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Lexikon der Biologie: Holz

Holz, umgangssprachliche Bezeichnung für den von Bast und Borke befreiten Hauptbestandteil von Sproß, Ästen und Wurzeln bei Holzgewächsen. In der Pflanzenanatomie Bezeichnung für das vom Kambium der Samenpflanzen nach innen abgegebene Dauergewebe, unabhängig vom Verholzungsgrad (Grad der Inkrustierung der Zellwand mit Lignin). Es findet sich im strengen botanischen Sinne nur bei Nacktsamern (Gymnospermen) und dikotylen Bedecktsamern (Angiospermen). Bei Holzgewächsen macht der Holzkörper den Großteil des Achsengewebes aus; krautige Pflanzen bilden höchstens am unteren Sproßende und in den Speicherorganen (z.B. Holz-Rübe des Rettichs) wenig verholztes Gewebe aus. Man unterscheidet primäres und sekundäres Holz. Primäres Holz wird nur in der Nähe der Vegetationspunkte (Apikalmeristem) angelegt und besteht aus wasserleitendem Gewebe (Protoxylem und Metaxylem). Sekundäres Holz entsteht während des sekundären Dickenwachstums und erfüllt Wasserleitungs- (Leitungsgewebe), Festigungs- (Festigungsgewebe) und Speicherfunktionen. Makroskopischer Aufbau: Auf dem Stammquerschnitt sind konzentrisch um das Mark angelegte Ringe erkennbar, die durch die periodische Aktivität des Kambiums zustande kommen: Jahresringe (gemäßigte Klimazonen) bzw. Zuwachszonen (Tropen und Subtropen). Die Jahresringgrenzen ( vgl. Abb. 1a , vgl. Abb. 1b ) entstehen durch abrupten Übergang von engporigem, dunklem Spätholz zu weitporigem Frühholz (Dendrochronologie, Abb.). Bei vielen Holzpflanzen enthalten nur die äußeren Jahresringe lebende Zellen; nur hier finden die Speicherung von Reservestoffen und die Wasserleitung statt: Splint (Weichholz). Im inneren Teil des Holzkörpers, dem Kernholz, sind die Zellen abgestorben, mit Luft gefüllt und leiten kein Wasser mehr. Es ist dann oft dunkler gefärbt als der Splint und durch die Einlagerung von anorganischen (z.B. Kieselsäure) und organischen Substanzen (Gerbstoffe, gummiartige Stoffe) widerstandsfähiger und härter. Einheimische Kernholzbäume sind z.B. Kiefer, Lärche, Eiche und Ulme. Bei den Reifholzbäumen wie Tanne, Fichte, Buche und Linde findet keine Imprägnierung statt. Sie sind im Alter anfällig für Pilzbefall, wie auch die Splintholzbäume: Erle, Birke, Pappel und Hainbuche, bei denen keine Differenzierung in Splint und Kernholz erfolgt. An den Holzkörper schließen sich nach außen der Kambiumring, der Bast und die Borke an ( vgl. Abb. 2 ). Mikroskopischer Aufbau: Der Holzkörper wird von verschiedenen Zelltypen gebildet. Das Holz der Gymnospermen ist relativ einfach gebaut. Wasserleitungs- und Stützfunktion werden von den langgestreckten, toten Tracheiden übernommen, welche den Hauptteil des Holzes ausmachen. Benachbarte Tracheiden sind durch Hoftüpfel (Tüpfel) verbunden. Das den toten Holzkörper als ein zusammenhängendes Netz lebender Zellen durchziehende Grundgewebe wird Holzparenchym genannt. In Form der radial angeordneten primären Markstrahlen (von der Rinde bis zum Mark reichend) und Holzstrahlen (blind im Holz endend) bildet das Holzparenchym ein transversales Speicher- und Transportsystem. Die Radialwandfläche zwischen einer Tracheide und einer Markstrahlzelle wird Kreuzungsfeld genannt. In Längsrichtung sind oft Harzkanäle (Harzgänge; vor allem nur Gymnospermen) ausgebildet, die durch Auflösung einzelner Zellen entstehen und von Parenchymzellen umgeben sind. Harzkanäle fehlen den Tannen und Eiben. Beim Holz der Angiospermen ist eine fortschreitende Differenzierung erkennbar. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Elementen (Tracheiden und Holzparenchym) sind Gefäße (Tracheen) und Holzfasern entwickelt. Die Wasserleitung erfolgt überwiegend (bei manchen Bäumen wie Ahorn [Ahorngewächse] ausschließlich) in den weitlumigen Gefäßen. Tracheiden haben hauptsächlich Festigungsfunktion, ebenso die Holzfasern. Die Holzfasern werden überwiegend im Spätholz angelegt; es sind langgestreckte, an den Enden zugespitzte, tote Zellen von 0,1–5 mm Länge. Man unterscheidet ( vgl. Abb. 3 ) ringporiges Holz (Gefäße nur im Frühholz) und zerstreutporiges Holz (Gefäße über den ganzen Jahresring verteilt). Chemische Zusammensetzung: Holz enthält 40–50% Cellulose, 20% Hemicellulosen und 20–30% Lignin sowie Farbstoffe und Gerbstoffe, Harze und anorganische Salze; elementare Zusammensetzung: Kohlenstoff ca. 50%, Sauerstoff ca. 44%, Wasserstoff ca. 6%, Asche ca. 0,2–0,6%. Verarbeitung: Vor dem Hintergrund der globalen Umweltprobleme und des enormen Holzbedarfes der Weltbevölkerung (jährlicher Pro-Kopf-Verbrauch ca. 0,66 m³) gewinnt der nachwachsende Rohstoff Holz, der sich im Vergleich zu anderen Rohstoffen durch besonders günstige ökologische Eigenschaften (in Bezug auf Erzeugung, Verarbeitung, Wiederverwertung, Entsorgung und Energiebilanz) auszeichnet, weiter an Bedeutung (wichtige Nutzhölzer: vgl. Infobox ). Holz wird u.a. als Bau- und Werkstoff, Faserlieferant (Faserpflanzen), Chemierohstoff und Brennholz (weltweit etwa die Hälfte des Holzverbrauchs) vielseitig verwendet und ist in vielen Lebensbereichen des Menschen unersetzlich. Der Holzverbrauch in Deutschland beträgt etwa 88 Millionen m³ pro Jahr; die Hälfte wird in der Sägeindustrie verarbeitet, der Rest je zur Hälfte zu Papier, Pappe und Zellstoff und als Rundholz, Grubenholz und Brennholz. Durch mechanische Zerkleinerung von Fichten-, Tannen-, Kiefern- oder Pappel-Holz wird der Holzschliff oder Holzstoff erzeugt, der Grundstoff für die Papier- und Pappeherstellung. Bei der Holzverkohlung (Holzdestillation) wird Holz unter Luftabschluß trocken erhitzt. Als Produkte entstehen Holzkohle, Holzgas (Holzsäure, Teerwasser, Teergalle; 50% Kohlendioxid, 33% Kohlenoxid, 10% Methan, Heizwert 2000 kcal/m³, Verwendung als Heiz- oder Leuchtgas), Holzessig (75% Wasser, 10% Essigsäure, 2,5% Methanol, Aceton und Phenole, Verwendung zur Herstellung von Essigsäure, aufgrund der fäulnishemmenden Wirkung zur Räucherung von Fleisch- und Wurstwaren und als Desinfektionsmittel) und Holzteer (Kienteer, Benzol, Naphthalin, Phenole, Kresole, Gujakol u.a. enthaltendes Ölgemisch, Verwendung als Imprägnierungs- und Flotationsmittel, Heilmittel und als Heizöl). Die Holzverzuckerung dient der Gewinnung von Traubenzucker (Glucose). Durch Aufbereitung des Holzes mit Lauge erhält man Zellstoff (Cellulose). Biomechanik, Ersatzfasern, Farbhölzer, Faserholz, Gütesortierung, Holzabbau, Holzschutzmittel, Internationales Tropenholzabkommen, Wald, Zellwand; Holzarten .

Ch.H./U.Mü.

Lit.: Begemann, H.F.: Das große Lexikon der Nutzhölzer. Gernsbach 1981. Bosshard, H.H.: Holzkunde. 3 Bde. Stuttgart 21982–84. Grosser, D.: Die Hölzer Mitteleuropas. Berlin 1977. Dahms, K.-G.: Das kleine Holzlexikon. Stuttgart 61994. Mombächer, R.: Holz-Lexikon. 2 Bde. Stuttgart 31988.



Holz

Abb. 1a: Blockschemata des Angiospermenholzes (Birke).



Holz

Abb. 1b: Blockschemata des Gymnospermenholzes (Kiefer). eS englumiges Spätholz, gF großlumiges Frühholz, Hk Harzkanal, Ms Mark- bzw. Holzstrahlen, Pz Parenchymzelle, Tü Tüpfel.



Holz

Abb. 2:
Ausschnitt aus einem 4jährigen Kiefernzweig. a Bast, b Kambium, c Markstrahlen (quer), d Harzgang, e Jahresgrenze, f Spätholz, g Frühholz, h Mark, i Markstrahlen (im Bast), k Markstrahlen (tangential), l primäre Markstrahlen, m Holzstrahlen. Q Quer- oder Hirnschnitt, R radialer Längsschnitt (Spiegelschnitt), T tangentialer Längsschnitt (Fladerschnitt).



Holz

Abb. 3:
Bautypen des Holzes der Bedecktsamer:
Der Bau des Holzes im einzelnen ist ein wichtiges Bestimmungsmerkmal. Bei den Nadelhölzern (Gymnospermen, Nacktsamer) fällt besonders im Querschnitt die große Einheitlichkeit auf: das Holz besteht nur aus Tracheiden als Längselementen, dazu können noch Holzparenchym und Harzgänge kommen (homoxyler Bau). Laubholz (Angiospermen, Bedecktsamer) dagegen ist heteroxyl. Neben Tracheiden treten insbesondere Tracheen und Holzfasern auf. Deutlich sind solche Hölzer im Querschnitt schon mit der Lupe bzw. mit bloßem Auge zu erkennen, bei denen nur zu Beginn des Jahreszuwachses, also im Frühholz, große, weitlumige Tracheen gebildet werden (ringporiges oder cyclopores Holz, z.B. Eiche, Ulme, Esche, Robinie, Eß-Kastanie). Bei anderen Laubhölzern sind die Tracheen ungleichmäßig im Jahresring verteilt (zerstreutporiges Holz, z.B. Buche, Hainbuche, Erle, Ahorn [Ahorngewächse], Birke, Pappel, Weide). Die Tracheen dieser Hölzer sind zudem nicht so auffallend weitlumig (mikropor).

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