Bewässerungsmethoden

1. Bewässerungsmethoden und der Einsatz von modernen Methoden zurWassereinsparung ein Vortrag von Viktoria Scheff und Christoph Dittmer Hydrologie Kolloquium SoSe 2011 Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch

2. Gliederung • Daten zu Wasser und Landwirtschaft • Bewässerungsmethoden • Methoden zur Wassereinsparung • Ausblick und Fazit

3. Wasser und Landwirtschaft 4.500 km³ 6,8 Mrd 2011 Anstieg der Bevölkerung

4. Wasser und Landwirtschaft Verteilung der Wassernutzung in Haushalten, der Industrie und der Landwirtschaft weltweit 0,25 % landwirtschaftliche Wasserentnahmen in Deutschland

5. Bewässerung 20 % der gesamten Anbaufläche werden bewässert 3,3 % der Landwirtschaftsfläche in Deutschland

6. Wasser und Landwirtschaft Wasserverfügbarkeit global: 36.687 km³/a Wasserentnahmen global: 3.572 km³/a ABER: Wasser ist oft nicht in den Gebieten, wo es benötigt wird In Gebieten mit Wassermangel sind Verringerungen des Wasserverbrauchs insbesondere in der Landwirtschaft notwendig Einsparpotentiale? In Zukunft: morecrop per drop = Reduzierung der Wasserverluste in der Landwirtschaft durch verbesserte Produktionsweisen

7. Bewässerungsmethoden Bewässerung = Versorgung des Kulturlandes mit Wasser um Regen zu ersetzen (Überbrückung saisonaler Trockenphasen) Effizienz der Bewässerung Geologie (Bodeneigenschaften, Geländeneigung, …) Bewässerungstechniken (abhängig vom Saatgut) Klimatische Verhältnisse

8. Bewässerungsmethoden Mikrobewässerung Oberflächenbewässerung Beregnung Unterflurbewässerung Tröpfchenbewässerung • ortsfeste • teilortsfeste • vollbeweglich • Anhebung GW • Rohre • oberirdisch • unterirdisch Stauverfahren Rieselverfahren • Beckenstau • Flächenstau • Furchenstau • Streifenberieselung • Furchenberieselung

9. Oberflächenbewässerung • kostengünstig • geringerer technischer/personeller Aufwand • hohe Verdunstungs- und Versickerungsraten Stauverfahren Rieselverfahren ABER Ackerfurchen, planierte oder umdämmte Flächen werden unter Wasser gesetzt gehört zu den weltweit am häufigsten angewandte Verfahren

10. Stauverfahren Flächenstau Beckenstau < 0,1 % < 1 cm/h 20 – 40cm tief 1 – 20 ha 15 – 30cm tief Furcheneinstau 0,2 – 0,5 % 20 – 30 cm tief

11. Rieselverfahren Wasser fließt durch Ackerfurchen und geneigte Flächen • Wasserverteilung durch Zuleitungskanäle • Streifenberieselung (10-20 m breit, 150-400 m lang) • Furchenberieselung (15-20 cm breit, 25-30 cm tief

12. Beregnung • Keine aufwändigen Planierungsarbeit oder Errichtung von Dämmen • Mehrzweckbewässerung (Dünge- und Frostschutzmittel) Vorteile: Nachteile: • Verdunstungsverluste (Interzeption) • Ungleichmäßige Wasserverteilung durch Wind • Hohe Anlagekoste (Energie, Betrieb, Wartung) • Ausbildung von geschultem Personal Offenes Versprühen von Wasser auf landwirtschaftliche oder gärtnerisch genutzte Flächen

13. Beregnung Beregnung mittels … Kreisberegnung ortsfester Anlagen teilortsfester Anlagen vollbeweglicher Anlagen

14. Kreisberegnung Wasserentnahme für die Beregnung

15. Kreisberegnung

16. Vergleich der Bewässerungsverfahren

17. Maßnahmen zur Wassereinsparung • Mikrobewässerung • Bodenhilfsstoffe • Saatgut • Ausblick und Fazit

18. Mikrobewässerung • oberirdisch • Oberirdische Tropfbewässerung • unterirdisch • Unterirdische Tropfbewässerung • Unterflurbewässerung • Kapillarbewässerung

19. Tropfbewässerung • sehr sparsam • exakte Wassermenge für die Pflanze • kein Wasser versickert oder verdunstet im übrigen Boden • Wasser wird direkt zum Wurzelbereich der Pflanze geführt • Dünger und Pflanzenschutzmittel können zum Wasser gemischt werden • sehr geringe Energie- und Betriebskosten Tropfvorrichtung an einem Bewässerungsschlauch

20. Tropfbewässerung • Auswaschung und die Versalzung werden stark reduziert • Bewässerungswirkungsgrad liegt bei etwa 80 bis 95 % • hoher Aufwand und geringe Flexibilität • Einsatz vornehmlich für profitable und mehrjährige Kulturen wie Weinstöcke, Oliven- oder Obstbäume sowie Hopfenpflanzen Tröpfchenbewässerungssytem im Weinbau in New Mexico

21. Unterflurbewässerung • Bewässerung der Pflanzen durch Kapillaren im Boden mit Grundwasser • evtl. Wasseranreicherung unterhalb der Bodenoberfläche • Anhebung des Grundwasserspiegels • Unterflurverlegte Leitungen: porös oder mit Schlitzen • durch unterirdische Bewässerung wird die Verdunstung des Wassers vermieden • Gleichmäßige Wasserverteilung

22. Unterflurbewässerung • durch unterirdische Verteilersysteme geht kein Land verloren • Arbeitsaufwand für die Bewässerung vergleichsweise gering • Wassereinsparung 30 – 50 % gegenüber Beregnung • Versalzung des Oberbodens dadurch Entwässerung nötig • nicht für flach wurzelnde Pflanzenkulturen geeignet • Hohe Errichtungskosten für die unterirdischen Leitungen

23. Kapillarbewässerung • geeignet für Hobbygärtner, Gärtnereien und Verkaufsbetriebe bei Topfpflanzen • erfordert weder Druckwasser noch elektrischen Strom • nutzt die Kapillarkraft • durch Anpassung von Dochtmenge und Dochtsaughöhe optimale Substratfeuchte

24. Bodenhilfsstoffe • entweder hochporös und mineralisch aufgebaut • oder Kunststoffe („Superabsorber“) • Verwendung insbesondere in semiariden und ariden Gebieten • auch als Zuschlagstoffe zu Pflanz- und Kultursubstraten geeignet Grünlandflächen ohne Geohumus Grünlandflächen mit Geohumus (Aufwandmenge 100g/m²)

25. Bodenhilfsstoffe • nehmen ein vielfaches an Wasser auf • Wasserersparnis • mehr Fruchtertrag Wasserspeicherung in Böden von Geohumus-behandelten und unbehandelten Dattelpalmen

26. Saatgut • Verwendung wassersparenderer Sorten • evtl. Züchtung wassersparenderer Sorten • Verwendung von Pflanzen aus trockeneren Gebieten (z.B. Trockenreis)

27. Ausblick und Fazit • elektronische Steuerung der Bewässerung mittels berührungsloser Zellinnendruckmessung • Tropfrohre aus biologisch abbaubaren Kunststoffen • Beregnungsmaschinenmanagement • Neue Technologien Bewässerung effizienter • Technischer und personeller Aufwand • Aufklärung nötig

28. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!

29. Quellen • Wasserbau: Hydrologische Grundlagen, Elemente des Wasserbaus, Nutz- und Schutzbauten an Binnengewässern, Daniel Vischer, Andreas Huber, Springer, 2002 • „Bewässerungstechnik in landwirtschaftlichen Großbetrieben“, Dr. Heinz Sourell, Johann Heinrich von Thünen-Institut • Wassersparende Bewässerungstechnologien - Korrespondenz Wasserwirtschaft · 2009 (2) · Nr. 8 • http://www.dlr-rheinpfalz.rlp.de/Internet/global/themen.nsf/ALL/EF89114C423470E2C125766D003E14D7?OpenDocument • http://www.usf.uni-kassel.de/ftp/lehre/schaldach/vl_einfuehrung_umweltwissenschaften/umwelt02-wasser-state.pdf • http://de.wikipedia.org/wiki/Bew%C3%A4sserung • http://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%B6pfchenbew%C3%A4sserung • http://www.kapillar-ortmann.de/ • http://www.geohumus.com • http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Boden%29 • http://de.wikipedia.org/wiki/Superabsorber