Fachhochschule Weihenstephan

Fachhochschule Weihenstephan
Forschungsanstalt für Gartenbau
Institut für Gartenbau
Bericht
über die Untersuchung der Widerstandsfähigkeit von
RootBarrier® gegen Bambus-Rhizome
Auftraggeber:
RootBarrier® B.V.
Bronsweg 7
NL-8211 AL Lelystad
Untersuchung der Widerstandsfähigkeit von RootBarrier® gegen Bambus-Rhizome
Stark Ausläufer bildende, leptomorphe Bambus-Arten zeichnen sich durch ein häufig
unterschätztes Ausbreitungsvermögen und Aggressivitätspotenzial ihrer Rhizome aus.
In unserem Klimabereich ist davon auszugehen, dass z.B. die unterirdischen Sprossausläufer von Phyllostachys spp. ohne schützende Maßnahmen nach wenigen Jahren
ein Areal von mehreren 100 m² durchziehen und dabei auch vor Grundstücksgrenzen,
Wegen, Plattenflächen oder Straßen nicht Halt machen. Um eine unkontrollierte Ausbreitung von Bambus-Rhizomen zu verhindern bzw. Schäden an Bauwerken zu vermeiden, muss der unterirdische Lebensraum der Pflanze mit einer Sperre begrenzt
werden, die einen dauerhaft hohen Widerstand gegen die meist sehr harten und nadelspitzen Sprossausläufer bietet.
Folgt man bei der Ausbildung einer Rhizomsperre dem heutigen Stand der Technik sowie den geforderten Kontroll- bzw. Pflegemaßnahmen, können erdgebundene BambusPflanzungen kaum mehr als Wagnis bezeichnet werden.
Bei nicht erdgebundenen Systemen, wie z.B. Dachbegrünungen, mit ihren besonderen
bautechnischen Anforderungen, ist ein derartiger Standard derzeit nicht erkennbar. Die
in diesem Bereich verwendeten, relativ flexiblen Wurzelschutzbahnen bieten nach bisherigen Erfahrungen keinen ausreichenden Widerstand gegen die Durchdringung von
Bambus-Rhizomen. FLL (Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau) und FBB (Fachvereinigung Bauwerksbegrünung) geben daher vor, bei der Verwendung von Bambus über den für begrünte Dächer gebräuchlichen Durchwurzelungsschutz hinausgehende bauliche Vorkehrungen zu treffen. Die erforderlichen Maßnahmen lassen sich jedoch nur mit einem sehr hohen bautechnischen Aufwand realisieren,
gefolgt von einem anhaltend hohen Pflegeaufwand. Zudem verbleibt ein beachtliches
Restrisiko, da die installierten Schutzeinrichtungen - mangels geeignetem standardisiertem Prüfverfahren - nicht oder wenig verlässlich auf Rhizomfestigkeit geprüft wurden.
Folgerichtig ist anzuraten, auf die Verwendung von Bambus-Pflanzen bei Dachbegrünungen zu verzichten, wenngleich der Ausschluss dieser gestalterisch wertvollen, imposanten und dennoch filigranen Pflanzen bei Planern und Nutzern von Dachbegrünungen kaum zu vermitteln ist.
In diesem Interessenskonflikt erkennen Hersteller ein beachtliches Marktpotenzial für
Produkte, die neben dem ohnehin erforderlichen Wurzelschutz einen dauerhaft sicheren
Rhizomschutz bieten und somit Bambus-Pflanzungen ohne ergänzende bauliche Maßnahmen auf Dachflächen ermöglichen. Die Industrie orientiert sich damit auch an den
spezifischen Belangen des wachsenden ostasiatischen Markts: Dort gilt Bambus vieler1
orts als Symbol für Glück, Erfolg und Gesundheit und ist daher bei jeder Form der Begrünung nahezu unverzichtbar.
Als potenziell rhizomfeste Schutzlage von Gründächern mit Bambus-Vegetation wurde
RootBarrier®, ein verdichtetes PP-Wurzelschutzvlies in Vergleich zu einer HDPE- und
einer PYE-Bahn auf ihre Widerstandsfähigkeit gegen Bambus-Rhizome (Ein- und
Durchdringungen sowie Materialdehnung) geprüft.
2 Versuchsanlage und -durchführung
Jeweils acht kubische Acrylglas-Gefäße mit 300 mm Kantenlänge wurden mit vorgeformten Teilen der zu prüfenden drei Produkte bestückt (s. Tab. 1). Die Formteile mit
quadratischem Grundriss (Kantenlänge 250 mm, Höhe 300 mm) wiesen in den Ecken
Nähte mit einer Überlappung auf, die mit Hilfe einer außen und innen liegenden 40 mm
breiten und 4 mm dicken Aluminiumleiste und vier Schrauben fest verbunden waren.
Der verbleibende Raum zwischen Gefäßwand und zu prüfender Bahn wurde mit gebrochenem Blähschiefer 2-4 mm verfüllt (s. Abb. 1), wodurch ein halbfestes Widerlager für
die zu prüfenden Bahnen geschaffen wurde. Dies ermöglichte eine Dehnung der Bahnen durch den von Rhizomen ausgeübten Wachstumsdruck.
Tabelle 1: Geprüfte Bahnen mit eingesetzter Fügetechnik:
Var. geprüfte Bahn
1 PYE (wurzelfest ausgerüstete PolymerbitumenDachbahn mit Polyester-Vlieseinlage), 5 mm
2 HDPE (hoch dichtes Polyethylen), 2 mm
3 RootBarrier® (Polypropylen-Spinnvlies),
325 g/m²
eingesetzte Fügetechnik
Verschraubung der Überlappung mit 40 mm breiten und 4
mm dicken Aluminiumleisten
(4 Schrauben auf 30 cm Leistenlänge)
Die Bepflanzung der Gefäße erfolgte im Dezember 2003 mit jeweils einem Bambus.
Dabei kamen bei den acht Gefäßen einer Bahn acht unterschiedlich stark Ausläufer
bildende Bambusarten zur Anwendung (s. Tab. 2). Die sechs hoch und mittelhoch
wachsenden Bambusarten der Gattung Phyllostachys wurden von Herrn Eberts, Bambus-Centrum Deutschland, Baden-Baden, aufgrund ihrer Rhizom-Aggressivität für den
Test empfohlen und auch von dort bezogen. Die beiden kleinwüchsigen, bodendeckenden an unserem Institut angezogenen Arten der Gattung Pleioblastus haben sich
in zurückliegenden Versuchen ebenfalls als rhizomaggressiv erwiesen, indem sie
Wurzelschutzbahnen aus PYE, EPDM, PVC und TPO sowie eine KunststoffFlüssigbeschichtung erheblich beschädigten. Die Variation der Bambus-Arten diente
auch dazu, eine weitere Selektion innerhalb der als aggressiv bekannten Spezies vornehmen zu können.
2
Tabelle 2: Verwendete Bambusarten
Wuchshöhe (m)
ca. 0,5
ca. 0,8
Containervolumen (l)
10
10
Verkaufsgröße (cm)
10-20
20-30
mittelhoher Bambus
Phyllostachys bisseti
Phyllostachys humilis
Phyllostachys aureosulcata f. aureocaulis
3-4
2-3
3-5
10
10
10
150-200
150-200
150-200
hoher Bambus
Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘
Phyllostachys viridiglaucescens
Phyllostachys nigra var. henonis
4-6
6-9
4-6
10
10
10
150-200
150-200
100-150
bodendeckender Bambus
Pleioblastus pygmaeus var. distichus
Pleioblastus humilis var. pumilus
Der für die Pflanzung geschaffene, durch die Bahnen begrenzte Wurzelraum wurde
von den bereits vorhandenen Wurzelballen der in 10-Liter-Containern kultivierten
Bambusarten weitgehend ausgefüllt (s. Abb. 1). Diese beabsichtigt starke Einengung
des Wurzelraums sollte zu einem möglichst rasch einsetzenden, hohen Rhizomdruck
auf die zu prüfenden Bahnen führen.
300 mm
250 mm
200 mm
Gefäßwand
halbfestes
Widerlager
(gebrochener
Blähschiefer)
vorhandener
Bambus-Wurzelballen
300 mm
zu prüfende
Bahn
Vegetations substrat
Abbildung 1: Aufbau der Versuchsgefäße im Querschnitt
3
Als Standort für die insgesamt 24 Gefäße mit jeweils 3 Bahnen und 8 Bambusarten
diente ein klimatisiertes Gewächshaus, das ganzjährig auf eine Mindesttemperatur
von 20 °C (tags) und von 18 °C (nachts) aufgeheizt wurde. Die ab einer Temperatur
von 25 °C einsetzende Belüftung des Hauses verhinderte ein übermäßiges Ansteigen
der Temperatur. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit < 80 % wurde die Gewächshausluft befeuchtet. Bei Werten > 95 % wurde die Gewächshausluft durch Luftaustausch
mit der Außenluft entfeuchtet .
Durch zielgerichtete Düngung und Bewässerung wurden die Wachstumsbedingungen
für die Bambuspflanzen weiter optimiert. Die Prüfung erstreckte sich über einen Zeitraum von zwei Jahren (Dezember 2003 bis Januar 2006).
3 Ergebnisse
3.1 Pflanzenentwicklung
Anhand der Position der neu gebildeten Triebe im Gefäß war erkennbar, dass einige
Rhizome der Bambuspflanzen bereits nach 4 Wochen den eng begrenzten Wurzelraum durchzogen hatten und in intensivem Kontakt mit den Rhizomsperren bzw.
Kunststoff-Dach- und Dichtungsbahnen standen (s. Abb. 2).
Abbildung 2:
Triebbildung im Februar 2004
4
Im weiteren Versuchsverlauf konnte eine imposante Weiterentwicklung der Pflanzen
beobachtet werden (s. Abb. 3 und 4), wobei sich erwartungsgemäß in Abhängigkeit
von der verwendeten Bambusart ein differenziertes Bild abzeichnete. Einige Arten bildeten wenige, aber sehr kräftige und lang auswachsende Triebe, während sich andere
mit zahlreichen feinen Trieben ausbreiteten. So wurden zu Versuchsende bei den bodendeckenden Bambusarten (Pleioblastus pygmaeus var. distichus und Pleioblastus
humilis var. pumilus) zwischen 264 und 493 Triebe/Gefäß festgestellt (s. Tab. 3).
Demgegenüber war die Anzahl Triebe (15 bis 48/Gefäß) der mittelhohen Bambusarten
(Phyllostachys bisseti, Phyllostachys humilis und Phyllostachys aureosulcata f. aureocaulis) deutlich reduziert. Die hohen Arten (Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘, Phyllostachys viridiglaucescens und Phyllostachys nigra var. henonis) brachten 11 bis 33
Triebe/Gefäß hervor.
Tabelle 3: Anzahl oberirdischer Triebe der verwendeten Bambusarten zum Ende
der Untersuchung (Januar 2006)
Bambusart
Anzahl Triebe/Gefäß
PYE
HDPE
RootBarrier®
Pleioblastus pygmaeus var. distichus
280
264
323
Pleioblastus humilis var. pumilus
366
420
493
Phyllostachys bisseti
48
40
40
Phyllostachys humilis
48
37
29
Phyllostachys aureosulcata f. aureocaulis
16
15
24
Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘
18
14
11
Phyllostachys viridiglaucescens
24
24
18
Phyllostachys nigra var. henonis
33
30
32
5
Abbildung 3: Versuchsanlage im Juli 2004
Abbildung 4: Versuchsanlage im Januar 2006
6
Da die an der Substratoberfläche in Erscheinung tretenden Bambustriebe ihren Ursprung stets in zuvor unterirdisch gewachsenen Rhizomen haben, kann anhand des
Triebwachstums auch auf Art und Umfang des Rhizomwachstums geschlossen werden (botanisch betrachtet sind Triebe und Rhizome identische Pflanzenorgane).
Die Auswertung bezüglich der Rhizome zu Versuchsende begrenzte sich daher auf
das Erfassen von Rhizomspitzen, die zu diesem Zeitpunkt an der Grenzfläche von
Substrat und zu prüfender Bahn erkennbar waren, wodurch das aktuelle Aggressivitätspotenzial der Rhizome dokumentiert werden kann.
Bei den bodendeckenden Bambusarten (Pleioblastus pygmaeus var. distichus und
Pleioblastus humilis var. pumilus) standen 148 bis 220 Rhizomspitzen/Gefäß in engstem Kontakt mit den zu prüfenden Bahnen. Bei den mittelhohen Bambusarten (Phyllostachys bisseti, Phyllostachys humilis und Phyllostachys aureosulcata f. aureocaulis)
wurden 9 bis 32 Rhizomspitzen/Gefäß und bei den hohen Arten (Phyllostachys vivax
‘Aureocaulis‘, Phyllostachys viridiglaucescens und Phyllostachys nigra var. henonis) 5
bis 22 Rhizomspitzen/Gefäß festgestellt (s. Tab. 4 und Abb. 5-20).
Die Rhizome wiesen z.T. ausgeprägte Deformationen infolge des von einigen Bambus-Arten ausgelösten hohen Wachstumsdrucks auf, der zu einem sehr intensiven
Kontakt zwischen Rhizomen und Bahnen führte.
Tabelle 4: Anzahl der in Kontakt mit den Bahnen stehenden Rhizomspitzen der
verwendeten Bambusarten zum Ende der Untersuchung (Januar 2006)
Bambusart
Anzahl Rhizomspitzen/Gefäß
PYE
HDPE
RootBarrier®
196
148
164
Pleioblastus pygmaeus var. distichus
Pleioblastus humilis var. pumilus
220
210
212
Phyllostachys bisseti
21
28
29
Phyllostachys humilis
26
32
28
Phyllostachys aureosulcata f. aureocaulis
11
12
9
Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘
9
5
9
Phyllostachys viridiglaucescens
15
12
17
Phyllostachys nigra var. henonis
17
19
22
7
Abbildung 5: Rhizome von P. pygmaeus var. distichus (Detail, Januar 2006)
Abbildung 6: Rhizome von P. pygmaeus var. distichus (Januar 2006)
8
Abbildung 7: Rhizome von P. humilis var. pumilus (Detail, Januar 2006)
Abbildung 8: Rhizome von P. humilis var. pumilus (Januar 2006)
9
Abbildung 9: Rhizome von Phyllostachys bisseti (Detail, Januar 2006)
Abbildung 10: Rhizome von Phyllostachys bisseti (Januar 2006)
10
Abbildung 11: Rhizome von Phyllostachys humilis (Detail, Januar 2006)
Abbildung 12: Rhizome von Phyllostachys humilis (Januar 2006)
11
Abbildung 13: Rhizome von P. aureosulcata f. aureocaulis (Januar 2006)
Abbildung 14: Rhizome von P. aureosulcata f. aureocaulis (Detail, Januar 2006)
12
Abbildung 15: Rhizome von Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘ (Januar 2006)
Abbildung 16: Rhizome von P. vivax ‘Aureocaulis‘ (Detail, Januar 2006)
13
Abbildung 17: Rhizome von Phyllostachys viridiglaucescens (Januar 2006)
Abbildung 18: Rhizome von Phyll. viridiglaucescens (Detail, Januar 2006)
14
Abbildung 19: Rhizome von Phyllostachys nigra var. henonis (Januar 2006)
Abbildung 20: Rhizome von P. nigra var. henonis (Detail, Januar 2006)
15
3.2 Einwirkungen der Rhizome auf die Bahnen
3.2.1 Dehnung der Bahnen
Durch einen beengten Wurzelraum sowie optimierte Wachstumsbedingungen waren
die Bambus-Pflanzen in der Lage, einen sehr hohen Rhizomdruck auf die Bahnen
auszuüben, der - unerwünschter Weise - dazu führte, dass einige der im Grunde recht
stabilen Acrylglas-Versuchsgefäße zerbarsten.
Bei der PYE-Bahn führte die
Ausbreitung der Rhizome zu keiner flächigen Dehnung, da der
aufbauende Druck der angreifenden Rhizome rasch abgeleitet
wurde, indem die Sprossausläufer das relativ weiche Polymerbitumen und das sich anschließende Polyester-Vlies unmittelbar an
der
Eindringstelle
perforieren
konnten (s. 3.2.2). Das verdichtete Polypropylenvlies zeigte deutliche, von Rhizomen bewirkte Deformationen in der Fläche (s. Abb.
21), während die HDPE- Bahn
hiervon nicht berührt war.
Abbildung 21:
Deformationen bei
RootBarrier® (Januar 2006)
3.2.2 Von Rhizomen bewirkte Ein- und Durchdringungen
Zu Versuchende im Januar 2006, zwei Jahre nach der Bepflanzung, wurden die Bahnen ausgebaut und einer detaillierten Prüfung auf Rhizom-Eindringungen und -Durchdringungen unterzogen (s. Tab. 5-7).
Bei der PYE-Bahn waren insgesamt (bei allen 8 Gefäßen) 247 Eindringungen in die
obere Bitumenschicht bis zur Polyestervlies-Trägereinlage zu erkennen. Weitere 92
Rhizome hatten die Bahn vollständig in der Fläche durchdrungen (s. Abb. 22 und 23).
16
Mit jeweils 20 Durchdringungen erwiesen sich Phyllostachys bisseti und Phyllostachys
humilis als die aggressivsten Bambusarten.
Das verdichtete Polypropylenvlies und die HDPE-Bahn wiesen weder in der Fläche
noch bei den Nähten ein- oder durchgedrungene Rhizome auf. Die Bahnen wurden in
keiner Weise durch die Rhizome beschädigt. An manchen Stellen war ein Abdruck der
an der Bahn angepresst gewachsenen Rhizome zu erkennen (s. Abb. 24 und 25).
Tabelle 5: Von Rhizomen verursachte Ein- und Durchdringungen bei der PYEBahn
Gefäß Bambusart
Anzahl EinAnzahl Durchdringungen*
dringungen**
67
13
1
Pleioblastus pygmaeus var. distichus
60
9
2
Pleioblastus humilis var. pumilus
33
20
3
Phyllostachys bisseti
30
20
4
Phyllostachys humilis
12
8
5
Phyllost. aureosulcata f. aureocaulis
Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘
7
2
6
12
6
7
Phyllostachys viridiglaucescens
26
14
8
Phyllostachys nigra var. henonis
*bis zur Polyestervlies-Trägereinlage
**durch die Fläche der Bahn
Tabelle 6: Von Rhizomen verursachte Ein- und Durchdringungen bei der HDPEBahn
Gefäß Bambusart
Anzahl EinAnzahl Durchdringungen
dringungen
keine
keine
1
Pleioblastus pygmaeus var. distichus
keine
keine
2
Pleioblastus humilis var. pumilus
keine
keine
3
Phyllostachys bisseti
keine
keine
4
Phyllostachys humilis
keine
keine
5
Phyllost. aureosulcata f. aureocaulis
Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘
keine
keine
6
keine
keine
7
Phyllostachys viridiglaucescens
keine
keine
8
Phyllostachys nigra var. henonis
Tabelle 7: Von Rhizomen verursachte Ein- und Durchdringungen bei dem PPSpinnvlies
Gefäß Bambusart
Anzahl EinAnzahl Durchdringungen
dringungen
keine
keine
1
Pleioblastus pygmaeus var. distichus
keine
keine
2
Pleioblastus humilis var. pumilus
keine
keine
3
Phyllostachys bisseti
keine
keine
4
Phyllostachys humilis
keine
keine
5
Phyllost. aureosulcata f. aureocaulis
Phyllostachys vivax ‘Aureocaulis‘
keine
keine
6
keine
keine
7
Phyllostachys viridiglaucescens
keine
keine
8
Phyllostachys nigra var. henonis
17
Abbildung 22: Rhizom-Durchdringungen bei der PYE-Bahn (Phyllostachys
bisseti, Januar 2006)
Abbildung 23: Rhizom-Durchdringungen bei der PYE-Bahn (Phyllostachys
humilis, Januar 2006)
18
Abbildung 24: Rhizom-Abdruck bei der HDPE-Bahn (Phyllostachys humilis,
Januar 2006)
Abbildung 25: Rhizom-Abdruck bei RootBarrier® (Phyllostachys humilis,
Januar 2006)
19