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TreeGuard

Paper based tree protectors

Projektbeschreibung

n österreichischen Forstbetrieben müssen großflächig Produkte aus Kunststoff einerseits zum Schutz vor Wildschäden und andererseits zur Kennzeichnung von Bäumen eingesetzt werden. Die eingesetzten Produkte sind dabei jahrelang der Witterung ausgesetzt und verbleibende Überreste können nach dem Einsatz in der Praxis nur selten aus dem Forst entfernt werden und verbleiben somit im Ökosystem. Die physikalische Witterung zerkleinert die Produkte und bildet Mikro- und in weiterer Folge Nanoplastik. Unter anderem sollen daher Baumschutzhüllen aus erdölbasiertem Kunststoff bis 2024 in österreichischen Forsten nicht mehr zum Einsatz kommen, obwohl hierzu noch kaum Alternativen vorhanden sind.
Ziel des Projektes „TreeGuard“ ist die Erforschung und Entwicklung von Methoden zur Messung der Haltbarkeit sowie der biologischen Abbaubarkeit von (alternativen) forstwirtschaftlichen Produkten, die dabei helfen sollen, den Umwelteintrag von Mikro-/Nanoplastik und Schadstoffen festzustellen und vor allem zu reduzieren. In weiterer Folge sollen mit Hilfe der erarbeiteten Methoden u.a. mit biopolymeren beschichtete Papiere, mit neuen Bindern und Additiven, wie Alginaten oder kolloidalem Lignin, sowie mit natürlichen Bioziden entwickelt werden und auf ihre Eignung als Alternative zu herkömmlichen, erdölbasierten forstwirtschaftlichen Produkten eingehend untersucht werden.

Endberichtkurzfassung

Im 2. FJ wurden die Materialeigenschaften (Farbe, Glanz, Wasserbeständigkeit etc.) - AP 2 - vor und nach künstlicher Bewitterung - AP3- von verschiedenen geklebten Papierproben untersucht. Außerdem wurden weitere 11 alternative, bereits am Markt verfügbare, Baumschutzhüllen, wie beschrieben, untersucht. Dabei zeigte sich, dass sowohl die künstliche als auch die Freiland- Bewitterung zu einer starken Materialermüdung führt.

Weiters wurde im 2. FJ weitere Beschichtungssysteme mit Chitosan, verschiedenen Stärken, Zein, Tannin- Lignin, Tannin- Vanillin, Celluloseacetat und Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) für die Baumschutzhüllen aus beschichtetem Papier getestet. Dafür wurden verschiedene Rezepturen auf einem Basispapier der Fa. Mondi getestet und ebenfalls wie oben charakterisiert und bei positiven Materialeigenschaften künstlich bewittert (AP 2 und 3). Von den Beschichtungen zeigten lediglich die Chitosan- Essigsäure- Tapiokastärke-, die Chitosan- Zitronensäure - Zein- sowie die Zein- Beschichtung sowohl homogen filmbildende, wasserabweisende als auch biologisch abbaubare Eigenschaften.

Im AP 4 wurden im 2. FJ 14 Varianten von Lignin- Lackbeschichtungen auf Filterpapier (aus dem 1. FJ - verschiedene Lignin- Lack- Konzentrationen, unterschiedlicher Schichtaufbau und unterschiedliche Behandlungen), sowie Tannin- Lignin- und Tannin- Vanillin - Beschichtungen auf Papier hinsichtlich ihrer biologischen Beständigkeit im Agardiffusions- bzw. Hemmhoftest getestet. Alle Proben waren nach 14 Tagen nicht pilzresistent, mit Ausnahme der reinen Lack- Beschichtungen und einer Lignin- Lackbeschichtung (1:4), welche nach 14 Tagen noch moderat pilzresistent waren.

Ein weiterer Bestandteil des 2. FJ waren die Untersuchungen von 3 Papierproben, 2 alternativen Baumschutzhüllen sowie von 14 Varianten von Lignin- Lackbeschichtungen auf Filterpapier (aus dem 1. FJ - verschiedene Lignin- Lack- Konzentrationen, unterschiedlicher Schichtaufbau und unterschiedliche Behandlungen) hinsichtlich ihrer biologischen Abbaubarkeit im Erdkontakt nach ihrem Gebrauch im AP 5. Dafür stand ein optisches Laborverfahren zur Verfügung (bereits im 1. Fj beschrieben). Die Papiere zeigten einen guten biologischen Abbau, der sich allerdings mit zunehmender Versuchsdauer verlangsamt. Papiere mit höherem Ligninanteil zeigten eine rasche Besiedelung mit ligninabbauenden Weißfäule Pilzen, welche an Stellen mit Besiedelung einen schnellleren Abbau zeigten als an Stellen ohne Besiedelung. Keine der beiden alternativen Baumschutzhüllen war nach derzeit 46 Wochen im Erdkontakt vollständig abgebaut. Bei den Ligning- beschichteten Proben zeigte Sich, das 1-lagige Bescichtungen immer schneller abgebaut werden als 2- lagige, außer bei reinen Ligninbeschichtungn ohne Lack - hier wurden 2- lagige schneller abgebaut, als 1- und 3- lagige. Alle Lignin- beschichteten Proben zeigten eine Besiedelung mit Weißfäulepilzen. Je höher der Lackanteil in der Beschichtung umso langsamer war der biologische Abbau. Ein Verfahren zur Bestimmung des biologischen Abbaus anhand der CO 2 - Emissionen wird parallel entwickelt. Weiters wurde in diesem AP ein Freilandverfahren mit sog. Litterbags etabliert. Zunächst wurden die 12 alternativen Baumschutzhüllen aus dem 1. FJ für 12 Wochen im QUV künstlich gealtert und anschließend in sehr feinmaschigen Litterbags aus Edelstahlgitter eingebracht und für 3, 6 und 12 Monate jeweils im 3- fach Ansatz im Revier Weidlingbach oberflächlich in die Erde eingebracht. Das Einsammeln der Freilandproben und die Rückstandsbewertung sind, ebenso wie ein gesamter 2. Durchgang mit den weiteren Hüllen aus dem Projekt für das 3. FJ geplant.

Für das AP 6 wurden im April 2025 22 neue Ahornbäume am Institusgelänge gepflanzt und mit den 8 Baumschutzhüllen im Doppelansatz versehen, diese wurden/werden nun seither zusammen mit den 24 Ahornbäumen/12 Hüllen aus dem 1. Forschungsjahr zusammen monatlich kontrolliert und fotographisch dokumentiert um Erkenntnisse zum konstruktiven Materialschutz sowie zum Pflanzenwachstum zu gewinnen. Weiters wurden mit Lichtsensoren Lichtmesssungen in unerschiedlichen Höhen innerhalb der Baumschutzhülle durchgeführt um die unterschiedlichen Lichtverhältnisse für die jungen Bäume in den unterschiedlichen Baumschutzhüllenmodellen darzustellen.

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