Frostsicherheit im Getreideanbau

Anfang Dezember 2022 herrschten, nach einem spätsommerlichen Herbst, plötzlich Temperaturen von –7 ˚C und weniger. Auch die Spätfroste der letzten Jahre zeigen eins: Mit Frost ist immer zu rechnen.

Ursachen für Auswinterungen

Wechselfröste: Es bilden sich Frostrisse im Boden, und die Wurzeln reissen ab, sodass keine Wasseraufnahme möglich ist. Der gleiche Effekt ist bei länger andauernden Temperaturen von –15 ˚C und weniger zu beobachten. Besonders anfällig ist Gerste, während Weizen den Stress besser kompensiert.

Eistod: Eiskristalle bilden sich in den gasgefüllten Hohlräumen zwischen benachbarten Pflanzenzellen. Gefriert das Wasser, dann vergrössert sich sein Volumen um etwa zehn Prozent. Zudem bilden sich beim Gefrieren nadelförmige Kristalle, welche die feinen Zellstrukturen sprengen. Diese Gewebezerstörung führt zum Unterbrechen von Stoffwechselprozessen und damit zum Absterben der Pflanze.

Frosttrockentod: Der Boden ist noch gefroren, während die Pflanze aufgrund sonniger, teils windiger Witterung Wasser verdunstet. Sie nimmt so aber kein Kapillarwasser auf und vertrocknet.

Landwirtinnen und Landwirte haben jedoch die Chance, das Risiko für Schäden durch die oben genannten Frostarten zu minimieren, indem das Augenmerk nicht nur der Stickstoff-, sondern auch der Kali-um- und Magnesiumversorgung gilt. Um die Vorteile einer guten Kalium- und Magnesiumversorgung auszunutzen, ist es wichtig, diese als Grunddüngung einzusetzen. So können die Pflanzen genügend aufnehmen, bevor die Winterruhe einsetzt. Die Grunddüngung «motiviert» die Pflanze durch Einarbeitung und Verlagerung in tiefere Schichten, nach unten zu wurzeln. So profitiert sie vom tieferen Bodenwasser und einem grösseren Nährstoffangebot.

Kalium und Magnesium gegen den Frosttrockentod

Kalium kontrolliert den pflanzlichen Wasserhaushalt über die Regulation des Öffnungszustandes der Spaltöffnungen (Stomata respektive Poren an der Blattunterseite). Ein Mangel führt zu erhöhter Transpiration, da die Spaltöffnungen nicht mehr vollständig schliessen. Eine ausreichende Kaliumversorgung reduziert folglich die Verdunstung, was bei gefrorenen Böden, die kein Wasser nachliefern, besonders wichtig ist.

Magnesium fördert das Wurzelwachstum, indem es den Transport der dazu notwendigen Assimilate sicherstellt. Ein Mangel schränkt die Möglichkeit zur Wasseraufnahme der Pflanze ein. Bei abklingenden oder temporär vorkommenden Frösten ist es ein deutlicher Vorteil, wenn die Pflanzenwurzeln den Boden tiefer, unterhalb der Frostschicht, durchwurzeln und so Kapillarwasser aufnehmen können.

Kalium und Magnesium gegen den Eistod

In den Zellwänden bilden Kalium-Ionen sogenanntes Hydratwasser (in kristallinen Festkörpern gebunden). Dieses bildet aufgrund der Ionen kein Eis; man spricht von osmotischer Wirksamkeit. Die Konzentration solch wirksamer Stoffe sollte bei Frostgefahr in den Zellen und Zellwänden möglichst hoch sein. Neben Kalium wirken auch Aminosäuren und Zuckerverbindungen auf diese Weise. Beide werden bei ausreichender Kaliumversorgung vermehrt von der Pflanze gebildet.

Bei Frost bilden sich Eislinsen in den Zellwänden. Dauert dies länger oder folgen noch tiefere Temperaturen, wird dem Zellinneren Wasser entzogen, welches sich an die Eislinsen bindet. Dadurch wird die Konzentration von Kali und Zucker im Kern höher, und der Gefrierpunkt wird weiter gesenkt.

Aber auch Magnesium trägt dieser Art von Frostresistenz bei. Es unterstützt die Synthese von Aminosäuren- und Zuckermolekülen. Bei Letzteren ist Magnesium am Transport und an der Verteilung in der Pflanze beteiligt.

Mangan und die Auswinterungsgefahr

Bei einem hohem pH-Wert, in humosen sauerstoffreichen und / oder schlecht rückverfestigten Böden ist Mangan schlecht oder gar nicht pflanzenverfügbar. Manganmangel steigert im Getreide die Anfälligkeit zu Auswinterungen und zu bodengebundenen Schimmelkrankheiten wie Wurzelfäule. Ist im Frühjahr ein Mangel sichtbar, ist es oft schon zu spät. Ein charakteristisches Bild ist ein fleckenweises Auftreten, zudem treten entlang der Fahrgassen oft sattgrüne Streifen auf, da die Verdichtung in diesem Bereich die Manganverfügbarkeit erhöht.

An die Kälte gewöhnen

Mangelnde Abhärtung durch ein plötzliches Frostereignis ist leider nicht beeinflussbar. Dennoch braucht es nicht viel, damit sich die Pflanze an die Kälte akklimatisieren kann. In Klimakammerversuchen mit Rapsgewebe wurde entdeckt, dass wenige Tage bei Temperaturen von etwa 4 ˚C diese Abhärtung in Gang setzt.