124 H. Bartels

stellung der ,,forstlichen Standortsstufe" kann und will der Schliissel nicht dienen. Zusammen mit dem hier entwickelten Stufensystem ist das yon mir fr~iher mitge- teilte System der Gefiigetypen geeignet, Abschiitzung der waldbaulichen - nicht aber der ertragsm~if~igen - Potenz yon Baumbestlinden jeder Art in allen Waldregionen der Erde zu erleichtern.

Literatur

RUZNER, K.: Die pflanzengeographischen Grundlagen des Waldbaus. Neumann, Radebeul und Berlin, 1953. - - ETTZR, H.: Grunds~itzliche Betrachtungen zur Beschreibung und Kennzeich- nung der Biochore. - Schweiz. Zeitschri~ fiir Forstwesen. Bd. 105 (1954), (2), 93-106. - - TrnZNEMANN, A.: Die Binnengewiisser in Natur und Kultur. Springer, Berlin 1955. - - WEEK, J.: Die Kiefer Ostelbiens und das Plenterprinzip. - Schweiz. Zeitschritt fiir Forstwesen. Bd. 98 (1947), 190-213, 228-239.

f3ber den Wassergehalt der Nadelholzsamen Von H. BARTELS

(Aus dem Institut fiir Forstbotanik und Forstgenetik der Forstlichen Fakultlit in Hann.-Miinden)

Mit 4 Abbildungen

Das Nadelholzsaatgut wird nach dem Kleng- und Reinigungsprozeg in Ftaschen ge- fiillt, lufidicht abgeschlossen und in Kellerr~iumen bei niedrigen Temperaturen ge- lagert. Das Saatgut mug allerdings w~ihrend der Lagerung einen bestimmten Optimal- wassergehalt aufweisen. Dieser wird fiir Fichte mit 6 bis 7 °/0 (Ro~MrDrR 1951), fiir Weymouthskiefer mit 7 °/0 (BATrS 1930) und fiir die europ~iische L~rche mit 8 °/0 (K3ArR 1950) angegeben. - Angesichts dieser Bedeutung des Wassergehalts soll die nachfolgende Untersuchung zur Kenntnis der Feuchtigkeitsverh~iltnisse in lagernden Koniferensamen beitragen.

Material und Methode

Die Untersuchungen wurden mit im Handel befindlichen Samen yon gemeiner Kiefer (Pinus siIvestris L.), Fichte (Picea abies Karst.) und europ~iischer L~irche (Larix decidua MiIl.) durch- gefiihrt. Daneben fanden Samen yon Douglasie (Pseudotsuga taxifolia Brltt.), Weymouths- kiefer (Pinus strobus L.), Schwarzkiefer (Pinus nlgra Am.) und japanischer L~irche (Larix leptolepis Gord.) Verwendung. W~ihrend der Versuche befanden sich die Samen zu 1 bis 2 g in Sch~ilchen mit 4 cm Durchmesser. Fliigel-und Zapfenschuppenreste waren vorher entfernt worden. - Zur Fixierung der Luttfeuchte dienten Schwefelsiiure-Wasser-Gemische in Exsikka- toren. Die relativen Lufifeuchten wurden an Hand der Tabellen in LANDOLT-B6RNSTEIN er- rechnet. - Der Wassergehalt, den die Samen im Glelchgewicht mit der umgebenden Lufi an- nehmen, wurde als Gleichgewichtsfeuchte bezeichnet.

Bei vergleichenden Voruntersuchungen wurden die Exsikkatoren mit ges~ittigten LSsungen yon Magnesiumchlorid (Mg CI~ • 6 H20 ) und Katziumnitrat (Ca[NO3]~ • 4 H20) beschickt. Die Gleichgewlchtsfeuchten der Samen nahmen iiber diesen Salzl/Ssungen, die BARTON 1942 verwandte, die gleichen Werte an, wie bel gleichen Dampfdrucken iiber Schwefelsilure.

Der Wassergehalt der Samen wurde durch 12stiindiges Trocknen bei 105 o C in elnem normalen Trockenschrank ermittelt und in Prozent der Ausgangsmenge angegeben.

~)her den Wassergehalt der Nadelholzsamen 125

Ergebnisse

Das Saatgut verliert w~ihrend des Darrprozesses einen grof~en Tell seines Wasserge- halts. Wird es sofort gereinigt und in Flaschen geftillt, dann entspricht nach allge- meiner Ansicht der Wassergehalt etwa den ftir die Lagerung optimalen Werten bzw. liegt darunter (MrssrR 1956). Will man dem Saatgut eine bestimmte Feuchtigkeit verleihen, dann lautet die wichtigste vorher zu untersuchende Frage: Welchen Wasser- gehalt erreichen die Samen bei Lagerung in LuE verschiedener Feuchte?

BARWON land ftir Pinus palustris bei + 10 ° C und relativen Luitfeuchten yon 35,0 °/o, 55,0 % und 76,0 0/0 nach 105t~igiger Lagerung Wassergehalte yon 6,9 °/0, 9,8 0/~ und 12,7 %.

Die folgenden Untersuchungen sollten der Wasserdampfsorption unserer heimi- schen Nadelholzsamen dienen. Sie wurden im April-Magi mit Saatgut letzter Ernte durchgeftihrt. 5 HerktinEe der I-Iolzarten Fichte, Kiefer und L~irche wurden mit je 3 Teilproben 4 Wochen lang in Exsikkatoren tiber Schwefels~iure unterschiedlicher Dichte in einem Keller bei + 10 ° C const, aufbewahrt.

In Abb. 1 sind die Mittelwerte der je 15 Einzelbeobachtungen, deren Variations- breite maximal 1,0% Wassergehalt betrug, zu Sorptionskurven verbunden. Die Gleichgewichtsfeuchten der drei Holzarten gleichen sich bei niedrigen LuEfeuchten. Von der dritten beobachteten Feuchtigkeitsstufe ab machen sich jedoch wesentliche Unterschiede bemerkbar. Der L~irchensamen nimmt unter gleichen Luitfeuchtigkeits- verh~iltnissen mehr Wasser auf als der Fichtensamen, und dieser wieder mehr als der Kiefernsamen. Die Differenz zwischen Fichte und Kiefer ist allerdings sehr gering und statistisch nicht gesichert.

Es erhebt sich die Frage, ob der unterschiedliche Gewichtsverlust der Samen nach Erhitzung in 105 ° C, der hier mit dem Wassergehalt .identifiziert wird, durch unter- schiedlichen Gehalt an fltichtigen Harzbestandteilen oder dergleichen hervorgerufen werden kann. Wenn dies der Fall w~ire, mtit~ten die Kurven in Abb. 1 parallel laufen. Sie laufen jedoch im Bereich niedriger LuEfeuchte aufeinander zu. Dies beweist, da~ bei der hier angewandten Wassergehaltsbestimmungsmethode das Entweichen anders- artiger Bestandteile bzw. gebnis der Untersuchung nicht verf~ilscht haben k~Snnen.

Die Wasserdampf- sorption wurde bier bei + 10 o C, einer der tib- lichen Lagerungstempera- turen, untersucht. Inwie- weir man diese Verh~ilt- nisse nun auf andere Temperaturen tibertragen kann, zeigt Abb. 2. Die dort niedergelegten Er- gebnisse wurden an an- deren Samenproben ge- wonnen, jedoch liegen je- dem Wert wieder 15 Ein- zelbeobachtungen zugrun- de, die um maximal 1,0 % Wassergehalt variieren. Die Samen lagerten im

irgendwelche stofflichen Ver~nderungen im Samen das Er-

~Wassergel~c2lt c~r ,.~a~er~

1 5 - -

10

J4 10°C ~rix / " / /

/ e# S / p;cea .~,

f lb ab ~o ~b ~o ~ ~b ~ go loo

% relofiue L~treoct~t¢

Abb. 1. Gleichgewichtsfeuchten der Samen yon Larix decidua, Picea abies und Pinus silvestris bei + 10 o C in verschiedenen

Luf~feuchtigkeiten

126 H. Bartels

%Wasserojel~atl" ck~r ,~a.~e~L

"~ ~Lari×

.o. o o ~ c ¢ a ~

plna5 - -

- 53%re t .F .

a. 1o

2 0 % ret.~ - -

Lcar~"

~b 4 lb A6 ~b T e r 4 o c m t c a ' %

Abb. 2. Gleichgewi&tsfeu&ten der Samen yon Larix decidua, Picea abies und Pinus silvestrls bei 20 % und 53 % relativer

Luitfeuchtigkeit in verschiedenen Temperaturen

z. B. hier bei 20 0/~, mit steigender Temperatur abnimmt.

M~irz 14 Tage lang in Exsikkatoren, die in Ther- mostaten bzw. Kiihl- schrS.nken standen, tiber S&wefels~iure. Die bei + 10 o C gefundenen Werte gleichen denen in Abb. 1 nahezu und best~itigen diese damit. Als wesent- lich ist festzustellen, daft der Wassergehalt der Samen bei Lufffeuchtig- keiten um 53 % im Be- reich yon 4 bis 25 o C etwa gleich grofl bleibt, w~ihrend er bei niedri- geren Lufffeuchten, wie

Nach Abb. 1 und 2 sowie unter Beriicksichtigung der bisher bekannten Optimal- werte fiir den Wassergehalt darf die Lufffeuchtigkeit in R~iumen, in denen Saatgut der Lutt frei ausgesetzt ist, einen Wert von etwa 40 % nicht iiberschreiten. Giinstiger sind niedrigere Lufffeuchten. Es ist jedoch zu beachten, daft die Sorptionskurven in dem interessierenden Bereich sehr flach verlaufen, so daft man die Luitfeuchtigkeit sehr stark herabsetzen mug, um den Wassergehalt der Samen nennenswert zu ver- mindern.

Bei Zimmertemperaturen wird sich nach Abb. 2 der Wassergehalt allerdings etwas st~irker herabsetzen lassen als bei + 10 o C. Anzu-

%Wossergel~ot f r~ach LocjerrJ~cj ir~ 2S°C ~r~d61~r,F. raten w~ire etwa eine er~t~t~ a~rc~ Lufffeuehte yon 25 °/0, 15 9~' H.~,~ I~n 5.

die BATES 1929 als ober- 12 ste Grenze fiir die lang- 11 B fristlge Lagerung einiger

u l Samenarten ermittelt lo }a~ ~ ~ hatte. 9 Eine weitere Unter-

suchung sollte die Ur- 8 V-1 U sachen des Sorptionsun-

7 ~ terschiedes dieser drei 6 +~*~q Holzarten kl~iren. Zu

diesem Zweck wurde bei 5 3 g Samen von je 10 Her-

~.[~rc~t~i~ kiinffen die Samenschale 5 s-st,'e~r'~j vom Sameninneren ge-

trennt und die GMchge- 2 wiehtsfeuchte dieser Ge- l webegmppen bei 61 °/o

rel. Luitfeuchte und 25 o C festgestellt. Wie aus

piceq kari~c pirxa~ picex~ korix plrlra~ Abb. 3 ersichtlich ist,

Abb. 3. Gleichgewichtsfeuchten der Samenschale und des Sa- hatte die Samenschale meninneren yon Larix decidua, Picea abies und Pinus silvestris stets einen gr6t~eren Was-

Uber den Wassergehalt der Nadelholzsamen 1 2 7

sergehalt als das Samen- innere. Die Anteile der Samenschale am Samen- gewicht betrugen im Mit- tel f~ir je 5 Proben zu 2 g fiir Kiefer 25,9 °/0, fi,ir Fichte 34,6 °/0 und fiir L~irche 68,1 0/~. Die Reihenfolge d ieser Werte entspricht der Reihen- folge der Holzarten in den Sorptionskurven. Die Sorptionsunterschiede las- sen sich also im wesent- lichen auf die unterschied- lichen Samenschalenan- teile zuriickfiJhren. Daft der Fichtensamen trotz hSheren Samenschalenan- tells nicht eindeutig mehr Wasser aus der Lutt auf- nimmt als der Kiefern- samen liegt daran, dat~

~o Wass¢~ge~att ~ r ~a~er~

1~ ~ ' ~ ~iracas ~i/ueStr~5 bei 25°C,55 ~ tel, V.

m n 5~r~c~r~ i~ t~r t

7

6

5

J [ i i i

SlrJr~der~ ( Logaritl~n~. ~Jr, ter l~itur~ )

Abb. 4. Verlauf der Feuchtigkeits~inderung trockener und feuchter Samen yon Pinus silvestris in 25 o C und 53 °/0 rel.

Luftfeuchtigkeit

das Sameninnere der Fichte eine geringere Sorptions- krait aufweist als das der Kiefer. Der Wassergehalt im Sameninneren, auf den allein es ja bei der Lagerung ankommt, ist fiir praktische Zwecke zwar als ann~ihernd gleich grof~ anzusehen, strenggenommen weisen abet die verschiedenen Gewebegruppen bei den einzelnen Holzarten ein unterschiedliches Sorptionsverm6gen auf (Abb. 3). Eine Kontrolltrocknung iiber konzentrierter Schwefels~iure ergab die gleiche Abstufung der Wassergehaltswerte und best~itigt so die Richtigkeit des Untersuchungsergebnisses. Wie aus der eingezeichneten Streuung (mittl. quadratische Abweichung) ersichtlich ist, variierten die Einzelbeobachtungen bier st~irker, da das Gewicht der Teilproben geringer war als bei den vorhergehenden Sorptionsversuchen.

Errechnet man aus den Mittelwerten der Abb. 3 und den angegebenen Werten fiir die Samenschalenanteile den Wassergehalt der ganzen Samen, so kommt man bei den angegebenen Bedingungen yon 61 o/o tel. Feuchte und 25 o C fiir L~irche auf 110,4 °/0, fiir Fichte auf 8,3 0/0 und fiir Kiefer auf 8,4 °/e. Diese Werte entsprechen ebenfalls wieder denen in Abb. 1.

Das Saatgut der L~irche enth~ilt indessen noch Zapfenschuppenrest, e und Hohl- k6rner in wechselnder Menge, die ebenfalls auf ihre Sorptionsf~ihlgkeit untersucht wurden. Bei 50 °/o rel. Feuchte und 20 o C besat~en die Zapfensch.uppenreste 11,9 o/o, die Hohlk6rner 10,5 0/0 und die Vollkfrner 8,8 o/o Wassergehalt.

Da der Anteil dieser Bemengungen stark schwankt, streut beim L~irchensaatgut der Wassergehalt unter gleichen Bedingungen sdirker als bei Fichte und Kiefer.

Liegt der Wassergehalt des Saatgutes bei Beginn der Lagerung h6her als die Gleichgewichtsfeuchte, wird es Wasser an die umgebende Luit abgeben (Desorption). Liegt der Wassergehalt niedriger als die Gleichgewichtsfeuchte, wird das Saatgut Wasser aufnehmen (Absorption).

Der Verlauf dieser Feuchtigkeits~inderung wurde an mehreren Herk[ini~en yon K, iefer und Fichte fiir mehrere Lui°cfeuchtigkeitsstufen untersucht. Abb. 4 zeigt die Verh~iltnisse bei 25 o C und 53 0/o rel. Feuchte f~ir Kiefer. Ein Tell der Proben lagerte vorher 4 Tage in Exsikkatoren iJber Wasser, der andere Tell iiber B laugel. Jeder Wert stellt das Mittel aus 10 Einzelbeobachtungen dar.

128 H. Bartels

Nach 48 Stunden waren nur noch geringfiigige Gewichts~nderungen festzustellen, die Gleichgewichtsfeuchte ist nach etwa 150 Stunden erreicht. Die Gleichgewichts- feuchten bei Desorption und Absorption sind nicht dieselben. Die Differenz ist sta- tistisch gesichert.

Dieser Hystereseeffekt tritt auch bei Samen auf, die vor dem Sorptionsversuch durchgeschnitten worden sind. Auch in der Geschwindigkeit der Wass'erdampfaufnahme und -abgabe unterscheiden sich diese Samen nicht wesentlich yon den unzerstiSrt ge- bliebenen. Der Feuchtigkeitsaustausch zwischen der umgebenden Lufi und dem Samen- inneren wird also durch die Samenschale so gut wie gar nicht gehindert und geht innerhalb von wenigen Stunden vor sich.

Versuche bei + 10 o C und 57 °/0 tel. Feuchte ergaben in Mittel fiir je 5 Proben bei japanischer L~irche 8,3 °/o, bei Schwarzkiefer 8,5 °/0, bei Weymouthskiefer 8,8 0/0 und bei Douglasie 9,5 °/0 Wassergehalt. Die Gleichgewichtsfeuchten liegen bei den Samen dieser Holzarten also zwischen den Werten der gemeinen Kiefer und denen der europ~iischen L~irche.

Zusammenfassung

Der Wassergehalt, den die Samen yon gemeiner Kiefer, Fichte und europ~iischer L~irche im Gleichgewicht mit der umgebenden Lu~feuchte annehmen, wurde bei + 10 o C und relativen Lui°cfeuchten yon 3 bis 97 °/0 ermittelt und dargestellt. Sorp- tionsversuche bei + 4 o C, + 25 o C und + 40 o C erg~inzten die gefundenen Werte. Danach darf die relative Lufifeuchtigkeit in R~iumen, in denen Saatgut frei der Lufi ausgesetzt ist, eine obere Grenze yon etwa 40 °/0 nicht iiberschreiten.

Die Samenschale nimmt mehr Feuchtigkeit aus der Lufi auf als das Sameninnere. Deshalb haben die L~irchensamen mit ihrem hohen Samenschalenanteil auch den h~Sch- sten Wassergehalt. Hohlk/Srner und Zapfenschuppenreste wirken im gleichen Sinne.

Samenschale und Sameninneres haben bei den verschiedenen Holzarten ein spe- z~fisches SorptionsvermSgen.

Die Gleichgewichtsfeuchte stellt sich sehr schnell ein. Nach 48 Stunden sind nur noch geringffigige Gewichts~nderungen festzustellen. Der Feuchtigkeitsaustausch zwi- schen Luflc und Sameninneren wird durch die Samenschale kaum verz/Sgert.

Bei der Feuchtigkeitsaufnahme und -abgabe tritt ein Hystereseeffekt auf. Die Gleichgewichtsfeuchten der Samen yon japanischer L~irche, Schwarzkiefer,

Weymouthskiefer und Douglasie liegen zwischen den fiir die gemeine Kiefer und die europ~ische L~irche angegebenen Werten.

Literatur

BARTON, L. V.: Relation of certain air temperatures and humidities to viability of seeds. - Contrib. Boyce Thompson Inst., Bd. 12 (1941-1942), S. 85. - - BATHS, C. G.: The precise expression of dryness. - Science Bd. 69 (1929), S. 497. - - BATES, C. G.: One year storage of white pine seeds. - Jour. For. Bd. 28 (1930), S. 571. - - KJA~R, A.: Storage of Larix seeds. - Mitt. d. Intern. Vereinigung f. Samenkontrolle, Bd. 16 (1950), S. 95. - - LANDOLT-B6RNST~IN: Physikalisch-chemische Tabellen. -Beriin, Verlag Julius Springer, 1931. - - MESSER, H.: Un- tersuchungen fiber das Fruchten der europ. L~irche (Larix decidua Mill.). - Allgem. Forst- u. Jagdzeitg. Jahrg. 127 (1956), S. 8. - - ROHMED~R, E.: Beitr~ige zur Keimungsphysiologie der Forstpflanzen. - Bayerischer Landwirtschafisverlag Miinchen, 1951.

Berichtigung

Irn Heft 11/12 des Ietzten Jahrganges muff in dern Beitrag ,,Die Bedeutung des erweiterten EicHttORN'schen Gesetzes fiir die Konstruktion yon Fichten-Ertragstafeln" yon E. ASS~ANN auf S. 329 die 9. Zei'le lauten: besser daran tun, sogleich an die Konstruktion yon Standortstafeln zu gehen, anstatt den