gehölz-Mähhäcksler.
Beide Flächen wurden im März 2011 zum ersten Mal geerntet, im März 2013 zum zweiten Mal.
HAZ (Hauptarbeitszeit ): Die Zeit, in der der Mähhäcksler erntend über die Fläche fuhr.
RAZ (reine Arbeitszeit): HAZ plus Wendemanöver der eingesetzten Fahrzeuge.
GAZ (Gesamtarbeitszeit): RAZ plus Wartezeiten und Störungen, also die Gesamtdauer der Ernte.
 

Ob dies bei den kommenden Ernten ebenfalls der Fall sein wird, bleibt abzuwarten. Einer etwaigen Problematik kann zukünftig dadurch entgegengewirkt werden, dass der Abstand der Baumreihen genügend groß gewählt wird. Der Dienstleister, der die Flächen geerntet hat, empfiehlt, bei Doppelreihen einen Abstand von 0,5 m innerhalb und 2,2 m zwischen den Doppelreihen einzuhalten. Bei Einzelreihen wäre dem entsprechend ein Abstand von etwa 3 m angemessen. Durch die weiteren Abstände würde auch das Risiko für das Auftreten von Reifenschäden an den Fahrzeugen vermindert. Ein solcher ereignete sich auch in Kraichtal: Der Reifen eines Anhängers wurde von einem seitlich abstehenden Pappelstumpf durchstoßen.

Folgerung 2: Ernten grundsätzlich vergleichbar

Zwar konnten bislang nur auf zwei KUP Zeitstudien zur Ernte des ersten und des zweiten Umtriebs durchgeführt werden. Es lässt sich aber anhand anderweitiger Beobachtungen und Informationen von Praktikern absehen, dass die Ergebnisse grundsätzlich auf andere Pappel-KUP übertragbar sind. Das heißt: Bei der Planung der Ernte des zweiten Umtriebs sowie der dazugehörigen Logistikkette kann trotz der erhöhten Triebzahl pro Stock von ähnlichen Rahmenbedingungen ausgegangen werden wie beim ersten Umtrieb. Somit kann das an der FVA Baden-Württemberg entwickelte Programm zur Planung von KUP-Ernten, der "KUP-Ernteplaner", mit Vorbehalt auch für Ernten des zweiten Umtriebs eingesetzt werden. Dies gilt natürlich nur unter "Normalbedingungen" – sprich, wenn der Durchmesser der Pappeln in Schnitthöhe bei den meisten Bäumen deutlich unter dem maximal möglichen Schnitthöhendurchmesser liegt, und wenn dieser nur selten erreicht oder überschritten wird. Im Fall des New-Holland Mähhäckslers beträgt der maximale Durchmesser in Schnitthöhe 15 cm.

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