Bakterielle Holzzersetzung

Relevanz Inhalt Allgemeine Einleitung Betroffene Holzanwendungen Befallsauswirkungen Holzzersetzenden Bakterien Befallsmuster Lebensbedingungen Bekämpfungsstrategien Praktische Anwendung der Forschung

Increasing Depth in Soil Übersicht über Zersetzungsformen Environmental Classification Redox Classification Typical Species Microbial Degraders Preservation conditions Water soil interface Oxic > 3 mgl -1 Oxidising (0 to +400mV) O 2, NO 3, Fe 3+, MnO 2, Mn (IV) White Rot Brown Rot Soft Rot Fungi Poor Wood Suboxic 0.01 0.3 mgl -1 Reducing (0 to -200mV) SO 4, CO 2, NH 4+, Mn 2+, Fe 2+ Soft Rot Fungi Tunneling Bacteria Erosion Bacteria Anoxic <0.01 mgl -1 Highly Reducing (-200 to -400mV) H 2 S, HS -, CH 4, FeS Erosion Bacteria Good Gregory et al. 2008; The Use and Deployment of Modern Wood Samples as a Proxy Indicator for Biogeochemical Processes on Archaeological Sites Preserved in situ in a Variety of Environments of Differing Saturation Level, CONSERVATION AND MGMT OF ARCH. SITES, Vol. 10 No. 3, August, 2008, 204 222

Holzzersetzende Bakterien nicht konkurrenzfähig mit Holz zersetzenden Pilzen Ökologische Nische in sauerstoffarmen bzw. sauerstofffreien Bedingungen Holz nur in spezieller Verwendung Zersetzungsprozess trotz allem (ausgeschlossener Konkurrenz, Anpassung an Lebensbedingungen u.ä.) relativ langsam Ist bakterielle Holzzersetzung überhaupt relevantes Problem?

Betroffene Holzverwendungen Fundamentpfähle Archäologisches Holz

Pfahlfundamente

Auf Pfählen gebaut Venedig Stockholm Schweriner Schloß Amsterdam Hamburg Reichstag Berlin

Befallsauswirkungen

Archäologische Hölzer

Archäologie Archäologische Ausgrabung in Dokkum (NL)

Archäologische Nassholzfunde

Kategorien holzbewohnender Bakterien (nach Greaves) a) Bakterien, die den Zellinhalt der Strahlen nutzen und die Durchlässigkeit für Flüssigkeiten beeinflussen b) Bakterien, die die Zellwand direkt angreifen c) Bakterien, die mit anderen Mikroorganismen assoziiert sind und zum Abbau beitragen d) Bakterien, die verhindern, daß Holz durch andere Mikroorganismen befallen wird (antagonistische Mikroorganismen)

Bakterien, die die Zellwand abbauen Zwei Haupttypen Tunnelbakterien (TB) und Erosionbakterien (EB) Keine Einzelbakterienarten, sondern immer Konsortien Eindeutige Artenzuordnung in Kategorien a-d nicht möglich Gliederung nicht taxonomisch sondern entsprechend der Befallsmuster

TB Spezielle Ausrichtung des Befalls in bestimmter Zellwandschicht nicht vorhanden können auch ligninreiche Mittellamelle zersetzen Zersetzung aller Holzkomponenten EB Befall in Fibrillenausrichtung Mittellamelle bleibt erhalten Zersetzung der Holocellulosen Lignin wird überwunden (modifiziert?)

TB-Befall

EB-Befall im Querschnitt

EB-Befall im Längsschnitt

TB Umweltbedingungen ähnlich der Moderfäule (oft mit ihr assoziiert) Sauerstoff Sehr tolerant gegenüber Fungiziden EB Umweltbedingungen mit sehr begrenztem/ keinem Sauerstoffvorkommen Hauptsächliche Holzzersetzer in wassergelagerten Bedingungen

EU-Projekt BACPOLES (2002-2005) Preserving cultural heritage by preventing bacterial decay of wood in foundation poles and archaeological sites EVK4-CT-2001-00043 Abteilung für Holzbiologie und Holzprodukte Abteilung für Ökopedologie der gemäßigten Zonen

Ziele des Projektes 1. Identifizierung der holzzersetzenden Bakterien 2. Verbesserung des Verständnisses der Bedingungen unter denen Befall stattfindet 3. Entwicklung und Erprobung möglicher Bekämpfungsstrategien

Laborexperiment zur Befallssimulation Luftschicht Wasserschicht befallenes Holz gesundes Holz Sediment

experimenteller Aufbau Gaseinleitung Luft Luft + O 2 N 2 vertikale Wasserzirkulation Sauerstoffoptoden Peristaltikpumpe

Ergebnisse des Laborexperimentes Befallssimulation erfolgreich, aber Befallsvoraussetzungen noch nicht abschließend geklärt geringste Sauerstoffmengen sind notwendig ph Optimum zwischen 7 und 8,5 In armen Substraten Befall wahrscheinlicher Wasserzirkulation/ Stofftransport scheint Befall zu begünstigen

Praktisches Interesse Verminderung der Reparaturkosten der Holzfundamente in Holland Versicherungsfragen hinsichtlich Schäden an Holzfundamenten nach Grundwasserabsenkungen durch Bauarbeiten oder Tagebautätigkeit Vor Ort - Konservierung archäologischer Hölzer

Vor-Ort-Konservierung

Bremer Hanse-Kogge von 1380

Zersetzung und Konsequenzen Zellulose Hemi-Zellulose Lignin

Zersetzung und Konsequenzen Aufzeigen der Zersetzung und Wasserauffüllung Erklärung der Evaluierung des Befallsgrades (Umax) Konservierungsnotwendigkeit Konservierungsbedingungen (wasserlösliche Konservierungsmittel,Einbringung über Difussion)

Konservierungsverfahren, - forschung Konservierungsmittel (PEG, Zucker, Lactitose, Kauramin) Verfahren (Sprühung, Tränkung, Konz., Trocknung) Auswirkungen der Konservierung auf Objekte (Dimensionsstabilität, Farbe, Holznähe) langfristige Auswirkungen?

Konservierungsgroßobjekt der Bremer Hanse-Kogge

Fundstelle

Bergung

Wiederaufbau

Konservierungsvorbereitung

Konservierung

Konservierungsnachbereitung

Präsentation

Never ending Story?