Kurzgefasst

Entdecke die Welt der künstlichen Bewässerung in der Landwirtschaft, wo das richtige Wassermanagement den Unterschied zwischen einer erfolgreichen Ernte und Ernteverlusten ausmachen kann. Von den variierenden Niederschlagsverhältnissen in Deutschland bis hin zu den individuellen Bedürfnissen verschiedener Kulturpflanzen - dieser Artikel beleuchtet die entscheidenden Faktoren, die deine Bewässerungsstrategie beeinflussen. Erfahre mehr über die Vor- und Nachteile der Bewässerungstechniken und tauche ein in die Welt der Rohr-Schlauch-Beregnung, Rohrtrommel-Beregnung, Kreisberegnungsmaschinen und Tropfbewässerung.

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Trockenheit in der Landwirtschaft entgegenwirken

Kein Wirtschaftsbereich hängt so stark vom Niederschlag ab wie der Ackerbau. Ganz besonders trifft dies auf die trockenen und sandigen Regionen in Deutschland zu. Insgesamt wurden in Deutschland 2019 etwa 506 500 Hektar Freilandfläche bewässert. Dazu zählen vor allem der Osten von Niedersachsen, der Norden von Sachsen-Anhalt, im Regenschatten des Harzes, und das Bundesland Brandenburg. Eine ausreichende Wasserversorgung ist die Grundvoraussetzung für hohe und stabile landwirtschaftliche Erträge. Eine Beregnung in der Landwirtschaft wird, insbesondere je nach Kulturart und Bodenverhältnissen, unabdingbar. In diesen Fällen ist es nur durch eine zusätzliche, künstliche Beregnung möglich, auf den betroffenen Flächen bestmögliche Qualitäten und ausreichende Produktionsmengen zu erzielen. Der Einsatz welcher auf den Standort angepassten Methoden diese Ziele erreichbar machen soll und zudem die Ressource Wasser optimal nutzt und bestenfalls auch wassersparend ist, wird in diesem Artikel thematisiert.

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Beregnungsbedürftigkeit von Kulturpflanzen

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Faktor: Klima

In den einzelnen Bundesländern ist die Verteilung der Niederschläge sehr unterschiedlich. Im Osten Deutschlands und Niedersachsen muss mehr als die Hälfte der Flächen mit 450 bis 600 mm Jahresniederschlag auskommen, nach Westen werden im Jahresdurchschnitt meist mehr als 600 mm, häufig über 700 mm Jahresniederschlag registriert. Jedoch spielt gerade bei der Bewässerung diese Verteilung eine entscheidende Rolle.

Faktor: Boden

Je nach Bodenart und -zusammensetzung ist das Bodenwasser für die Pflanzen unterschiedlich gut verfügbar. Die Pflanzenverfügbarkeit hängt grundlegend von Umfang und Größe der Bodenporen ab. Besonders die Mittelporen und die engeren Grobporen sind für die Wasserversorgung der Pflanzen wichtig. In ihnen wird das Wasser gegen die Schwerkraft festgehalten, kann aber von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. Drei Kennzahlen beschreiben die Pflanzenverfügbarkeit des Wassers:

1. Feldkapazität: Sie ist die Wassermenge, die ein natürlich gelagerter Boden nach Sättigung durch Regen oder anderweitige Wasserzufuhr gegen die Schwerkraft halten kann
2. Totwasser: Es ist das nicht pflanzenverfügbare Bodenwasser, das mit hoher Saugspannung fest an die Bodenteilchen gebunden ist
3. Nutzbare Feldkapazität: Sie ist das Maß für das maximal pflanzenverfügbare Wasser, sie ergibt sich aus der Differenz von Feldkapazität und Totwasser

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Faktor: Pflanzenart

Kulturpflanzen verfügen je nach Art über eine sehr unterschiedliche Fähigkeit zur Nutzung des Bodenwassers. Die Kartoffel beispielsweise bildet ihren Hauptwurzelbereich nur bis in 40 cm Tiefe aus. Dementsprechend kann sie den Boden Wasservorrat auch nur bis in diese Tiefe ausschöpfen. Mais oder Zuckerrüben dagegen erschließen den Boden in größere Tiefen und haben daher ein größeres Bodenvolumen für die Deckung ihres Wasserbedarfs zur Verfügung. Trotz dieser Unterschiede wird bei den meisten landwirtschaftlichen Kulturen mit der Beregnung begonnen, wenn dem Boden die Hälfte seines speicherbaren Wassers entzogen wurde, also bei einer nutzbaren Feldkapazität von 50 %. Nur so lassen sich Ertrags- und Qualitätseinbußen vermeiden.

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Vor- und Nachteile der künstlichen Beregnung

In den letzten Jahren stieg die Beregnung der landwirtschaftlichen Fläche durch immer neuere und moderne Bewässerungsmöglichkeiten an. Dieser Trend ist durch den Klimawandel und die immer häufiger auftretende Trockenheit auch in Zukunft absehbar. Im Idealfall wird die Beregnung in den frühen Morgenstunden oder in der Nacht durchgeführt, um Verdunstungsverluste zu vermeiden. Beregnungsanlagen können auch eingesetzt werden, um Frostschäden zu verhindern. Die Frostschutzberegnung wird bei empfindlichen Frühjahrskulturen eingesetzt, zum Beispiel bei Erdbeeren, Obstkulturen, Frühkartoffeln und Weinreben. Zudem sollte auch die Qualität des verwendeten Wassers beachtet werden. Zu salziges oder verunreinigtes Wasser kann zu Versalzungen oder einer Störung der Bodenfruchtbarkeit führen. Doch welche Vorteile und Nachteile bringt eine künstliche Bewässerung mit sich?

Vorteile

• Durch Beregnung sind Ertrag und Qualität der Kultur gesichert
• Frostschutzberegnung
• Bei starker Trockenheit über mehrere Tage oder Wochen schnelle Reaktion möglich
• Flexibilität bei wechselnden Wetterbedingungen
• Erweiterung der Anbausaison
• Verbesserte Jungpflanzenentwicklung
• Kontrollierte Bewässerung sorgt für eine Verminderung der Bodenerosion

Nachteile

• Zunächst hoher Arbeitsaufwand
• Infrastrukturkosten: Bestimmte Technik und Brunnen
• Salz Akkumulation
• Krankheitsförderung, zum Beispiel Pilzbefall, bei zu hochen Feuchtigkeitsgehalten und schlechter Abtrocknung des Bestands
• Konflikte um Wasserressourcen

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Bewässerungsmethoden und ihre Kosten

Rohr-Schlauch-Beregnung

• Für kleinere Flächen (Gemüseanbau) und zur Frostschutzberegnung im Frühkartoffel- und Obstanbau
• Sehr hoher Arbeitsaufwand
• Bietet sich auch für die Frostschutzberegnung an
• Ausbringen auch sehr geringer Wassermengen möglich
• Rohre und Schläuche sind in der Anschaffung eher kostengünstig

Quelle: Bundesinformationszentrum Landwirtschaft “Effiziente Bewässerungstechnik - Stand und Trends” (Stand: 17.11.23)

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Rohrtrommel-Beregnung

• Am häufigst verwendete Bewässerungsmethode in Deutschland
• Flexibel und mobil, aufgrund von hohen Schlauchlängen (300-600 m) und einer Arbeitsbreite von bis zu 75 m
• Hoher Arbeitsaufwand, dabei geringe Wasserverluste
• Automatisierungs Optionen
• Verbesserung der Verteilgenauigkeit in Verbindung mit Starkregnern und Düsenwagen

Quelle: Bundesinformationszentrum Landwirtschaft “Effiziente Bewässerungstechnik - Stand und Trends” (Stand: 17.11.23)

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Kreisberegnungsmaschinen

• Kontinuierliche Arbeitsweise
• Geringer Arbeitsaufwand, niedrige Wasserverluste
• Hohe Flächenabdeckung, dabei präzise Wasserverteilung
• Nicht universell einsetzbar, Anforderungen an Schlaggröße und -form
• Stationäre Anlage, höhere Anschaffungskosten und Energieaufwand

Quelle: Bundesinformationszentrum Landwirtschaft “Effiziente Bewässerungstechnik - Stand und Trends” (Stand: 17.11.23)

Tropfbewässerung

• Vor Allem im Gemüse- und Obstanbau
• Minimiertes Risiko von Pilzinfektionen und Verbrennungen, da die oberirdischen Pflanzenteile nicht befeuchtet werden
• Geringste Verdunstungsverluste, sehr hohe Verteilgenauigkeit, es können auch Nährstoffe zugesetzt werden
• Zielgerichtete Bewässerung, die flexibel auf die jeweilige Kultur angepasst werden kann
• Reduzierter Wasserverbrauch
• Installation: Hohe Kosten und Arbeitsaufwand

Quelle: Bundesinformationszentrum Landwirtschaft “Effiziente Bewässerungstechnik - Stand und Trends” (Stand: 17.11.23)

Fazit

Die künstliche Beregnung in der Landwirtschaft bringt viele Vor- und Nachteile mit sich. Der größte Vorteil ist, dass durch die Beregnung Ertrags- und Qualitätssicherheit gewährleistet werden kann. Durch Anschaffung der Technik fallen jedoch häufig hohe Kosten an und zudem ist ein zunächst ein hoher Arbeitsaufwand damit verbunden. Eine wichtiger Faktor spielt auch die Boden- und Pflanzenart. Nicht jeder Boden kann das Wasser in Mengen aufnehmen und an die Pflanzen weitergeben. Kulturpflanzen verfügen je nach Art über eine sehr unterschiedliche Fähigkeit zur Nutzung des Bodenwassers. Bei den meisten landwirtschaftlichen Kulturen wird mit der Beregnung begonnen, wenn dem Boden die Hälfte seines speicherbaren Wassers entzogen wurde.

FAQs

Können Klimadaten und Wetterstationen meine Beregnungsstrategie optimieren?

Eine französische Studie untersuchte 2021 eine Optimierung der Bewässerungstechnik im Kartoffelanbau mit Hilfe von Sensoren, die die Bodenfeuchtigkeit ermitteln, kombiniert mit Wetterdaten und maschinellem Lernen, um das Bodenwasserpotential zu bestimmen und daraufhin die Bewässerung anzupassen. Die Berechnung erfolgt jedoch nicht auf Basis des Sensors, sondern mittels Algorithmus, der die Veränderungen und Vorhersagen aufgrund einer Datengrundlage einer höchstens fünf Kilometer entfernten Wetterstation trifft. Einbezogen werden ebenfalls Bodentyp, die Evapotranspiration und die angebaute Kultur.

Landwirte können so ihre Bewässerung bis zu einer Woche im Voraus planen und effizient an die Umweltbedingungen anpassen und optimale Anbau Voraussetzungen zu schaffen.

Welche Kulturen sind an Trockenheit angepasst und kommen ohne zusätzliche Bewässerung aus?

• Amaranth
• Hirse, Quinoa
• Lupine, Kichererbse, Luzerne

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Wie wirkt sich eine künstliche Bewässerung auf die Bodenstruktur aus?

Die Beregnung nimmt vor allem Einfluss, wenn sie übermäßige Mengen betrifft. Diese kann, wie auch natürliche Niederschläge, zu Bodenerosion, Verschlämmungen oder Bodenverdichtungen führen. Zudem kann eine stark übermäßige Bewässerung zur Wassersättigung des Bodens und somit anaeroben Bedingungen führen, die die Sauerstoffverfügbarkeit im Boden reduzieren und sowohl die Wurzelatmung als auch die Nährstoffaufnahme beeinträchtigen.

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