Botanik: Dreh-Kiefer Pinus contorta var. latifolia eine Pionierholzart *

[Hans-Jürgen Koch]

Zur Gattung Pinus gehören wenigstens 80 Arten, die auf der nördlichen Halbkugel weit verbreitet sind.
Die Heimat dieses anspruchslosen, sehr frostharten Pionierbaumes erstreckt sich entlang eines etwa 200 km breiten Küstenstreifens von Alaska bis Nordkaliforniens.

D. Douglas entdeckte die Dreh-Kiefer 1825 und schickte 1831 Samen nach Europa. Die Dreh-Kiefer Pinus contorta) wurde 1831 von David Douglas erstbeschrieben.
David Douglas (* 25. Juni 1799 in Scone bei Perth in Schottland; † 12. Juli 1834 auf Hawaii) war ein schottischer Gärtner, Botaniker und Pflanzenjäger. Er brachte insbesondere viele Koniferen Arten, aber auch Zierpflanzen und Obstsorten aus Nordamerika nach Europa.

Das Gesamtareal der mit der Dreh-Kiefer bestockten Wälder umfasst rund 26 Millionen Hektar, wovon 6 Millionen Hektar auf neun US-Bundesstaaten und 20 Millionen Hektar auf die kanadischen Provinzen British Columbia, Alberta und Yukon entfallen.
Die Dreh-Kiefer wächst von der Küste bis hinauf in Höhen von 3300 Metern.
Das Höchstalter wird mit 100 Jahren angegeben.
Waldbrände, wie sie in den USA häufig auftreten, begünstigen die Dreh-Kiefer. Die mehrere Jahre an den Bäumen hängenden mit Harz verschlossenen Zapfen öffnen sich bei großer Hitze und geben dann den Samen frei. Diese keimen besonders gut, wenn der Boden nach den Bränden mit fruchtbarer Asche bedeckt ist.

Paläobotanik
Die Paläobotanik ist die Wissenschaft von den fossilen Pflanzen.
Es bestehen verschiedene Auffassungen darüber, wie die Dreh-Kiefer Nordwest-Kanada besiedelt hat. Während der in Nordamerika als Wisconsin-Vereisung bezeichneten Weichsel-Kaltzeit wurden die zahlreichen Kiefernarten Nordamerikas in das Gebiet um den Golf von Mexiko zurückgedrängt. Es wird angenommen, dass die Küsten-Kiefer in einigen kleinen, nicht von Eis bedeckten Gebieten in Alaska und Yukon die Kaltzeit überdauerte. Für diese Theorie sprechen die innerartlichen Unterschiede dieser Bestände gegenüber anderen Populationen.
Gegen diese Theorie sprechen die seltenen Fossilienfunde aus dieser Periode. Die Fossilien häufen sich erst im Jungpleistozän. Eine andere Theorie geht davon aus, dass die Art nach der Kaltzeit aus südlichen und nicht vereisten Regionen an der Pazifikküste nach Norden gewandert ist.
Vor etwa 7.000 Jahren besiedelte die Dreh-Kiefer als Pionierbaumart Küstendünen im südlichen Oregon. Vor 4.000 bis 1.000 Jahren besiedelte sie in kleinen Populationen weiter nördlich gelegene Gebiete, von wo sie aufgrund der zunehmenden Erwärmung von anderen Baumarten verdrängt wurde.
In Europa ersetzt die Dreh-Kiefer besonders in Großbritannien, Irland und Skandinavien vielfach die Wald- Kiefer und die Gewöhnliche Fichte als Holzlieferant.
Das Holz wird für den Innenausbau, zur Herstellung von Masten, für Konstruktionszwecke, für Eisenbahnschwellen, zur Zellstoffherstellung und im Bergbau verwendet. Wird das Holz im Sulfitverfahren aufgeschlossen, ergibt es gute Zeitungspapiere und hochwertige Druckpapiere.

Das Sulfitverfahren ist ein im 19. Jahrhundert entwickelter, chemisch-industrieller Prozess zur Gewinnung von Cellulose aus Holz. Geeignet ist es nur für harz- und kieselsäurearme Hölzer.

Der Name ,,Dreh-Kiefer" bezieht sich auf die Zweige und austreibenden Knospen, die oft um die Achse gedreht sind.
Die Dreh-Kiefer wächst, je nach Unterart und Varietät, als immergrüner Strauch oder Baum.
Die Strauchform ist meist krummstämmig und wird rund ein bis drei Meter hoch.

Bild 01 Habitus, Pinus contorta

Urheber: Walter Siegmund

Die Dreh-Kiefer wird bis 35 Meter hoch und erreicht einen Brusthöhendurchmesser von 60 bis 80 cm, selten bis zu 2 Meter. Sie ist im Freistand oft bis zum Boden hin beastet. Die Krone ist abgerundet und der Wipfel ist abgeflacht. In dichten Beständen besitzen die Bäume lange, astfreie Stämme und eine schlanke, kegelförmige Krone.
Vor allem in einigen Populationen in British Columbia kommt es häufig zur Bildung von Zwieseln.

Als Zwiesel werden Baumstämme bezeichnet, die sich in etwa zwei gleich starke Arme gabeln. Bleibt einer dieser Arme im Wuchs zurück, wird er als Kindel bezeichnet.
Der Baum bildet dabei seinen Stamm nicht aus einem, sondern aus zwei oder mehreren Trieben. Dies erfolgt aus sehr unterschiedlichen Gründen wie zum Beispiel Verletzungen in der Jugend, Erbanlagen oder Windbruch.
Die elastischen Äste sind aufrechtstehend oder überhängend und brechen nur schwer ab. Jeder Langtrieb bildet oft pro Vegetationsperiode zwei Astquirle aus. Die Zweige stehen sehr dicht und sind locker mit benadelten Kurztrieben bedeckt.

Bild 02 Nadeln von einer Blattscheide umgeben, Pinus contorta


Die Kurztriebachse wird von einer bleibenden häutigen Blattscheide umgeben.
Die Dreh-Kiefer wird als "zweinadelig" bezeichnet (für die Bestimmung wichtig!).

Die dunkel- bis gelbgrünen und meist glänzenden Nadeln sind spitz und werden zwischen vier und acht Zentimeter lang und zwischen 0,9 und 2 mm breit. Der Nadelrand ist schwach bis deutlich gezähnt. Die Nadeln stehen paarweise an Kurztrieben und sind um 360 Grad in ihre Längsachse gedreht.
Auf jeder Nadelseite befinden sich zahlreiche Spaltöffnungslinien. Harzkanäle sind nicht bei allen Nadeln ausgebildet. Meistens besitzt eine Nadel jedoch zwei, seltener drei und in Ausnahmefällen bis zu sieben Harzkanäle. Die Nadeln werden im Mittel vier bis sechs, maximal 13 Jahre alt.

Bild 03 Zweig mit männlichen und weiblichen Blütenzapfen der Dreh-Kiefer

Urheber: Menchi

Reichlich ausgebildete Kätzchen ähnliche, männliche Blüten, kräftig gelb gefärbt, Mai; weibliche Blüten unscheinbar, grünlich, in Zapfenform.

Die Zapfen sind anfangs purpurgrün, nehmen aber zur Reife hin, die je nach Region im August bis Oktober des zweiten Jahres liegt, eine glänzende hell gelb-braune Farbe an. Sie stehen einzeln, paarweise oder in Quirlen abwärts gerichtet an den Zweigen. Ob die Zapfen sich öffnen und abfallen, geöffnet oder mit Harz verschlossen viele Jahre am Baum verbleiben, hängt von der Unterart ab.

Bild 04 Stamm, Pinus contorta

Quelle: www.baumkunde.de

Die bis zu 20 mm dicke, glatte oder raue Borke ist rötlichbraun bis schwarzbraun gefärbt. Bei Altbäumen zerbricht sie in viele kleine Platten und Schuppen.
Die Rinde von jungen Zweigen ist kahl und zuerst grün bis gelb-braun und zuweilen bereift, verfärbt sich später aber gelb. Im zweiten Jahr wechselt die Farbe zu orange bis braun.
Das relativ weiche Holz ist wenig dauerhaft und von gelb bis gelb- brauner Farbe. Der schmale, meist nur 20 bis 26 mm dicke Splint umgibt den etwas dunkler gefärbten Kern. Die Dicke des Splintes ist unabhängig vom Alter der Bäume, dem Stammdurchmesser und der Anzahl der Jahresringe. Der Übergang zum Kernholz erfolgt meist ohne markante Grenze. Die Rohdichte, der Zellulose-Gehalt und einige weitere Holzeigenschaften variieren stark zwischen und innerhalb von Populationen. Viele Untersuchungen der Holzeigenschaften wurden allerdings an Bäumen durchgeführt, die außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes gewachsen sind.
Mechanische Eigenschaften   Wert   Einheit
mittlere Rohdichte (luftgetrocknet)   0,37 – 0,47   g/cm³

Bild 05 Samen, Pinus contorta

Urheber: Steve Hurst

In jedem Zapfen können sich zwischen 1 und 50 keimfähige Samen befinden. Diese geflügelten Samen sind rotbraun, dunkel gefleckt und werden drei bis fünf Millimeter lang und gehören damit zu den kleinsten Kiefernsamen. Die am Ende spitz zulaufenden Flügel werden zwischen 8 und 14 mm lang und rund 4,5 mm breit.
Die Dreh-Kiefer ist einhäusig-getrenntgeschlechtig (monözisch) und wird bereits mit fünf bis zehn Jahren mannbar. Die Blütenanlagen werden bereits im Vorjahr gebildet. Die gelblich bis gelborangen männlichen Blütenzapfen sind walzenförmig und stehen dicht gehäuft an der Basis von einjährigen Langtrieben im unteren Kronenbereich. Sie werden zwischen 8 und 14 mm lang. Die purpurroten weiblichen Blütenzapfen sind länglich-eiförmig und stehen einzeln an den Spitzen von Langtrieben im oberen Kronenbereich. Sie werden zwischen 10 und 12 mm lang.

Bild 06 Illustration, reifer, nachunten ausgerichteter Zapfen, Pinus contorta


Wurzelsystem
Bei optimalen Bodenbedingungen bildet die Dreh-Kiefer ein herzförmiges Wurzelsystem mit einer Pfahlwurzel und mehreren Senker Wurzeln. Ist die vertikale Wurzelbildung gehemmt, wächst das Wurzelsystem so flach, dass der Baum sehr anfällig gegenüber Wind ist.

Krankheiten und Schädlinge
Der Schlauchpilz Atropellis piniphila infiziert Bäume direkt über die Rinde und verursacht starke Harzauscheidungen und Wucherungen, die zu einem langsamen Absterben des Wirtsbaumes führen. Bei Befall verfärbt sich das Holz blau-schwarz
In West- und Mitteleuropa wird die Dreh-Kiefer teilweise durch den Kieferntriebwickler (Rhyacionia buoliana) in einem Ausmaß befallen, dass ein Anbau stellenweise unmöglich ist. Der Fraß der Larven führt zu Deformationen der Triebe, die so genannte ,,Posthörner" bilden, und zum Absterben der Terminalknospen. In Gebieten mit tiefen Wintertemperaturen hält der Befall sich in Grenzen

Systematik:
Ordnung: Koniferen (Coniferales)
Familie: Kieferngewächse (Pinaceae)
Unterfamilie: Pinoideae
Gattung: Kiefern (Pinus)
Art: Dreh-Kiefer
Wissenschaftlicher Name: Pinus contorta
Trivialnamen: Murraykiefer, Küsten-Kiefer, Lodgepolekiefer
Englische Bezeichnung: lodgepole pine
Der Name ,,contorta" = gedreht, verschlungen wegen der oft hin und her gebogenen Zweige und um ihre Längsachse gedrehten Nadeln.

Teil 1
Dreijähriger Spross, Nadelblatt, Querschnitt
30 Mikrometer

Bild 07 Ungefärbter Schnitt, Übersicht, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 08 Ungefärbter Schnitt, Spross mit Nadelblattansatz, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 09 Ungefärbter Schnitt, Übersicht, Polarisation, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 10 Ungefärbter Schnitt, Detailaufnahme, Polarisation, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 11 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 12 Xylem, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 13 Detailaufnahme, Blattansatz mit Harzkanal, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 14 Nadelblatt mir Beschriftung, Spaltöffnung (Stoma), Dreh-Kiefer Pinus contorta

Ein Stoma oder eine Spaltöffnung ist eine Pore in der Epidermis von Pflanzen. Das Stoma wird normalerweise von zwei bohnenförmigen Zellen, den Schließzellen, gebildet. Zählt man die Zellen, die um die Schließzellen herumliegen, noch hinzu, spricht man vom Spaltöffnungsapparat oder stomatären Komplex.

Bild 15 Autofluoreszenz, Übersicht, Dreh-Kiefer Pinus contorta

LED Modul 455 nm
Reflektormodul FL mit Filtersatz 67
Erregerfilter: BP 470 nm
Strahlenteiler: FT 477 nm
Emission (Sperrfilter): LP 485

Bild 16 Autofluoreszenz, Jahresringgrenzen, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 17 Autofluoreszenz, Nadelblattansatz, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 18 Autofluoreszenz, Jahresringgrenzen, Dreh-Kiefer Pinus


Bild 19 Autofluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus


W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert

Arbeitsablauf :
1. Probe liegt in 30 % Ethanol.
2. Aqua dest. 3x wechseln je 1 Minute.
3. Vorfärbung Acridinrotlösung 8 Min.
4. 1x auswaschen mit Aqua dest. .
5. Acriflavinlösung (differenzieren bis gerade keine Farbwolken mehr abgehen - Lupenkontrolle) ca.15 Sekunden!!!
6. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
7. Nachfärbung Astrablaulösung 1 Minute.
Bei der Nachfärbung mit Astrablau eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis 3 : 1 verwendet (blau + gelb = grün).
8. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben.
9. Entwässern mit 2x gewechseltem Isopropylalkohol (99,9 %)
10. Einschluss in Euparal.

Ergebnis :
Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.
Bei der Betrachtung wird eine Kontrastverbesserung bei Verwendung eines BG 38 Filters (blaugrün, 3mm dick) erreicht.
Fotos: Nikon D5000, Sony Alpha 6000

Bild 20 Übersicht, Dreh-Kiefer Pinus contorta

[Hans-Jürgen Koch]

Bild 21 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 22 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 23 Detailaufnahme mit Beschriftung, Dreh-Kiefer Pinus contorta

PH = Phloem, ST = Strahl, XY = Xylem, K = Kambium, MP = Markparenchym, RP = Rindenparenchym, Jahresringgrenze 1-2-3,
Harzkanal von einem Nadelblattansatz

Bild 24 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 25 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 26 Harzkanal, Dreh-Kiefer Pinus contorta

Als Harzkanal (auch: Harzgang) bezeichnet man einen langgestreckten, röhrenförmigen interzellularen Raum, der mit harzausscheidenden Epithelzellen ausgekleidet ist.

Bild 27 Xylem, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 28 Kambium, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 29 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 30 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 31 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 32 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 33 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 34 Auflichtbeleuchtung Fluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta

Teil 2
Dreijähriger Spross, Längsschnitt
30 Mikrometer

Bild 35 Übersicht, fixierte Probe, ungefärbter Schnitt, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 36 Detailaufnahme, fixierte Probe, ungefärbter Schnitt, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 37 Autofluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 38 Autofluoreszenz, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 39 Übersicht, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 40 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 41 Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 42 Auflichtbeleuchtung, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta

LED Modul 455 nm
Reflektormodul FL mit Filtersatz 67
Erregerfilter: BP 470 nm
Strahlenteiler: FT 477 nm
Emission (Sperrfilter): LP 485

Bild 43 Auflichtbeleuchtung, Markparenchym, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Bild 44 Auflichtbeleuchtung, Detailaufnahme, Dreh-Kiefer Pinus contorta


Quellen und weiterführende Informationen:

Wikipedia; Freie Enzyklopädie
Bachofer ,,Der Kosmos Baumführer", ISBN: 978-440-14660-6
Frank Erdnüß ,,Pflanzenbestimmung für Dummies", ISBN: 978-3-527-71428-5
Humphries ,,Der Kosmos Baumführer", ISBN: 3-440-06140-X
U. Hecker ,,Bäume und Sträucher", ISBN: 3-8354-0021-7
Hugh Johanson ,,Das große Buch der Bäume", ISBN:3444-101538
Spohn ,,Kosmos Baumführer Europa", ISBN: 978-3-4440-44741-5
Fritz Hans Schweingruber ,,Anatomie europäischer Hölzer", ISBN: 978-3-941300-51-4
P. Schütt ,,Lexikon der Baum- und Straucharten", ISBN: 978-3-86820-123-9
Schütt ,,Lexikon der Nadelbäume", ISBN: 3-933203-80-5
Peter A. Schmidt ,,Taschenlexikon der Gehölze", ISBN: 978-3-494-01448-7
,,Botanica" Das Abc der Pflanzen, ISBN: 3-8290-0868-6
,,The Woodbook", ISBN: 978-3-8365-3603-5
,,Welcher Baum ist das?", ISBN: 978-3-440-16449-5
,,Das Kosmosbuch der Bäume", ISBN: 3-440-04898-5
,,Das große illustrierte Pflanzenbuch", 1966
,,Das Kosmos Wald & Forstlexikon", ISBN: 978-3-440-15219-5

Die Informationen für Beschreibungen werden von mir selbst aus verschiedenen Quellen zusammengetragen. Dabei benutze ich sowohl Bücher als auch Internet Quellen. Texte werden anschließend individuell von mir selbst verfasst.
Gerne zeige ich euch die schönen Seiten der Pflanzen.
Viele Aufnahmen von einer Pflanze ermöglichen eine umfassende Wahrnehmung.
Es freut mich natürlich sehr, wenn auch euch die Bilder gefallen.
Für konstruktive Kritik bin ich ebenso offen wie für lobende Worte.

Hans-Jürgen

[matthias48]

Wunderschön und hoch informativ! Vielen Dank für diesen tollen Beitrag!

Beste Grüße,

Matthias

[Wutsdorff Peter]

Guten Abend Hans-Jürgen ich bin sprachlos und wieder einmal "von die Socken".
Gratulation
Tolle Bilder mit super Beschriftung
Gruß Peter

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

vielen Dank für diesen wieder sehr ausführlichen und reich bebilderten Faden zur Dreh-Kiefer!

Natürlich habe ich ihn gelistet.

Herzliche Grüße
Jörg

[Bernd Miggel]

Lieber Hans-Jürgen,

da hast du wieder etwas Wunderbares gezaubert, herzlichen Dank dafür!

Viele Grüße
Bernd

[Hans-Jürgen Koch]

Hallo Matthias, Peter, Jörg und Bernd,

danke für euer Rückmeldungen.
Lob ist immer der Motor für neue Taten.

Gruß
Hans-Jürgen