13.01.2015

Frostschutz bei Erdbeeren

Mit Vlies abgedeckte Erdbeeren.
Foto: Entrop

von Dr. Dirk Köpcke, Obstbauversuchsanstalt Jork 

Die zurückliegenden Jahre haben gezeigt, wie wichtig ein effektiver Frostschutz ist. Während durch z.B. Frostschutzberegnung geschützte Anlagen Vollertrag erzielten, verzeichneten andere Anlagen teilweise extreme Ausfälle durch Frost. Dabei ist es häufig einfach, schon durch die Einhaltung einfacher Regeln und  die Durchführung bestimmter Maßnahmen Frostschäden stark zu mindern oder ganz zu vermeiden.

Passiver Frostschutz

Bereits bei der Standortwahl ist es extrem wichtig, frostgefährdete Flächen möglichst zu meiden. Das sind zum Beispiel Regionen, wo sich die kalte Luft sammeln und nicht abfließen kann (z.B. Senken oder Bereiche vor Dämme, Wälder oder Windschutzpflanzungen). Notfalls muss der Kaltluftabfluss gefördert werden, indem eine vorhandene dichte Bepflanzung gelichtet wird oder wenn möglich Dämme oder sonstige Barrieren entfernt werden. Bei der Sortenwahl sind, wenn möglich, frosthärtere Sorten zu bevorzugen. Eine optimale Kulturführung und Ernährung fördert die Vitalität der Pflanzen und macht sie weniger anfälliger für Frostschäden.

Das Hauptproblem bei einem Strahlungsfrost ist der hohe Wärmeverlust der Kulturpflanze und die fehlende Wärmezufuhr. Ziel ist es deshalb, die Wärme vom Vortag zu speichern und nachts effektiv an die Pflanze abzugeben. Dafür sollte man die hohe Wärmespeicherkapazität von Wasser nutzen und den Boden einer Erdbeerfläche bei Frostgefahr möglichst feucht halten oder sogar angrenzende Gräben oder Gewässer anstauen. Da Luft als guter Isolator fungiert, ist ein luftiger Boden mit einer Humusauflage oder Unkraut- oder Moosbewuchs sehr  negativ, weil die Abgabe der Bodenwärme an die Kulturpflanze gehemmt wird. Das ist auch der Grund, warum Moorstandorte in trockenen Frühjahren sehr frostgefährdet sind. Fatal ist es, wenn der Anbauer durch zu frühes Stroheinbringen eine zusätzliche Isolierschicht zwischen Boden und Pflanze schafft, so dass die Wärmeabgabe vom Boden an die Pflanze fast komplett unterbunden wird und diese viel schneller auskühlen kann.

Aktiver Frostschutz

Die Frostschutzberegnung ist immer noch die effektivste Form der Frostbekämpfung, denn die zugeführte Wärmemenge ist extrem groß. Beispielsweise werden bei einer zehnstündigen Beregnungsdauer und einer Regenmenge von 3,5 mm/h rund 120 Mio. kJ Erstarrungswärme pro Hektar frei. Mit dieser Wärmemenge könnte man ein Einfamilienhaus mehr als ein Jahr lang mit Heizenergie versorgen. Außerdem gefriert das Wasser direkt auf dem zu schützenden Pflanzenorgan, so dass die Energie direkt dort freigesetzt wird, wo sie gebraucht wird. Beim Betrieb einer Beregnung ist es sehr  wichtig, rechtzeitig einzuschalten. Die Anlage muss im Betrieb sein, bevor die Feuchttemperatur die kritische Pflanzentemperatur unterschreitet. Bei Windgeschwindigkeiten über 1 m/s sollte gar nicht beregnet werden, da dann die Wärmeverluste durch Verdunstung größer sind als die Zufuhr durch den Gefrierprozess und man damit größere Frostschäden produzieren würde, als wenn nicht beregnet werden würde.

Gewöhnlich wird die Anlage ausgeschaltet, wenn das Eis schmilzt und dadurch milchig wird. Theoretisch kann aber im frühen Entwicklungsstadium  der Kultur bereits ausgeschaltet werden, wenn die Feuchttemperatur die kritische Pflanzentemperatur deutlich überschritten hat. Problematisch bei der Frostschutzberegnung sind der hohe Wasserbedarf und Probleme durch Vernässung der Anlage. Häufig muss ein großer Aufwand für die Wasserbeschaffung betrieben werden (z.B. Brunnen- und/oder Teichbau, evtl. Wasserentnahme- und Baugenehmigung). Trotzdem sollte man diesen Aufwand nicht scheuen, denn ein Frostschutzeffekt ist je nach Entwicklungsstadium und Rahmenbedingungen bis –10 °C zu erwarten, also besser als jede andere Technik. Um Nachteile durch die Vernässung der Anlage (z.B. Förderung von Wurzelfäulen, Staunässe) zu verhindern, ist für eine optimale Abführung des Beregnungswassers (z.B. Drainage, Dammkultur) zu sorgen.

Auch die Abdeckung mit Vlies und Folie bietet einen recht guten Frostschutz. Allerdings funktioniert die Abdeckung nur optimal bei einem relativ hohen Taupunkt, da sich dann Raureif auf dem Vlies bildet, was die Wärmeabstrahlung der Erdbeerpflanzen hemmt und zusätzlich zu der Bildung  eines isolierenden Luftpolsters führt, wodurch die Wärmeabfuhr durch Konfektion also Luftbewegung verringert wird. Ein weiterer Effekt des Vlieses ist, dass die gefrorenen Pflanzenteile durch die Schattierwirkung morgens bei Sonnenaufgang langsamer auftauen und dadurch weniger geschädigt werden. Eine Vliesabdeckung verspricht eine Frostschutzwirkung bis Temperaturen von -5 °C. Ohne Raureifbildung sind die Wärmeverluste durch Abstrahlung und Konvektion deutlich höher. Gerade exponiert stehende Blüten kühlen dann stark aus und erfrieren. Leider ist ein sehr niedriger Taupunkt typisch für extreme Strahlungsfröste. Deshalb bietet sich bei diesen Bedingungen eine zusätzliche Frostschutzberegnung an. Hier werden die Vorteile beider Systeme kombiniert. Nachteilig beim Einsatz von Vlies ist, dass es in der Blüte am Tage immer wieder entfernt werden muss, damit die Bestäubung durch Insekten und damit der Fruchtansatz gesichert werden kann.

Theoretisch ist auch das Heizen mit Kerzen oder auch gas- oder ölbetriebenen mobilen oder stationären System möglich. Allerdings entspricht die freigesetzte Wärmeenergie nur einem Bruchteil der einer Frostschutzberegnung. Ohne schützendes Vlies wird die (wenige) zugeführte warme Luft auch sehr schnell durch Konvektion (warme Luft steigt immer nach oben) abgeführt. Deshalb haben diese Systeme vor allem in Gewächshäusern und Folientunneln ihre Berechtigung.

Eine weitere Möglichkeit ist es, bei einem typischen Strahlungsfrost mit Invasionswetterlage, bei der sich ein deutlicher Temperaturgradient mit sehr kalter Luft am Erdboden bildet, die Luft künstlich zu durchmischen. Man versucht zum Beispiel mit Windmühlen oder gar Hubschraubern, die wärmere Luft aus höheren Schichten nach unten zum Erdboden zu befördern. Das funktioniert allerdings nur, wenn die zugeführte Luft und die Luftleistung der verwendeten Technik ausreichend warm bzw. hoch sind und sich dadurch die bodennahe Luft über die kritische Pflanzentemperatur erwärmen lässt. Da auch die Lärmentwicklung sehr groß ist, haben sich diese Systeme im dicht besiedelten Mitteleuropa nicht durchsetzen können.

Schlussfolgerung

Auch bei Erdbeeren ist die Frostschutzberegnung die effektivste Form der Frostbekämpfung. Deshalb sollten, bevor andere Frostschutztechniken in Betracht gezogen werden, alle Möglichkeiten der Machbarkeit insbesondere der Wasserbereitstellung geprüft werden. Wenn definitiv eine Frostschutzberegnung nicht möglich ist, bietet die Vliesabdeckung eine relativ wirksame Alternative

Optimal ist die Kombination aus Frostschutzberegnung und Vliesabdeckung. Das Heizen mit z.B. Erdgas bieten sich vor allem in Gewächshäusern oder Folientunneln an. Hier kann die relativ geringe zugeführte Wärmeenergie verlustarm bei der Kultur gehalten werden. Der Einsatz von Windmühlen funktioniert nur bei ausgeprägter Temperaturschichtung und ausreichender Luftleistung der eingesetzten Technik und ist deshalb anderen Techniken deutlich unterlegen.

Literaturverzeichnis

Snyder, R. L. und J. Paulo de Melo-Abreu 2005. Frost protection: fundamentals, practice, and economics. Volume 1. FAO, Rom 2005

Tab. 1: Kritische Pflanzentemperatur in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Stadium

Kritische Pflanzentemperatur*

Geschlossene Knospe

- 5,0 °C

Blütenblätter sichtbar, Blühbeginn

- 1,5 °C

Vollblüte

0,0 °C

Unreife Früchte

- 1,5 °C

*verändert nach Snyder und Paulo de Melo-Abreu 2005


 

Ausgabe 01/2020

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