Autor/-in
Dr. Leonhard Steinbauer
Frostschutz, 19.04.2012
WIRKSAME METHODEN ZUR ABWEHR VON BLÜTENFRÖSTEN
Im Frühjahr 2010 hat der Frost in den nordöstlichen Anbaugebieten Österreichs ganz leicht angeklopft, weshalb das Interesse an der Bekämpfung von Blütenfrösten zugenommen hat.
Im Frühjahr 2010 hat der Frost in den nordöstlichen Anbaugebieten Österreichs ganz leicht angeklopft, weshalb das Interesse an der Bekämpfung von Blütenfrösten zugenommen hat. Die letzten wirklich marktrelevanten Frostjahre waren 2007 (vor allem Polen und Osteuropa) und 1991 (ganz Europa). Neben einer deutlichen Mengenreduktion können Spätfröste auch die äußere Qualität des Obstes beeinträchtigen. Die Früchte können durch Frostrisse oder Frostzungen entwertet werden.
Strahlungsfröste entstehen durch den Strahlungsaustausch mit dem wolkenlosen Himmel. Bei einer Bodentemperatur von 2 °C und einer Himmelstemperatur von -20 °C strahlen so 85 Watt/m2 Energie zum unbedeckten Himmel. Je größer die abstrahlende Oberfläche ist, desto größer ist der Wärmeverlust. Kurz gemähtes Gras ist aus diesem Grund im Falle eines Blütenfrostes besonders wichtig. Dieser Wärmeaustausch mit dem Himmel wird im Sommer durch Taubildung und im Winter durch Raureifentstehung sichtbar. Beim Strahlungsfrost sammelt sich die kalte Luft in Mulden und Tälern, weshalb diese Lagen frostgefährdeter als Hügellagen sind.
Wie wirkt die Frostberegnung? Durch das Gefrieren des Wassers werden 93 Wattstunden je Kilogramm an Energie frei. Mit derselben Wärmemenge ist es auch möglich, ein Kilogramm Wasser um 80 °C zu erwärmen. Für die Wärmemenge, die in einer Frostnacht durch Frostberegnung je Hektar gewonnen werden kann, müsste man etwa 3.000 Liter Heizöl verbrennen.
Unglaublich aber richtig! Denn wenn man von 10:00 Uhr abends bis 06:00 Uhr frühmorgens mit 4 Millimetern Niederschlag je Stunde frostberegnet, bringt man 320.000 Liter Wasser je Hektar aus. Multipliziert mit den 93 Wattstunden Erstarrungswärme (unter der Annahme, dass das gesamte Wasser gefriert) ergibt sich eine Heizleistung von 29.760 Kilowattstunden pro Hektar. Ein Kilogramm Heizöl hat einen Heizwert 11,8 Kilowattstunden. Folglich benötigt man zur Erzeugung dieser Wärme 2.522 Kilogramm Heizöl. Wenn man die Kilogramm in Liter umrechnet (860 kg entsprechen 1000 Liter bei 15 °C) ergeben sich exakt 2.933 Liter Heizölbedarf je Hektar.
Wichtig ist eine professionelle Planung der Anlage. Die Leitungssysteme sollten in der Erde verlegt und die Anfangs-, Verteilungs- und Endpunkte mit Beton fixiert werden. Die gleichmäßige Druckverteilung in der Anlage wird durch Verjüngung des Querschnittes in den Leitungen erreicht. An den tiefsten Punkten der Anlage sind Entwässerungsmöglichkeiten vorzusehen. Die Regner sollten im Dreiecksverband mit etwa 15 Metern Abstand (maximal 18 Meter) angeordnet sein. Wichtig bei den Regnern selbst sind eine glatte Oberfläche und eine hohe Schlagzahl je Umdrehung, damit sich an den Regnern kein Eis bilden kann.
Da die Verdunstungskälte 628 Wattstunden je Kilogramm Wasser beträgt, darf eine Frostberegnungsanlage niemals bei Windfrösten oder zu spät in Betrieb genommen werden. Abhängig von der Luftfeuchtigkeit kann es notwendig sein, die Frostberegnung schon bei Temperaturen weit über 0 °C in Betrieb zu nehmen. Der Einschaltzeitpunkt wird in der Praxis oft unter Zuhilfenahme eines „Feuchtthermometers“, welches im frostgefährdetsten Teil der Anlage montiert ist, festgelegt.
Die Kosten für den Ausbau einer Frostberegnung liegen bei etwa 6.000 Euro/Hektar inklusive Montage. Weitere Kosten entstehen durch die Pumpeneinheit, die Hauptleitung (rund 25 Euro je Laufmeter bei einer 160er Leitung) und den Ausbau des Wasservorratsbeckens.
[siehe Abbildung 3], [siehe Abbildung 4]
[siehe Abbildung 10 -Frostschaden – hohes Gras (Foto: Fasch)
So nicht! Zur Verringerung der Frostschäden sollte das Gras kurz gehalten werden]
Die Lärmbelastung neben der Maschine beträgt etwa 90 dBA, in einem halben Kilometer Entfernung noch immer 55 dBA (entspricht einem Fernseher auf Zimmerlautstärke); Gehörschäden treten bei längerfristiger Einwirkung bereits ab 85 dB auf.
Die Kosten für solche Anlagen liegen bei 20.000 Euro für den Turm mit Rotor; + den Betriebsmotor (neu oder gebraucht) + Baumaßnahmen für das Fundament + eine eventuelle Zusatzheizung. Auch ist für die Aufstellung ein behördliches Verfahren notwendig.
[siehe Abbildung 5], [siehe Abbildung 6], [siehe Abbildung 7], [siehe Abbildung 8]
Die Kosten liegen zwischen 195 Euro (bis -3 °C) und 390 Euro je Hektar und Stunde, weshalb sich diese Methode eigentlich nur für seltene Frostereignisse eignet.
[siehe Abbildung 9 -Scan „Stop Gel“ (Französischer Werbeprospekt)
Die Frostheizung ist eine sehr teure Methode der Frostbekämpfung]
Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass in einem Land mit hohen Umweltstandards nur die Frostberegnung in Erwägung gezogen werden sollte. Windmaschinen können wegen der Lärmemissionen ohnedies nur in dünn besiedelten Gebieten zum Einsatz kommen, Frostheizungen kommen für Feinstaubgebiete eigentlich überhaupt nicht in Frage. Bei anderen Methoden zur Frostbekämpfung konnte die Wirksamkeit bisher nicht wissenschaftlich nachgewiesen werden.
Windfrost – Strahlungsfrost
Grundsätzlich unterscheidet man Wind- und Strahlungsfröste. Beim Windfrost werden sehr kalte Luftmassen eben durch Wind herangeführt und die Wärme dadurch sehr schnell abgeführt. Die Lage des Obstgartens ist hinsichtlich der Schäden in diesem Fall nicht so bedeutend wie beim Strahlungsfrost.Strahlungsfröste entstehen durch den Strahlungsaustausch mit dem wolkenlosen Himmel. Bei einer Bodentemperatur von 2 °C und einer Himmelstemperatur von -20 °C strahlen so 85 Watt/m2 Energie zum unbedeckten Himmel. Je größer die abstrahlende Oberfläche ist, desto größer ist der Wärmeverlust. Kurz gemähtes Gras ist aus diesem Grund im Falle eines Blütenfrostes besonders wichtig. Dieser Wärmeaustausch mit dem Himmel wird im Sommer durch Taubildung und im Winter durch Raureifentstehung sichtbar. Beim Strahlungsfrost sammelt sich die kalte Luft in Mulden und Tälern, weshalb diese Lagen frostgefährdeter als Hügellagen sind.
Möglichkeiten der Frostbekämpfung
Welche wirklich wirksamen Bekämpfungsmöglichkeiten stehen den Obstproduzenten zur Verfügung? Erprobte und verlässliche Wirkung haben die Frostberegnung, die Windmaschinen und die Frostheizungen. Allen Methoden gemein ist, dass sie nur bei Strahlungsfrösten gut einsetzbar sind.Frostberegnung
Die Frostberegnung ist die beste Möglichkeit zur Frostbekämpfung. Sie ist weitgehend emissionsfrei und bei Strahlungsfrösten sehr effektiv. Für das dafür notwendige Wasser sollte unbedingt eine wasserrechtliche Bewilligung vorliegen.Wie wirkt die Frostberegnung? Durch das Gefrieren des Wassers werden 93 Wattstunden je Kilogramm an Energie frei. Mit derselben Wärmemenge ist es auch möglich, ein Kilogramm Wasser um 80 °C zu erwärmen. Für die Wärmemenge, die in einer Frostnacht durch Frostberegnung je Hektar gewonnen werden kann, müsste man etwa 3.000 Liter Heizöl verbrennen.
Unglaublich aber richtig! Denn wenn man von 10:00 Uhr abends bis 06:00 Uhr frühmorgens mit 4 Millimetern Niederschlag je Stunde frostberegnet, bringt man 320.000 Liter Wasser je Hektar aus. Multipliziert mit den 93 Wattstunden Erstarrungswärme (unter der Annahme, dass das gesamte Wasser gefriert) ergibt sich eine Heizleistung von 29.760 Kilowattstunden pro Hektar. Ein Kilogramm Heizöl hat einen Heizwert 11,8 Kilowattstunden. Folglich benötigt man zur Erzeugung dieser Wärme 2.522 Kilogramm Heizöl. Wenn man die Kilogramm in Liter umrechnet (860 kg entsprechen 1000 Liter bei 15 °C) ergeben sich exakt 2.933 Liter Heizölbedarf je Hektar.
Wichtig ist eine professionelle Planung der Anlage. Die Leitungssysteme sollten in der Erde verlegt und die Anfangs-, Verteilungs- und Endpunkte mit Beton fixiert werden. Die gleichmäßige Druckverteilung in der Anlage wird durch Verjüngung des Querschnittes in den Leitungen erreicht. An den tiefsten Punkten der Anlage sind Entwässerungsmöglichkeiten vorzusehen. Die Regner sollten im Dreiecksverband mit etwa 15 Metern Abstand (maximal 18 Meter) angeordnet sein. Wichtig bei den Regnern selbst sind eine glatte Oberfläche und eine hohe Schlagzahl je Umdrehung, damit sich an den Regnern kein Eis bilden kann.
Da die Verdunstungskälte 628 Wattstunden je Kilogramm Wasser beträgt, darf eine Frostberegnungsanlage niemals bei Windfrösten oder zu spät in Betrieb genommen werden. Abhängig von der Luftfeuchtigkeit kann es notwendig sein, die Frostberegnung schon bei Temperaturen weit über 0 °C in Betrieb zu nehmen. Der Einschaltzeitpunkt wird in der Praxis oft unter Zuhilfenahme eines „Feuchtthermometers“, welches im frostgefährdetsten Teil der Anlage montiert ist, festgelegt.
Die Kosten für den Ausbau einer Frostberegnung liegen bei etwa 6.000 Euro/Hektar inklusive Montage. Weitere Kosten entstehen durch die Pumpeneinheit, die Hauptleitung (rund 25 Euro je Laufmeter bei einer 160er Leitung) und den Ausbau des Wasservorratsbeckens.
[siehe Abbildung 3], [siehe Abbildung 4]
[siehe Abbildung 10 -Frostschaden – hohes Gras (Foto: Fasch)
So nicht! Zur Verringerung der Frostschäden sollte das Gras kurz gehalten werden]
Windmaschinen
Windmaschinen sind etwa 12 Meter hoch und haben einen Propeller mit 6 Metern Durchmesser und ungefähr 6 ° Anstellwinkel, der sich zirka alle vier Minuten um die eigene Achse dreht. Dabei wird warme Luft, die sich über der Inversionsgrenze befindet angesaugt und mit ihr die kalte Luft aus der Anlage verdrängt. Windmaschinen können maximal 4 bis 5 Hektar schützen, wobei der Schutz in den Randzonen verfahrensbedingt geringer ausfällt.Die Lärmbelastung neben der Maschine beträgt etwa 90 dBA, in einem halben Kilometer Entfernung noch immer 55 dBA (entspricht einem Fernseher auf Zimmerlautstärke); Gehörschäden treten bei längerfristiger Einwirkung bereits ab 85 dB auf.
Die Kosten für solche Anlagen liegen bei 20.000 Euro für den Turm mit Rotor; + den Betriebsmotor (neu oder gebraucht) + Baumaßnahmen für das Fundament + eine eventuelle Zusatzheizung. Auch ist für die Aufstellung ein behördliches Verfahren notwendig.
[siehe Abbildung 5], [siehe Abbildung 6], [siehe Abbildung 7], [siehe Abbildung 8]
Frostheizung
Die Frostheizung ist eine alte und einfache Methode der Frostbekämpfung. Dabei werden paraffingefüllte Eimer mit einem großen „Kartondocht“ in der Anlage gleichmäßig verteilt. Abhängig von den erwarteten Minusgraden werden alle oder nur ein Teil der Kerzen entzündet. Gehen die Temperaturen wieder über Null Grad Celsius, werden die Paraffineimer mit dem Deckel verschlossen und dadurch ausgelöscht. Nach der Blüte werden die Eimer wieder auf Paletten gestellt und gelagert.Die Kosten liegen zwischen 195 Euro (bis -3 °C) und 390 Euro je Hektar und Stunde, weshalb sich diese Methode eigentlich nur für seltene Frostereignisse eignet.
[siehe Abbildung 9 -Scan „Stop Gel“ (Französischer Werbeprospekt)
Die Frostheizung ist eine sehr teure Methode der Frostbekämpfung]
Frostberegnung
Vorteile- beste Wirksamkeit bei Strahlungsfrost
- umweltfreundlich und leise
- keine Handarbeit
- auch für die Bewässerung verwendbar
- Dünger kann zum Idealzeitpunkt ausgebracht und gelöst werden
- wenig Wirkung bei Windfrost
- geringe Betriebskosten
- hohe Investitionskosten
- Fachwissen bei Installation erforderlich
- Wasservorrat nötig
- Äste können unter der Eislast brechen
- Bodenlufthaushalt kann durch häufigen Einsatz gestört werden
Windmaschinen
Vorteile- wirksam bei Strahlungsfrost
- bis zu 4 - 5 Hektar/Maschine
- mittlere Installationskosten
- keine Handarbeit
- mit einer Heizung kombinierbar
- keine Wirkung bei Windfrost
- sehr hohe Geräuschemissionen
- maximal bekämpfbare Temperaturen limitiert
- topographische Studien und Genehmigung vor der Aufstellung notwendig
- Parzellenränder sind weniger gut geschützt
Frostheizung
Vorteile- wirksam bei Strahlungsfrost
- sehr gut dosierbarer Einsatz
- einfache Aufstellung
- Frostbekämpfung kann während der Nacht abgebrochen werden
- wenig Wirkung bei Windfrost
- bedeutende Luftverschmutzung
- viel Handarbeit bei der Aufstellung und während des Betriebes
- Lagerraumbedarf
- bei mehreren Frostnächten extrem teurer Betrieb
Zusammenfassend muss festgestellt werden, dass in einem Land mit hohen Umweltstandards nur die Frostberegnung in Erwägung gezogen werden sollte. Windmaschinen können wegen der Lärmemissionen ohnedies nur in dünn besiedelten Gebieten zum Einsatz kommen, Frostheizungen kommen für Feinstaubgebiete eigentlich überhaupt nicht in Frage. Bei anderen Methoden zur Frostbekämpfung konnte die Wirksamkeit bisher nicht wissenschaftlich nachgewiesen werden.
Medium
„Besseres Obst“ ist die Fachzeitschrift für Erwerbsobstbauern und alle am Obstbau Interessierten. Neben Beiträgen zur Technik bringt das Fachmagazin zielgerichtete Informationen und Fachartikel zu Produktion, Pflanzenschutz, Sorten, Ernte, Lagerung und Vermarktung von Tafelobst sowie zur Obstverarbeitung.
