Dipl.-Ing. Ahmed Rabhi
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31.12.2023

Eine Papierqualität wurde festgelegt, die aus gebleichten Zellstoffen aus zertifizierter, europäischer Waldwirtschaft bestand und umweltschonend hergestellt wurde. Dabei gelang der Verzicht auf den Einsatz von Farb- und Weißpigmenten sowie Füllstoffen. Das Pergamentierverfahren für die Herstellung des Schichtstoffs aus fünf Papierlagen konnte zum Recycling der Prozesssäure, zur Effizienzsteigerung beim Wasserverbrauch sowie zur Energieeinsparung beim Trocknungsprozess verbessert werden. Da Wuchshüllen aus Vulkanfiber ohne hydrophobe Oberflächenbeschichtung unter natürlichen Witterungsbedingungen keine Langzeitbeständigkeit und auch keine Formstabilität besitzen, wurde zunächst im Labor und kleintechnischen Maßstab und dann auch im Praxismaßstab eine hydrophobe Beschichtung der Oberfläche des cellulosischen Schichtstoffs entwickelt, die aus einer wässrigen Dispersion eines biologisch abbaubaren Polyurethans bestand und allen Ansprüchen gerecht wurde. Die Entwicklung des Designs nahm Rücksicht auf eine ausreichende Durchlüftung der Wuchshüllen, zum Lichteinfall, zur Herstellung und Handhabung. Als Verschlusstechnik der zylindrisch geformten Wuchshüllen wurde ein Klickverschluss ausgewählt und an die Werkstoffeigenschaften des Schichtstoffs angepasst. Bedingt durch die aufwändige Entwicklung der Beschichtung wurden die Prototypen der cellulosischen Wuchshülle erst ca. ein halbes Jahr vor Ende des Projekts auf drei Waldflächen ausgebracht. Zwischenergebnisse lagen daher zu Projektende noch nicht vor. Durch mit Waldbodenverhältnissen vergleichbare Labortests wurde eine rückstandslose Zersetzung der Wuchshülle aus beschichteter Vulkanfiber nachgewiesen. Die Beschichtung bewirkt eine Verzögerung des biologischen und photooxidativen Abbaus im Vergleich zu nicht beschichteter Vulkanfiber.

Für den Schutz von Jungpflanzen im Wald vor Wildverbiss und Konkurrenzflora sind funktionsoptimierte Wuchshüllen aus Kunststoffen in der europäischen Waldbewirtschaftung weit verbreitet. Bei deren Verwitterung entsteht jedoch partikular persistente Mikroplastik, die zu einer erheblichen Belastung für Flora und Fauna werden kann. Am Ende der Lebensphase müssen diese Schutzhüllen daher vom Waldboden entfernt werden, was nur begrenzt möglich ist. Das Ziel dieses Projekts bestand in der Entwicklung von vollständig biologisch abbaubaren Wuchshüllen aus einem rein cellulosischen Schichtstoff, der zur Abweisung von Feuchteeinflüssen und Formerhalt der Schutzhülle mit einer hydrophoben Oberflächenschutzschicht versehen ist. Der Ansatz sah vor, dass schon die Herstellung des Vorproduktes Papier aus nachwachsendem und zertifiziertem Holzrohstoff und unter Einsatz geringst nötiger Mengen an Zusatzstoffen erfolgt. Die cellulosische Wuchshülle soll funktionsgleich mit herkömmlichen Kunststoffhüllen sein und am Ende einer mehrjährigen Einsatzzeit einem vollständigen und reststofffreien biologischen Abbau im Wald unterliegen. Eine ökobilanzielle Bewertung sowie Untersuchungen zum biologischen Abbau begleiteten den Entwicklungsprozess und ermöglichten einen Vergleich mit herkömmlichen Hüllen. Die Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg, der auch die Projektleitung oblag, führte die Feldtests an Kleinmustern und Prototypen durch, deren Ergebnisse in die Entwicklungsarbeiten einflossen und die notwendigen Anpassungen initiierten. Bei der Auswahl unterschiedlicher Beschichtungsmittel wurde berücksichtigt, dass sie aus nachwachsenden Rohstoffquellen stammen, umweltschonend aufzutragen und frei von Schadstoffen biologisch abbaubar sind. Das Design der Wuchshüllen orientierte sich an bisherigen Erfahrungen zur Einstellung eines Mikroklimas in der Wuchshülle, das das Wachstum der Pflanzen fördert. Die Verschlusstechnik war für eine einfache Handhabung und Formstabilität zu entwickeln.