Frostsituation im Weingarten

© ARGE FrostStrat

FrostStrat: Strategie zur Reduzierung der Spätfrostschäden im Wein- und Obstbau (Projekt in EIP-AGRI)

Projektleitung

Franz G. Rosner

Forschungseinrichtung

HBLA und Bundesamt für Wein- und Obstbau Klosterneuburg

Projektnummer

101427

Projektlaufzeit

-

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Allgemeine Projektinformationen

Schlagwörter (deutsch)

Frost damages in vineyards and orchards

Titel, Abstract, Schlagwörter (englisch)

Titel (englisch)

Strategies for reducing frost damages in vineyards and orchards

Projektziele

Evaluierung derzeit eingesetzter Frostschutzmaßnahmen auf ihre Wirksamkeit sowie Verbesserung bestehender und Entwicklung neuer Maßnahmen im Wein- und Obstbau in verschiedenen Anbaugebieten

Ermittlung der Temperaturempfindlichkeit der Kulturpflanzen bzw. Sorten in bestimmten Entwicklungsstadien mittels Laborbestimmungen

Visuelle Erfassung von Schäden unmittelbar nach Spätfrostereignissen und Menge/Güte Evaluierung in Wein- und Obst-anlagen mit den derzeitigen Standardmethoden zur Schätzung der zu erwartenden Folgeschäden.

Digitale Erfassung der Schäden und Ernteausfälle der vergangenen Vegetationsperioden sowie Erhebung von Wetterdaten in „Frostlagen“ zur Prognose zukünftiger Frostschäden.

Entwicklung eines Prognosetools für künftige Temperaturverläufe unter Einbeziehung lokaler Gegebenheiten (z.B. Exposition) zur Abschätzung des Risikos und der Folgewirkungen unter Einbeziehung der FROSTSTRAT-Ergebnisse

Praxisrelevanz

Die erwarteten Ergebnisse sollen in folgender Art und Weise der Praxis nutzbar gemacht werden:
• Strategien, die sich in Freilandversuchen als wirksam erwei-sen, werden über die Fachberatung sofort in der Praxis eingeführt. Davon werden verbesserte Bekämpfungsmöglichkeiten und geringere Ertragseinbußen erwartet.
• Die Zurverfügungstellung des Prognosemodells soll zukünftig die Spätfrostgefahr minimieren oder eliminieren helfen.

Berichte

Abschlussbericht , 31.12.2023

Kurzfassung

Der Klimawandel führt zunehmend zu milderen Winter und wärmeren Frühjahren, In Wein- und Obstkulturen kommt es deshalb zu einer Verfrühung der Phänologie, nämlich einem früheren Austrieb und einer deutlich früheren Blüte. So erfolgt bei Reben der Austrieb durchschnittlich 5-8 Tage früher und die Blüte um 11-14 Tage früher als im langjährigen Mittel. In den Austriebs- bzw. Blütephasen sind die Kulturen sehr temperaturempfindlich. Allein im Jahr 2017 entstand im österreichischen Wein- und Obstbau ein Spätfrostschaden von 70 Mio. €. Frostbekämpfungsmaßnahmen wie Räucherung, Helikoptereinsatz, Paraffinkerzen u.a., wurden nicht nach aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen durchgeführt, weshalb trotz teurer und aufwendiger Bekämpfungsmaßnahmen große Schäden auftraten. Ein großes Problem waren die exakte Temperaturmessung und die regional stark von den Wetterprognosen abweichenden Temperaturen. Nachdem die Klimavorhersagen eine starke Zunahme von Spätfrostschäden prognostizieren, befasste sich das Projekt FrostStrat mit • der Abschätzung und Prognose des Spätfrostrisikos durch Kombination von Großwetterdaten mit regionalen Wetterdaten, sowie • Maßnahmen zur Reduzierung von Spätfrostschäden im Wein- und Obstbau: Existierende Methoden wurden auf ihre tatsächliche Wirksamkeit in den Anlagen evaluiert und zudem wurden Möglichkeiten zur Verbesserung bestehender Verfahren und Entwicklung neuer Strategien erhoben. Rd. 350 Wettersensoren wurden in Weingärten und Obstanlagen installiert, um die topografisch unterschiedlichen kleinräumigen Wetterbedingungen, aber auch den Effekt von Spätfrostbekämpfungsmaßnahmen abzubilden. Ein neu entwickeltes Softwaretool übermittelte diese kleinregionalen Wetterdaten an den nationalen Wetterdienst (GeoSphere Austria, vormals Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik - ZAMG), der diese in ein Großwetterdatenmodell einspielte und Wetterprognosen erstellte. Diese Prognosen wurden für jeden der rd. 350 Wettersensoren grafisch und numerisch für die Anwendung auf mobilen Telefonen und Stand-PCs verfügbar gemacht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch die Berücksichtigung von kleinräumigen Messdaten eine Verbesserung im Hinblick auf die Genauigkeit von Prognosen erzielen lässt und insbesondere durch die Integration von längeren Messzeitreihen die Prognosegüte zunimmt. Zusätzlich wurden Handlungsempfehlungen verfügbar gemacht, die Wein- und Obstbauern eine Auswahl unterschiedlicher Spätfrostbekämpfungsmaßnahmen bieten. Prognoseergebnisse, die vorhersagen, wann ein mögliches Frostereignis eintritt und erlauben, den richtigen Zeitpunkt für Bekämpfungsmaßnahmen zu bestimmen, stellen eine wichtige Information dar. Sie sollten topografisch angepasst möglichst kleinregional Wein- und Obstbaubetrieben zur Verfügung gestellt werden. Die im Projekt FrostStrat entwickelte Prognosesoftware und Applikation wurde am Projektende der Landwirtschaftskammer Österreich Projektleitung Warndienst übergeben. Betreffend Spätfrostgefährdung zeigte das Projekt, dass die Lagenauswahl, d.h. wo ein Weingarten oder eine Obstanlage ausgepflanzt und bewirtschaftet wird, eine entscheidende Rolle spielt und Spätfrostschäden in durchschnittlichen Jahren weitgehend vermieden werden können. Bei Obstarten, insbesondere bei Marillen ist neben der Art des Frostes, der Dauer und Tiefe der Frosttemperatur, dem phänologischen Stadium, der Blütenqualität (Pflege im Vorjahr!), bei Strahlungsfrost der Baumhöhe, auch eine genetische Widerstandsfähigkeit mitentscheidend für das Schadensausmaß. Die Blütenanzahl pro Trieb variiert stark von Sorte zu Sorte (und auch aufgrund des Pflegezustandes), sodass überreich Blütenknospen ansetzende Sorten selbst bei Verlusten von über 50% der Blüten für Frischmarktqualitätsproduktion oft noch stark ausgedünnt werden müssen. Optimal wäre es, möglichst spätfrostwiderstandsfähige, fruchtbare, geschmacklich gute Sorten in späte, Richtung Norden und Osten geschützte Hanglagen im warmen Obstbauklima zu setzen. Für Marillen kann festgehalten werden, dass die Auswahl der unterschiedlichen Sorten eine entscheidende Rolle für die Blütenfrostempfindlichkeit spielt. Bei Reben ist eine Möglichkeit der Frostschadensprävention eine Verzögerung des Austriebs. Im Rahmen des Projekts wurde eine ganze Reihe unterschiedlicher Substanzen erprobt. Allerdings konnte nur die Applikation von verschiedenen Ölen reproduzierbare Verzögerungen erbringen. Mittlerweile wurden die dazu nötigen Ölpräparate zumindest zeitweise (vorübergehend) zugelassen. Die durchschnittliche Verzögerungswirkung der Ölanwendungen von einer Woche kann sehr wohl entscheidend sein, ob ein Frostereignis Schaden anrichtet oder harmlos bleibt. Das junge Blattgewebe der Rebe bietet genug Oberfläche, um mit Substanzen besprüht zu werden, die den Stoffwechsel verändern können und z.B. die Erhöhung bestimmter Ionen (z.B. K+Ionen) oder die Erhöhung des Proteingehaltes bewirken. Durch mikrobielle Veränderung könnte die Eisnukleation verringert und so eine Schadensverringerung erreicht werden. Von den in dieser Hinsicht eingesetzten Lösungen konnten folgende Substanzen eine verbesserte Frostwiderstandsfähigkeit erreichen: Harnstoff, Crop Aid, NaHCO3, Syneco AF 5, Zn-Chelat, Super fifty. Das Ausmaß der Schutzwirkung war aber unterschiedlich und betrug nur einen schmalen Temperaturbereich von ca. 1°C. Die Projektergebnisse zeigten, dass der Schutz der Reben vor Spätfrost durch Beheizung mittels Abbrennen von biogenen Brennstoffen wesentlich verbessert werden kann. Die bisher verwendeten fossilen Energieträger weisen eine hohe Energiedichte auf, sind aber kostspielig und in Zukunft wegen der CO2 Freisetzung nicht mehr erwünscht. Der Einsatz von Paraffinkerzen ist über Jahre erprobt und die Ausbringung bzw. das Entzünden sind in effizienten Arbeitsabläufen bereits organisiert. Im Gegensatz zu Brennöfen ist ein rasches Auslöschen möglich. Mit 300 bis 600 Kerzen pro ha und rd. 10 Stunden Brenndauer ist die Einsatzdauer begrenzt und kostenintensiv. Paraffinkerzen unter Hagelnetzen zeigten einen Zusatzeffekt von bis zu 1,5°C. Öfen eignen sich sehr gut, wenn das Volumen an das eines Pellets-Sackes angepasst wird, ein seitlicher Griff zum Transport angebracht ist und ein beweglicher Hut vorhanden ist. Diese Abdeckung kann umgeklappt werden und so das nutzlose Entweichen der Hauptwärme verhindern. Die Umlenkung des Heißluftstromes bewirkt eine bessere Durchmischung der bodennahen Luft. Eine mögliche Frostgegenmaßnahme durch Wärme ist der Einsatz eines Heißluftgebläses. Dabei handelt es sich um gezogene oder stationäre Geräte, die mittels Gasturbinen die erwärmte Luft in die Umgebung ausblasen. Als Energiequelle können Gas, Strom und feste Brennstoffe dienen. Für eine akute Spätfrostbekämpfung zeigten diese Geräte im hier beschriebenen Projekt nur eine kleinräumige Schlagkraft und Temperaturerhöhung. Heizungsleitungen in den Weingärten verursachen hohe Anschaffungs- und Vorbereitungskosten. Allerdings sind diese durch den schnellen Einsatz und die fixe Installation bei wertvollen Lagenweinen gerechtfertigt. Außerdem gibt es keine regelmäßigen Wartungsarbeiten. Im Fall eines Spätfrostes bei gleichzeitig früher Rebentwicklung kann die Maßnahme als sehr wirkungsvoll und eingestuft werden. Die Verfügbarkeit der Stromquelle und der hohe Energieaufwand sind bei einem Einsatz zu berücksichtigen. Der Einsatz von (mobilen) Windmaschinen konnte in diesem Projekt bei Strahlungsfrösten (höhere Luftschichten sind wärmer als untere) als effizient und wirkungsvoll beurteilt werden. Bei Windfrösten sind Windmaschinen nicht geeignet. Als erfolgreich kann analog der Einsatz von Helikoptern beurteilt werden. Nachteilig ist der Einsatzzeitpunkt, welcher frühestens eine Stunde vor Sonnenaufgang erfolgen darf. Die Kosten sind – sofern alle Grundstückseigentümer sich beteiligen – bei einer einmaligen Anwendung moderat. Bestimmte Schnittmethoden in den Weingärten entwickeln in der Regel mehr Triebe als herkömmliche Schnittverfahren. Bei Spätfrostereignissen mit Teilschädigung bleibt mit höherer Wahrscheinlichkeit eine ausreichende Anzahl übrig. Die Schnittverfahren Frostrute, Frostkopf und Minimalschnitt bewirken vor allem eine erhöhte Triebanzahl, meist wirken sich diese Verfahren aber nicht oder nur wenig verzögernd auf die Triebentwicklung aus. Je länger die Entwicklung schon fortgeschritten ist umso mehr Entwicklungsunterschied entsteht jedoch zwischen Minimalschnitt und anderen Schnittvarianten. Dagegen bringt der Doppelte Zapfenschnitt eine wesentliche Verzögerung der Entwicklung in der Phase der größten Spätfrostgefahr mit sich. Im Fall eines Spätfrostes stehen die Chancen gut, dass die sich (später) entwickelnden Knospen nicht geschädigt werden. Die Verzögerung in der Entwicklung reicht aber geringfügig bis zur Ernte und könnte auch als Reifeverzögerung betrieben werden. Der doppelte Zapfenschnitt eignet sich nicht gleichermaßen gut für alle Sorten, Voraussetzung ist eine ausreichende Fruchtbarkeit der basalen Knospen. Der doppelte Zapfenschnitt eignet sich daher unter den aktuellen Bedingungen besonders gut als Frostprävention ohne wesentliche sensorische Abstriche hinnehmen zu müssen. Der Effekt des Räucherns beruht darauf, dass durch die „Vernebelung“ die Wärmeabstrahlung vom Boden geringfügig vermindert wird. Die dabei einhergehende Umwelt- und Anrainerbelastung zu der sehr geringen Wirkung muss kritisch hinterfragt werden. Zahlreiche Datenerhebungen und Untersuchungen konnten im Projektzeitraum nicht vollständig ausgewertet werden, weshalb die Ausführungen als vorläufige Erkenntnisse betrachtet werden müssen.

Berichtsdateien

Broschüre-FrostStrat(V3).pdf

Abstract (deutsch)

Bei der Auswahl eines Standortes ist auch das Frostrisiko zu bewerten, dabei sind sowohl das Spätfrost- als auch das Winterfrostrisiko einzubeziehen. Für die Beurteilung des Frostrisikos spielen neben der Kulturart die Seehöhe, Ausrichtung und Geländeformation eine wichtige Rolle. Kuppenlagen, obere Lagen von Hängen, „kalte“ Lagen mit späterem Austrieb und Kälteseen in Mulden oder an Waldrändern sind hilfreiche Indizien. Solche Lagen sind möglichst zu vermeiden.

Sorten mit einem späten Austrieb und frostresistentere Sorten im Obst- und Weinbau sollten bei der Wahl einbezogen werden. Dafür liegen Erfahrungen aus den letzten Jahren vor, die in der Beratung bekannt sind.

Eine ausreichende Risikoabsicherung durch eine Frostversicherung sollte bei bestimmten Obstarten, Lagen und Sorten erwogen werden. Eine wirtschaftliche Abwägung zwischen den Kosten eines Ertragsausfalls und dem Versicherungsaufwand ist dabei notwendig.

Für den rechtzeitigen Beginn von Frostbekämpfungsmaßnahmen ist es notwendig, dass zumindest alle 15 Minuten Wetterdaten der gefährdeten Anlage übermittelt werden. Eine gleichzeitige Kontrollmessung außerhalb der behandelten Anlage ist ebenso erforderlich. Diese sind für die Setzung von Maßnahmen gegen Spätfrost als auch für den rechtzeitigen Einsatz und das Aussetzen der Bekämpfungsmaßnahme von Bedeutung. Dabei kann der Wind ebenfalls eine entscheidende Rolle spielen, ob z.B. eine Überkronenberegnung eingesetzt werden kann oder nicht.

Vorbereitende Maßnahmen sollten dort gemacht werden, wo eine Spätfrostgefahr mit größerer Wahrscheinlichkeit eintreten könnte. Je nach Maßnahme können diese in Zeiten getroffen werden, wo noch keine akute Gefahr und somit Ressourcenengpässe
bestehen. Allerdings können sie sich nachträglich als nicht notwendig herausstellen und fallen somit als zusätzlicher Aufwand an.

Die Schaffung und Installation einer Infrastruktur zur Frostbekämpfung, z.B. der Ankauf und die Installation z.B. einer Überkronenberegnung, eines Heizdrahtes oder Windrads verursacht hohe Kosten. Auch das Anlegen von Wasserbecken für Wasserreserven zur Frostberegnung bedürfen behördlicher und baulicher Vorlaufzeiten.

Im Falle eines Kaltwettereinbruchs können Materialien für eine Spätfrostbekämpfung kurzfristig, wenn überhaupt nur eingeschränkt und oft nur zu hohen Anschaffungspreisen angekauft werden. Eine rechtzeitige und zeitlich antizyklische Disposition und Einlagerung sollte vorgenommen werden.

Abstract (englisch)

When selecting a location, the frost risk must also be assessed, taking into account both the risk of late frost and winter frost. In addition to the type of crop, the altitude, orientation and terrain formation play an important role in assessing the frost risk. Hilltop locations, upper locations on slopes, "cold" locations with later budding and cold lakes in hollows or on forest edges are helpful indicators. Such locations should be avoided if possible.

Varieties with late budding and more frost-resistant varieties in fruit growing and viticulture should be included in the selection. Experience from recent years is available for this, which is known in the advisory service.

Sufficient risk protection through frost insurance should be considered for certain types of fruit, locations and varieties. It is necessary to weigh up the economic costs of a loss of yield against the cost of insurance.

For the timely start of frost control measures, it is necessary to transmit weather data from the system at risk at least every 15 minutes. A simultaneous control measurement outside the treated system is also necessary. These are important for taking measures against late frost as well as for the timely application and suspension of the control measure. The wind can also play a decisive role in determining whether or not overhead sprinkler irrigation can be used, for example.
Preparatory measures should be taken where a late frost risk is more likely to occur. Depending on the measure, these can be taken at times when there is no acute danger and therefore no resource bottlenecks exist. However, they may subsequently turn out not to be necessary and therefore incur additional costs.
The procurement and installation of infrastructure to combat frost, e.g. the purchase and installation of e.g. over-crown sprinklers, heating wire or wind turbines, incurs high costs. The construction of water basins for water reserves for frost irrigation also requires official and construction lead times.

In the event of a cold snap, materials for late frost control can only be purchased at short notice, if at all, and often only at high purchase prices. Timely and anti-cyclical planning and storage should be undertaken.

Autor/innen

Jose Carlos Herrera, Ferdinand Regner, Monika Riedle-Bauer, Franz G. Rosner, Andreas Schuller, Johannes Straßmayer, Lothar Wurm

Projektunterlagen

FrostStrat_​Strategie zur Redu­zie­rung von Spät­frost­schä­den im Wein- und Obstbau
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