Aktuelles aus dem Teilprojekt Holzfaser

Projektziel

Das Stammholz von B?umen und Str?uchern besteht überwiegend aus Zellulose und Hemizellulose, welche durch eine Lignin-Ummantelung vor mikrobiellem Abbau geschützt werden. Diese Schutzfunktion geht durch die thermische und mechanische Auffaserung des Holzes zu Holzfasern verloren. Vor diesem Hintergrund wird geprüft, inwiefern eine Beaufschlagung von Holzfasern mit Lignin zu einer Erh?hung der Widerstandsf?higkeit gegenüber mikrobiellem Abbau beitragen kann. Für die Beaufschlagung werden technische Lignine eingesetzt, welche bei der Zellstoffgewinnung (z.B. Papierherstellung) als Nebenprodukt anfallen.

Versuchsfragen

  • Wie ist die Pflanzenvertr?glichkeit unterschiedlicher technischer Lignine zu bewerten?
  • Welche Verfahren sind geeignet, um eine stabile Anhaftung der Lignine an Holzfasern zu realisieren?
  • Inwiefern stabilisieren technische Lignine gegenüber mikrobiellem Abbau in holzfaserhaltigen Kultursubstraten?
  • Welche Auswirkungen hat die Beaufschlagung auf weitere biologische sowie chemische und physikalische Substratparameter?
  • Wie ist die pflanzenbauliche Eignung der modifizierten Holzfasern zu bewerten?
  • Inwiefern l?sst sich ein im Versuchsma?stab erfolgsversprechendes Beaufschlagungsverfahren im industriellen Ma?stab umsetzen?

Aktivit?ten

Juli 2024: Minderung der Stickstoffimmobilisierung in Abh?ngigkeit der Ligninbeaufschlagungs-Methode

Um die H?he der N?hrstoffimmobilisierung bei den unterschiedlich behandelten Holzfasern besser einsch?tzen zu k?nnen wurde ein Inkubationsversuch durchgeführt.Dazu wurden sechs verschieden beaufschlagte Holzfasern geprüft. Durch die zus?tzliche Beaufschlagung konnte der Lignin-Gehalt in den Holzfasern um 1 - 2 Gew.-% erh?ht werden.

Für den Test wurden die beaufschlagten Holzfasern zu 49 Vol.-% in ein Torf/Kompostsubstrat gemischt, aufgedüngt und für 20 Tage bei 25 °C in der Klimazelle inkubiert. Anschlie?end wurde der Stickstoffgehalt erneut bestimmt, um die über diesen Zeitraum durch Mikroorganimen festglegte Stickstoffmenge zu ermitteln (siehe Abbildung unten). Verglichen wurden die Werte mit einer Kontrolle ohne Holzfaserzusatz (braune S?ule) und einer Variante mit 49 % unbehandelten Holzfasern im Torf/Kompostsubstrat (gelbe S?ule).

Bei den ligninbehandelten Holzfasern konnten in Bezug auf die H?he der Stickstoffimmobilisierung deutliche Unterschiede in Abh?ngigkeit der bei der Beaufschlagungsmethode verwendeten S?uren festgestellt werden. So lagen die Werte bei den mit Hilfe von Phosphors?ure beaufschlagten Varianten auf einem ?hnlich hohen Niveau wie die Kontrolle ohne Lignin-Beaufschlagung (gelbe S?ule). Eine Behandlung mit Salpeters?ure führte hingegen zu einem stabilen Stickstoffhaushalt, ?hnlich wie in der Kontrolle ohne Holzfasern.

In weiteren Versuchen soll nun der Einfluss unterschiedlicher Lignin-Konzentrationen auf die H?he der Stickstoffimmobilisierung und Pflanzenvertr?glichkeit geprüft werden.

Einfluss unterschiedlicher Lignin-Beaufschlagungsmethoden bei Holzfasern auf die H?he der Stickstoffimmobilisierung in einem Torf/Kompostsubstrat

M?rz - Mai 2024: Erste vielversprechende Ergebnisse zur Eignung ligninbeaufschlagter Holzfasern als Kultursubstrate

Die PTS hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich das Lignin auf Holzfasern fixieren l?sst. Bei diesem Ansatz wird das Lignin zun?chst in Lauge gel?st und sodann mit Holzfasern vermischt. Um eine stabile Anhaftung des Lignins an den Holzfasern zu erreichen werden die mit Lignin getr?nkten Holzfasern in eine S?ure überführt. Mit diesem Verfahren blieben selbst nach intensiver Behandlung in einer Waschzelle ca. 50 % des beaufschlagten Lignins in und auf den Holzfasern haften.

Nach diesen ersten Entwicklungsschritten an der PTS wurden an der 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√ Osnabrück substratrelevante Parameter wie die Pflanzenvertr?glichkeit getestet. Dazu werden 25 Chinakohlsamen auf das zu prüfende Substrat ausges?t und für 3-4 Wochen im Gew?chshaus kultiviert. Das Keimverhalten sowie das Pflanzenwachstum dienen dabei als Indikator für die Pflanzenvertr?glichkeit. Im hier beschriebenen Keimpflanzentest wurden 49 Vol.-% Holzfasern mit 49 Vol.-% Wei?torf und 2 Vol.-Grüngutkompost vermischt. ?ber alle Varianten hinweg zeigte sich unabh?ngig von der H?he der Ligninbeaufschlagung der Holzfasern oder der Art der im Beaufschlagungsprozess verwendeten S?ure kein Einfluss auf die Keimung. Das Frisch- und Trockenmassewachstum unterschied sich hingegen in Abh?ngigkeit der verwendeten S?ure. So waren die Ertr?ge bei den mit Salpeters?ure behandelten Varianten gegenüber den mit Phosphors?ure behandelten Varianten sowie der unbehandelten Kontrolle erh?ht. Um die H?he der N?hrstoffimmobilisierung bzw. Mineralisierung besser einsch?tzen zu k?nnen werden zurzeit zwei Inkubationsversuche durchgeführt.

Chinakohl-S?mlinge zeigten keine Beeintr?chtigungen durch die ligninbeaufschlagten Holzfasern

November 2023: Testl?ufe zur Lignin-Beaufschlagung starten

An der PTS werden Verfahren entwickelt, mit denen sich die Holzfaser mit dem Lignin beaufschlagen l?sst. Die Güte der Anhaftung des ?berzuges wird in einer Waschzelle und anschlie?enden gravimetrischen und mikroskopischen Untersuchungen geprüft.

November 2023: Materialbeschaffung

Für erste Tastversuche stellt Klasmann-Deilmann Retruder-Holzfaser zur Verfügung. Die Papiertechnische Stiftung (PTS) beschafft technische Lignine und bestimmt deren wesentliche Materialeigenschaften.

September 2023: Auftaktmeeting

Neben der 188篮球比分_188比分直播—激情赢盈中√ Osnabrück sind die Papiertechnischen Stiftung (PTS) aus Heidenau und der Substrathersteller Klasmann-Deilmann aus Geeste im Arbeitspaket ?Holzfasern“ beteiligt. Im Auftaktmeeting der Arbeitsgruppe wurden grunds?tzliche Ziele verst?tigt und das weitere Vorgehen besprochen.