„Bei diesem Konzept nutz man die Wärmefreisetzung beim Phasenübergang vom flüssigen zum festen Aggregatszustand“, erklärt Jens Wünsche von der Universität Hohenheim. „Wenn Wasser auf den Blüten oder Knospen gefriert, wird diese Kristallisationswärme an die pflanzlichen Gewebe abgegeben und verhindert, dass sie kritische Minustemperaturen erreichen“, so der Experte für Obstbau. Bei der Frostschutzberegnung nutzt man somit das physikalische Grundprinzip, dass Stoffe je nach Art des Phasenübergangs entweder Energie aufnehmen oder abgeben: Für das Schmelzen muss Wärme zugeführt werden – beim Gefrieren wird dann genau die gleiche Energiemenge wieder abgegeben. Das bedeutet: Wenn die vereisten Blüten nach Abklingen des Kälteeinbruchs tauen, nimmt das Wasser die bei der Vereisung abgegeben Wärme wieder auf. Dieser Prozess kann ihnen dann aber nicht mehr schaden.
„Ein ausreichender Wärmeeffekt entsteht durch Frostschutzberegnung allerdings nur, wenn die Eisbildung und somit die Wärmeabgabe kontinuierlich stattfindet“, betont Wünsche. Würden die Pflanzen nur einmalig benetzt, wären sie nach dem Schwinden des Wärmeeffekts sogar zusätzlich einer Verdunstungskühlung ausgesetzt, die auch bei Eis auftritt. Über den Kronen der Plantagen-Bäumchen installierte Beregnungsanlagen benetzen deshalb die Pflanzen fortlaufend. Wie Rasenbewässerungsanlagen versprühen sie das Wasser, sodass es sich an den Blüten und Knospen sammelt und dort schließlich bei einem Kälteeinbruch Schicht für Schicht gefriert. So kann der Eismantel immer weiter wachsen und ständig Wärme freisetzen.
Kristallisationswärme sichert den Obstertrag
Beim Anblick der durch die Maßnahme dick vereisten Bestände, könnte man meinen, dass auch die Pflanzenteile unter dem schimmernden Panzer durchgefroren sind – doch das ist nicht der Fall: „Eine gewisse Toleranz gegenüber Eisbildung besitzen die Zellgewebe der Knospen und Blüten, da der Zellsaft bis zu einem bestimmten Grad Frostschutz bietet“, erklärt Wünsche. Der wärmende Effekt der Frostschutzberegnung erweitert somit das Potenzial der generativen Pflanzenorgane, Minusgrade unbeschadet zu überleben und sich anschließend zu Früchten weiterzuentwickeln.
Vor allem im Apfelanbau und bei anderen Obstsorten kommt das Verfahren zum Einsatz – prinzipiell kann es aber auch zum Schutz verschiedener pflanzlicher Kulturen eingesetzt werden, wenn dafür die nötige Technik zur Verfügung steht. „Im häuslichen Garten ist Frostschutzberegnung allerdings nicht praktikabel. Man müsste ja frostgefährdete Pflanzen dazu ständig mit der Gießkanne benetzen, um die kontinuierliche Eisbildung zu gewährleisten“, sagt Wünsche.
