Gefahren durch Bodenfrost Exotengarten-KnowHow

Ein durch Bodenfrost stark geschädigtes Wurzelwerk bedeutet für Pflanzen oftmals das Ende. Wann ist Bodenfrost besonders bedrohlich?

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zur Gallerie Exotengarten: Winter Exotengarten: Winter Exotengarten: Winter Exotengarten: Winter Exotengarten: Winter ‚Bodenfrost‘ tritt auf, wenn die Temperatur 5cm über dem Erdboden unter 0°C sinkt. Bodenfrost kann unter gewissen Umständen bereits auftreten, wenn sich die Lufttemperatur – offiziell gemessen 2m über dem Boden – noch einige Grad im Plusbereich bewegt.

Gefahren durch Bodenfrost

Bodenfrost minimiert bzw. verhindert die Wasseraufnahme von Pflanzen im Winter. Den Pflanzen droht sogenannte ‚Frosttrocknis‘. Frosttrocknis tritt vorallem bei immergrünen Pflanzen auf, da diese über die Blätter auch im Winter Wasser verdunsten. Je größer die Blätter, umso höher die Verdunstung und damit die Gefahr der Frosttrocknis. Pflanzen können sich von Frosttrocknis bis zu einem gewissen Punkt erholen. Hält der Bodenfrost allerdings zu lange an, verdursten die Pflanzen. 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 betroffen sind – zum Verdursten der Pflanze führen. Wenn Pflanzen den Winter nicht überstehen, liegt das also – gerade bei immergrünen Pflanzen – oftmals daran, dass sie verdursten und nicht daran, dass sie erfrieren.

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

Das Auftreten von Bodenfrost und dessen Eindringgeschwindigkeit ins Erdreich hängen 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.

Temperatur an der Erdoberfläche

Kühle Luftmassen sind schwerer als warme Luftmassen. Entsprechend sammelt sich kühle Luft am Boden, sehr gerne in Mulden + Tälern. In windschwachen Nächten wird dieser Effekt forciert, da sich die kühle Luft nun ungestört (=’ohne Gebläse‘) am Boden ansammeln kann. Hanglagen sind dagegen weniger bodenfrost-gefährdet, weil die kalte, schwere Bodenluft i.d.R. Richtung Tal ungehindert wegströmen kann. Besonders kühl wird es bei wolkenfreiem Himmel, weil dann die tagsüber aufgewärmte Luft ungehindert Richtung Weltraum abstrahlen kann (‚Strahlungskälte‘). Geringe Luftfeuchtigkeit erhöht das Bodenfrostrisiko weiter, da trockene Luft schneller abkühlt. Ist der Boden darüber hinaus mit einer geschlossenen Schneedecke bedeckt, kann es zu extremen Minusgraden (bis zu 5-10° unterhalb regulärer Außen-Temperatur) direkt oberhalb des Erdbodens kommen. Insbesondere frisch gefallener Schnee reflektiert bis zu 4-mal stärker (‚Rückstrahlvermögen‘ / ‚Albedo‘) als unbedeckter Erdboden. Strenger Frost (unter -10°) tritt daher bei uns in Deutschland meist in Verbindung mit einer geschlossenen Schneedecke auf.

Bodenart / -dichte

In einer 1939/40 in Deutschland 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

Unbewachsener / kahler Boden fördert das schnelle Eindringen des Frostes in den Boden. Mit einer 20cm-dicken Mulchschicht liegt die Bodentemperatur ca. 3-5°C höher als die Außentemperatur. Noch besser isoliert eine geschlossene Schneedecke. Mit einer 5cm-Schneedecke liegt die Bodentemperatur bereits ca. 10°C höher als die Außentemperatur.

Wassergehalt des Bodens

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 in unseren Breitengraden dauerhafte Wurzelschäden bei frostharten Exoten (Minimum: -15°) 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 im Frühjahr in frostfreien Phasen wieder rasch vom Mulch zu befreien…