Wettability and the hysteresis effect in the sorption of water vapor by wood

Summary The hysteresis effect in the adsorption and desorption of water vapor by wood has been variously explained as a consequence of differences in (1) the availability of bonding sites for sorption on molecular surfaces, (2) the degree of aggregation of a swelling or shrinking cellulosic gel system, and (3) the wettability of submicroscopic capillaries within the cell wall.The wettability hysteresis of 28 tropical woods, calculated as the ratio of cosines of advancing and receding contact angles made by water, has been determined by the inclined plate method.For 13 of these species the availability of complete sorption isotherms permitted analysis by means of the Hailwood-Horrobin model to differentiate between monomolecular and polymolecular sorbed moisture. In the upper range of relative humidities, total sorption hysteresis is primarily the result of hysteresis in polymolecular sorption.Positive relationships found in this study between polymolecular sorption hysteresis and wettability hysteresis are consistent with the Kelvin equation with respect to the effect of varying contact angle and give at least partial support to Zsigmondy's explanation of hysteresis as a phenomenon of capillary condensation.Total sorption hysteresis for all 28 species in the upper range of relative humidities was also positively correlated with wettability hysteresis due to the predominant effect of polymolecular sorption hysteresis. It may be concluded that in the range of relative humidity above 60 percent, hysteresis shown by typical sigmoid isotherms is to a considerable degree a phenomenon of capillary condensation explainable by the Kelvin equation in its complete form including cosine of contact angle.

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Zusammenfassung Die Hysterese bei Adsorption und Desorption von Wasserdampf in Holz wird in der Regel als Folge von Unterschieden bei 1. der Zugänglichkeit von Bindungsstellen für die Sorption an molekulare Schichten, 2. des Aggregatzustandes eines quellenden oder schwindenden Cellulose-Gel-Systems und 3. der Benetzbarkeit der submikroskopischen Kapillaren innerhalb der Zellwand erklärt. Die Benetzbarkeits-Hysterese bei 28 tropischen Holzarten wurde durch das Verfahren mit geneigter Ebene bestimmt durch die Berechnung des Verhältnisses der cos-Werte des vorderen und hinteren Kontaktwinkels von Wasser.Bei 13 der geprüften Holzarten erlaubte das Vorhandensein der vollständigen Sorptionsisothermen eine Analyse mit Hilfe des Hailwood-Horrobin-Modells zur Unterscheidung zwischen monomolekular und polymolekular sorbierter Feuchtigkeit. In den höheren Bereichen der relativen Feuchtigkeit ist die Gesamtsorptionshysterese vorwiegend das Ergebnis der polymolekularen Sorption.Die in dieser Untersuchung gefundenen positiven Zusammenhänge zwischen der Hysterese der polymolekularen Sorption und der Benetzungshysterese stehen in Übereinstimmung mit der Kelvinschen Gleichung hinsichtlich des Einflusses des variierenden Kontaktwinkels und sie unterstützen, zumindest teilweise, die Theorie von Zsigmondy über die Hysterese als einer Erscheinung der Kapillar-Kondensation.Im oberen Bereich der relativen Feuchtigkeiten korrelierte die Gesamt-Sorptionshysterese für alle 28 Holzarten ebenfalls positiv mit der Benetzungshysterese infolge des überwiegenden Einflusses der polymolekularen Sorptionshysterese. Hieraus kann geschlossen werden, daß im Bereich der relativen Feuchtigkeit über 60% die Hysterese, die sich in einem typischen S-förmigen Verlauf der Sorptionsisothermen zeigt, zu einem wesentlichen Grade eine Erscheinung der Kapillarkondensation ist und durch die gesamte Kelvin-Gleichung, einschließlich des cos-Kontaktwinkels, erklärt werden kann.

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This research is part of a comprehensive study being conducted at the Yale School of Forestry in cooperation with the Office of Naval Research, U.S. Navy, under Contract No. 609(13), Project NR 330-001, Properties of Tropical Woods.     

Unterschiedliche Wurzelbildung bei Kiefern verschiedener Provenienz

Im Rahmen der im Münchner Waldbauinstitut derchgeführten Wurzeluntersuchungen (Köstler, J. N., 1962) wurde geprüft, ob verschiedene Rassen einer Baumart auch verschiedene Anlagen bei der Wurzelbildung aufweisen. Es war naheliegend, dabei in erster Linie an die Kieferpinus silvestris) zu denken, da für diese Baumart umfangreiche Provenienzversuche vorliegen. Bei der Überprüfung der von München aus leicht erreichbaren und durch die Standortverhältnisse (ungehemmte Wurzelentfaltung) die entsprechenden Voraussetzungen bietenden Flächen wurde die Aufmerksamkeit auf Versuchsflächen in Staatswaldrevieren der Oberpfalz gelenkt.Im Jahre 1936/37 wurden durch das Institut für Forstpflanzenzucht und Samenkunde der Waldsamen-Prüfungsanstalt Eberswalde, unter Leitung von Prof. Dr.W. Schmidt, in den Forstämtern Bodenwöhr und Tirschenreuth mit finanzieller Unterstützung durch das Reichsforstamt ausgedehnte Versuchsflächen für eine große Zahl von Kiefernherkünften aus dem damaligen Reichsgebiet angelegt. Die Versuchsflächen wurden 1948 von der Ministerialforstabteilung des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten dem Institut für Forstsamenkunde und Pflanzenzüchtung unter Leitung von Prof. Dr.E. Rohmeder übertragen. Sie werden von diesem Institut seitdem betreut. Aus der großen Zahl von Provenienzen wurden vier als in der Wuchsentwicklung deutlich differenziert fü die Wurzelgrabungen ausgewählt.Ein analoger Provenienzversuch wurde 1936 auch im württ. Forstamt Schussenried angelegt. Die mit Unterstützung der Baden-Württembergischen Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt 1962 durchgeführten Grabungen führten zu dem wertvollen Aufschluß, daß die dortigen Bodenverhältnisse Unterschiede in der Bewurzelung verschiedener Kiefernrassen überdecken.Für die Mithilfe darf der Oberforstdirektion Regesburg sowie den örtlichen Forstämtern und dem Institut für Forstsamenkunde und Pflanzenzüchtung gedankt werden. In gleicher Weise wird der Baden-Württembergischen Forstlichen Versuchsanstalt (Herrn LandforstmeisterHausser) ergebenst gedankt. J. N. Köstler      

Waldbauliche und holzkundliche Untersuchungen an Eschen aus dem Allg?u

Vorbemerkung Die vorliegende Arbeit schließt an holzkundliche Untersuchungen über die Esche an, die vor einigen Jahren von Herrn Professor Dr. H. Frhr.von Pechmann für den süddeutschen Raum begonnen wurden. Von ihm erhielt ich auch die Anregung zu diesem Thema. Hierfür und für die ständige Förderung, Belehrung und Anleitung bin ich zu großem Dank verpflichtet. Herrn Professor Dr. Dr. h. c.J. N. Köstler danke ich für die Anregung zu waldbaulichen Untersuchungen und für die vielseitige Unterstützung meiner Arbeiten. Großes Entgegenkommen und viel Verständnis fand ich bei dem Amtsvorstand des Forstamtes Ottobeuren, Herrn OberregierungsforstratA. Schmidt, der mir seine reichen Erfahrungen zur Verfügung gestellt und die Außenarbeiten jederzeit tatkräftig unterstützt hat. Die Mithilfe der forstamtlichen Betriebsbeamten hat die Arbeiten sehr erleichtert. Die pflanzensoziologischen und standortskundlichen Aufnahmen wurden in Zusammenarbeit mit Herrn Privatdozent Forstmeister Dr.H. Mayer und Herrn Dr.H. Langer durchgeführt. Die zeichnerischen Darstellungen stammen von HerrnG. Högel. Ihnen allen sei für die Mithilfe gedankt. Für die Holzuntersuchungen standen die Hilfsmittel des Instituts für biologische Holzkunde und Forstnutzung zur Verfügung, das auch die rechnerischen Auswertungen zum Teil übernommen hat. — Die Veröffentlichung ist die gekürzte Fassung einer von der Staatswirtschaftlichen Fakultät der Universität München angenommenen Dissertation. Die Dissertation kann gegebenenfalls vom Institut für biologische Holzkunde und Forstnutzung leihweise zur Verfügung gestellt werden.     

Laminar sorption and swelling theory for wood and cellulose

Summary The known requirements for the sorption and swelling of wood are reviewed. These are shown to be compatible, in the case of softwoods, with the following simplified model. The fibers are continuous with either rectangular or circular cross sections and lumen of the same shape with a constant size. The fiber walls consist of concentric lamina made up of small repeating units 100 Å by 100 Å, consisting of a microcrystalline core surrounded by an amorphous sheath. All sorption and swelling occurs at the surfaces of or within the amorphous sheath. The major portion of the sorption and swelling is inter-laminar with just sufficient intra-laminar sorption and swelling to avoid laminar distortion. Calculations give the generally accepted internal sorption surface for water of about 200 square meters per gram. The portion of the total sorption that is intra-laminar varies from 5 ... 20 percent in going from wood with a specific gravity of 0.3 ... 1.0. Thickness of sorption in water molecules per sorption site vary from 6.1 ... 4.9 for inter-laminar sorption and 0.35 ... 1.35 for intra-laminar sorption in going from wood with a specific gravity of 0.3 to one of 1.0. Similar values are obtained from experimental swelling data where lumen cross sections change. Similar calculations for super swelling of wood and pulps show that laminar separations may become sufficiently great to be microscopically visible. The calculations show that bound water fiber saturation points for wood normally fall in the range of 25 ... 40 percent. Super swollen wood, chemically isolated fibers and beaten fibers may as a result of reduced restraints have fiber saturation points greater than 150 percent. The latter are attributed to dispersion or diffusion forces rather than the conventional bound water forces of hydrogen bonding for intact wood.

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Zusammenfassung Die bekannten Bedingungen für die Sorption und Quellung von Holz werden erörtert. Sie sind auf Nadelholz unter Anwendung des folgenden, vereinfachten Modells anwendbar. Die Fasern sind durchgehend und haben rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt, mit Zellhohlräumen gleicher Form und konstanter Größe. Die Faserwände bestehen aus konzentrisch angeordneten Schichten, die wiederum aus kleinen, sich wiederholenden 100 ×100 großen Einheiten zusammengesetzt sind; diese wiederum bestehen aus einem mikrokristallinen Kern, umgeben von einer amorphen Auflagerung. Alle Sorptions- und Quellungsvorgänge finden an der Oberfläche oder innerhalb dieser amorphen Auflagerung statt; sie spielen sich in der Hauptsache in der Schicht selbst ab (inter-laminar), jedoch findet genügend Zwischenschicht-Sorption und-Quellung (intra-laminar) statt, um Verformungen der Schichten zu vermeiden. Durch Berechnung erhält man die allgemein anerkannte Größe der inneren Sorptionsfläche für Wasser von etwa 200 m²/g. Der Anteil der intra-laminaren Sorption an der Gesamtsorption schwankt zwischen 5 und 20% bei Holz mit Rohdichten von 0.3 bis 1.0. Die Schichtdicke der sorbierten Wassermoleküle je Sorptionsstelle liegt für inter-laminare Sorption zwischen 6.1 und 4.9, und für intra-laminare Sorption zwischen 0.35 und 1.35 bei Holz mit Rohdichten zwischen 0.3 bis 1.0. Ähnliche Werte ergaben sich aus experimentell ermittelten Quellungsdaten bei Zellhohlräumen mit sich änderndem Querschnitt. Vergleichbare Berechnungen der Super-Quellung des Holzes und des Zellstoffes zeigen, daß laminare Abtrennungen so groß werden können, daß sie mikroskopisch sichtbar werden. Sie zeigen ferner, daß die Fasersättigungspunkte bei gebundenem Wasser meist zwischen 25 und 40% liegen. Extrem gequollenes Holz, chemisch herausgelöste und gemahlene Fasern können aufgrund verringerter Behinderung Fasersättigungspunkte über 150% erreichen. Diese letztere Erscheinung ist eher den Dispersions- oder Diffusionskräften zuzuschreiben als den Kräften aus Wasserstoffbrücken des gebundenen Wassers im intakten Holz.

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Paper No. 2743 of the Journal Series of the N. C. State University Agricultural Experiment Station, Raleigh, North Carolina.

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Anselme Payen award paper of the Cellulose, Wood and Fiber Div., Am. Chem. Soc. presented at their 156th National Meeting in Atlantic City, New Jersey, September, 1968.     

Neuere Untersuchungen über die Fritfliege (Oscinella frit L.)

Zusammenfassung Die Zellulose-Pektin-Einlagerung in Jungpflanzen (Dorfschmid 3) sowie der Rohrzuckergehalt der Körner (Scheibe 7) ist zwischen den Sorten unterschiedlich. Obgleich im allgemeinen mit steigender Einlagerung von Zellulose und Pektinen bzw. Rohrzucker eine abnehmende Anfälligkeit gegen den Befall durch Fritfliegen festzustellen und zu bestätigen war, so kann weder die eine noch die andere Eigenschaft isoliert als Resistenzfaktor gelten. Diese stark schwankenden Eigenschaften der Sorten können nur im gesamten Beziehungsgefüge endogener und exogener Faktoren betrachtet werden, da eine rasche Jugendentwicklung der Pflanzen aus dem optimalen Zusammenspiel aller wirksamen Faktoren resultiert. Bei korrelativer Answertung des Wuchsvermögens mit einigen Faktoren wird nachgewiesen, daß die Anpassungsfähigkeit der Hafersorten an die Umweltbedingungen im Hinblick auf den Befall durch die Fritfliegen bestimmend ist. Die Beobachtungen früherer Antoren, daß das 2- bis 4-Blattstadium bei der Eiablage bevorzugt wird (Blunck undLudewig 1), konnten wir nicht bestätigen. Der Befall des Keimblattstadiums, der unter ungünstigen Verhältnissen zum Absterben der Pflanzen führt, kann erheblich sein. Mehrfache Eiablagen an ein und demselben Trieb kommen bei. Getreide selten vor. Die Larven entwickeln sich im gleichen Trieb und wandern nur bei Nahrungsmangel (vorzeitiges Absterben der befallenen Triebe) in benachbarte — geeignete — Triebe über.Im Gebiet von Halle kommt am Mais nebenOscinella frit L. vereinzelt auchOscinella trochanterata Collin vor. Nach unseren Untersuchungen und Beobachtungen in Hohenthurm bei Halle überwintert der Schädling im Gegensatz zu manchen Gebieten nur als Larve, und zwar vorwiegend im II. und III. Stadium. Die den Larven von manchen Autoren zugesprochene Frostwiderstandsfähigkeit wird in schneearmen Gebieten und Wintern bedeutend herabgesetzt, so daß die Mortalitätsquote 25% und mehr betragen kann.Die phänologischen Untersuchungen in Hohenthurm sowie die Ergebnisse der Beobachtungen zur Entwicklungsbiologie des Schädlings haben ergeben, daß von Ende April ab in den Sommermonaten laufend eiablagefähige Fliegen vorhanden sind, wie es von manchen Autoren bereits für andere Gebiete ermittelt wurde. Im allgemeinen treten im Gebiete von Halle 3 Höhepunkte auf, die man als Generationen auffassen darf. Ihre Gipfel schwanken je nach den Witterungsbedingungen bis zu 14 Tagen.Im Jahre 1954 stellten wir in Hohenthurm an Hafer Exemplare vonElachiptera cornuta Fall. fest, die mit der Fritfliege verwandt ist und in die Familie derChloropidae sowie UnterfamilieOscinosominae gehört. Dieser Schädling verursacht das gleiche Schadbild wieOscinella frit. L.Mein Dank gilt für umfangreiche Hilfe bei den Bonitierungen meiner Frau Ruth und Tochter Sieglinde.     

Zur Problematik der Normung von Schwefel-Spritzmitteln

Zusammenfassung Wilhelm beweist die Fungizidwirkung des Schwefels durch Einwirkung von elementarem Schwefeldampf oder feinster Schwefelteilchen auf den Pilz, der sich in einem selbstgesteuerten Vergiftungsprozeß (Reaktion des aufgenommenen Schwefels zu Schwefelwasserstoff) abtötet. Es ist selbstverständlich, daß die jeweilige Schwefeldampfbildung, die eigentlich die größte Teilchenfeinheit darstellt, teils von der Temperatur, teils von der vorliegenden Schwefeloberfläche abhängt. Danach muß also der Fungi-zideffekt des Schwefels vom Dampf über das Kolloid zum gröheren Korn abnehmen, wenn man von gleichen Schwefelgewichtsmengen und Temperaturen ausgeht.Der hauptsächlich untersuchte ULTRA-Schwefel stellt ein Spitzenprodukt an Feinheit dar und hat in der in- und ausländischen Praxis schon oft bewiesen, daß er bei guter Fungizidwirkung bei höheren Temperaturen weniger zu Verbrennungserscheinungen an Kulturpflanzen neigt als gröbere Netzschwefel. Die elektronenmikroskopisch kontrollierten Versuche zeigen die Formenvariabilität und-plastizität der ULTRA-Schwefel-Spritzbeläge. Es wird bewiesen, daß Spritzbrühen auch nach zweitägigem Stehen nicht an Stabilität verlieren. Der Vorteil eines langsam trocknenden Spritzbelages und der Nachteil von Netzmitteloder Seifenzusätzen wird aufgezeigt. Ein Erklärungsversuch für die verringerte Verbrennungsgefahr bei höheren Temperaturen (40°C) wird mit nachgewiesenen Schrumpfungserscheinungen der Schwefelkolloide und damit einer Verkleinerung der wirksamen Oberfläche (gehremste Verdampfung) und durch den Nachweis der schwammartigen Ausbildung des Schutzkolloides gegeben.Andere Netzschwefel gröberer Art zeigen Unterschiede bei der Alterung der Spritzbrühen und in der Verdampfungsgeschwindigkeit des Kolloidteilchenanteils und verhalten sich gleichartig beim Zusatz von Netzmitteln und Seifen.Die Untersuchungen beweisen, daß einfache Größenvergleiche dispergierter Schwefelteilchen verschiedener Korngröße nicht genügen, um sämtliche für die Praxis wichtigen Pflanzenschutzeigenschaften voraussagen zu können. Anteil und Art des Schutzkolloides, Fabrikation, Anwendungstechnik und -kombination sowie mikroklimatische Faktoren sind jeweils ausschlaggebend. Da auch noch andere kristallstrukturelle oder Löslichkeitsunterschiede beim vorhandenen Schwefel bestehen können, die wieder den Fungizideffekt verschiehen (Feichtmeier), empfiehlt es sich bei einer Kategorisierung von Schwefelmitteln Vorsicht walten zu lassen.     

Die Bekämpfung resistenter Stubenfliegen (Musca domestica L.) mit Diazinon

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Wirkung des Diazinons gegenüber resistenten und normal-sensiblen Stubenfliegen beschrieben. Es handelt sich dabei um Untersuchungsergebnisse, die im Laboratorium und in der Praxis gewonnen wurden. Die im Laboratorium für diese Experimente verwendeten resistenten Stubenfliegen gehören einem Stamm (K₁) an, der seit einigen Jahren ununterbrochen mit DDT-Wirksubstanz selektioniert wird und eine Resistenzhöhe erreicht hat, wie sie bei Wildstämmen aus dem In- und Ansland nie festgestellt werden konnte. Auch gegenüber allen anderen gebräuchlichen Insektiziden weisen diese Stubenfliegen eine mehr oder weniger stark erhöhte Widerstandsfähigkeit auf.Die praktischen Untersuchungen mit Präparaten auf der Basis von Diazinon wurden in Dörfern des Kantons Wallis durchgeführt. Eine groß angelegte Erhebung in dieser Gegend zur Abklärung des Resistenzstatus hat ergeben, daß die Stubenfliegen mit keinem der bisher bekannten Insektizide mehr wirksam bekämpft werden können.In Untersuchungen, die in zwei aufeinander folgenden Jahren durchgeführt wurden, konnte nachgewiesen werden, daß Ställe, die mit Diazinon-Spritzpulvern behandelt worden waren, während mehrerer Wochen fliegenfrei blieben. Die Stubenfliegen, die sich zur Zeit der Applikation in den Ställen befanden, wurden innert höchstens 15 Minuten in irreversible Rückenlage gebracht und starben sehr rasch.Weder beim Personal, das die Großversuche durchführte, noch bei der Lebware, die zum Teil bei der Applikation versuchshalber in den Ställen belassen wurde, konnten irgendwelche nachteiligen Folgen festgestellt werden.Diazinon läßt sich in Wohnräumen in den üblichen Formen wie Sprays, Aerosole und Rä uchermittel mit gutem Erfolg gegen Fliegen, Mücken und andere Hausinsekten anwenden. Die Direktwirkung ist nicht so ausgeprägt wie beim Pyrethrum, übertrifft aber die meisten gebräuchlichen Insektizide. Wesentlich ist, daß es bei den resistenten Stubenfliegen keine Reversibilität der Intoxikation gibt, d. h. daß die einmal in Rückenlage gebrachten Tiere sich nicht wieder erholen. Beläge von Sprays auf Basis von Diazinon haben eine mehrwöchige Dauerwirkung.Die Resultate aus Versuchen mit Altlarven resistenter und normalsensibler Stubenfliegen zeigen, daß Diazinon über eine gute larvizide Wirkung verfügt und sich zur Bekämpfung von Stubenfliegenlarven in Gruben, Dunghaufen usw. erfolgreich anwenden läßt.Die bisherigen Erfahrungen mit Diazinon lassen den Schluß zu, daß mit diesem neuen Insektizid resistente Stubenfliegen mit gutem Erfolg bekämpft werden können.Die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Diazinons gestatten dessen Anwendung in allen für die Insektenbekämpfung gebräuchlichen Formen.Thiophosphorsäure - [2 - isopropyl - 4 - methyl-pyrimidyl - (6)] diäthylester.Gysin, H.: Un nouveau groupe de substances à activité insecticide.Gasser, R.: Expériences sur la lutte contre les araignées rouges avec de nouveaux acaricides.Grob, H.: Expériences sur la lutte contre les aphides avec de nouvelles substances à base d'uré thanes et d'esters phosphoriques.Vorträge am IIIe Congrès International de Phytopharmacie, Paris, Sept. 1952.     

On the formation of facultatively colored heartwood in Beilschmiedia tawa

Summary The microscopic investigation in navashin-fixed material of Beilschmiedia tawa has shown that this species is a typical example of a tree with facultatively colored heartwood. Microtechnological measurements, as for instance of the shrinkage or the sorption or other features, have been proved suitable to determine whether or not the heartwood substances, which are formed in the storage tissue, have spread out into the cell walls of the surrounding tissues. Furthermore, it can be shown from the above mentioned results that cytological and physiological studies in wood must be based on the anatomical structure but may help at the same time towards a better understanding of this structure. The investigations in Beilschmiedia tawa are only one example of the suitability of subtropical or tropical timbers for this type of investigation. It may be hoped that, thanks to a close co-operation with research stations overseas, this beginning may be continued.

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Zusammenfassung Mikroskopische Untersuchungen von Holz von Beilschmiedia tawa zeigten, daß diese Holzart zu jener Gruppe gehört, für welche die Ausbildung eines Farbkerns typisch ist. Mikrotechnologische Messungen von Schwindung, Sorption oder anderen Holzeigenschaften erwiesen sich als geeignet zum Nachweis dafür, ob Kernholzsubstanzen, die im Speichergewebe gebildet worden sind, in die Zellwände des sie umgebenden Gewebes verlagert wurden. Die Ergebnisse zeigen ferner, daß die Kenntnis des holzanatomischen Gefüges stets die Grundlage zytologischphysiologischer Vorgänge bilden muß, daß diese Vorgänge aber ihrerseits zu einem besseren Verständnis der gefügemäßigen Gegebenheiten beitragen können. Die Holzart Beilschmiedia tawa ist nur eine unter vielen tropischen und subtropischen Holzarten, die sich für derartige Untersuchungen eignen. Es bleibt zu hoffen, daß durch enge Zusammenarbeit mit Forschungsstellen in aller Welt die hier begonnenen Arbeiten erfolgreich fortgeführt werden können.

     

Orientierende Untersuchungen über den Einfluβ der Fruchtfolge auf die Vermehrung von Erbsenschädlingender Fruchtfolge auf die Vermehrung von Erbsenschädlingen

Diskussion und Zusammenfassung Die Untersuchungsergebnisse zeigen sehr unterschiedliche Auswirkungen des Daueranbaues der Erbsen auf die an ihnen lebenden Schälinge.S. lineata vermehrt sich auf im Daueranbau befindlichen Erbsenparzellen stets schlechter als auf den erstmalig mit dieser Fruch bestellten. Die Populationsdichte von Thysanopteren ist weitgehend unabhä ngig von der Dauer des Erbsenanbaues, wobei sehr auffallend ist, daß es trotz einer mit steigender Anbaudauer zunehmenden Verringerung der Pflanzensubstanz zu keiner Zunahme der Thripsschäden kommt. Lediglich beiC. pisi steigt die Larvendichte mit der Anbaudauer ihrer Wirtspflanze, aber auch bei dieser Art war auf der Parzelle mit dem längsten Erbsenanbau ebenfalls ein Rückgang der Dichte festzustellen. Über die Ursachen der unterschiedlichen Auswirkungen können vorerst keine Aussagen gemacht werden. Als Ansatzpunkte zu einer Klä rung könnten beiS. lineata die Beziehungen zwischen Larvenentwicklung und Knöllchenbesatz unter Berücksichtigung des Auftretens von Mykosen an diesem Schädling, bei Thysanopteren die Aufklärung des Artenspektrums insbesondere bezüglich des Vorkommens räuberischer Arten und beiC. pisi eine genaue Untersuchung der Verhältnisse auf Flächen mit sehr langem Erbsenanbau dienen. Unabhängig von de Lü cken in unseren Kenntnissen über die Ursachen der ermittelten Tatbestände bleibt die Feststellung, daß auch im Erbsenanbau Fruchfolgefehler keineswegs grundsätzlich zu Massenvermehrungen der an dieser Kulturpflanze lebenden phystophagen Insekten führen, oder anders ausgedrückt, die Fruchtfolge auch bei Erbsen nicht unbedingt als eine Methode zur Unterdrückung von Massenvermehrungen schädlicher Insekten angesehen werden kann. nt[mis|Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr. E. Schimitschek zum 70. Geburtstag gewidmet.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die Unterstützung der Arbeiten, der Fa. van. Waveren für die kostenlose Überlassung des Saatgutes.     

Some studies on the shrinkage behaviour of wood

Summary Shrinkage observed on small clear specimens in radial and tangential directions and volumetric shrinkage obtained under the evaluation of physical and mechanical properties of wood have been analysed with reference to specific gravity and fibre-saturation point (FSP). It is observed that tangential shrinkage is 1.4 to 3 times that of radial shrinkage. The difference between FSP in radial and tangential direction is not so predominant; it is possibly governed by variation in specific gravity of the wood substance. The volumetric shrinkage is noted to be approximately equal to the sum of radial and tangential shrinkages. Shrinkage is found to depend on both the specific gravity of wood and FSP. Unlike Stamm's theory, their effect is found to be additive. The effect of specific gravity is found to be more than the effect of FSP.

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Zusammenfassung Die Radial- und Tangentialschwindung kleiner fehlerfreier Proben sowie die Volumenschwindung, die während der Bestimmung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften der betreffenden Hölzer beobachtet werden konnten, wurden hinsichtlich ihres Zusammenhanges mit Dichte und Fasersättigungspunkt untersucht. Die Beobachtungen zeigten gegenüber der Radialschwindung eine 1,4... 3,0-fach größere Tangentialschwindung. Der Unterschied bei Erreichen des Fasersättigungspunktes in radialer und tangentialer Richtung ist nicht so auffällig; möglicherweise wird er überwiegend von der Dichte der Holzsubstanz bestimmt. Es konnte weiterhin festgestellt werden, daß die Volumenschwindung etwa gleich der Summe aus Tangential- und Radialschwindung ist und sowohl von der Dichte der Holzart als auch vom Fasersättigungspunkt abhängt. Entgegen der Theorie von A. J. Stamm wurde deren Wechselwirkung als additiv erkannt, wobei der Anteil der Dichte etwas größer als derjenige des Fasersättigungspunktes sein dürfte.

     

Anwendung von Pflanzenschutzmitteln und Bienenschutz

Zusammenfassung 1. Voraussetzung für die Beurteilung der Bienengefährlichkeit von Pflanzenschutzstoffen ist die Kenntnis der Giftwerte.2. Für die Kennzeichnung der Bienentoxizität chemischer Stoffe ist sowohl die Ermittlung der Magen- als auch der Kontaktgiftwirkung nötig.3. Für die wichtigsten Pflanzenschutzmittel und Wirkstoffe wurden die ED₅₀- Werte sowohl für perorale Aufnahme als auch für Kontaktgiftwirkung ermittelt und angegeben.4. Es wird vorgeschlagen, als Kriterium für die Bienengefährlichkeit von Pflanzenschutzmitteln den Gefahrensummenindex zu verwenden, in dem die Aufwandmengen des Stoffes, die per os - Wirkung und die Kontaktgiftwirkung berücksichtigt erscheinen.5. Weiter wird vorgeschlagen, folgende dreiteilige Differenzierung der Pflanzenschutzmittel hinsichtlich ihrer Bienengefährlichkeit vorzunehmen:Bienengefährliche Stoffe mit einer Dezimierung von mindestens 5% der Flugbienen,minder bienengefährliche Stoffe mit einer Dezimierung von mindestens 1,2–5% der Flugbienen,bienenungefährliche Stoffe mit einer Dezimierung von weniger als 1,2% der Flugbienen.6. Die bienengefährlichen Pflanzenschutzmittel müssen von Bienen unbedingt ferngehalten werden, daher sind nicht nur Behandlungen mit diesen Mitteln in die Blüte verboten, sondern es muß auch bei der Verwendung während der Flugzeit mit Vorsicht vorgegangen werden, wenn das behandelte Areal in Stocknähe oder in der Fluglinie liegt. Behandlungen mit diesen Mitteln müssen daher möglichst außerhalb der Flugzeit erfolgen, wenn Gefahr besteht, daß die Bienen von den Produkten getroffen werden.Die minder bienengefährlichen Produkte dürfen ebenfalls auf blühende, von Bienen beflogene Bestände nicht appliziert werden. Ansonsten sind während der Flugzeit der Bienen keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen bei Verwendung dieser Mittel nötig.Die bienenungefährlichen Mittel schließlich erfordern keinerlei Vorsichtsmaßnahmen hinsichtlich des Bienenschutzes.7. Die Gegenüberstellung der Gefahrensummenindizes und der Ergebnisse von Freilandversuchen ergaben, daß Produkte mit einem Gefahrensummenindex unter 1 keinesfalls zu den bienengefährlichen Produkten zu zählen sind und daß anderseits ein Gefahrensummenindex von mehr als 15 den betreffenden Stoff einwandfrei als bienengefährlich zu beurteilen gestattet.8. Besonders bemerkenswert ist die Bienenungefährlichkeit der Phosphorsäureesterprodukte Hoe 2706 und Phenkapton sowie die mindere Bienengefährlichkeit der Phosphorsäureester Dipterex, Ekatin, Systox und Pestox. Die vielfach umstrittene mindere Bienengefährlichkeit von DDT wurde in zahlreichen Versuchen erhärtet und wird auch durch den niederen Gefahrensummenindex bestätigt. Das neue Fungizid Brestan erwies sich als bienenungefährlich.     

Über den Einfluß der Herbizide Paraquat und Simazin auf die Fauna forstlich genutzter Böden

Zusammenfassung In zwei Feldversuchen zeigte Simazin sehr unterschiedliche Wirkungen auf die Bodenfauna. In einem langfristig weitgehend unkrautfrei gehaltenen Pflanzgarten zeigte sich bei Überdosierungen ein deutlich hemmender Einfluß auf einige Bodentiergruppen. Auf einer grasüberwachsenen Fichtenkultur wurde dagegen auf der simazinbehandelten Fläche eher eine Förderung der Bodentierwelt beobachtet. Es wird hierbei vermuter, daß im ersten Fall der Mangel im zweiten Fall der reichliche Anfall an verrottbarem organischem Material von großem Einfluß war und die Ausgangssituation bzw. die Behandlung der Vergleichsflächen für das Ergebnis von wesentlicher Bedeutung war. Praktisch gelingt es auch bei intensivem Jäten nicht, Kontrollflächen genauso gründlich und nachhaltig unkrautfrei zu halten, wie dies mit geeigneten Herbiziden möglich ist. Der bewuchs der Flächen hat jedoch Rückwirkungen auf die Nahrungsbasis der Bodentiere, das Bodenklima und die Bodenstruktur. Insofern standen hier wohl eher ökologische als toxikologische Nebenwirkungen der Herbizide im Vordergrund.Laboruntersuchungen zeigten, daß die beiden Herbizide in höherer Dosierung die Überlebensdauer von hungernden Hornmilben beeinträchtigen könne. Allerdings dürften hier wirksame Konzentrationen von 0,1% und höher in der Bodenlösung für längere Zeit kaum erreicht werden. Zudem könnte bei den Labortestversuchen die keimhemmende Wirkung von Simazin eine Rolle spielen. Dagegen zeigten alle Mittel in relativ hohen Konzentrationen keinen Einfluß auf die Bodenatmung.Die offenen Fragen, insbesondere über den unmittelbaren Einfluß von Pflanzenschutzmitteln auf die Bodenfauna, bedürfen einer eingehenderen Untersuchung mit verfeinerten Methoden.

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The influence of the herbicides Paraquat and Simazin on the fauna in forest soils

Side-effects of the weedkillers Gramoxon and Simazin on the soil fauna were studied in two forest sites. For comparative purposes, the insecticide Toxaphen (M 5055) was used in some experiments. Simazin had a negativ influence on the number of nematodes, mites (Cryptostigmata) and Collembola in a nursery with low volume of weed growth. The application of this herbicide, nevertheless, had an adverse effect in a forest plantation showing dense grass cover. It is proposed that the different amount of organic decay was an important factor in both field trials.In Lab tests the survival rate of moss-mites was markedly reduced through the application of pesticides in concentrations ranging from 0.1% to 1.6%. However, the CO₂-respiration of 20 ccm soil samples was not reduced when 2mg Simazin, 2 l Gramoxon and 2 l Toxaphen was applied.

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Die vorliegende Arbeit wurde mit Unterstützung der Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung durchgeführt (GSF). Herrn Prof. Dr.P. Schütt und seinen Mitarbeitern vom Forstbotanischen Institut, München, danken wir für die Unterstützung bei den Freilandarbeiten. Ferner danken wir FrauB. Weber und HerrnH. Sommer für die Mithilfe bei der Bearbeitung des Materials.     

?kologische und waldbauliche Beobachtungen und Untersuchungen an Larix leptolepis Gord. in ihrer Heimat

Während der Sommermonate 1960 konnte der Verfasser die Wälder Japans besuchen und besonders jene Waldgesellschaften studieren, an denen Larix leptolepis beteiligt ist. Die großzügige Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft ermöglichte die Reise; dafür sei geziemend gedankt. Die unterschiedlichen Standorte, die von der Japanlärche besiedelt werden, die mannigfaltigen Vergesellschaftungen, in denen sie vorkommt und die Verschiedenheiten der Ausformung und Leistung, die sie auszeichnen, ließen es erwünscht erscheinen, eine Reihe von Beständen aufzunchmen und zu analysieren.T. Hurukoshi führte diese mühevolle Aufgabe in den unerschlossenen Wäldern des Fuefuki-Tales und am Fuji-yama durch. Ohne seine bereitwillige und ausgezeichnete Mitarbeit wäre das Vorhaben nicht gelungen. Ihm sei aufrichtig und herzlich gedankt. Die Forstverwaltung der Präfektur Yamanashi förderte die Untersuchungen dankenswerterweise in jeder Beziehung. Des weiteren halfen zum Gelingen der ArbeitM. Ohmasa, o. Professor für Waldbau an der Universität Tokyo,S. Matsuo, Chief Liaison Branch der Staatsforstverwaltung, undK. Takahashi, Leiter des Waldbaureferates der Forstverwaltung der Präfektur Yamanashi, durch ihr reiches Wissen, ihren freundlichen Rat und ihre unermüdliche Betreuung. Auch ihnen sei vielmals Dank gesagt.Dem Umfang der Arbeit waren von vornherein Grenzen gesetzt, die sich aus der Kürze der verfügbaren Zeit und den vielfältigen Schwierigkeiten von Waldbesichtigungen und -aufnahmen in einem zerrissenen Bergland mit Monsumklima zwangsläufig ergaben. Das Ziel konnte daher nur sein, die japanischen Untersuchungen über die Baumart auszuwerten und ihre Ergebnisse durch eigene Beobachtungen und Aufnahmen abzurunden und zu ergänzen, um so einen Beitrag zum Verständnis der Ökologie und des waldbaulichen Verhaltens der Larix leptolepis zu leisten. Dies erscheint um so lohnender und dringlicher, als die Kenntnisse über diese Fragen bei uns erstaunlich gering blieben, obwohl die Bedeutung der Baumart im mitteleuropäischen Waldbau steigt, wie sich an ihrem zunehmenden Anbau abzeichnet.     

Movement of fluids in wood — Part I: Flow of fluids in wood

Summary The flow of fluids and diffusion through wood follow different laws and vary in effectiveness through different structures. For this reason this review has been divided into two parts, Part I covers flow of fluids and part II diffusion. The conclusions drawn here involve Part I only.Voids in wood vary in size from vessels in hardwoods, which are visible under very low magnification, down to spaces of molecular size. Voids in dry unbulked cell walls of wood cannot exceed a few per cent of the Volume. Reported findings of much higher values are in error due to the fact that the contained moisture and any bulking material in the cell walls was not taken into account. Only polar fluids can penetrate the cell walls where they are held in solid solution by an attractive force greater than that of wood for itself. Flow of this bound liquid through the cell walls is negligible compared to that through the permanent openings in the pit membranes. This fine pit structure controls the rate of flow of fluids through softwoods, the pressure drop occurring in the fiber cavities being negligible compared to that occurring across the pit membrane openings. In the case of hardwoods the pits share this resistance to flow with fine openings in tyloses in the vessels. Flow is 100 to 200 times greater in the fiber direction than transversely for softwoods under the same pressure because about that many more pits have to be traversed per unit distance. From various flow considerations the average effective pit membrane openings range from 10 to 200 millimicrons in radius, the smaller values being for impervious heartwood and the larger values for pervious sapwood.The rate of flow of fluids through wood is highly affected by the presence of air or other gases. Only when great precautions are taken to remove dissolved air can reproducable constant rates of flow be obtained. Considerably more pressure has to be applied to force a gas-liquid interface through wood than to cause flow of the liquid alone. The pressure to cause the first bubble of gas to appear through a liquid saturated specimen of wood as a result of displacement of the liquid can, together with the surface tension, be used to calculate the largest effective radius of all of the paths in parallel, where the effective radius is the smallest radius of each path in series. The maximum radius of the fiber cavities, the maximum effective radius of the pit membrane openings for passage through one pit in each path, and the approximate average maximum effective radius of the pit membrane openings for passage through a large number of pits in series can be calculated from displacement measurements on softwood cross sections varying from the thinnest possible sections to sections many fiber lengths thick. These values for a white cedar sapwood are 30 microns, 2 microns and 0.1 to 0.2 microns respectively. The latter values are 3 to 6 times the most probable pit membrane opening sizes obtained from measurements of the reduction in flow of humidified air through wood as a result of condensation occurring in the communicating openings. The combined data show that the most effective pit membrane openings may range from 0.01 to 2.0 m or more in radius. Considerable resistance to impregnation of wood is afforded by the small openings in resistant species due to the fact that the surface tension effect in the fine communicating openings has to be overcome. This is true even for the impregnation of dry wood, as vapor may condense ahead of the advance of liquid. In order to avoid these surface tension effects, gas phase treatments should be tried.Movement of free water in the drying of water saturated wood is restriced to [1] movement created by an internal hydrostatic head resulting from heating above the boiling point of water or to [2] drying of completely watersaturated wood under conditions such that the drying tension set up in the largest pit membrane opening of a fiber exceeds the proportional limit in compression perpendicular to the grain of the fiber. In this case the fiber collapses as water flows under tension from the fiber cavity. When the resistance to collapse exceeds the drying tension evaporation of water will occur from the largest pit opening and then recede into the fiber cavity. The wet line of the specimen will hence move inwards without internal loss of moisture above the wetline. A normal diffusion controlled drying gradient extends inwards to the fiber saturation point followed by an abrupt increase in moisture content to the original value.Usually the fiber cavities of wood contain some air in bubbles larger than the largest pit membrane openings. In this case free water moves under the drying tension without causing collapse due to the relief of internal stress because of the expansion of the air. Under these conditions the moisture distribution above the fiber-saturation point is a smooth continuation of the portion below the fiber-saturation point. This liquid movement of free water is not a diffusion, but it is controlled by the diffusion below the fiber-saturation point.It is thus evident that the movement of free liquids in wood is quite complex and affected by a number of different factors, the most important of which are to be considered in this paper.

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Zusammenfassung Die Strömung von Flüssigkeiten durch das Holz einerseits und die Diffusion andererseits folgen jeweils verschiedenen Gesetzen und unterscheiden sich in ihrer Auswirkung je nach dem betroffenen Teil des Holzgefüges. Die vorliegende Arbeit wurde deshalb in zwei Teilen abgefaßt. Der vorliegende Teil I behandelt die Strömung von Flüssigkeiten, Teil II die Diffusion. Die Ergebnisse des ersten Teiles können wie folgt zusammengefaßt werden.Die Hohlräume im Holz variieren in Form und Größe von großen Gefäßen in Laubhölzern, die man sehon bei geringen Vergrößerungen erkennen kann, bis hinab zu kleinsten Zwischenräumen von molekularer Größenordnung. Die Hohlräume in trockenem ungequollenem Holz können einen Anteil von weingen Prozent nicht überschreiten. Berichte über wesentlich höhere Werte sind insofern falsch, als hierbei die in den Zellwänden enthaltene Feuchtigkeit und sämtliche füllenden Stoffe nicht mit in Rechnung gestellt werden. Nur polare Flüssigkeiten können in die Zellwände eindringen, wo sie in fester Lösung durch eine Kraft festgehalten werden, die größer ist als die Kohäsionskraft im Holze selbst. Der Fluß dieser gebundenen Flüssigkeit durch die Zellwände ist vernachlässigbar gering im Vergleich zu dem, der ständig durch die Öffnungen der Tüpfelmembranen stattfindet. Diese Elemente des Tüpfelaufbaues regeln die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeiten in Weichhölzern, da der Druckabfall in den Faserhohlräumen im Vergleich zu demjenigen, der durch die Membranöffnungen bedingt wird, vernachlässigbar klein ist. Bei den Harthölzern teilen die Tüpfel diesen Strömungswiderstand zusammen mit feinen Öffnungen in den Thyllen, die sich in den Gefäßen befinden. Die Strömung ist in Längsrichtung 100 bis 200 mal größer als bei Weichhölzern in Querrichtung bei gleichem Druck, da bei diesen wesentlich mehr Tüpfel je Längeneinheit durchströmt werden müssen.Auf Grund verschiedener Beobachtungen läßt sich feststellen, daß die effektive mittlere Weite der Tüpfelmembranöffnungen einen Radius zwischen 10 und 200 m haben; die kleineren Werte gelten für das wenig durchlässige Kernholz, die größeren für das durchlässigere Splintholz.Der Flüssigkeitsstrom durch das Holz wird weiterhin in hohem Maße von der Gegenwart von Luft oder anderen Gasen beeinflußt. Nur unter Anwendung verhältnismäßig aufwendiger Vorkehrungen zur Entfernung der in Lösung gegangenen Luft ist es möglich, reproduzierbar gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeiten zu erhalten. Gegenüber einem reinen Flüssigkeitsstrom benötigt man für ein Flüssigkeits-Gasgemisch einen wesentlich höheren Druck, um es durch das Holz zu führen. Der Druck, der notwendig ist, um die erste Gasblase als Ergebnis einer Flüssigkeitsverdrängung in einem flüssigkeitsgesättigten Holz zu erzeugen, kann zusammen mit der Oberflächenspannung zur Berechnung des größten wirksamen Radius aller parallel laufenden Durchflußwege verwendet werden, wobei dieser wirksame Radius gleichzeitig auch der kleinste Radius aller in Serie, d. h. hintereinander liegenden Durchflußwege ist. Der größte Radius der Faserhohlräume, der größte wirksame Radius der Tüpfelmembranöffnungen für den Durchfluß durch einen Tüpfel jedes Durchflußweges und der mittlere größte wirksame Radius der Tüpfelmembranöffnungen für den Durchfluß durch eine größere Anzahl hintereinander liegender Tüpfel kann mit Hilfe von Verdrängungsmessungen an Weichholzquerschnitten, deren Dicke vom Mikrotomschnitt bis zum mehrere Faserlängen dicken Stück reicht, berechnet werden. Diese Dicken betragen für White cedar Splintholz 30 m, 2 m bzw. 0,1... 0,2 m. Die letztgenannten Zahlen sind das drei- bis sechsfache der am häufigsten auftretenden Größe der membranöffnungen, Sie wurden durch Messung des Abfalles der Durchflußmenge feuchter Luft durch Holz, der durch Kondensationserscheinungen in den zusammenhängenden Öffnungen zustande kam, ermittelt. Die errechneten Daten lassen erkennen, daß der Radius der am häufigsten auftretenden wirksamen Tüpfelmembranöffnungen zwischen 0,01 und 0,02 m liegt. Der große Widerstand gegen die Imprägneirung von Holz muß auf die sehr kleinen Membranöffnungen bei den schwer zu imprägnierenden Holzarten zurückgeführt werden, und zwar auf Grund der Tatsache, daß die Oberflächenspannung in den jeweiligen öffnungen der Feinstruktur überwunden werden muß. Dies gilt auch für die Imprägnierung von trockenem Holz, da die dampfförmige Phase schon vor der vordringenden Flüssigkeit kondensieren kann. Um also diese Oberflächenspannungseffekte zu umgehen, erscheint es sinnvoll, Behandlungsverfahren mit gasförmigen Mitteln zu entwickeln.Die Bewegung von freiem Wasser während der Trocknung wassergesättigten Holzes ist beschränkt 1. auf eine Bewegung, die durch ein inneres hydrostatisches Druckgefälle infolge der Erwärmung über den Siedepunkt des Wassers herbeigeführt wird, oder 2. auf die Trocknung von wassergesättigtem Holz unter der Bedingung, daß die Trocknungsspannung, die sich in der größten Tüpfelmembranöffnung einer Faser ausbildet, die Proportionalitätsgrenze für den Druck senkrecht zur Faserrichtung überschreitet. In diesem Falle kollabiert die Faser, da das Wasser unter Zugspannung aus dem Faserhohlraum ausfließt. Ist jedoch der Widerstand gegen den Zellkollaps größer als die Trocknungsspannung, so tritt an der größten Tüpfelöffnung Verdampfung ein und anschließend der Rückfluß in den Faserhohlraum. Die Feuchtigkeitszone in einer Holzprobe wird also in Richtung auf das Zentrum zu immer kleiner, ohne daß die Feuchtigkeit innerhalb der Zone selbst absinkt. Ein gewöhnliches diffusionsgesteuertes Feuchtigkeitsgefälle erstreckt sich nach innen bis zum Fasersättigungspunkt, gefolgt von einem plötzlichen Feuchtigkeitsanstieg bis zum Ausgangswert.Im Normalfalle enthalten aber die Faserhohlräume des Holzes einige Luftblasen, die größer sind als die größte Tüpfelmembranöffnung. Dabei fließt das freie Wasser unter der Trocknungsspannung ab, ohne daß ein Kollaps eintritt, da die innere Spannung auf Grund der Ausdehnung der Luft herabgemindert wird. Unter diesen Bedingungen bildet die Feuchtigkeitsverteilung oberhalb des Fasersättigungspunktes einen ziemlich glatten Übergang zu dem Teil unterhalb des Fasersättigungspunktes. Diese Art der Feuchtigkeitsbewegung des freien Wassers ist zwar keine Diffusion, aber sie wird durch die Diffusion unterhalb des Fasersättigungspunktes gesteuert. Aus all dem geht klar hervor, daß die Bewegung freier Flüssigkeiten in Holz sehr komplex ist und von einer ganzen Reihe verschiedener Faktoren beeinflußt wird, deren wichtigste hier besprochen werden sollen.

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Contribution from the School of Forestry, North Carolina Agricultural Experiment Station, Raleigh, North Carolina, published with the approval of the Director of Research as Paper No. 2141 of the Journal Series.     

Zur Frage der Gefährdung von Weidevich bei Anwendung der Flächenbehandlung gegen Feldmäuse (Microtus arvalis PALLAS) auf Grünland

Zusammenfassung Die in eigenen Versuchen ermittelten Minimum - Dosierungen von Toxaphen und Endrin bei der Flächenbehandlung gegen Feldmäuse (Microtus arvalis PALLAS) werden an Hand der von anderer Seite veröffentlichten Untersuchungen zur Toxizität der Wirkstoffe für Weidevieh diskutiert. Die vorliegenden Versuche mit Futter, das unmittelbar nach der Applikation der Wirkstoffe verabreicht wurde, lassen jedoch keine Rückschlüsse auf die Verhältnisse bei der Feldmaus-Flächenbegiftung zu. Denn bei der Durchführung dieses Verfahrens während der Vegetationsruhe werden die Wirkstoffe in der zwangsläufig gegebenen Wartezeit bis zur Wiederbeweidung abgebaut, so daß es kaum zur Bildung von bedenklichen Rückstandsmengen in Fleisch, Fett und Milch der Weidetiere kommen kann. Eine einmalige Flächenbehandlung gegen Feldmäuse auf Grünland mit den jetzt erreichten Minimal-Dosierungen, die eine weitere Annäherung an den insektiziden Bereich bedeuten, ist augenscheinlich in toxikologischer Hinsicht nicht anders zu bewerten als z. B. eine zweimalige Behandlung von Kulturpflanzen mit insektiziden Konzentrationen.     

Rückblick auf zehnjährige Bemühungen zur Erzeugung von gesundem Kartoffelpflanzgut

Zusammenfassung 1. Ein ausgedehnter Blattlausbeobachtungs- und -meldedienst liefert die Grundlagen, um Gebietsausscheidungen und die Festlegung der Stichtage für das Krautziehen bzw. Totspritzen (Frühernte) vornehmen zu können.2. Die Herkunftsprüfung mit Importsaatgut ermöglicht uns, die besten Herkünfte herauszufinden. Die Abgabe von Importsaatgut zwecks Weitervermehrung wird auf die besten und sichersten Bezugsquellen beschränkt.3. Vorkeimen sowie frühzeitige, gründliche Bereinigung bilden eine wichtige Voraussetzung zur Tiefhaltung des Virusbefalles im Nachbau.4. Die sogenannte Frühernte vermag den Gesundheitszustand der erzeugten Pflanzkartoffeln wesentlich zu verbessern. Vorkeimen der Knollen und angemessene Preise haben beigetragen, die Produktion frühgeernteter Ware stark auszuweiten.5. Die Einführung desIgel-Lange-Testes gestattet das zeitige Erkennen ungeeigneter Posten. Nach Überprüfung im Knollentest können Aberkennungen vor dem Verkauf mit großer Sicherheit vorgenommen werden.Zur Ergänzung sei hingewiesen auf: Braun, Die wichtigsten Krankheiten der Kartoffelknollen, 3. Aufl. 1958 (soeben erschienen) Verlag Paul Parey, Berlin und Hamburg, kart. 6,80 DM.     

Diffusion

Summary Diffusion can occur in a porous swelling material, such as wood, under three different types of gradients through different parts of the structure. Duffusion of a solute can occur under a concentration gradient through the microscopically visible solvent filled void structure, irrespective of whether the wood swells. When it does swell the wood, additional diffusion can occur through the bound part of the liquid. Diffusion of nonswelling gases and vapors is confined to the microscopically visible voids. It occurs under a vapor pressure gradient. Bound swelling liquids can diffuse through the cell walls under a bound liquid gradient. It is also possible for continuous vapor diffusion through the coarse capillary structure to occur in parallel with continuous bound liquid diffusion through the cell walls. The two may also be in series combination. This necessitates condensation of vapor on a cell wall after passing through the voids under a vapor pressure gradient followed by passage through the cell wall under a bound liquid gradient and re-evaporation into the next void.These complex combinations of diffusion paths under different motivating gradients have been theoretically analyzed on the basis of diffusion being analogous to electrical conduction where conductivities in parallel are additive and reciprocals of conductivities (resistances) in series are additive. It is thus possible to combine the cross sections and lengths of the different diffusion paths together with separately determined diffusion coefficients on simpler systems in parallel and series combination so as to obtain theoretical combined effective diffusion coefficients.All, or only part, of the six different structures shown in equation (6) may be involved in diffusion through wood. In the case of diffusion of a solute through wood saturated with a swelling solvent, all of the structures are effective. Solution of the equation for diffusion in the fiber direction shows that the fractional fiber cavity cross section almost entirely controls the rate, whereas in the transverse directions the rate is largely controlled by the communicating structure. This is in agreement with experimental diffusion and electrical conductivity measurements, which give diffusion coefficients relative to that of the solute in bulk solvent equal to the fractional fiber cavity cross-section, corrected for the taper of the fibers. The experimental diffusion coefficients, relative to that through the solvent in bulk in the transverse directions, ranged from 0.01...0.06 compared to the elctrical conductivity values of 0.02...0.033, and a theoretical value of 0.0445 over a similar range in specific gravities.Relative diffusion coefficients for the diffusion of a solute through wood saturated with a non-swelling solvent will be less due to the fact that the terms C _a , C _e and C _c in equation (6) will be zero. These same terms are also eliminated in the diffusion of gases and non-swelling vapors through wood. When all of the diffusion is considered to be free vapor diffusion, the theoretical values are about 30 times the experimental values for transverse diffusion of carbon dioxide, but only about twice for longitudinal diffusion. If the discrepancies are considered to be entirely due to hindered diffusion occurring through the pit membrane openings, hindered diffusion coefficients 1/40 and 1/30 of the free diffusion are obtained, due to the fact that many of the openings are smaller than the mean free path of the gas.Measurements of the continuous bound water diffusion in the wood substance have been made by filling the voids of the wood with a low fusion metal that expands slightly upon solidification. These values vary but slightly between species and are independent of the specific gravity of the wood, as the E values of equation (14) take the specific gravity into account. The values in the fiber direction are about twice those in the radial direction and three times those in the tangential direction. The diffusion coefficients increase with an increase in temperature in proportion to the vapor pressure of water. This indicates that bound water diffusion must be a molecular phenomenon involving many single molecular jumps rather than being a mass movement of liquid. This is similar to the previously observed diffusion of various bound liquids through polymers [Bagley, Long 1955]. Under conditions where the rate of movement is diffusion controlled, the diffusion coefficients also increase exponentially with an increase in moisture content.All of the possible paths through wood may be effective both for steady state and dynamic diffusion through wood. The general equation (6) becomes equation (17) which involves free vapor diffusion, hindered vapor diffusion, and bound water diffusion. The logarithm of the theoretically calculated diffusion coefficient varies inversely with the reciprocal of the absolute temperature for a given specific gravity, indicating that a constant activation energy is involved. Experimental diffusion coefficients calculated from moisture gradient, steady state and rate of drying data give values only slightly lower than the theoretical values when corrected to the same specific gravity. When the drying temperatures are corrected from oven temperatures to effective drying temperatures, the agreement is further improved. The fact that the experimental values determined by rate of drying are in quite good agreement with the steady state values, is a good indication that the rate measurements are diffusion controlled.The evidence here presented clearly indicates the complexity of fluid movement in wood and points out the areas in which further experimentation is desired.

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Zusammenfassung Diffusion tritt in einem porigen quellfähigen Material, wie z. B. Holz, auf, und zwar je nach Art des unterschiedlichen Materialgefüges mit drei verschiedenen Gradienten-Typen. Diffusion eines gelösten Stoffes kann aufgrund eines Konzentrationsgefälles durch die mikroskopisch sichtbaren, mit Lösung gefüllten Hohlräume des Gefüges hindrurch stattfinden, ohne Rücksicht darauf, ob die Lösung das Holz zum Quellen bringt. Bringt sie das Holz zum Quellen, so kann eine zusätzliche Diffusion durch den bis dahin gebundenen Teil der Flüssigkeit stattfinden. Die Diffusion nichtquellender Gase und Dämpfe ist auf die mikroskopisch sichtbaren Hohlräume beschränkt. Sie entsteht durch das Dampfdruckgefälle. Gebundene, quellende Flüssigkeiten können durch Zellwände diffundieren, wenn ein Gefälle gegen die gebundene Flüssigkeit entsteht. Ebenso besteht die Möglichkeit, daß eine kontinuierliche Dampfdiffusion durch die grobe Kapillarstruktur hindurch gleichzeitig mit einer kontinuierlichen Diffusion des gebundenen Flüssigkeitsanteils durch die Zellwand hindurch stattfindet. Beide Erscheinungen können auch in hintereinander folgender Kombination auftreten. Dies setz die Kondensation des Dampfes an der Zellwand nach Durchströmen eines Hohlraumes aufgrund eines Druckgefälles voraus, gefolgt vom Durchtritt durch die Zellwand aufgrund des Gefälles gegen den gebundenen Flüssigkeitsanteil und anschließende neuerliche Verdampfung in den nächsten Hohlraum hinein.Diese komplexen Kombinationen von Diffusionswegen bei jeweils unterschiedlichen Gefällebedingungen wurden analysiert unter der Annahme einer Analogie zwischen Diffusion und elektrischer Leitfähigkeit, wobei parallelgeschaltete Leitfähigkeiten als additiv und reziproke Leitfähigkeiten, d. h. Widerstände, hintereinandergeschaltet als ebenfalls additiv gelten. Es ist auf diese Weise möglich, Querschnitte und Längen der verschiedenen Diffusionswege zusammen mit gesondert bestimmten Diffusionskoeffizienten auf einfachere Systeme in Parallel-oder Serienanordnung zu übertragen, um dadurch theoretisch ermittelte, kombinierte, effektive Diffusionskoeffizienten zu erhalten.Bei der Diffusion durch Holz können entweder alle der sechs in Gl. (16) aufgeführten Konstanten oder nur ein Teil von ihnen beteiligt sein. Inden Fällen, bei denen ein gelöster Stoff durch Holz diffundiert, das mit einem quellenden Lösungsmittel gesättigt ist, sind alle Konstanten beteiligt. Die Auflösung der Gleichung für die Diffusion in Faserrichtung zeigt aber, daß der anteilige Querschnitt des Faserhohlraumes nahezu vollständig die Diffusionsgesch windigkeit bestimmt, wogegen bei der Diffusion in den Querrichtungen die Geschwindigkeit weitgehend durch die verbindenden Gefügeteile in dieser Richtung geregelt wird. Diese Erwägungen stehen in Übereinstimmung mit experimentellen Diffusions- und elektrischen Leitfähigkeits-messungen, aus denen sich Diffusionskoeffizienten errechnen lassen, die jenen entsprechen, die für die Diffusion eines gelösten Stoffes im reinen Lösungsmittel zutreffen, was dem anteiligen Querschnitt eines Faserhohlraumes, korrigiert hinsichtlich der spitz zulaufenden Faserenden, gleichzusetzen ist. Die experimentell ermittelten Diffusionskoeffizienten, entsprechend jenen für das reine Lösungsmittel und für Querdiffusion, bewegten sich zwischen 0,01 und 0,06, die elektrischen Leitfähigkeitszahlen liegen im Vergleich dazu zwischen 0,02 und 0,033; schließlich ergibt sich ein theoretischer Wert von 0,0445 für einen vergleichbaren Dichtebereich.Die entsprechenden Diffusionskoeffizienten für die Diffusion eines gelösten Stoffes durch Holz, das mit einem nichtquellenden Lösungsmittel gesättigt ist, liegen niedriger, weil die Konstanten C _a , C _e und C _c in Gl.(6) Null werden. Sie entfallen ebenso bei der Diffusion von Gasen und nichtquellenden Dämpfen durch Holz. Wird die gesamte Diffusion als freie Dampfdiffusion betrachtet, so erreichen die theoretischen Werte etwa das 30fache der experimentell ermittelten Werte für die Querdiffusion von Kohlendioxyd, allerdings nur das zweifache der experimentellen Werte für die Längsdiffusion. Sofern man sich entschließt, die eben erwähnten Unterschiede gänzlich auf die durch die Tüpfelmembranöffnungen behinderte Diffusion zurückzuführen, so erhält man Koeffizienten der behinderten Diffusion, die 1/40 und 1/30 der freien Diffusion betragen. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß viele der in Rechnung gestellten Öffnungen kleiner sind als der angenommene mittlere Durchtrittsquerschnitt. Messungen zur Diffusion des gebundenen Wassers in die Holzsubstanz wurden in der Weise durchgeführt, daß man die Hohlräume des Holzes mit einem leicht schmelzenden Metall füllte, das sich bei der Verfestigung nur sehr wenig ausdehnt. Die erhaltenen Werte schwanken nur wenig zwischen den einzelnen Holzarten und erweisen sich als unabhängig von der Dichte des Holzes, da die E-Werte der Gl. (14) die Dichte in Rechnung stellen. Die Diffusionswerte in Faserrichtung betragen etwa das zweifache jener in Radialrichtung und das dreifache jener in Tagentialrichtung. Die Diffusionskeoffizienten wachsen mit steigender Temperatur proportional zum Dampfdruck des Wassers an. Dies gibt einen Hinweis darauf, daß die Diffusion gebundenen Wassers eher den Charakter einer molekularen Erscheinung hat, die ihrerseits eine Reihe von einfachen molekularen Verbindungsschritten einschließt, als denjenigen der Bewegung einer Flüssigkeitsmasse. Diese Vorgänge besitzen also Ähnlichkeit mit der schon früher beobachteten und geschilderten Diffusion verschiedener gebundener Flüssigkeiten durch Polymere [Bagley, Long 1955]. Unter der Bedingung, daß die Bewegungsgesch windigkeit durch Diffusion gesteuert wird, wachsen die Diffusionskoeffizienten ebenfalls exponentiell mit dem Anstieg des Feuchtigkeitsgehaltes.Alle der möglichen Diffusionswege durch das Holz sind sowohl bei ruhender und dynamischer Diffusion wirksam. Die allgemeine Gleichung (6) wird zur Gl. (17), welche die freie Dampfdiffusion, die behinderte Dampfdiffusion und die Duffusion gebundenen Wassers einschließt. Der Logarithmus des theoretisch errechneten Diffusionskoeffizienten ändert sich im umgekehreten Sinne mit dem reziproken Wert der absoluten Temperature bei einer gegebenen Dichte, was darauf hinweist, daß an dem Vorgang eine konstante Aktivierungsenergie beteiligt ist. Experimentelle Diffusionskoeffizienten, die mit Hilfe des Feuchtigkeitsgefälles, des Fauchtigkeitsgleichgewichts und der Trocknungsgeschwindigkeit errechnet wurden, ergeben Werte, die nur wenig unter den theoretischen Werten liegen, soferndiese auf die gleiche Dichte korrigiert wurden. Korrigiert man ferner die Trocknungstemperturen, und zwar von den Kammertemperaturen auf die tatsächlichen Trocknungstemperaturen, so wird die Übereinstimmung der Werte nochmals verbessert. Die Tatsache, daß die experimentell mit Hilfe der Trocknungsgeschwindigkeit bestimmten Werte gut mit den Feuchtigkeits-Gleichgewichtswerten übereinstimmen, gibt einen deutlichen Hinweis darauf, daß die Messungen der Trocknungsgeschwindigkeit durch die Diffusion bestimmt sind.Die hier angegebenen Beweise zeigen ziemlich klar die Komplexität der Flüssigkeitsbewegung in Holz auf und lassen jene Gebiete erkennen, in denen weitere experimentelle Forschung sinnvoll erscheint.

     

Shear deflection of two species laminated wood beams

Summary In addition to the deflection due to pure bending in a beam, there is a shear force in all cases of non-uniform bending and a further deflection, due to shear stresses. This additional shear deflection usually is assumed to be negligible and is not considered in computing the total deflection of a beam. In the case of two-species laminated wood beams, due to the development of greater shear stresses, the percentage of shear deflection further increases and failure to take it into consideration may introduce errors of considerable magnitude in determining the distortion of the beam. It is shown here that the percentage of shear deflection can be considerable, approaching the amount due to pure bending. Furthermore it is shown that the magnitude of shear deflection depends on both the span to depth ratio of the beam and the elastic properties of the species involved. It increases as the effective span to depth ratio of the composite beam decreases and as the core ratio of pure modulus of elasticity to modulus of rigidity increases.

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Zusammenfassung Zu der Verformung eines Balkens unter reiner Biegung tritt bei der Einwirkung ungleichförmiger Biegekräfte eine zusätzliche Verformung, die durch eine Schubkraft und die daraus resultierenden Schubspannungen verursacht wird. Von dieser zusätzlichen Schubverformung nimmt man gewöhnlich an, daß sie vernachlässigt werden kann. Sie wird daher bei der Berechnung der Gesamtverformung eines Balkens nicht mit berücksichtigt. Im Falle von Schichtholzbalken aus zwei verschiedenen Holzarten erhöht sich der Anteil der Schubverformung, verursacht durch das Auftreten größerer Schubspannungen noch weiter, und die Vernachlässigung kann bei der Bestimmung der Gesamtformveränderung zu beträchtlichen Fehlern führen. Es wird gezeigt, daß der Anteil der Schubverformung hoch sein und sich der Größe der reinen Biegeverformung deutlich nähern kann. Es wird ferner nachgewiesen, daß die Größe der Schubverformung vom Verhältnis der Stützweite zur Dicke des Balkens und von den elastischen Eigenschaften der verwendeten Holzarten abhängt. Die Schubverformung erhöht sich, wenn das wirksame Verhältnis von Spannweite zu Dicke des Schichtholzbalkens ansteigt und wenn das Verhältnis zwischen reinem E-Modul und Schubmodul ansteigt.

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The experimental work of this study was conducted at the Yale School of Forestry in cooperation with the Office of Naval Research. Department of the Navy, under contract No. 609 (13), Project NR 330-001, Properties of Tropical Woods.     

Shrinkage properties of second-growth southern yellow pine

Summary Several factors which may affect the shrinkage of wood had been studied using loblolly pine (Pinus taeda L.). It was observed that volumetric, tangential and radial shrinkages decreased as the height increased. Longitudinal shrinkage increased with height. Only tangential shrinkage was significantly affected by the distance from the pith factor. All shrinkages were found to vary significantly according to cardinal directions. For the trees studied, lower volumetric, tangential and radial shrinkages were observed for specimens from the south side of the pith. Longitudinal shrinkage was noticeably higher in this direction.Although shrinkage of wood for any given specific gravity was found to vary somewhat with trees, it was, in general, significantly affected by specific gravity. Volumetric, tangential and radial shrinkages increased with increasing specific gravity. The opposite was true for longitudinal shrinkage. According to regression equations derived from this study, tangential, radial and longitudinal shrinkage values were not zero but 2.79–3.45, and 0.526 percent, respectively, at zero specific gravity. Above 0.72 specific gravity, radial shrinkage of the species studied was found to be greater than tangential shrinkage.The effect of growth rate (number of rings per inch) on shrinkage was found to be insignificant.

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Zusammenfassung Verschiedene, die Schwindung beeinflussende Faktoren wurden an Holz von Loblolly pine (Pinus taeda L.) untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Volumenschwindung, die tangentiale und die radiale Schwindung mit zunehmender Höhenlage der Proben im Stamm abnahmen, während die Längsschwindung größer wurde. Nur die tangentiale Schwindung wurde deutlich vom Abstand der Probe von der Markröhre beeinflußt. Es zeigte sich ferner, daß alle Schwindungswerte in Abhängigkeit von den Himmelsrichtungen beträchtlich schwankten. Bei den untersuchten Bäumen waren die Volumenschwindung, die tangentiale und die radiale Schwindung von Probestücken aus dem nach Süden liegenden Stammteil geringer, wogegen die Längsschwindung in dieser Richtung merklich größer war.Trotz gewisser Schwankungen von Stamm zu Stamm erwies sich die Schwindung deutlich von der Dichte abhängig. Die Volumenschwindung, die tangentiale und radiale Schwindung nahmen mit zunehmender Dichte ebenfalls zu, wohingegen die Längsschwindung abnahm. Die mit den erhaltenen Werten aufgestellten Regressionsgleichungen ergaben für die Tangential-, Radial- und Längsschwindung bei einer Dichte von 0 nicht ebenfalls 0, sondern 2,79%,-3,45% und 0,527%. Für Dichten über 0,72% wurde die radiale Schwindung der untersuchten Proben größer als die tangentiale.Die Wachstumsgeschwindigkeit (Anzahl der Jahrringe pro cm) hatte keinen signifikanten Einfluß auf die Schwindung.

     

The frictional behaviour of wood

Summary The work described was primarily concerned with determining the more important variables affecting friction between wood and steel, but friction between wood and non-ferrous materials including wood itself was also investigated briefly. Deviations from the classical laws of friction were of interest, the most significant being variation of friction coefficient with sliding speed. With an increase in sliding speed up to 4 m/sec the curves for highly polished steel showed undulations, but with unpolished surfaces there was a monotonic reduction, somewhat greater in wet wood than dry. Other important factors, interacting with sliding speed, were steel roughness and wood moisture content. Effects of load, nominal contact area and fibre direction were minor. The results appear to be adequately explained in terms of adhesion and lubrication.A world wide selection of species was tested, and it appears that the nature and amount of extractives in most woods is such that they have similar friction coefficients except on very smooth steel, and only a few greasy species, have significantly lower coefficients. For most air-dry wood in contact with unpolished steel, the coefficient decreases from a static value about 0.65 to a value about 0.4 at 4 m/sec. For wet wood, the corresponding values are about 0.7 and 0.15.Coefficients of friction between wood and wood were similar to those between wood and rough steel, and those between wood and other materials varied in a manner which may be related to strength of adhesion.

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Zusammenfassung Die ursprüngliche Zielsetzung der Arbeit, die Untersuchung der wesentlichen Einflußgrößen auf die Reibung zwischen Holz und Stahl wurde durch Einbeziehung von Nichteisen-Metallen und der Reibung zwischen Holz und Holz erwitert. Als bemerkenswert stellten sich die Abweichungen von den klassischen Reibungsgesetzen heraus, am auffallendsten die Änderung der Reibung mit der Vorschubgeschwindigkeit. Beim Anstieg der Vorschubgeschwindigkeit bis zu 4 m/s zeigten die Kurven für hochglanzpolierten Stahl Unstetigkeiten, während bei unpoliertem Stahl ein gleichförmiger Abfall eintrat, der bei nassem Holz etwas größer war als bei trockenem. Weitere wichtige Einflußgrößen waren Stahlart und Holzfeuchtigkeit. Die Wirkungen von Normaldruck, Kontaktfläche und Faserrichtung waren von untergeordneter Bedeutung. Die erzielten Ergebnisse lassen sich in etwa gleicher Weise durch Begriffe aus den Gebieten der Adhäsion oder der Schmierung beschreiben.Es wurde angestrebt, möglichst alle wichtigen Holzarten der Welt zu erfassen. Man kann sagen, daß die Inhaltsstoffe der meisten Hölzer nach Art und Menge zu ziemlich ähnlichen Reibungskoeffizienten führen, ausgenommen bei sehr glatten Stahlarten. Nur wenige fetthaltige Holzarten weisen deutlich niedrigere Reibungskoeffizienten auf. Für lufttrockenes Holz und unpolierten Stahl fällt der Koeffizient von 0,65 für Haftreibung auf 0,40 für gleitende Reibung bei 4 m/s Vorschubgeschwindigkeit. Bei nassem Holz lauten die entsprechenden Werte 0,70 und 0,15. Die Reibungskoeffizienten zwischen Holz und Holz waren ähnlich denen zwischen Holz und rauhem Stahl; diejenigen zwischen Holz und anderen Materialien variierten so, daß ein Zusammenhang mit den Adhäsionskräften anzunehmen ist.