Das Patent für maschinelle Entrindung von Erland Andersson 1949 in Schweden revolutionierte den bisher arbeitsintensiven Vorgang der Entrindung, der bis dahin meist im Wald erfolgte. Dies war auch der Grundstein für die Verlegung dieses kostspieligen Arbeitsschrittes vom Wald ins Werk in den 1950er Jahren in Europa. Österreich folgte dem Trend aus dem Norden in den 1960er Jahren. Heutzutage wird in Österreich nur mehr in Ausnahmefällen im Wald oder an der Forststraße entrindet, wobei hier zumeist auf Lkw aufgebaute mobile Entrindungsanlagen zurückgegriffen wird.
H415-Harvesteraggregat von John Deere beim Entrinden und Ausformen von Sortimenten im Versuchsbestand.
Die maschinelle Entrindung bei der vollmechanisierten Holzernte mit Harvesteraggregaten hat eigentlich ihren Ursprung in der Versorgung von Zellstoff- und Papierfabriken aus Eukalyptus-Plantagen. Die Entrindung wird dabei direkt im Anschluss an die Fällung im Zuge der Entastung und Ausformung von Sortimenten vorgenommen. Neben angepassten Steuerungseinstellungen für die Entastungsmesser und Durchzugswalzen bedarf es auch Adaptierungen des Aggregates, beim Messrad und den Vorschubwalzen.
Um den Nährstoffentzug durch die Holzernte zu reduzieren, führte man bereits 2014 erste Entrindungsversuche im Bestand in Deutschland durch. Getestet wurden vom Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik (KWF) GmbH und der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) verschiedene Harvesteraggregate in Kiefern- und Fichtenbeständen. Jedoch rückte mit der fortschreitenden Borkenkäfersituation in Deutschland rasch die phytosanitäre Betrachtung in den Mittelpunkt. Ob sich in Österreich die Entrindung im Bestand als effektive Maßnahme zur Eindämmung des Borkenkäferproblems eignet, steht im Mittelpunkt des Projektes "DEBARK" unter Leitung der BOKU und den Partnern BFW, Österreichische Bundesforste AG und dem Forstunternehmen Gotsmi GmbH. Auswirkungen auf die Kosten bei der Ernte sowie beim Transport, auf die Bruttauglichkeit und die Lagerfähigkeit von Rundholz, gilt es nachzuweisen.
Technik
Bei den Tests kam ein JD 1270G mit einem H415 Aggregat von John Deere Oy aus Finnland zum Einsatz. Die Umrüstung erfolgte durch den Forstunternehmer und Eigentümer der Maschine, der Gotsmi GmbH. Ein Umrüstsatz für Aggregate besteht üblicherweise aus innen- und außenliegenden Durchzugswalzen, sowie dem Messrad. Da für das getestete Aggregat kein Umrüstsatz zur Verfügung stand, wurde dieses extra für den Versuch anhand vergleichbarer Walzensätze angefertigt. Das Messrad wurde nicht getauscht. Die Einstellung und Abstimmung der Maschine erfolgten in Zusammenarbeit mit John Deere Finnland. Die Einstellungen umfassten zum Großteil das Zusammenspiel der Anpressdrücke von Durchzugswalzen und Entastungsmessern. Zusätzlich galt es natürlich noch, die Längenmessung zu kalibrieren.
Umgerüstetes Harvesteraggregat H415 von John Deere. Die außen- und innenliegenden konventionellen Walzen wurden gegen Spezialwalzen getauscht.
Im Gegensatz zur Beschaffenheit von Standardwalzen verlaufen die Stege schräg und keilförmig. Diese Steganordnung soll die Rinde zuerst quetschen, dann vom Holz ablösen und somit den Entastungsmessern das Abziehen erleichtern. Die schräg verlaufenden Stege bringen den Baum bzw. Stamm zum Drehen, um einerseits möglichst alle Stellen des Stammes zu erreichen und andererseits dem Aggregat das Reinigen von der abgeschälten Rinde zu erleichtern.
Innenliegende Walzen mit schräg verlaufenden Stegen.
Äußere Walzen mit schräg verlaufenden Stegen
Arbeitsweise und Versuchseinsatz
Bei den Versuchen vom KWF in Deutschland erfolgte die Entrindung für den gesamten Stamm. Hierbei wird der Baum im ersten Stammdurchlauf entastet, entrindet und abgezopft. Anschließend muss der Stamm am Zopf verkehrt gegriffen, und der Stamm erneut zum Entrinden durch das Aggregat gezogen werden. Nach einem erneuten Umgreifen wird abgelängt. Diese Arbeitsweise erfordert ausreichend Raum für die Manipulation des gesamten Stammes und ein zweimaliges Umgreifen des Aggregates, um mit der Ausformung beginnen zu können. Im Gegensatz zu den Einsätzen in Deutschland entschied man sich beim ersten Versuchseinsatz in Österreich für eine sortimentsweise Entrindung. Das bedeutet, dass je Sortiment vor dem Ablängen mit mehreren Durchläufen des Aggregates entrindet wird.
Angewandte Arbeitsweise bei der Entrindung mit Harvester im Bestand bei den Versuchen in Deutschland in drei Schritten (A) und jene mit gleichzeitiger Entrindung ohne Umgreifen beim Versuch in Österreich (B).
Der Ernteeinsatz fand in einem Fichtenbestand im Zuge einer Zweit durchforstung statt. Der Bestand wurde mittels Vollaufnahme erhoben und der gesamte Einsatz auf Video aufgezeichnet. Die Bäume wurden mit Nummern am Stamm versehen und konnten so eindeutig den jeweiligen Videosequenzen im Zuge der digitalen Zeitanalyse zugewiesen werden. Die Bestimmung des Entrindungsgrades erfolgte anhand zufällig ausgewählter Bloche mittels Photogrammmetrie. Aus Einzelbildern wurden 3D-Modelle aller Bloche erstellt, die Oberflächen abgerollt und anschließend die Bloch- und Rindenflächen vermessen.
Ergebnisse und Produktivität
Insgesamt wurden bei diesem experimentellen Ernteeinsatz 443 Bäume mit einem durchschnittlichen Brusthöhendurchmesser von knapp 25 cm geerntet. Ungefähr die Hälfte der Bäume wurde wie üblich aufgearbeitet, um einen Vergleichswert zu erhalten. Bei einem durchschnittlichen Stammvolumen von 0,45 Efm ergab sich eine Produktivität von 27,1 Efm je produktiver Systemstunde inklusive Unterbrechungen bis 15 min. Die andere Hälfte der Bäume wurde entrindet, wodurch sich die Produktivität im Schnitt um 25 % reduzierte und dann nur mehr 20,3 Efm je produktiver Systemstunde erreichte.
Beobachtete und geschätzte Produktivität mit (grün) oder ohne (schwarz) integrierter Entrindung in Abhängigkeit vom geernteten Baumvolumen inklusive Produktivitätsunterschied beim mittleren Baumvolumen.
Bei der anschließenden Rückung durch den Forwarder konnte in Folge der Entrindung kein signifikanter Produktivitätsunterschied festgestellt werden. Probleme bei der Manipulation durch rutschige Bloche konnten nicht beobachtet werden. Dies lag wahrscheinlich an der sieben Tage verzögerten Ausfuhr und den trockenen Witterungsbedingungen. Das ist genau jene Zeit, die bei Versuchen vom KWF erhoben wurde, um der entrindeten Stammoberfläche ausreichend Zeit für die Abtrocknung zu geben. Im Schnitt ergab sich ein Entrindungsgrad von 75 %, der vergleichbar mit den erzielten Werten bei Studien vom KWF in Deutschland ist.
Untersuchungen zur Bruttauglichkeit
Zusätzlich zum beschriebenen Ernteeinsatz wurden vorgelegte Fangbäume mit dem Harvester entrindet. Dass Entrinden zum richtigen Zeitpunkt ein probates Mittel gegen Borkenkäfer darstellt, ist hinlänglich bekannt. Das zeigte sich auch bei den Versuchen zur Auswirkung der Entrindung zum Zeitpunkt der sogenannten "Weißen Stadien". Die vorgelegten Fangbäume wurden mit dem Harvester entrindet und der Bruterfolg mit Kontrollabschnitten ohne Entrindung verglichen. Die Entwicklung der Käfer auf am Stamm verbliebenen Rindenstücken war zusätzlich noch durch die mechanische Wirkung der Walzenstege beeinflusst – einerseits direkt durch Schädigung der Käfer, andererseits durch ein verstärktes Eintrocknen der Rinde an den Rändern.
Rindenstück mit stark abgetrockneten Einschnitten durch die Walzenstege am Rand ohne Ausbohrlöcher, hingegen in der Mitte mit zahlreichen Ausbohrlöchern von Buchdrucker und Kupferstecher.
Ein hoher Entrindungsgrad konnte bei den diesjährigen Folgeversuchen erzielt werden, jedoch mit einer anderen Maschine und Arbeitstechnik. Hierbei wurde vor dem Ablängen der gesamte Stamm in mehreren Durchläufen des Aggregates entrindet und erst dann die jeweiligen Sortimente ausgeformt, ähnlich dem Verfahren vom KWF. Die Käfer befanden sich hier bereits in einem späteren Entwicklungsstadium. Bei der anschließenden Analyse der Sortimente waren fast keine Probestücke mit nennenswertem Rindenanteil für Detailuntersuchungen zu finden. Hier gilt es noch abzuklären, in welchem Ausmaß die bereits fertigen Käfer den Entrindungsvorgang unbeschadet überleben und dadurch ausfliegen konnten. Im Vergleich zu den Kontrollstücken schlüpften aus den geworbenen Rindenproben weniger Käfer. Endgültige Projektergebnisse zu den Versuchen werden voraussichtlich mit Ende dieses Jahres vorliegen.
Danksagung
Das Autorenteam möchte sich bei allen Verantwortlichen und Mitwirkenden an der Studie inklusive Maschinisten für die Durchführung des Versuchseinsatzes bedanken. Dieser wurde von der Universität für Bodenkultur (BOKU) in Kooperation mit dem Institut für Waldschutz (BFW), den Mitarbeitern des Forstbetriebes Waldviertel-Voralpen der Österreichischen Bundesforste und der Gotsmi GmbH als Forstunternehmen durchgeführt.
Fördergeber
Das Projekt DEBARK wird vom Ministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus, der Kooperationsplattform Forst Holz Papier und den Österreichischen Bundesforsten finanziell unterstützt.
