Arbeitsblatt: Baumwolle Infos aus Wikipedia

Die Baumwolle Baumwolle Gossypium barbadense Die Baumwollpflanze oder Baumwolle ist eine Gattung aus der Familie der Malvengewächse (Malvaceae). Aus den Samenhaaren der Sträucher wird die Naturfaser Baumwolle gewonnen. Die Samen der Baumwollpflanze sind giftig, sie enthalten bis zu 1,5 Gossypol. Arten Es gibt viele Wildarten, aber für den industriellen Anbau sind nur die Kulturbaumwollarten von Bedeutung. Das sind vier Arten, wobei zwei Arten aus der Alten Welt und zwei Arten aus der Neuen Welt stammen. In der Textilindustrie und -verarbeitung unterscheidet man die Baumwolle primär nach ihrer Stapellänge (Faserlänge). Je länger eine Baumwollfaser ist, umso hochwertiger wird sie eingestuft. Nach der Stapellänge können die genannten vier Arten in drei Kategorien eingeteilt werden. Die beste Qualität liefert mit einer Stapellänge von 32 mm G. barbadense (gebräuchliche Handelsnamen sind Ägyptische Mako-Baumwolle, Pima-Baumwolle und Sea Island Baumwolle), die etwa 8 der Weltproduktion ausmacht. Es folgen mit einer Stapellänge von 25 bis 30 mm und einem Anteil von 90 G. hirsutum (sog. Upland-Baumwolle) und G. arboreum und G. herbaceum, die eine kurze und grobe Faser ( 25 mm) liefern und etwa 2 der Welterzeugung ausmachen. Eigenschaften Baumwolle ist eine Naturfaser, die aus den Samenhaaren der Pflanzen der Gattung Baumwolle gewonnen wird. Der Samen bildet als Verlängerung seiner Epidermis längere Haare die als Lint bezeichnet werden und, 3-5 Tage nach der Blüte, sehr kurze Haare die Linter genannt werden. Nur die langen Fasern werden, meist zu dünnen Fäden gesponnen, für Textilien verwendet, während sich die Linter nur für Zelluloseprodukte eignen.[5] Verglichen mit Kunstfasern ist Baumwolle sehr saugfähig und kann bis zu 65 ihres Gewichtes an Wasser aufnehmen. Sind allerdings Gewebe aus Baumwolle einmal nass geworden, trocknen sie nur langsam. Zudem besitzt Baumwolle auch eine hohe Schmutz- und Ölaufnahmefähigkeit, ist aber auch in der Lage diese wieder abzugeben. Baumwollstoffe gelten als sehr hautfreundlich (sie „kratzen nicht) und haben ein äußerst geringes Allergiepotential. Diese Eigenschaften macht sie für die Textilindustrie interessant. Die äußere Form der Baumwollfasern ist flach und verdreht und schleifenähnlich. Die Farbe der Fasern variiert von cremig-weiß bis zu schmutzig-grau, abhängig vom Herstellungs- bzw. Aufbereitungsprozess. Baumwolle ist nicht wasserlöslich und in feuchtem oder nassen Zustand reißfester als in trockenem. Die Festigkeiten und Steifigkeiten der Baumwollfaser sind geringer, als die der Bastfaser, wobei die Dehnfähigkeit deutlich höher ist. Die Fasern sind alkali- jedoch nicht säurebeständig. Baumwolle ist anfällig für den Befall durch Mikroorganismen, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Motten und anderen Insekten ist jedoch recht hoch. Baumwolle ist leicht entflammbar, kann aber gekocht und sterilisiert werden. Verwendung Der Hauptanwendungsbereich für Baumwolle ist eindeutig die Textilindustrie. Mit einem Mengenanteil von etwa 33 an der weltweiten Produktion von Textilfasern (einschließlich anderen Naturfasern und Chemiefasern) und einem Mengenanteil von etwa 75 an den Naturfasern ist Baumwolle die mit Abstand am häufigsten eingesetzte Naturfaser für Heim- und Bekleidungstextilien. Außer in der Textilindustrie finden Baumwollfasern aber auch in vielen anderen Bereichen Verwendung, beispielsweise als Verbandsmaterial in der Medizin, bei Kosmetik und Hygiene als Watte oder Wattestäbchen. Fischernetze, Seile und Taue bestehen häufig ganz oder teilweise aus Baumwollfasern, ebenso Zelte, Planen und Persennings. Früher wurden auch Feuerwehrschläuche aus Baumwolle gefertigt. Baumwolle findet bei der Herstellung von einigen Papiersorten, von Zellulose, Kaffeefiltern und Bucheinbänden Verwendung. Baumwolle wird auch als Verstärkungsfaser für naturfaserverstärkte Kunststoffe eingesetzt. Haupteinsatzgebiet hierfür sind duroplastische Verbundwerkstoffe v.a. für LKW-Fahrerkabinen. Durch ihre hohe Dehnfähigkeit ermöglicht die Beimischung von Baumwollfasern zu anderen Naturfasern eine deutliche Verbesserung der Schlagzähigkeit dieser Werkstoffe. In Form von Nitrocellulose dient Baumwolle bei der Herstellung von Munition und Sprengstoff. Das Öl aus den Baumwollsamen kann im raffinierten Zustand als Speiseöl oder Brennstoff genutzt werden und ist ein Grundstoff in der kosmetischen Industrie. Der nach dem Auspressen des Öls verbleibende Ölkuchen dient häufig als eiweißreiches Viehfutter, wird jedoch aufgrund seines hohen Gossypolgehalts nur an ausgewachsene Wiederkäuer verfüttert. Die Samen können zu ca. 20% Öl und 50% Baumwollsamenkuchen gepresst werden. Schalen bilden den Rest. Baumwollsamen galten in den USA früher auch als Hausmittel, um einen Schwangerschaftsabbruch herbeizuführen. Etymologie Der Name „Baumwolle leitet sich von den Büscheln langer Fasern in den Früchten der Baumwollpflanze ab, die die Ausbreitung der Pflanzensamen über größere Distanzen ermöglichen. Allerdings ist die Baumwollpflanze trotz des Namens kein Baum, sondern eine Staude. Viele Pflanzensamen tragen solche Samenhaare (auch Samenwolle), doch nur die der Baumwollpflanze werden zur Textilherstellung verwendet. Wie die tierischen Wollhaare dienen diese Pflanzenfasern als Grundlage zur Herstellung von Fäden und Stoffen. Geschichte Baumwolle wird seit Jahrtausenden zur Herstellung leichter Kleidung vor allem in tropisch-subtropischen Regionen verwendet. Einige Quellen behaupten, dass schon die Ägypter ca. 12.000 v. Chr. mit Baumwolle gearbeitet hätten. In Babylon wurde Baumwolle als Weißes Gold bezeichnet. In mexikanischen Höhlen wurden Baumwollkleider gefunden, die etwa 7.000 Jahre alt sind. Die älteste Aufzeichnung über Baumwolle stammt aus Indien. Sie wird hier seit mehr als 3.000 Jahren angebaut und im Rigveda 1.500 v. Chr. erwähnt. Tausend Jahre später schrieb der griechische Historiker Herodot über indische Baumwolle: „Es gibt wild wachsende Bäume, aus deren Frucht man eine Wolle gewinnen kann, die die Schönheit und Qualität der Schafwolle weit übertrifft. Die Inder machen aus dieser Baumwolle ihre Kleider. Aber auch das erste chinesische Papier bestand aus Baumwollfasern. Mit der Ausweitung des Fernhandels in der frühen Neuzeit verdrängte die Baumwolle auch in Nord- und Mitteleuropa zunehmend Leinen (Flachs) und Hanf für die meisten Anwendungsbereiche. Die indische Baumwollindustrie hatte ihre Glanzzeit während der britischen Industrierevolution nach der Erfindung der Spinning Jenny im Jahre 1764, einer frühen Spinnmaschine mit mehreren Spindeln, und des Waterframe von Arkwright, die seit 1769 die kostengünstige Massenproduktion im Vereinigten Königreich ermöglichte. Im 20. Jahrhundert bekam die Baumwolle zunehmend Konkurrenz durch chemisch erzeugte Fasern. Insbesondere Polyesterfasern finden immer häufiger Verwendung: 2003/2004 wurden sie erstmals in größerer Menge verarbeitet als Baumwolle und drängten diese bei den Textilfasern somit auf den zweiten Rang ab. Vereinigte Staaten Afroamerikanische Sklaven beim Trocknen von Baumwolle (Edisto Island, South Carolina, ca. 1862/63) Die Baumwollproduktion in den Südstaaten der USA profitierte von der Erfindung der Egreniermaschine („Cotton Gin) im Jahr 1793. Langstapelige Sorten wie Sea Island Cotton waren dort in den Küstenregionen bereits vorher angebaut worden. Im hügeligen Binnenland gediehen dagegen nur kurzstapelige Sorten, die vor der Erfindung der Cotton Gin von den Sklaven nur für den persönlichen Bedarf angebaut worden waren, während ihr Anbau auf Plantagen bis dahin nicht profitabel gewesen wäre. Dies änderte sich am Ende des 18. Jahrhunderts, und bis ins 20. Jahrhundert hinein blieb kurzstapelige Baumwolle das wichtigste Exportgut des amerikanischen Südens, obwohl dort das Klima eigentlich etwas zu feucht und nicht heiß genug ist und es dadurch immer wieder zu Ernteausfällen durch Verrottung kam. Baumwolle wurde nun auch im Binnenland angebaut und verdrängte dort Tabak und Getreide. In der Dekade von 1790 bis 1800 stieg der jährliche Baumwollexport allein aus South Carolina von weniger als 10.000 auf mehr als 6 Mio. Pfund an. Die Sklaverei erreichte nach der Einführung des Baumwollanbaus eine größere Ausdehnung, als sie jemals zuvor – etwa beim Tabak- oder Reisanbau – erlangt hatte.[11] Seine größte Ausdehnung fand der Baumwollanbau im Black Belt, einer Region, die sich im 19. Jahrhundert von North Carolina bis Louisiana erstreckte. In dem Zeitraum von 1812 bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts wuchs die Baumwollproduktion in dieser Region von weniger als 300.000 Ballen pro Jahr auf 4 Mio. Ballen an.[12] Der Anbau der Baumwolle verlangte von den Sklaven während eines Großteil des Jahres beständige Arbeit und gewissenhafte Pflege. Frauen wurden auf den Plantagen ebenso wie Männer eingesetzt, die Pflanzer legten jedoch Wert auf junge Arbeitskräfte. Nach der Saat, die Ende März oder Anfang April erfolgte, mussten die Pflanzen laufend ausgedünnt und umgepflanzt werden, eine Tätigkeit, die die Sklaven fast den gesamten Sommer über in Anspruch nahm. Wenn diese Phase Ende Juli, Anfang August beendet war, setzten die Pflanzer ihre Sklaven vorübergehend auf Mais- und Erbsenfeldern ein. Im späten August begann das Baumwollpflücken, eine sehr eintönige und ermüdende Tätigkeit, die sich oftmals bis zum Ende des Jahres oder darüber hinaus hinzog. Unerfahrene Pflücker verletzten sich sehr leicht an den scharfkantigen Samenkapseln. Die letzten Arbeitsschritte waren das Trocknen, Entkernen und Verpacken der Baumwolle, die in Ballen ausgeliefert wurde; häufig folgten auch noch das Kämmen, Spinnen und Aufspulen. Anbau und Ökologie Maschinelle Ernte mit Baumwollernter und Module Builder in Texas Baumwollproduktion in Mali Als Staudenpflanze ist Baumwolle von Natur aus mehrjährig. Als Kulturpflanze belässt man sie in der Regel nur für ein Jahr auf dem Feld um den höchsten Ernteertrag zu erzielen. Nach der Ernte bzw. nach einer Frostperiode werden die Pflanzen dann meist abgeschlegelt und zur Gründüngung in den Boden eingearbeitet. In brennstoffarmen Regionen dienen die abgestorbenen Sträucher auch als Feuerholz. In der nördlichen Hemisphäre findet die Aussaat abhängig vom Standort zwischen Anfang Februar und Anfang Juni statt. Die Ernte erfolgt zwischen Oktober und Februar. Zwischen Aussaat und Ernte liegen rund acht bis neun Monate. Da die Baumwolle oft ungleichmäßig abreift, wird häufig mehrmals geerntet. Große Kulturflächen werden zumeist von Baumwollerntern maschinell abgeernet, bei kleinen Anbaufeldern und in weniger entwickelten Staaten erfolgt die Ernte oft noch mit der Hand. Manche Pflückmaschinen können nur laubfreie Pflanzen abernten, so muss entweder der erste Frost abgewartet oder chemische Entlaubungsmittel eingesetzt werden. Dies gilt insbesondere für die niedrig wachsenden windresistenten Sorten (storm proof cotton), die überwiegend in Texas angebaut werden. Baumwolle gedeiht gut auf schweren Böden und ist bezüglich dessen Nährstoffgehaltes nicht sehr anspruchsvoll. Wichtig ist aber eine ausreichende Wasserversorgung (600 mm bis 1200 mm während der Wachstumsperiode). In niederschlagsarmen Gebieten sind die Baumwollkulturen daher von künstlicher Bewässerung abhängig. Heute wird Baumwolle – als nachwachsender Rohstoff – auf allen fünf Kontinenten angebaut. Hierzu werden Baumwollpflanzen verwendet, die durch Züchtung oder neuerdings auch genetische Manipulation mehr Fasern produzieren als die Wildpflanze. Zu gentechnisch veränderter Baumwolle siehe Artikel transgene Baumwolle. Der Baumwollkapselkäfer (Anthonomus grandis) ist ein gefürchteter Baumwollschädling Die lange Wachstumszeit der Baumwolle erfordert nach der Ente eine rasche Feldbestellung und Neuaussaat. Daher ist der Anbau von Zwischenfrüchten zur Verbesserung der Bodenqualität und zur Unterdrückung von Unkräutern kaum möglich. Besonders auf großen Flächen wird Baumwolle oft ohne Fruchtwechsel mit anderen Nutzpflanzen angebaut. Infolge dieser Monokulturen ist die großflächige Baumwollproduktion stark von Pflanzenschutzmitteln abhängig. Baumwolle gilt als das landwirtschaftliche Produkt mit dem höchsten Einsatz an Chemikalien. Auf Baumwolle entfallen etwa 25 des weltweiten Insektizid- und 10 des Pestizidmarktes.[14] Daher gilt sie unter Umweltschutzaspekten als sehr bedenklich. Auch der Wasserverbrauch ist als sehr problematisch anzusehen. Besonders bekannt wurde in diesem Zusammenhang der Aralsee, der seit den späten 1960er Jahren stark an Wasser verloren hat, da eine große Menge Wasser zu Bewässerungszwecken für den Baumwollanbau abgezweigt wird, bevor es den See erreichen kann. Dies führte zu einer weitreichenden Versalzung. Einige Baumwollbauern setzen auf ökologischen Anbau, so dass es heute auch BioBaumwollprodukte auf dem Markt gibt. Bio-Baumwolle hält mit ca. 60.000 Weltproduktion einen Anteil von nur 0,2 des Weltmarktes. [15] Demgegenüber ist der kleinflächige Anbau von Baumwolle in Entwicklungsländern ein wesentlicher Bestandteil der jeweiligen Volkswirtschaften. Diese neben Mais als so genannte „Cash Crop angebaute Baumwolle hilft den einzelnen Bauern, ein Einkommen zu erwirtschaften. Gewöhnlich erfolgt dieser Anbau auf Flächen bis zu 2 ha ohne nennenswerten Einsatz von Agrarchemikalien und ohne jegliche künstliche Bewässerung, so dass die Ernteerträge vom Niederschlag abhängen. Da jedoch Baumwolle im Gegensatz zu Mais erheblich widerstandsfähiger gegen längere Dürreperioden ist, sichert der Baumwollanbau die Lebensgrundlage vieler Bauern in Entwicklungsländern. In Indien hat sich die Lage der Kleinbauern in den letzten Jahren jedoch verschlechtert. Während traditionelles Saatgut aufgrund der Marktkonzentration praktisch nicht mehr verfügbar ist, erfordern die gentechnisch veränderten Pflanzen aufwändigere Bewässerung und sind anfälliger gegen Krankheiten wie Rhizoctonia. Es kommt teilweise zu massiven Ernteausfällen und Missernten. Das gentechnisch veränderte Saatgut kostet ein Vielfaches des traditionellen Saatgutes, und aus lizenzrechtlichen Gründen darf aus den patentierten Baumwollpflanzen kein Saatgut gewonnen werden. Seit der Einführung gentechnisch veränderter Baumwolle in Indien ist die Suizidrate unter den Baumwoll-anbauenden Kleinbauern dramatisch gestiegen, weil viele ihre Schulden nicht mehr begleichen können.[16][17][18] Die weltweit bedeutendsten Baumwollproduzenten sind die Volksrepublik China, Indien, die USA, und Pakistan. In Europa ist Griechenland das einzige Land mit einer nennenswerten Produktion (Platz 10 der Weltrangliste) – die Türkei wird hier zu den asiatischen Nationen gezählt, da die Hauptanbauflächen in Asien liegen. Baumwolle und Klima Baumwollanbau trägt insbesondere durch den hohen Verbrauch an Mineraldünger und Pestiziden erheblich zum weltweiten Kohlendioxid-Ausstoß bei. Durch die Herstellung eines Baumwoll-T-Shirts entstehen 7–9 kg CO2.[19] Produktionsvolumen 2008/2009 Verarbeitete Baumwolle als Sofabezug 2008/2009 wurden weltweit insgesamt 24.574 Baumwolle produziert (nur Lint ohne Linter, s.o.), die sich wie folgt auf die verschiedenen Anbauregionen und Länder verteilen: Die größten Baumwollproduzenten (2008/09)[20] Produktion Rang Land Anteil (in Tsd. t) 1 China 7.947 32,34 2 Indien 5.443 22,15 3 USA 2.945 11,99 4 Pakistan 1.960 7,97 5 Brasilien 1.361 5,54 6 Usbekistan 1.110 4,52 8 Türkei 501 2,04 9 Australien 283 1,15 13 Turkmenistan 283 1,15 10 Griechenland 240 0,97 11 Syrien 207 0,84 11 Argentinien 201 0,82 11 Burkina Faso 185 0,75 11 Mexiko 148 0,60 12 Ägypten 125 0,51 Sonstige 2 0,07 Welt 24.574 100,00