Was genau ist die neu entdeckte neue Holzart „Zhongmu“? Warum ist es besser als Hartholz oder Kork?

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Im täglichen Leben haben Weich- und Hartholz jeweils ihre Verwendung. Kürzlich entdeckten Wissenschaftler eine neue Holzart, die dazwischen liegt – das „Mittelholz“. Es vereint nicht nur die Vorteile von Hartholz und Weichholz, sondern verbessert auch die Fähigkeit der Bäume, Kohlenstoff zu speichern, erheblich.

Lassen Sie mich Ihnen zunächst eine Erkenntnis mitteilen, die Ihrer Intuition widerspricht. Normalerweise denken wir, dass starkes Holz aus den verschneiten Waldgebieten im Nordosten Chinas stammt. Tatsächlich stammt wirklich hochwertiges Hartholz, insbesondere verschiedene Mahagoniarten, hauptsächlich aus tropischen Regenwäldern.

Der Unterschied zwischen Hartholz und Weichholz besteht nicht darin, dass Hartholz hart und Weichholz weich ist, sondern beruht auf vielen Faktoren wie der Wachstumsumgebung und der Holzstruktur. Dies sind zwei gängige Methoden zur Klassifizierung von Bäumen.

Weichhölzer stammen in der Regel von Nadelbäumen, Harthölzer in der Regel von Laubbäumen. Im Allgemeinen ist Weichholz weniger dicht und weicher als Hartholz, es gibt jedoch viele Ausnahmen. Beispielsweise hat Douglasie dieselbe Dichte wie manche Harthölzer, während Balsa, ein Hartholz, so leicht und weich wie Schaumstoff ist.

Hartholz und Weichholz haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile. Kork beispielsweise hat normalerweise eine glatte Textur. Das für den Bau von Strukturrahmen verwendete Holz besteht zum größten Teil aus Kork. Kork ist relativ häufig und billig, lässt sich leicht verarbeiten, schrumpft und quillt kaum und reißt nicht so leicht, weist jedoch Mängel hinsichtlich Härte und Verschleißfestigkeit auf. Bei Hartholz ist es genau das Gegenteil. Das Material ist dichter, die Textur reicher, es sieht schön aus und weist eine hohe Verschleißfestigkeit auf. Es eignet sich besonders für die Herstellung von Möbeln, Fußböden und Edelholzprodukten. Allerdings neigt Hartholz häufig zu Verformungen und Rissen. Freunde, die im Norden Mahagonimöbel verwendet haben, müssen hierfür ein tiefes Verständnis haben.

Der grundlegende Unterschied zwischen Hartholz und Weichholz liegt in der Mikrostruktur des Holzes.

Die Struktur von Kork ist relativ einfach und besteht hauptsächlich aus größeren Längszellen (Tracheiden) und einer kleinen Anzahl radialer Zellen (Xylemstrahlen). Die vertikal angeordneten Tracheiden bestimmen die Grundstruktur des Korks, und auch die Fasern, die die Xylemzellen bedecken, sind relativ dick.

Die Struktur von Hartholz ist komplexer und Holzstrahlen machen einen größeren Anteil des Holzes aus, was die Textur des Holzes stark beeinflusst. Darüber hinaus ist die Längszellverteilung im Hartholz komplexer, mit Gefäßen mit großem Durchmesser zum Transport von Wasser und anorganischen Salzen, und die umgebenden feineren Holzfasern verleihen dem Baum eine stärkere strukturelle Festigkeit und Haltbarkeit.

Die Forscher fanden heraus, dass Hartholzbäume (wie Eichen oder Birken) typischerweise riesige Fibrillen mit einem Durchmesser von etwa 15 Nanometern haben; während Nadelholzbäume wie Kiefer oder Fichte riesige Fibrillen mit einem Durchmesser von bis zu 25 Nanometern oder mehr haben. Dieser Unterschied bestimmt den Materialunterschied des Holzes.

Darüber hinaus gibt es einen weiteren großen Unterschied zwischen Hart- und Weichholz: Weichholzbäume neigen dazu, Kohlendioxid effizienter zu absorbieren und zu binden. Diese Fähigkeit wird als wichtige Option angesehen, um auf den globalen Klimawandel zu reagieren und ihn zu lösen.

Gibt es also eine Baumart, die die Vorteile beider Arten vereint und die Nachteile vermeidet?

Die beiden existierenden Arten der Gattung Tulpe, Liriodendron tulipifera und Liriodendron chinense, haben Makrofibrillen von etwa 20 Nanometern, was zwischen Weichholz und Hartholz liegt. Dadurch verfügt der Tulpenbaum über die doppelten Eigenschaften von traditionellem Hartholz und Weichholz: Er weist eine beträchtliche Holzhärte auf und verfügt über die starke Fähigkeit zur Kohlendioxidabsorption und Kohlenstofffixierung von Weichholzbäumen.

Vor 30 bis 50 Millionen Jahren, als sich der Tulpenbaum von seinem Vorfahren, der Magnoliengewächse, abspaltete, kam es auf der Erde zu einem Rückgang des Kohlendioxidgehalts. Die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre sank drastisch von etwa 1.000 ppm auf etwa 320 ppm. Unter solchen Bedingungen hat der Tulpenbaum, der über eine starke Fähigkeit zur Kohlenstofffixierung verfügt, bei dieser Veränderung einen erheblichen Vorteil.

Heute bietet uns der Tulpenbaum, der die Eigenschaften von traditionellem Weichholz und Hartholz vereint, nicht nur eine gute Holzauswahl, sondern auch eine sehr wichtige Aufforstungsoption zur CO2-Neutralität.

Viele Freunde machen sich Gedanken über die Qualität des Holzes. Welche weiteren Faktoren beeinflussen neben Hartholz und Kork die Holzqualität?

Die Qualität des Holzes hängt eng mit der Baumart zusammen. Im Allgemeinen gilt: Außer für spezielle Anwendungen – wie etwa die Herstellung von Thermosflaschenverschlüssen, bei denen die weiche Korkschicht der Korkeiche verwendet wird, und für die Papierherstellung kann die flexible und faserreiche Rinde des Maulbeerbaums verwendet werden – wählen wir in den meisten Fällen Holz mit hoher Härte, hoher Festigkeit und hohem Kernholzanteil, um Möbel, Kleiderschränke und andere Haushaltsgegenstände herzustellen.

Als sogenanntes Kernholz bezeichnet man, wie der Name schon sagt, den Holzanteil im Zentrum des Baumes. Es handelt sich um altes Xylem, das sich zwischen Mark und Splintholz befindet. Diese Zellen waren einst die Leitungen für den Wassertransport zu den Ästen und Blättern großer Bäume. Während des Wachstums eines großen Baumes verlieren die in der Mitte des Baumes gelegenen Gefäße allmählich ihre Leitfähigkeit. Die Zellen des Kernholzes verlieren allmählich ihre Leitfähigkeit und verdunkeln sich, da sie mit Öl, Gummi, Tannin oder anderen Substanzen gefüllt sind. Dadurch wird bei manchen Hölzern die Grenze zwischen Splintholz und Kernholz deutlich. Das Splintholz, das noch aktiv ist und nicht mit sekundären Metaboliten gefüllt ist, erscheint weicher.

Gerade durch die Existenz von Sekundärstoffen verfügt Holz über besondere Eigenschaften. Das Erreichen dieser Leistung braucht jedoch oft Zeit.

Der Wert von Huanghuali liegt in der Ansammlung von Zeit. Obwohl Huanghuali nach fünfzig Jahren die Dicke einer Schüssel erreicht hat, ist sein Kernholz wahrscheinlich nicht einmal so dick wie ein Nudelholz. Der Grund für die Kostbarkeit von Kernholz liegt darin, dass sich während des Wachstums des Baumes sekundäre Pflanzenstoffe ansammeln und die Rohre verfüllen, die einst zum Wassertransport genutzt wurden. Diese Holzart weist eine beträchtliche Härte, Farbe und Aroma auf und ist ein hochwertiges Holz. Nehmen Sie zum Beispiel Dalbergia odorifera. Unter guten Wasser- und Düngebedingungen kann er normalerweise jedes Jahr etwa 2 cm in der Höhe und 3 cm im Durchmesser wachsen. Es dauert 6–7 Jahre, bis Kernholz entsteht. Unter Wildwuchsbedingungen wächst das Kernholz sogar noch langsamer und kann erst nach 10 Jahren entstehen. Aus dieser Perspektive ist es für Mahagonibäume trotz ihrer starken Vitalität schwierig, in absehbarer Zukunft große Mengen an Holzressourcen zu produzieren. In diesem Sinne ist Palisander tatsächlich eine knappe und „nicht erneuerbare“ Ressource.

Unsere heutige Entwicklung von Mittelholzarten wie dem Tulpenbaum wird uns neue Optionen für unsere zukünftige Holzauswahl und Aufforstung bieten.

Dieser Artikel ist eine Arbeit, die vom Science Popularization China Creation Cultivation Program unterstützt wird

Autor: Shi Jun, Ph.D. in Botanik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Gutachter: Direktor der Wissenschafts- und Technologieabteilung der Martha China Forestry Society, leitender Ingenieur

Produziert von: Chinesische Vereinigung für Wissenschaft und Technologie, Abteilung für Wissenschaftspopularisierung

Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.