Rodzaje przymrozków

Przymrozki adwekcyjne spowodowane są napływem mas zimnego powietrza, występują jednocześnie na dużych obszarach — nawet na terenie całego kraju. Napływające zimne powietrze "zalewa" dany obszar bardzo grubą warstwą. Prognozy pogody zazwyczaj informują w tym okresie o tworzeniu się silnego wyżu w krajach skandynawskich. Charakterystyczne jest, że przy występowaniu tego rodzaju przymrozków często wieje silny wiatr. Przymrozki tego rodzaju są bardzo groźne i trudno się przed nimi obronić, a straty przez nie spowodowane występują na dużych obszarach kraju. Niestety, wystąpiły one tej wiosny, kiedy w okresie od 20 IV do 25 IV napłynęło nad Polskę zimne powietrze z północy. W okresie tym znacznie obniżyła się temperatura powietrza w ciągu dnia (maksymalna 7,5–9,5°C) i wystąpiły nocne przymrozki (rys. 1). W nocy 21 IV aż na 6 godzin temperatura obniżyła się poniżej zera (w Sadzie Pomologicznym w Skierniewicach minimum –2,7°C). W kolejnych 4 dniach jeszcze trzykrotnie wystąpiły przymrozki. Dodatkowym niekorzystnym zjawiskiem był wiejący w nocy wiatr.

Rys. 1. Przymrozki adwekcyjne wystąpiły tej wiosny w okresie od 20 IV do 25 IV
i zostały spowodowane napływem nad Polskę zimnego powietrza z północy

Podobny przebieg pogody zaobserwowano na terenie prawie całej Polski. W wielu miejscach obniżenie temperatury było znaczniejsze (nawet do –9°C; czyt. str. 62, 63). Przemarzły nie tylko pąki kwiatowe i kwiaty, ale w niektórych przypadkach ucierpiały także młode przyrosty (fot. 1).

Fot. 1. Uszkodzenia pędów maliny 'Polana'

Przymrozki radiacyjne spowodowane są nocnym wypromieniowaniem ciepła przez glebę i rośliny. Występują lokalnie, w zależności od miejscowych warunków terenowych, możliwości wyparowania ciepła lub nagromadzenia się zimnego powietrza (zastoisko mrozowe). Przymrozki tego rodzaju zazwyczaj występują nad powierzchnią gruntu (poniżej wysokości 2 metrów), dlatego nie zawsze są odnotowywane przez stacje meteorologiczne w pogodne no­-
ce, przy niskiej wilgotności powietrza. Niebezpieczne dla sadów zastoiska mrozowe powstają zazwyczaj w miejscach niżej położonych, o małym przewiewie powietrza — gdzie spływa nocą cięższe zimne powietrze.

Przymrozki adwekcyjno-radiacyjne wywołane są jednocześnie przez napływ zimnego powietrza i ochładzanie się gruntu w warstwie przyziemnej wskutek wypromieniowania nocnego. Są to przymrozki, które najczęściej występują wczesną wiosną, zazwyczaj po dłuższym okresie ciepłej pogody.

Bardzo niebezpieczne dla roślin są tak zwane ciągi dni przymrozkowych, kiedy nawet niewielkie przymrozki pojawiają się w ciągu kilku kolejnych nocy na przemian z ciepłymi dniami. Seria dni z dużą amplitudą temperatury powoduje obniżenie odporności roślin.

Możliwości ochrony

Istnieje wiele metod ochrony roślin sadowniczych przed przymrozkami, niestety wszystkie one są kosztowne, a ich skuteczność zależy przede wszystkim od przebiegu pogody.

Metody pasywne. Dla wielu sadowników najprostszym sposobem walki z przymrozkami jest ich "unikanie" — zakładanie sadów poza zastoiskami mrozowymi. Wtedy mamy chociaż szansę na uniknięcie przymrozków radiacyjnych. Powinniśmy także zwrócić uwagę na odmiany późno kwitnące, o kwiatach maksymalnie odpornych na niską temperaturę. Także uprawa gleby może mieć wpływ na ograniczenie strat przymrozkowych. Intensywna okrywa roślinna (gęsty łan wysokich chwastów pod drzewami) sprzyja wypromieniowaniu ciepła z gleby. Zjawisko to spowodowane jest zwiększeniem powierzchni promieniowania oraz obniżaniem się temperatury przy intensywnej transpiracji. Dlatego w okresie występowania przymrozków powinniśmy skosić murawę w sadzie i pozbyć się chwastów rosnących w rzędach drzew. Metody pasywne powinny być stosowane w każdym gospodarstwie sadowniczym.

Metody aktywne. Najbardziej roz­powszechnioną metodą walki z przymrozkami jest deszczowanie. Wykorzystuje się tu fakt, że zmianom stanu skupienia wody towarzyszy wydzielanie lub pobieranie dużych ilości ciepła. Przy ochłodzeniu jednego litra wody o 1°C uzyskuje się 1 kcal ciepła. Podczas zamarzania 1 litra wody wydziela się aż 80 kcal ciepła. Skuteczność tego zabiegu uzależniona jest od przebiegu temperatury, wilgotności powietrza, prędkości wiatru i fazy rozwojowej roślin. Niektóre doniesienia podają, iż poprzez zraszanie można chronić kwitnące sady do temperatury –9°C. Teoretycznie wydaje się to możliwe, w praktyce jednak przy niskiej wilgotności powietrza i silnym wietrze trudno uzyskać pozytywny efekt zraszania przy temperaturze poniżej –5°C. Im niższa jest temperatura, tym więcej wody powinniśmy podać na jednostkę powierzchni. Wiatr powoduje dodatkowe wychładzanie roślin, dlatego wraz ze wzrostem jego prędkości powinna rosnąć intensywność zraszania (rys. 2).

Rys. 2. Wraz ze wzrostem prędkości wiatru powinna rosnąć intensywność zraszania

Sprzyjający jest fakt, iż w czasie występowania przymrozków radiacyjnych zazwyczaj jest bezwietrzna pogoda. Niestety, w trakcie występowania przymrozków napływowych często wieje. W Skierniewicach podczas tegorocznych kwietniowych przymrozków wiał lekki wiatr z prędkością 0,5–1,0 m/s.

Skuteczność zraszania przy ochro­nie roślin przed przymrozkami zależy od intensywności i równomierności deszczowania. Instalacja przeciwprzymrozkowa musi zraszać całą chronioną powierzchnię jednocześnie przez cały okres występowania ujemnej temperatury. Tak więc przy temperaturze –5°C i bezwietrznej pogodzie niezbędna ilość wody podawanej na hektar sadu nie powinna być mniejsza niż 33 m³/godz. Jest to bardzo duża ilość wody — nie zawsze dostępna w gospodarstwie. Zraszacze stosowane w tego rodzaju instalacjach powinny charakteryzować się bezwzględną niezawodnością działania (nawet kilkuminutowa przerwa w deszczowaniu może spowodować znaczne straty), stabilnością obrotów i równomiernoś­cią opadu. Aby uchronić sprężynę zraszacza przed zamarzaniem, osłania się ją specjalnym kołpakiem (jest to cecha charakterystyczna, po której można rozpoznać tego rodzaju zraszacze). Ważną cechą zraszaczy przeciwprzymrozkowych jest czas obrotu, który nie powinien być dłuższy niż 1 minuta. W przeciwnym razie okres pomiędzy kolejną porcją wody, która dotrze do roślin, może być dłuższy niż okres krytyczny dla danych warunków. Źle zaprojektowana instalac­ja i nieodpowiednio dobrany sprzęt bywa powodem wystąpienia dużych strat przymrozkowych (nawet wyższych niż na terenach, gdzie nie było zraszania).

Największym mankamentem zraszania przeciwprzymrozkowego jest duża ilość zużywanej wody. Dlatego też przeprowadzono próby zastosowania minizraszaczy oraz minizraszaczy pulsacyjnych, co pozwala oszczędzić znaczne ilości wody. Przypominam o przestrzeganiu Prawa Wodnego i korzystaniu z wody zgodnie z obowiązującym prawem (czyt. "Hasło Ogrodnicze" 2, 4, 5/2004).

Innym sposobem ochrony roślin przed przymrozkami wiosennymi jest mieszanie powietrza. Metoda ta jest bardzo skuteczna przy występowaniu zjawiska inwersji termicznej — kiedy nad zimnym powietrzem przy gruncie zalega warstwa cieplejszego powietrza. Jeśli warstwy te wymieszamy, temperatura przy gruncie może wzrosnąć od 1°C do 3°C. Poprzez mechaniczne mieszanie powietrza można uchronić rośliny przed niezbyt silnymi przymrozkami (do –3,3°C), oczywiście tylko wtedy, gdy istnieje możliwość wymieszania zimnego powietrza z cieplejszym. Do mieszania powietrza w sadzie używa się śmigieł specjalnej konstrukcji lub nawet helikopterów (USA, Rosja). Śmigła stosowane w USA mają skrzyd­ła o długości 2,5–3,0 m i umieszczone są na obrzeżach sadu na konstrukcjach o wysokości około 11 m. W Japonii stosuje się wiele małych wentylatorów rozmieszczonych na obszarze sadu. Wentylatory te mają poziomą oś obrotu śmigieł. Jeszcze innym rozwiązaniem jest zastosowaniu wentylatorów ssąco-tłoczących o pionowym ustawieniu osi obrotu. Wentylatory zasysają w pierwszej kolejności zimne (ciężkie) powietrze zalegające bezpośrednio nad powierzchnią gleby. Powietrze to zostaje wyniesione poprzez dodatkowo zainstalowany "komin" w obszar powietrza cieplejszego zalegającego wyżej. Metoda ta może być skuteczna przy wystąpieniu stosunkowo cienkiej warstwy zimnego powietrza, ale takie warunki w niektórych sadach zdarzają się bardzo często. Rysunek 3 przedstawia rozkład temperatury na trzech różnych wysokościach od powierzchni gruntu (0, 2, 4 m). Pomiary te wykazały okresowe występowanie warstwy ciep­­lejszego powietrza nad zimniejszym zalegającym nad powierzchnią gleby. Największe zróżnicowanie temperatury mierzonej na różnych wysokościach stwierdzono w okresie 4–5 IV. Maksymalna różnica temperatury wyniosła wtedy aż 4°C. Taki układ przebiegu temperatury w atmosferze daje szansę pozytywnych efektów ochrony kwiatów przed przymrozkami za pomocą mieszania powietrza.

Rys. 3. Przebieg temperatury mierzonej na 3 wysokościach od powierzchni gleby
w okresie od 29 III do 7 IV 2002 roku

Inną praktykowaną już od wieków metodą ochrony przed przymrozkami jest okrywanie roślin. Niestety, w przypadku roślin sadowniczych praktycznie może być ono stosowane tylko na plantacjach truskawek. Okrywy termoizolacyjne działają tym skuteczniej, im mniejsze przewodnictwo cieplne ma materiał, z którego są wykonane. Ważną rolę odgrywa także właściwa pora przykrywania roś­lin. Zbyt późne znacznie zmniejsza efektywność zabiegu. Najkorzystniej jest okrywać rośliny na około godzinę przed zachodem słońca.

Innym praktykowanym sposobem ograniczania strat przymrozkowych jest ogrzewanie powietrza w sadzie. Metoda ta polega na spalaniu różnych materiałów (trocin, brykietów, słomy) w celu uzyskania ciepła podnoszącego temperaturę powietrza. Skuteczne są specjalne piece ogrzewcze na koks, brykiet, olej napędowy czy propan-butan. Skuteczność tej metody w warunkach Brzeznej udowodnili dr P. Kołodziejczak i prof. A. Mika. Obecnie na rynku pojawiły się nawet "znicze" do wytwarzania ciepła w sadzie. Aby jednak metoda była skuteczna, na hektarze należy rozmieścić 200–400 źródeł ciepła. Ze względu na koszty energii, różne sposoby ogrzewania są metodami drogimi. Mogą być jednak skuteczne w trakcie przymrozków adwekcyjnych. W celu jednoczesnego obniżenia kosztów i zwiększenia efektywności ogrzewania powietrza wprowadzono tak zwane palniki mobilne, przetaczane po sadzie. Zaczepiane do ciągnika urządzenie wyposażone jest w zasilane gazem (propan) palniki podgrzewające powietrze do temperatury ok. 100°C (więcej na temat takich maszyn w najbliższym numerze "Hasła Ogrodniczego").

Przy niewielkich spadkach temperatury i bezwietrznej pogodzie sku­teczne może być także zadymianie. Tworzenie dymu zmniejsza noc­ne straty ciepła w sadzie. Zmniejsze­nie wypromieniowania ciepła z pod­łoża można osiągnąć tylko przy odpowiednio wczesnym zadymianiu — najlepiej rozpocząć je tuż po zachodzie słońca. W praktyce prowadzi się je poprzez spalanie mokrej słomy lub za pomocą specjalnych świec dymnych czy też generatorów dymu.

Przewidzieć przymrozek

Kryterium powodzenia w wal­ce z przy­mrozkami jest ich przewidywanie i odpowiednio wczesne podjęcie właś­ciwych działań. Dobrym i stosunkowo prostym sposobem przewidywania wystąpienia przymrozków jest metoda punktu rosy (punkt rosy — temperatura, w której ilość pary znajdująca się w powietrzu wystarcza do jego nasycenia). Jeśli wieczorem niebo jest bezchmurne, a punkt rosy jest bliski lub poniżej zera, nad ranem niewątpliwie wystąpi przymrozek. Temperaturę punktu rosy możemy wyznaczyć za pomocą termometrów suchego i zwilżonego oraz tablic psychrometrycznych. Termometr zwilżony to taki, którego zbiorniczek z rtęcią owinięty jest knotem zanurzonym w wodzie. Przy niskiej wilgotności powietrza parująca z knota woda obniża odczyt temperatury wskazując na potencjalnie dobre warunki do parowania i wypromieniowania energii cieplnej (fot. 2). Jest wiele metod empirycznych określających prawdopodobieństwo występowania przymrozków. Stosunkowo skuteczną i prostą może być tak zwana metoda Kammermanna. Tutaj przewidywaną minimalną temperaturę powietrza określa się za pomocą pomiaru temperatury termomet­rem zwilżonym.

Tmin _przewidywana = T – k

Tmin _przewidywana — przewidywana dla najbliższego poranku minimalna temperatura powietrza przy gruncie
T — temperatura termometru zwilżonego odczytana o godzinie 15⁰⁰ dnia poprzedniego
k — stała = 8,8

Fot. 2. Temperaturę punktu rosy możemy wyznaczyć za pomocą termometrów suchego i zwilżonego oraz tablic psychrometrycznych

Podany wzór dotyczy tylko nocy o z­e­rowym lub bardzo małym zachmurzeniu i bezwietrznej pogodzie. Wiarygodność tej metody była oceniana w latach 70. ub. wieku przez IBMER. Prognozy sprawdziły się w 85%, przymrozków nie przewidziano w 15%, wywołano fałszywy alarm w 21%.

Obecnie coraz częściej do przewidywania wystąpienia przymrozków stosuje się urządzenia elektroniczne, które określają prawdopodobieństwo i zakres obniżenia się temperatury. Urządzenia takie mogą nas tylko informować o niebezpieczeństwie lub też odpowiednio wcześniej uruchomić system ochrony (instalacji zraszających, wentylatorów, itp.).