Auch Bäume gehen in die Schule. Wenn sie jung sind. Bundesweit gibt es über 1.700 Baumschulen, die den pflanzlichen Nachwuchs für Stadtgrün, Alleen, Privatgärten und auch die Wälder trimmen.
Doch ein Karlsruher Forschungsteam hat nun eine Methode entwickelt, um auch ausgewachsenen Bäumen noch etwas Neues beizubringen, damit sie sich gegen Trockenzeiten wappnen können, die in Zeiten des Klimawandels häufiger werden.
Die Trockenheits- und Hitzejahre von 2018 bis 2020 haben den Bäumen hierzulande schwer zugesetzt. In den Wäldern sind sie, je nach Bundesland, auf bis zu zwölf Prozent der Waldflächen komplett abgestorben. Doch auch die Bäume in den Städten und Parkanlagen und an den Alleen, aber auch in privaten Hausgärten sind zunehmend gefährdet.
Und hier setzt die "Splittzylinder-Technik" an, die ein Team um den Physikprofessor Claus Mattheck vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt hat. Damit werden Baumwurzeln in tiefere, feuchtere Bodenschichten gelockt, von wo aus sie den Baum dann auch trotz Trockenstress weiter versorgen können.
Pflanzenwurzeln wachsen normalerweise dorthin, wo der Boden am feuchtesten ist. Das Fachwort dafür lautet Hydrotropismus.
"Regelmäßiges oberflächliches Bewässern führt dazu, dass die Wurzeln Richtung Oberfläche gezogen werden statt in die Tiefe, wo sie mehr Feuchtigkeit finden würden", erläutert Mattheck von der Abteilung Biomechanik am KIT-Institut für Angewandte Materialwissenschaften. "Wir müssen den Wurzeln also einen Anreiz bieten, nach unten zu wachsen."
"Jeder kann die Methode anwenden"
In immer mehr großen Kommunen versuchen die Grünflächenämter, Bäume besser zu versorgen. Sie verlegen dafür Rohre von oben in den Wurzelbereich von Bäumen, um dort bewässern zu können und so die Wurzeln "nach unten zu locken", wo die Erde nicht so schnell austrocknet.
Doch das ist sehr aufwändig. Das nun am KIT entwickelte Verfahren ist viel einfacher. "Das ist Lowtech", erklärt Mattheck. "Jeder kann es anwenden, auch in seinem Garten zu Hause."
Bei Matthecks Methode wird neben dem Baum mit einem Hand-Erdbohrer ein Loch mit rund 20 bis 30 Zentimetern Durchmesser in den Boden getrieben, möglichst so tief, dass die trockene Schicht durchstoßen wird. In diese Öffnung füllt man eine Mischung aus grobem Splitt und Terra preta, einer ursprünglich aus dem Amazonasgebiet kommenden fruchtbaren Gartenerde. Sie wirkt als eine "Zutrittspforte" für Wasser und Dünger.
Mattheck: "Wir gehen davon aus, dass die Wurzeln der Bäume von der gut durchlüfteten, auch durch Verkehrsschwingungen in Straßennähe kaum verdichtbaren Splittsäule angelockt werden und diese zunehmend durchwurzeln."
Wird die Wurzeldichte dann dort dank der guten Wasser- und Nährstoffversorgung zu hoch, sei zu erwarten, dass die Wurzeln sich in dieser tiefen und feuchteren Bodenschicht auch außerhalb des vorgegebenen Zylinders breitmachen. "Eine dauerhafte Bewässerung ist dann nicht mehr notwendig", so der Professor.
In der größeren Tiefe fänden die Wurzeln auch bei Dürre mehr Wasser. "Der Splittzylinder ist für die Bäume sozusagen Futterstelle und Wurzeltauchstation in einem und damit Hilfe zur Selbsthilfe."
Die Zylinder werden üblicherweise am Rand des Wurzeltellers der Bäume gebohrt. Der liegt meist in dem Abstand vom Stamm, wo sich auch die Kronentraufe der Bäume befindet. Die "geschulten" Bäume stehen dann künftig wie auf zusätzlichen, tief gründenden Wurzelpfeilern.
Allerdings: Dort, wo der Boden, etwa durch hohen Sandanteil, sehr durchlässig ist, funktioniert die Methode weniger gut. Auch bei dichten Lehmböden kann es Probleme geben. Läuft der Zylinder dort mit Wasser voll, drohen die Wurzeln zu ersticken.
Bäume suchen Wasser
Experimente mit Maispflanzen, die der Bioniker und seine Forschungsgruppe in diesem Jahr durchgeführt haben, bestätigten die Hypothese, dass man die Wurzeln nach unten lenken kann.
Inzwischen laufen auch Untersuchungen an Bäumen an mehreren Standorten. Langzeitergebnisse gibt es noch nicht. Dass Mattheck und Co schon jetzt damit an die Öffentlichkeit gehen, hat einen einsichtigen Grund: "Die Bäume sterben heute, und es muss schnell etwas dagegen getan werden."
Auf die Idee mit dem Splittzylinder kam Mattheck, der für seine Forschungen an Bäumen unter anderem den Deutschen Umweltpreis erhielt, aufgrund seiner Erfahrungen mit dem Verhalten von Wurzeln. "Bäume suchen Wasser, das wissen Hausbesitzer, die Probleme mit defekten Kanalrohren haben, in denen sich Baumwurzeln breitmachen und sie dann verstopfen", erläutert er.
Selbst Arten wie die Fichte, eigentlich ein Flachwurzler, bilden lange "Leitungen" aus, wenn sie dadurch an Wasser kommen können, etwa im Gebirge. "Da kann man zehn Meter lange Wurzeln finden, die in Felsspalten hinein bis zu wasserführenden Schichten verlaufen", schildert der Baumforscher.
Fotos solcher Versorgungsanstrengungen der Bäume finden sich in dem E-Book "Klimafester Baum", das der Experte und sein Team veröffentlicht haben und das nur online erhältlich ist. Es arbeitet unter anderem mit launigen Cartoon-Darstellungen, wie man sie schon von Matthecks früheren populärwissenschaftlichen Veröffentlichungen kennt – wie zum Beispiel "Stupsi erklärt den Baum" oder die "Körpersprache der Bäume".
Durchwurzelung braucht etwas Zeit
Die Idee, im Splittzylinder Terra preta zu verwenden, stammt übrigens von Siegfried Fink, einem Forstprofessor an der Uni Freiburg, der am Amazonas zu dem auch Inka-Erde genannten Substrat geforscht hat.
Dabei handelt es sich um eine Art Pflanzenkohle, die per Pyrolyse aus organischem Material wie Stroh oder Grünschnitt hergestellt wird. Eine Pyrolyse ist ein thermo-chemischer Prozess, der kohlenstoffhaltige Verbindungen unter Luftabschluss aufspaltet.
Der Vorteil gegenüber anderem Dünger: Terra preta enthält nicht nur viel Nährstoffe, sondern ist auch porös, sodass sie viel Wasser aufnehmen und speichern kann. Und: Sind die Nährstoffe nach einigen Jahren aufgebraucht, lässt sich der Zylinder wieder aufladen.
Mattheck betont: "Die Durchwurzelung der Splittzylinder braucht etwas Zeit", Baumfreunde müssten also etwas Geduld haben.
Und leider: Hoffnung, damit auch etwas zur Rettung der bedrohten Bäume draußen in den Wäldern unternehmen zu können, kann Mattheck nicht machen. "Dazu wäre der Aufwand einfach zu groß."
