Gefahren durch Bodenfrost

Ein durch Bodenfrost dauerhaft geschädigtes Wurzelwerk bedeutet i.d.R. das Ende der Pflanze. Was beeinfußt Eindringtiefe + -geschwindigkeit des Frostes in den Boden und wie kann man dem begegnen?

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Gefahren durch Bodenfrost

Bodenfrost minimiert bzw. verhindert die Wasseraufnahme von Pflanzen im Winter. Den Pflanzen droht sogenannte ‚Frosttrocknis‘. Pflanzen können sich hiervon bis zu einem gewissen Punkt erholen. Hält der Bodenfrost allerdings zu lange an, sterben die Pflanzen. Meistens erfrieren Pflanzen im Winter also nicht, sondern sie vertrocknen aufgrund fehlender Wasserzufuhr.

Ab einer bestimmten Temperatur besteht die Gefahr, dass Teile der Wurzeln erfrieren, dass also die Eiskristalle in den gefrorenen Wurzeln die Gewebestrukturen dauerhaft zerstören. Auch das kann – je nachdem, wieviele Wurzeln betroffenen sind – das Ende der Pflanze bedeuten.

Natürlicher Schutz gegen Bodenfrost

Damit das Wasser in den Pflanzenzellen im Winter nicht gefriert, bilden Pflanzen ein eigenes Frostschutzmittel. Dazu wird die im Sommer gespeicherte Energie aus Wasser und Mineralien in Aminosäure und Zucker umgewandelt. Diese Lösung verhindert das Gefrieren des Wassers in der Pflanze. Da die Herstellung dieser Stoffe i.d.R. mehrere Tage dauert, sind Pflanzen bei rapidem Kälteeinbruch schlechter geschützt.

Viele Pflanzen schützen sich außerdem gegen Frost, indem sie ihr Laub rechtzeitig abwerfen und so einen extrem geringen Wasserbedarf im Winter haben, was sowohl die Gefahr der Frosttrocknis als auch der dauerhaften Zerstörung von Wurzelgewebe minimiert. Da immergrüne Pflanzen demgegenüber auch im Winter einen gewissen Wasserbedarf haben, sind immergrüne Pflanzen bei Bodenfrost besonders gefährdet.

Einflussfaktoren für Bodenfrost

Die Eindringgeschwindigkeit von Frost ins Erdreich hängt von der Temperatur an der Erdoberfläche, der aktuell vorherrschenden Bodentemperatur, der Bodenart + -dichte, der Bodenbedeckung (Bepflanzung + Bedeckung, z.B. mit Mulch, Schnee oder sonstigem Material) und dem Wassergehalt des Bodens ab.

Bodenart / -dichte

In einer 1939/40 in Giessen durchgeführten Studie konnte gezeigt werden, dass Frost in Sandböden weitaus schneller (gemäß Studie: 1.7cm pro Tag) eintritt als in Lehmböden (1.1cm pro Tag). Sandböden kühlen dabei vorallem in den oberen Bodenschichten stärker aus als Lehmböden. Die maximale Eindringtiefe lag bei Sand- + Lehmböden identisch (bei 52cm). Sandböden waren auf der anderen Seite mit Ende der Frostphase weitaus schneller (2.5 Wochen) wieder frostfrei als Lehmböden. Lehmiger Boden friert also langsamer durch, der Bodenfrost hält aber länger an, was gerade bei immergrünen – also auch im Winter durstigen – Pflanzen kritisch werden kann (‚Frosttrocknis‘).

Bodenbedeckung

Kahlfrost – also Frost ohne Schneedecke – führt zu einem sehr schnellen Durchfrieren des Bodens. Demgegenüber ist eine geschlossene Schneedecke eine gute Isolationsschicht gegen Bodenfrost, kann aber aufgrund des Rückstrahlvermögens (= ‚Albedo‘) vorallem bei frisch gefallenem Schnee zu extremen Minusgraden oberhalb des Erdbodens (insbesondere die ersten 5cm) führen. Eine Schneedecke reflektiert 2- bis 4-mal stärker als unbedeckter Erdboden. Bei klarem Himmel – insbesondere in windschwachen Nächten – kann mehr Wärme in Richtung Weltraum abgestrahlt werden, so dass die Luft in Bodennähe über der Schneedecke nochmal deutlich stärker abkühlt. Daher tritt strenger Frost (unter -10°) bei uns in Deutschland meist in Verbindung mit einer geschlossenen Schneedecke auf.

Unbewachsener Boden fördert in gleicher Weise das schnelle Eindringen des Frostes in den Boden. Eine 20cm-dicke Mulchschicht führt dagegen bereits zu einer Bodentemperatur-Erhöhung um ca. 3-5°C.

Wassergehalt

Der Wassergehalt des Bodens hat 2 entgegengesetzte Wirkungen auf den Bodenfrost. Einerseits gefriert Wasser langsamer als Luft, andererseits hat Wasser eine höhere Wärmeleitfähigkeit. Untersuchungen zeigen, dass bei sehr hohem Wassergehalt des Bodens der Einfluss der Wärmeleitfähigkeit überwiegt. Das bedeutet, dass sehr feuchter Boden zu einer erhöhten Frosteindringtiefe führt.

Fazit

Extrem frostige Lufttemperaturen entstehen insbesondere bei Windstille, klarem Himmel und geschlossener Schneedecke. Ohne Schneedecke führt dies zu besonders starken Bodenfrösten.

Schützt man den Boden durch eine dicke Mulchschicht (o.ä.), so sind dauerhafte Wurzelschädigungen an frostharten Exoten in unseren Breiten kaum zu erwarten. Trotzdem besteht das Risiko, dass es bei zu kaltem Boden durch beeinträchtigte Wurzelfunktionen zur Unterversorgung der Pflanze kommt.

Da Mulch nicht nur das Gefrieren des Bodens in frostigen Phasen verzögert, sondern auch dessen Erwärmung in wärmeren Phasen, ist es ratsam, den Wurzelbereich in frostfreien Phasen vom Mulch zu befreien …


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