BAUMWOLLE
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Baumwollpflanze Q.: Bock, D., MPIZ |
Botanische Merkmale
Genetische Heimat:
Aus Wildarten mit kurzen Samenfasern wurden im Verlaufe einer etwa 4.000-jährigen
Domestikation Typen selektiert, die ihre Urformen an Faserqualität und Faserlänge
um ein Vielfaches übertreffen. In Mittel- und Südamerika haben sich die beiden
wirtschaftlich bedeutendsten tetraploiden Kulturarten Gossypium hirsutum (Upland-Baumwolle)
und Gossypium vitifolium (Sea Island-Baumwolle mit 2-4 cm langen Samenhaaren
aus den diploiden afrikanisch-asiatischen und amerikanischen Wildarten entwickelt.
Als ältester Fund gelten auf 5.800 v. Chr. datierte Kapselfragmente in einer
Höhle im mexikanischen Tehuacán-Tal. In Pakistan wurden Baumwollgewebe und -schnüre
in einer ausgegrabenen Silbervase gefunden, datiert auf ca. 3.000 v. Chr. Verbreitet
war die Nutzung der Baumwolle auch von Ureinwohnern Nord- und Südamerikas, von
Chinesen und Ägyptern.
Bei ihren Eroberungszügen brachten Sarazenen und Araber die Baumwolle um ca.
1.000 n.Chr. nach Sizilien und Südspanien, also nach Europa. Hier spielte sie
sehr lange eine unbedeutende Rolle neben den Textilien aus Leinen, Wolle und
Seide. Bereits 1607 wurde Baumwolle als eine der ersten Kulturpflanzen in der
Kolonie Jamestown angepflanzt. Zu Beginn des 18. Jh. begann Nordamerika aus
indischem Saatgut Baumwolle systematisch anzubauen. 1753 wurde erstmals an der
Londoner Warenbörse Baumwolle aus Carolina angeboten.
Trotzdem nahm die Baumwolle im Welthandel weiterhin einen bescheidenen Platz
ein, denn die Gewinnung und Verarbeitung (v.a. Entkörnung) dieser Faser war
damals mühsame Handarbeit, der man auf den Plantagen der Neuen Welt durch einen
großen Einsatz von Negersklaven beizukommen suchte.
Die Mechanisierung leitete den Siegeszug der Baumwolle ein. James Hargreaves
konstruierte 1764 die erste Spinnmaschine mit mehreren Spindeln und benannte
sie nach seiner Tochter "Spinning Jenny". Edmund Cartwright erfand
1785 die erste Webmaschine. Als 1793 auch noch die Entkörnungsmaschinen
("gin") erfunden und die Baumwollfasern in Entkörnungs-(Egregier-)Anstalten
mechanisch von den Samen getrennt werden konnten, stieg die Produktion steil
an, Hand in Hand mit der Anzahl der Anzahl der Sklaven. Bevölkerungsanstieg,
Industrialisierung und Kolonisierung trugen ebenfalls zu ihrer Entwicklung zu
einer Weltwirtschaftspflanze bei. Gleiches gilt für ihre besonderen Eigenschaften
wie Festigkeit, Faserlänge, Spinnbarkeit und gute Anfärbbarkeit.
Für den Handel der Baumwolle wurde 1781 in New Orleans (USA) eine eigene
Börse gegründet. Fast gleichzeitig entstanden Baumwollbörsen
in den wichtigen Seehäfen New York, Liverpool und Bremen. Viele andere
Handelszentren der Welt folgten dem Beispiel. Um 1900 beherrschte Baumwolle
den Welttextilmarkt mit einem Anteil von 80 %. Baumwolle wird heute in rund
80 Ländern der Erde auf etwa 36 Mio ha Ackerfläche angebaut. Das entspricht
weniger als 1 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche der Welt.
Negativschlagzeilen macht der Baumwollanbau durch ökologisch unangepasste
Methoden, die vor allem in Zentralasien zu verheerenden Schaderscheinungen führen
(Aralsee-Syndrom).(Intlink)
Nicht nur die Fasern, auch die davon abgetrennten Baumwollsamen werden genutzt.
Dies gilt sowohl für die Samen selbst, wie auch für die an den Kernen
haftenden, nicht verspinnbaren Fäserchen (Linters).
Weltwirtschaftlich gesehen hat die Baumwolle für die Wirtschaften weniger
entwickelter Länder besonderes Gewicht.
Zu den aktuellen Zuchtzielen gehören die Anhebung des Faserertrages, die
Frühreife, die maschinelle Erntbarkeit, die Verbesserung der Resistenz
gegen Krankheiten und Schädlinge sowie die Qualitätsverbesserung hinsichtlich
Länge, Feinheit und Elastizität der Fasern. Daneben wird ein hoher
Ölgehalt und die Verminderung von Gossypol, einem giftigen Polyphenol im
Samen angestrebt.
Kernquellen:
Die Baumwolle (Cotton Service Büro Dieter Frank, Ffm)
http://www.mpiz-koeln.mpg.de/~pr/garten/schau/Gossypium/
Baumwolle.html (25.04.02)
Stich einer Spinning Jenny, T.E. Nicholson (1835) |
Zeichnung einer Version von Cartwrights mechanischem Webstuhl (power loom) |
Entkörnungsmaschine für Baumwolle (cotton gin) von Eli Whitney; Originalmodell aus dem frühen 19. Jh. |
Sklavenarbeiter
bei der Befüllung einer cotton gin. Die Mechanisierung des Entkörnungsvorganges |
"Upland Cotton" (1879) von Winslow Homer (1836-1910) |
Sklaven bei der Baumwollernte |
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Herrenhaus in den Südstaaten |
GESTALT DER BAUMWOLLPFLANZE:
Teile der Baumwollpflanze |
Baumwollblüte |
Baumwollsamen |
Geschlossene Baumwollkapseln |
Aufgesprungene Baumwollkapsel |
Keimung und Sämlingsentwicklung der Baumwollpflanze |
Wurzelentwicklung der Baumwollpflanze |
Wachstumsstadien |
Die Rohbaumwolle besteht zu etwa 94 % aus Zellulose und enthält darüber hinaus
kleine Mengen Wasser, Protein, Zucker, Mineralsalze usw.
Die Baumwollfasern sind einzellige Haare, die sich aus den äußeren Epidermiszellen
der Samenschale bilden. Sie sind bandartig abgeflacht, in sich schraubig verdreht
und besitzen eine meist kräftige Zellwand. Im Inneren der Faser befindet sich
ein als Lumen bezeichneter Hohlraum. Mikroskopisch betrachtet baut sich die
gewachsene Zellulosefaser der Baumwolle etwa wie ein Baumstamm mit seinen Jahresringen
auf, nur, dass es sich bei der Baumwolle um Tagesringe handelt. Man spricht
von einem schichtweisen und fibrillösen* Aufbau.
Die Farbe des Lintes ist bei Kultursorten weiß oder hellcreme bis gelblich,
in einigen Fällen auch braun oder rötlich.
Rohbaumwolle wird nach Faserlänge (Stapel), Gleichmäßigkeit, Feinheit, Farbe,
Reinheit, Griff, Festigkeit und Elastizität gehandelt. Hauptfehler sind: Unreinheit,
kurzer Stapel und hoher Gehalt an unreifen und schlecht entwickelten oder "toten"
Fasern.
Die Sorte "Sea Island" ist typisch für weiße Sorten, "Mako"
für cremefarbene.
Manche Sorten sind im Griff hart und rauh, andere dagegen seidig weich. Rohbaumwolle
wird farblich eingestuft in "weiß" (engl. white), "leicht gelblich"
(creamy), "leicht fleckig" (light spotted), "fleckig" (spotted)
und "gräulich" (light grey).
Wichtigster Qualitätsfaktor ist die Faserlänge. Die Stapellänge liegt i.a. zwischen
18 und 42 mm. Man unterscheidet 4 Faserlängengruppen:
| Bezeichnung | Faserlänge | Sorte/Beispiel |
| Kurzstapel | <26 mm | Bengal/Ostasien |
| Mittelstapel | 26-28 mm | Upland/USA |
| Langstapel | 29-34 mm | Mako/Ägypten |
| Extra-Langstapel | 35-55 mm | Lima/Peru Sea Island/USA |
Rund 90 % des weltweiten Baumwollaufkommens
fällt unter Kurz- und Mittelstapel, 7-8 % unter Lang- und 2-3 % unter Extra-Langstapel.
Qualitäten mit extralangem Stapel liefern vor allem Ägypten und Sudan, z.T.
auch Peru und die USA.
Die einzelne Baumwollfaser kann eine Breite von 12-45 Mikron (Tausendstelmillimeter)
haben. Die feinsten und längsten Baumwollfasern haben im Verhältnis zu ihrem
Querschnitt die größte Festigkeit, eine Eigenschaft, die für das Spinnen feinster
Garne sehr wertvoll ist. Zur Herstellung feiner Baumwollstoffe, wie z.B. hauchdünner
Batist, durchsichtiger Voile, seidigfließender Jersey und feinste Stickereien,
wird vor allem Baumwolle mit langem und extralangem Stapel verwendet, die entsprechend
teuer ist.
Die Feinheit der Baumwollfaser, zusammen mit ihren korkenzieherartigen Windungen
im Faserverlauf machen sie sehr geeignet für die Verspinnung.
Wertvolle Baumfasern haben einen seidigen Glanz, wohingegen die meisten Sorten
eher matt sind.
Die Baumwollfaser lässt sich 8-10 % dehnen, und dies sowohl im trockenen wie
im nassen Zustand. Es ist eine auffallende Eigenschaft der Baumwolle, dass ihre
Nassfestigkeit noch höher ist, als die Trockenfestigkeit. Deshalb ist Baumwolle
widerstandsfähig gegen jede Nassbehandlung (Kochen, Schleudern). Baumwolle ist
auch sehr saugfähig (hydrophil), was auf ihren oben beschriebenen Faseraufbau
zurückzuführen ist.
* fibrillös, abgeleitet von "Fibrillen" = feinste Fäserchen, aus denen
sich wiederum die Tagesringe der Baumwolle zusammensetzen
Quellen:
Die Baumwolle (Cotton Service Büro Dieter Frank, Ffm)
Der Weg der Baumwolle von der Faser zum Stoff (Bremer Baumwollbörse)
Franke (1994) a.a.O.
Die Samen sind dunkelbraun, birnenförmig, 5 bis 14 mm lang, 3 bis 6 (8) mm dick und ergeben ein Tausendkorngewicht von 80 bis 160 g. Zu ihren Inhaltsstoffen gehören 7 bis 12 % Wasser, 18 bis 25 % fettes Öl, 16 bis 20 % Eiweiß, 30 % Kohlenhydrate und 22 % Rohfaser. Bei der Verarbeitung fallen etwa 16 % Öl, 45 % Preßkuchen, 25 % Schalen und 8 % Linters an.
Pestizidflugzeug in Arkansas |
Konventionelle Bodenbearbeitung mit weitständigen Saatreihen und entsprechender Erosionsgefahr |
Dichtsaat mit Haferstroh als Ersosionsschutz (USA) |
Quellen:
Die Baumwolle (Cotton Service Büro Dieter Frank, Ffm)
Franke (1994) a.a.O.
Baumwollfeld in den USA Q.: Bock, D., MPIZ |
Herbizidresistente Baumwolle vor der Ernte |
Handpflücke |
Maschinelle Ernte in den USA |
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Baumwollernte in Texas (Verladevorgang) |
Baumwollzweig mit Bauschen weißer Samenhaare, dem Lint
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Entkörnungsanlage (USA) |
Baumwolle vor und nach der Entkörnung |
Klassifizierung von Baumwolle (USA) |
Baumwollverschiffung als Motiv einer 5.000-Francs Banknote aus Burundi (1997) |
Schädlinge
Die am häufigsten vorkommenden Baumwollschädlinge aus einer Vielzahl:|
Schädling |
Wirkung, allgemeine Information |
Bekämpfung, Vorbeugung |
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Baumwollkapselkäfer (Boll weevil, Anthonomus grandis) |
Rüsselkäfer, gehört zur Gruppe der Blütenstecher, ist weit verbreitet, wird vor allem durch den Baumwollnektar angelockt, zerstört Kapseln; Gelbfärbung der Knospen, vorzeitiges Öffnen der Kapseln, Bräunung der Fasern, Kapselfall |
Konfusionstechnik mit Gossyplure, Einsatz von Parasitoiden, Bekämpfung mit Pyrethroiden, regelmäßige Beseitigung von Unkraut |
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Erdflöhe (z.B. Podagrica puncticollis) |
Loch- und Fensterfraß an den Keimblättern; nesterweises Vertrocknen der Pflanzen | Saatgutbehandlung, Bekämpfung mit Kontaktinsektiziden, regelmäßige Unkrautbekämpfung, Wahl resistenter Sorten |
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Zikaden (z.B. Amrasca devastans) |
Saugschäden, fleckenweises Bräunen und Vertrocknen der Pflanzen (Zikadenbrand) | Saatgutbehandlung, Bekämpfung mit Kontaktinsektiziden, regelmäßige Unkrautbekämpfung, Wahl resistenter Sorten |
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Spinnmilben (z.B. Tetranychus) |
Weißsprenkelung durch Besaugen der Zellen | Saatgutbehandlung, Bekämpfung mit Systeminsektiziden, regelmäßige Unkrautbekämpfung, Wahl resistenter Sorten |
| Mottenschildläuse (speziell Bemisia tabaci) | Schaden durch Saugtätigkeit, Übertragung des leaf curl virus der Baumwolle, Ausscheidung von Honigtau (was zur Lintverschmutzung und Qualitätsminderung führt); erreichen 50-60 Tag nach Baumwollsaat ihren Populationshöhepunkt, | Saatgutbehandlung, Bekämpfung mit Systeminsektiziden, regelmäßige Unkrautbekämpfung, Wahl resistenter Sorten |
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Schmetterlingsraupen (z.B. Spodoptera exigua, Phycita infusella) |
Blattschäden | Vorhersageprogramme, Einsatz von Pyrethroiden, z.T. kombiniert mit Bacillus thuringiensis, ferner von Pathogenen und Eiparasiten |
| Baumwollkapselwürmer, bohrer (Raupen von z.B. Pectinophora gossypiella) |
Eindringen in Knospen und junge Kapseln; Vorkommen: Pectinophora gesamte Tropen, andere Arten mit artspezifischer Verbreitung |
Konfusionstechnik mit Gossyplure, Einsatz von Parasitoiden, Bekämpfung mit Pyrethroiden, regelmäßige Beseitigung von Unkraut |
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Baumwollwanzen (z.B. Dysdercus cardinalis, Oxycarenus hyalinipennis) |
Saugschäden an den ölhaltigen Samen, Ausscheiden von toxischem Speichel,
Folgen: Verkümmern junger Kapseln, vorzeitiger Kapselfall; Vorkommen: artspezifisch |
Insektizide wie Lindan |
Weitere Baumwollschädlinge:
Baumwollkapselkäfer |
Kapselwurm,Schadbild |
Baumwollkapselwurm, Motte und Larve |
Mottenschildläuse an Blattunterseite |
Mottenschildlaus |
Krankheiten
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Krankheit |
Verursacher, Wirkung |
Bekämpfung, Vorbeugung |
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Baumwollbakteriose |
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Resistenzzüchtung, Vernichtung von Ernterückständen, Fruchtfolgeplanung |
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Brennfleckenkrankheit (Anthraknose) |
Schlauchpilze |
Resistenzzüchtung, Vernichtung von Ernterückständen, Fruchtfolgeplanung |
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Wurzel- und Wurzelhalsfäule |
Bewirkt durch Fusarium solani, Botryodiplodia theobromae, Corticium rolfsii (Nebenfruchtform Sclerotium rolfsii), Macrophomina phaseolina, Bakterien der Gattung Pseudomonas (z.B. Pseudomonas solanacearum pv. Asiaticum) |
Fungizide, wie z.B. Carboxin, Captan und Mancozeb; Resistenzzüchtung, biologische Präparate |
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Stengelfäule |
Verursacht durch: Macrophomina phaseolina |
Wiederholte Spritzungen mit Carbendazim und Mancozeb |
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Welkekrankheit |
Eine der schwersten Baumwollkrankheiten; Verursacher: giftproduzierender Pilz, der durch die Wurzeln eindringt |
Resistenzzüchtung |
Biologisch:
Pestizideinsatz:
Anbauverfahren und Sortenwahl:
Spinnen
Bei der Garnherstellung in den Spinnereien werden für 30 kg Garn 35 kg Lint verarbeitet.
Handpflücke
und Spinnerei als Motiv einer |
Baumwollgarnspindeln |
Eine Variante zum klassischen Baumwoll-Spinnverfahren
stellt u.a. das OE-Rotorspinnverfahren dar, bei dem der Faden dadurch gebildet
wird, dass an das offene Ende des fertigen Fadenstücks weitere weitere Fasern
angesponnen werden.
Minderwertige Baumwollarten, Baumwollabgänge aus Spinnereien und Abfälle textiler
Flächengebilde (Baumwolllumpen) werden in der Zweizylinderspinnerei, der sog.
Baumwollabfallspinnerei, verarbeitet. Anwendung zur Herstellung rauer Streichgarne,
weichgedrehter Schußgarne (z.B. Barchentgarne) und Grobgarne.
Quelle: http://www.raumausstattung.de/Naturfasern.html
(29.04.2002)
Nach dem Spinnen folgt das Weben. Damit das Garn in den Webstühlen nicht reist,
werden sogenannte Schlichten verwendet: Ein Schutzfilm aus Stärke.
Damit auf die gewebten Stoffe gleichmäßig Farbstoffe aufgetragen werden können,
wird das Gewebe gewaschen und gebleicht. Erst nach der Bleichung werden Farbstofflösungen
aufgetragen.
Nach diesem Arbeitsgang wird die Baumwolle meistens mithilfe von zahlreichen
Chemikalien und viel Wasser veredelt. Dies bedeutet, dass sie gegen Verschmutzung
geschützt, desodoriert und filzfrei gemacht werden.
Bevorzugte Mischungspartner für Baumwolle sind Polyester (PES)-, Polyamid (PA)-,
und Viskose (CV)-Fasern. Durch die Möglichkeit der Fasermischung verbessert
man die Gebrauchswerteigenschaften, Strapazierfähigkeit, Pflegeleichtigkeit
etc. Gemischt wird aber auch, um Stoffe durch Effektgarne, Mehrkomponentenfärbung
etc. im Muster zu verändern. Üblich sind Standard-Mischungsverhältnisse 50/50
%, 67/33 % sowie 70/30 %. Fasermischungen erfolgen oftmals auch aus preislichen
Gründen
Produkte der Baumwollpflanze finden sich als Rohstoffe der Textilindustrie, ebenso wie als Rohstoffe der Nahrungs- und Futtermittelindustrie sowie der chemischen Industrie.
Der Textilbereich
Die Kuppelprodukte
Die Saatbaumwolle, so wie sie die Bauern ernten, besteht aus Baumwollfasern und Baumwollsaatkorn. Das Saatkorn, auch Baumwollsaat genannt, besteht aus Schale und Saatkern. Die zellulose- und ligninhaltige Schale hat lediglich Heizwert. Um die drei Rohprodukte (Fasern, Öl, Saatkuchen) aus der Rohbaumwolle zu gewinnen, sind drei Verarbeitungsgänge erforderlich:
Früher war der Samen nur ein Entsorgungsproblem
für die Baumwollfabriken; heute ist er ein wertvolles Nebenprodukt. In Ölmühlen
oder bereits in den Entkernungsbetrieben wird er vom Linters befreit. Der nackte
Samen wird dann aufgebrochen, der Kern entfernt. Durch Warmpressen (105 °C)
wird ein orangerotes Öl gewonnen, das nach dem Raffinieren geruch- und farblos
bis hellgelb ist und zwischen +4 °C und -6 °C erstarrt. Sein hoher Linolsäureanteil
macht es für die Margarineherstellung besonders wertvoll. Die dritte Pressung
ergibt ein nur technisch brauchbares Öl, das in der Kosmetik-, Seifen-
und Kerzenindustrie oder als Schmieröl Verwendung findet. Das Öl enthält ein
braunes, stark giftiges phenolisches Dialdehyd, das aus Harzdrüsen der Samen
stammende "Gossypol", welches sich jedoch durch Erhitzen oder mit
Chloroform beseitigen lässt (Speiseöl ist giftfrei).
Der anfallende Baumwollkuchen, der neben restlichem Fett über 40 % Rohprotein
und ca. 20 % N-freie Extraktstoffe enthält, dient der Fütterung. Bei der Verarbeitung
(Erhitzen, Vermahlen) wird der größte Teil des Gossypols, das zu 0,4 bis 2 %
in den Samen enthalten ist, durch Bindung an Proteine und Anbau entgiftet. Ein
Restgehalt kann jedoch für Schweine und Hühner unzuträglich sein. Bei Mensch
und Tieren mit Einfachmägen häuft sich das Gift an und löst Störungen im Blut,
an Herz, Lunge und Leber aus. Mehrmägige Wiederkäuer können es problemlos verwerten.
Neue Verfahren ermöglichen es, das aus dem Ölkuchen gewonnene und entgiftete
Baumwollsaatmehl auch für die menschliche Ernährung in Form von Proteinkonzentraten
verwertbar zu machen.
Der Bodensatz, der nach Raffinierung des Baumwollöles verbleibt, enthält Fettsäuren,
die industriell verwertet werden.
Die kurzfaserigen Linters dienen als Polstermaterial für Möbel und Autositze
und werden zu saugfähigen Putztüchern und vielen Celluloseprodukten – etwa zu
Rayon (Kunstseide), Kunststoffen, Lacken und rauchlosem Pulver für Granaten
und Patronen – verarbeitet. Die Samenschalen oder -hülsen dienen als Viehfutter.
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Entkörnungsbetrieb, |
DIE EIGENSCHAFTEN VON BAUMWOLLTEXTILIEN
Ein textiles Baumwollprodukt
Textmaterialien:
http://www.medicus.de/hautundhaar/kleidung/rohstoff.htm
http://www.geographiedidaktik.de/Untermat/Maikaal/indien.html
http://www.natur-co.de/info/bio_bw.htm
http://www.raumsausstattung.de/Naturfasern.html
Franke, Gunther (1994): Nutzpflanzen der Tropen und Subtropen, Bd. 2: Spezieller
Pflanzenbau - Getreide, Obst, Faserpflanzen. Stuttgart
Franke, Wolfgang (1992): Nutzpflanzenkunde: Nutzbare Gewächse der gemäßigten
Breiten, Subtropen und Tropen. Stuttgart und New York
Microsoft Encarta Professional 2002
Rouette, H.K. (1995): Lexikon für Textilveredlung. Dülmen
Weber, Carina und Parusel, Dagmar (1995): Zum Beispiel Baumwolle. Göttingen
Bildmaterialien:
http://www.monsanto.de
http://www.geographiedidaktik.de/Untermat/Maikaal/indien.html
http://www.agenda-fototext.de
http://digilander.libero.it/captainpeter/home1/de/banknoten31.html
http://www.ars.usda.gov/is/graphics/photos/apr02/k9848-1.htm
http://www.fu-berlin.de/fun/5-95/w1.htm
http://www.i-s-b.org/broschuere/_produkt/herbpla.htm
http://www.hagebau.de/vier_waende/_naturbaustoffe.htm
http://entweb.clemson.edu/cuentres/_cesheets/cotton
http://entowww.tamu.edu/extension/bulletins/b-933.html
http://www.mpiz-koeln.mpg.de
http://www.hnoc.org/fabric.htm