Die Gründe für die hohe Widerstandsfähigkeit von Eichenholz
Die Eiche (Quercus spp.) ist als besonders widerstandsfähiges Laubholz bekannt, dessen Holz sowohl Witterungseinflüssen als auch biologischem Abbau sehr gut standhält. Das Kernholz der Eiche wurde historisch vor allem im Schiffbau und im Außenbereich geschätzt, da es von Natur aus eine hohe Dauerhaftigkeit besitzt. Im Folgenden erklären wir, welche chemischen Bestandteile sowie welche anatomischen und physikalischen Eigenschaften der Eiche ihre besondere Fäulnisbeständigkeit im Vergleich zu vielen anderen Laubhölzern verleihen.
Chemische Zusammensetzung und Fäulnisbeständigkeit
Das Kernholz der Eiche enthält eine große Menge natürlicher Schutzstoffe, die das Wachstum von Pilzen und Bakterien hemmen und die schädlichen Auswirkungen von Feuchtigkeit reduzieren. Die wichtigsten davon sind:
Tannine (Gerbstoffe):
Eichenkernholz zeichnet sich durch einen sehr hohen Tanningehalt aus. Dabei handelt es sich um pflanzliche, polyphenolische Verbindungen, die als natürliche Fungizide und Insektizide wirken. Der Begriff „Tannin“ geht auf die historische Verwendung von Eichenholz in der Ledergerbung zurück (das althochdeutsche Wort Tanna bezeichnete die Eiche). Tannine schützen das Holz vor Pilzen, Bakterien und Insekten, indem sie deren Stoffwechselprozesse stören. Untersuchungen haben gezeigt, dass Eichen-Tannine eine toxische Wirkung auf holzzerstörende Pilze haben: Sie hemmen den Abbau von Lignin und Zellulose, wodurch Eiche deutlich langsamer zerfällt als viele andere Holzarten. So wurde beobachtet, dass Eichenkernholz unter Wasser sogar länger haltbar sein kann als manches Nadelholz, da die Tannine Angriffe von Meeresbakterien und -pilzen verhindern. Besonders die in Eiche vorkommenden Ellagitannine (eine Form der hydrolysierbaren Tannine) verleihen dem Holz eine ausgeprägte Widerstandskraft gegen Pilzbefall.
Lignin:
Lignin ist ein klebstoffartiges Polymer, das die Zellwände des Holzes verstärkt und ihm Festigkeit sowie wasserabweisende Eigenschaften verleiht. Durch den Ligninanteil bleibt trockenes Holz stabil und nimmt Feuchtigkeit nur schwer auf. Je höher der Ligningehalt, desto schwieriger ist es für Pilze, das Holz abzubauen, da Lignin biologisch langsamer zerfällt als Zellulose. Eichenholz ist relativ ligninreich, insbesondere im Vergleich zu schnell wachsenden Laubhölzern, und die Art des Lignins in der Eiche ist für Pilze schwerer verdaulich. Die natürliche Dauerhaftigkeit von Holz hängt in hohem Maße vom Gehalt an Lignin und Extraktstoffen ab – Arten mit hohen Anteilen, wie die Eiche, sind besonders fäulnisresistent. Zudem macht Lignin die Zellwände weniger durchlässig für Wasser und reduziert so das Eindringen von Feuchtigkeit in das Holzinnere.
Weitere Extraktstoffe:
Im Laufe der Zeit lagert das Eichenkernholz verschiedene weitere Extraktstoffe ein, darunter Flavonoide, phenolische Verbindungen und Wachse. Diese bilden eine zweite chemische Verteidigungslinie gegen biologische Angriffe. Eiche enthält Derivate der Ellagsäure und andere Polyphenole, die antioxidativ und antimykotisch wirken. Diese Stoffe behindern die Enzymaktivität und das Zellwachstum von Pilzen, wodurch das Holz als Lebensraum für Zersetzer weniger geeignet wird. Darüber hinaus enthält Eichenholz organische Säuren (z. B. Gerbsäure), die ein für Pilze ungünstiges, saures und teilweise toxisches Milieu schaffen. Insgesamt tragen die zahlreichen Extraktstoffe im Kernholz wesentlich zur hohen Dauerhaftigkeit der Eiche bei, indem sie Metalle binden und eine für Pilze feindliche Umgebung erzeugen, die den Zersetzungsprozess verlangsamt.
Wichtig ist zu betonen, dass das Kernholz der Eiche (der innere Bereich des Stammes) deutlich widerstandsfähiger ist als das Splintholz (der äußere, lebende Holzbereich). Mit zunehmendem Alter sterben die inneren Leitungszellen ab und werden zu Kernholz, in dem die Eiche hohe Konzentrationen an Tanninen und anderen Schutzstoffen anreichert. Dadurch wird das Kernholz von Natur aus fäulnisbeständig. Das Splintholz hingegen enthält weniger Schutzstoffe und ist daher anfälliger für Zersetzung. Für Bau- und Außenanwendungen wird daher bevorzugt das dunklere, extraktstoffreiche Kernholz der Eiche verwendet.
Vergleich der Eiche mit anderen Laubhölzern
Viele andere Laubhölzer der gemäßigten Klimazone verfügen nicht über die für die Eiche typischen Schutzstoffe und strukturellen Merkmale, weshalb ihr Holz weniger widerstandsfähig gegen Fäulnis ist. So bilden beispielsweise die Rotbuche (Fagus sylvatica) und die Birke (Betula spp.) kein extraktstoffreiches Kernholz wie die Eiche. Bei der Buche gibt es keine klare Grenze zwischen Kern- und Splintholz – in älteren Stammteilen entsteht lediglich ein sogenanntes Falschkernholz, das im Wesentlichen aus verfärbten, abgestorbenen Zellen ohne schützende Gerbstoffe besteht. Die Folge ist, dass Buchenholz sehr fäulnisanfällig ist und im Außenbereich ohne Behandlung nur kurze Zeit hält.
Auch Birkenholz besitzt eine geringe natürliche Dauerhaftigkeit. Da Birke kaum Tannine und Harze enthält, können Pilze das Holz unter feuchten Bedingungen leicht angreifen. Versuche haben gezeigt, dass das Holz von Birke, Erle oder Espe in stark feuchter Umgebung deutlich schneller zerfällt als Eichenholz. Anders ausgedrückt: Die besondere chemische Zusammensetzung der Eiche hebt sie von vielen anderen Laubhölzern ab – Arten, deren Holz keine Tannine und anderen Extraktstoffe enthält, haben nur eine sehr geringe natürliche Resistenz gegen Pilzbefall. So wurde beispielsweise beobachtet, dass das Kernholz von Eiche und Kiefer im Wasser über Jahrhunderte erhalten bleiben kann, während Laubhölzer wie Birke im Wasser relativ schnell aufweichen.
Es sei auch erwähnt, dass es andere natürlich dauerhafte Holzarten gibt, die ähnliche Schutzmechanismen wie die Eiche besitzen. So ist beispielsweise Kastanienholz (Castanea) ebenfalls reich an Tanninen und sehr widerstandsfähig gegen Fäulnis, da es ähnliche Gerbstoffe wie Eiche enthält. Tropische Laubhölzer wie Teak enthalten natürliche Öle und Harze, die ihnen eine hohe Beständigkeit verleihen. Unter den in unserem Klima verbreiteten Laubhölzern ist die Eiche jedoch eine der dauerhaftesten, da sie hohe Dichte, tanninreiche Chemie und eine besondere Anatomie miteinander verbindet.
Anatomische und physikalische Faktoren
Neben der chemischen Zusammensetzung spielen auch der Aufbau und die physikalischen Eigenschaften des Holzes eine entscheidende Rolle für die Dauerhaftigkeit der Eiche:
Dichte und Härte:
Eichenholz ist sehr dicht und schwer. Mit einer Dichte von etwa 720 kg/m³ zählt es zu den dichtesten heimischen Laubhölzern. Eine hohe Dichte bedeutet, dass die Poren und Zellzwischenräume kleiner sind oder von dicken Zellwänden ausgefüllt werden. Dadurch wird die Aufnahme von Feuchtigkeit verlangsamt und es bleiben weniger Hohlräume, in die Pilze eindringen können. Dichtes, hartes Holz verträgt den Wechsel von Feuchtigkeit und Trockenheit besser – Eiche quillt und schwindet nur mäßig und verliert nicht schnell ihre Form. Physikalisch gesehen benötigen Pilze mehr Zeit, um dichtes Holz abzubauen, da pro Volumeneinheit mehr Material und weniger Luft und Wasser vorhanden sind. Die hohe Härte der Eiche schützt zudem vor mechanischen Schäden: Oberflächliche Verletzungen dringen nicht tief in den Stamm ein, sodass Regen und Mikroorganismen schwerer ins Innere gelangen.
Ringporige Gefäßanordnung:
Die Eiche ist ein ringporiges Laubholz. Das bedeutet, dass das Frühholz eines jeden Jahresrings große Gefäße besitzt, während das Spätholz deutlich kleinere aufweist. Die Jahresringe sind daher klar erkennbar. Die großen Gefäße ermöglichen dem Baum im Frühjahr einen schnellen Wassertransport, begünstigen aber auch die Bildung von Tylosen. Tylosen sind ballonartige Ausstülpungen von Parenchymzellen, die in die abgestorbenen Gefäße hineinwachsen und diese im Kernholz verstopfen. Besonders bei Arten der Weißeichen-Gruppe (zu der auch die Stieleiche gehört) sind die Tylosen so dicht, dass das Kernholz nahezu wasserundurchlässig wird. Sie verschließen die Gefäße wie natürliche Korken und verhindern, dass Wasser und Pilzfäden entlang des Holzes wandern. Deshalb nimmt Eiche – insbesondere das dunkle Kernholz – nur schwer Wasser auf und ist sehr fäulnisresistent. So halten beispielsweise Weinfässer und Bootsbretter aus Eichenkernholz Flüssigkeiten gut zurück, da die Poren von Natur aus „abgedichtet“ sind. Im Gegensatz dazu haben Arten der Roteichen-Gruppe (z. B. Quercus rubra aus Nordamerika) offenere Poren und weniger Tylosen, weshalb ihr Holz weniger wasserbeständig ist und bei Feuchtigkeit schneller verfault. Insgesamt verschafft die ringporige Struktur in Kombination mit Tylosen der Eiche einen deutlichen Vorteil gegenüber zerstreutporigen Hölzern: Der Feuchtigkeitsfluss wird durch die verstopften Gefäße schnell unterbrochen, während Hölzer wie Birke oder Buche Wasser relativ frei durch den gesamten Querschnitt aufnehmen können.
Markstrahlen (Strahlenbänder):
Eichenholz besitzt besonders große und zahlreiche Markstrahlen – radiale Bänder aus lebenden Parenchymzellen. Sie können bei der Eiche bis zu einem Viertel des Holzvolumens ausmachen. Diese großen Strahlen verleihen dem Holz zusätzliche Festigkeit und Maßhaltigkeit. Getrocknete Eichenbretter neigen weniger zum Reißen und Verziehen, da die Strahlen das Holz in Form halten – die radiale Schwindung der Eiche beträgt nur etwa 4 %, was zu einer gleichmäßigeren Ausdehnung und Kontraktion führt. Dadurch entstehen im Außenbereich weniger Risse. Die breiten Strahlen behindern auch den Flüssigkeitstransport: Dringt Wasser an einer Stelle ins Holz ein, wird es seitlich umgeleitet und sein Weg unterbrochen, da derselbe Strahl nicht durch den gesamten Querschnitt verläuft. Die Markstrahlen wirken somit wie Barrieren und machen das Holz noch weniger durchlässig. Zusammen mit den Tylosen sorgen die dichten Strahlenbänder dafür, dass Feuchtigkeit und Luft im Eichenholz einen sehr komplizierten, hindernisreichen Weg nehmen müssen – die Eiche „atmet“ wenig und bleibt äußerst widerstandsfähig.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die außergewöhnliche Witterungs- und Fäulnisbeständigkeit der Eiche aus dem Zusammenspiel mehrerer Faktoren resultiert. Das Kernholz ist reich an chemischen Schutzstoffen wie Tanninen und Flavonoiden, die für Pilze toxisch sind und den Abbau verlangsamen. Gleichzeitig ist Eichenholz physikalisch dicht und anatomisch „abgedichtet“: In der ringporigen Struktur werden große Gefäße durch Tylosen verschlossen, und breite Markstrahlen behindern den Flüssigkeitstransport. Im Gegensatz zu vielen anderen Laubhölzern, die unbehandelt schnell verrotten (etwa Buche oder Birke), bleibt Eiche dank ihrer Gerbstoffe und Struktur über Jahrzehnte, ja sogar Jahrhunderte hinweg nutzbar. Deshalb wird Eichenholz seit jeher bevorzugt, wenn es um dauerhafte Konstruktionen und hochwertiges Holz für den Außenbereich geht.
