Dr. Ingrid Pfleger, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena. Bewässerung von ausgewählten Heil- und Gewürzpflanzen in Thüringen

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1 Dr. Ingrid Pfleger, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Jena Bewässerung von ausgewählten Heil und Gewürzpflanzen in Thüringen

2 Bewässerung von ausgewählten Heil und Gewürzpflanzen in Thüringen Klimatrend / Klimawandel? * Agrarmeteorologisches Messnetz der TLL * Trends der Lufttemperatur, des Niederschlages, der Globalstrahlung und der Klimatischen Wasserbilanz Notwendigkeit der Bewässerung Beregnungsuntersuchungen von Heil, Duft und Gewürzpflanzen mit Versuchsergebnissen * Bewässerungsversuche mit Pfefferminze Praxis, Parzellen und Lysimeterversuche * Modellversuche mit Küchenkräutern Schnittlauch, Petersilie und Dill

3 Ursachen des Klimawandels Ein anthropogener Einfluss wird als sehr wahrscheinlich angesehen, da sich der rezente Temperaturanstieg als einmaliger Vorgang der letzten Jahre darstellt. Der anthropogene Einfluss besteht im erhöhten Ausstoß klimarelevanter Gase (CO2, CH4, NO2, FCKW); z.b. CO2 Gehalt von 280 ppm (1800) auf 370 ppm (2000) gestiegen (höchster Gehalt seit Jahren). Es gibt aber auch natürliche Ursachen für Klimawandel: Vulkanismus, Änderung der solaren Strahlungsflussdichte, Wechselwirkungen im Klimasystem (ElNiño). Günther, R. Juni 2006

4 Datenbasis für die Beregnungsempfehlungen der TLL Jena * Agrarmeteorologisches Messnetz Thüringens * Insbesondere vieljährige Reihen der Station Großobringen ( )

5 17 Wetterstationen gesamt 4 TLL 6 LWA bzw. LVA 4 Agrargenoss. 3 Hochschulen bzw. FH Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006

6 Standorte der agrarmeteorologischen Wetterstationen Thüringens

7 Trend der Lufttemperaturmittel für das Gesamtjahr, Sommer und Winterhalbjahr am Standort Großobringen (abgeleitet aus der Regressionsanalyse ) Y= 134,36 + 0,0747 * x ** ** signifikant bei = 1% Y= 146,62 + 0,0780 * x ** Y= 158,87 + 0,0814 * x * * 0 Jahr W interhalbjahr Som m e rhalbjahr Jahr Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006 ❸

8 Trend der Niederschlagsaufkommen für das Gesamtjahr, Sommerhalbjahr und Winterhalbjahr am Standort Großobringen (abgeleitet aus Regressionsanalyse ) Y= 326 6,54 1,38 * x Y= 356 7,26 1,63 * x Y= 300,72 + 0,2 5 * x ** signifikant bei = 1 % Ja hr W int erh a lb jah r S o m m e rh albja hr Jah r ❸ Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006

9 Niederschlagsänderungen in unterschiedlichen Zeiträumen am Standort Großobringen (abgeleitet aus Regressionsanalyse ) Niederschlagsänderung aus Trendanalyse N(mm) Niederschlagsänderung aus den vieljährigen Mittelwerten N(mm) Gesamtjahr mm 519 mm 33 Winterhalbjahr (Oktober bis März) mm 200 mm 1 Sommerhalbjahr (April bis Sept mm 319 mm 32 Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006

10 Trend der Globalstrahlung für das Gesamtjahr, Sommerhalbjahr und Winterhalbjahr am Standort Großobringen (abgeleitet aus Regressionsanalyse ) Y= 3042,99 + 3,310 * x Y= 507 9,36 + 3,915 * x Y= 203 6,37 0,6 050 * x Ja hr W int erh alb jah r So m m e rh albja hr Ja h r Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006 ❸

11 Trend der KWB in der Vegetationsperiode und im Gesamtjahr am Standort Großobringen (abgeleitet aus Regressionsanalyse ) (KWB: Klimatische Wasserbilanz = Niederschlag Verdunstung) ** signifik ant bei = 1% y= 66 21,4 4 3,392 * x r = 0,228 ** y= 5199,9 5 2,71 0 * x r = 0,229 ** 25 0 Ja hr So m m e rh albja hr Jah r Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006 ❸

12 Niederschl. / Verd. (mm) Klimatische Wasserbilanz Standort Großobringen ,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Klimatische Wasserbilanz 1. April bis 30. Sept. Großobringen / Thüringer Mittel 392 mm 391 mm 120, Niederschl. / Verd. (mm) 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 164 mm 143 mm 120, Niederschl. / Verd. (mm) 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 138 mm 0,0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Niederschl./Verd.(mm) ,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 203 mm Pfleger, Jan Legende : Niederschlag Verdunstung

13 Klimatrend und Vegetationsperiode Bestimmung der Termine Vegetationsbeginn und Vegetationsende aus dem Jahresgang der Lufttemperatur Schwellenwert: 5 C Vegetationsbeginn (14.03.) Vegetationsende (11.11.) C Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez

14 Mittlere Länge, Beginn und Ende der Vegetationsperiode (ermittelt für unterschiedliche Zeitreihen) Zeitraum 1901 bis ) Vegetationsperiode (T mitt. 5 C) Beginn Ende Dauer(Tage) bis ) bis ) ) Station ErfurtBindersleben (DWD) 2) Station Großobringen Günther, R.; Michel,H.: Juni 2006

15 Fazit aus Klimaveränderungen Klimawandel wird sich auf die Pflanzenproduktion und den Gartenbau auswirken Für die pflanzliche Produktion ist sowohl mit positiven als auch negativen Auswirkungen zu rechnen: Positiv: längere Vegetationszeit, höherer CO 2 Gehalt; dadurch höhere Erträge möglich Negativ: geringere Wasserverfügbarkeit, Erhöhung der Stressgefahr, Zunahme Schaderregerdruck; dadurch erhöhte Aufwendungen (Pflanzenschutz, Zusatzwasser) Notwendigkeit eines pflanzenbedarfsgerechten Zusatzwassereinsatz mit wasser und energiesparenden Bewässerungsverfahren zur Erzielung einer marktgerechten Produktion mit hoher Produktqualität auf einem hohen Ertragsniveau

16 Beregnungsflächen in Thüringen und beregnete Fruchtarten Zeitabschnitt bis 1989 Analyse 1994 Analyse 2005 Erschlossene Bewässerungsfläche ca ha ca ha ca ha Bewässerte Fläche ca ha ca ha ca ha dav. Freilandgemüse: ha Obst / Erdbeeren: 800 ha Heil u. Gewürzpflanzen 300 ha Kartoffeln 250 ha Hopfen 220 ha Pfleger, Fachseminar in Behringen,,

17 Warum Bewässerung? Nordhausen Eisenach Sömmerda Erfurt Gera Meiningen 17

18 Hauptaufgaben der Bewässerung in Thüringen * Stabilisierung der Erträge und Qualitätssicherung insbesondere im Gemüse und Obstbau, aber auch bei Heil und Gewürzpflanzen, Sonderkulturen und Kartoffeln * Ertragssicherung für profilbestimmende Fruchtarten insbesondere im Vertragsanbau Die Bewässerung wird folglich für einige Fruchtarten unentbehrlich und somit ein fester Bestandteil des Anbauverfahrens.

19 Verlauf der Bodenfeuchte bei gesteuerter Bewässerung von Gemüse / landwirtschaftlichen Kulturen Niederschlag / Zusatzwasser (mm) Niederschlag Steuerungsbereich Bodenfeuchte für Gemüse Bewässerung G e m ü s e u n d S o n d e r k u l t u r e n nutzbare Feldkapazität (nfk) 0 landwirtschaftliche Kulturen (Kartoffeln, Zuckerrüben, Mais) Tage

20 Versuchsfeld Straußfurt

21 Beschreibung des Versuchsfeldes Straußfurt Agrargebiet Kreis Landwirtschaftsamt Standort / Anteil an der LF Thüringens Klima Jahresniederschläge (langjähriges Mittel) Jahrestemperatur (langjähriges Mittel) Höhenlage Effektive Durchwurzelungstiefe Zentrales Thüringer Becken Sömmerda Bad Frankenhausen Tonige Schwarzerde / 34 % Mitteldeutsches Trockengebiet 473 mm 8,5 C 185 m 40 cm Geologische Herkunft Hydrologie Bodentyp / Bodenart Tonanteil: 48 % Humus: 3,9 % Keuper grundwasserfern Schwarzerde aus Keuperton / schluffigerton NtGehalt: 0,19% CaCO 3 Gehalt: 2,8 % Bodenhydrologische Kenndaten in 0 bis 60 cm Tiefe (mm) Feldkapazität (FK): 238 mm Welkepunkt (PWP): 158 mm nutzbare Feldkapazität (nfk): 80 mm

22 Welche Kulturarten sind besonders beregnungswürdig? Fruchtart Gemüse zum Frischverzehr zur Verarbeitung Obst (allgemein) Heil und Gewürzpflanzen Sonderkulturen (Hopfen) Notwendigkeit von Zusatzwasser insbesondere für Ertragsstabilisierung x x Anpflanzsicherung x x x x Qualitätssicherung x x x x x Kartoffeln x x

23 Beregnungsversuche von Heil, Duft und Gewürzpflanzen mit Untersuchungsergebnissen in Thüringen

24 Pfefferminzbestände im Praxisbetrieb Andisleben, beregnet mit RRTechnik Lysimeterversuch Buttelstedt mit Pfefferminze Pfleger, Fachseminar Altenkirchen 1/2007

25 Bewässerungsuntersuchungen mit Pfefferminze in Thüringen Jahr Versuchsort Art des Versuches Wiederholungen Parzellengröße Beregnungssteuerungsverfahren Anzahl Schnitte Kölleda Agrargenoss. Straußfurt Versuchsfeld Buttelstedt Praxisversuch Parzellenversuch Sorten und Bewässer. Versuch Lysimeter m² bzw. 2 m² 30 m² 12 m² m² bzw. 2 m² und 3 1 bis 2 3 KWBAusgleich 100 % *) KWBAusgleich 60 % KWBAusgleich 100 % KWBAusgleich 100 % KWBAusgleich 100 % Quotient AET/PET <0,8 *) KWB Klimatische Wasserbilanz Versuchsfragestellungen: * Beregnungsmehrertrag * Schnitthäufigkeit * Zusatzwassereinsatz * BlattStängelVerhältnis * Zusatzwasserausnutzung * Sorteneinfluss * Ertrag an ätherischen Ölen

26 Untersuchungsergebnisse zur Bewässerung mit Pfefferminze (Mittelwerte aus Versuchen) Standort / Jahr Kölleda 1994/95 (3 Schnitte) Straußfurt (23 Schnitte) Straußfurt 2000/01 7 Sorten/12 Schnitte Buttelstedt 2002/03 (3 Schnitte) Prüfvariante Ohne Beregnung 100 % KWBAusgleich Ohne Beregnung 100 % KWBAusgleich Ohne Beregnung 100 % KWBAusgleich Quotient AET/PET <0,8 100 % KWBAusgleich Ertrag FM dt/ha Mehrertrag FM % dt/ha Zusatzwasser mm Ausnutzung 1) kg/mm (100 %) 278 (216 %) Mittelwert Ohne Beregnung 100 % KWBAusgleich ) Zusatzwasserausnutzung in kg Mehrertrag/mm Zusatzwasser*ha

27 Einfluss der Bewässerung auf den ätherischen Ölgehalt von Pfefferminze Standort / Jahr Kölleda 1995 Straußfurt 2000/01 Prüfvariante Ohne Beregnung 60 % KWBAusgleich 100 % KWBAusgleich Ohne Beregnung 100 % KWBAusgleich Ölgehalt in TM ml/100g 2,06 2,61 2,42 2,55 2,35 % BlattTMErtrag dt/ha % Ölertrag l/ha % Buttelstedt % KWBAusgleich 2, Mittelwert Ohne Beregnung 100 % KWBAusgleich 2,30 2,

28 Einfluss der Bewässerung auf das BlattStängelVerhältnis von Pfefferminze Versuch / Jahr Straußfurt Straußfurt Mittelw. 2000/01 Buttelstedt Mittelw. 2002/03 Schnitthäufigkeit BlattStängelVerhältnis ohne Beregnung 1,5 : 1,0 0,8 : 1,0 1,4 : 1,0 Ǿ 1,75 : 1,0 mit Beregnung 1,7 : 1,0 2,4 : 1,0 1,9 : 1,0 1,5 : 1,0 1,45 : 1,0 Mittelwert 1,2 : 1,0 1,8 : 1,0

29 Versuchsdurchführung in der Bodenmodellanlage (BMA) Jena mit Küchenkräutern Schnittlauch, Petersilie und Dill Bodenmodellkästen: Oberfläche: 1 m x 1 m = 1 m² Höhe: 2 m Bodenkennwerte: Lö 1 a3 von Großobringen Tu 3 mitteltoniger Schluff 030 cm 3060 cm Feldkapazität (FK): 27,8 Vol% 30,0 Vol% Permanenter Welkepunkt (PWP): 15,9 Vol% 17,9 Vol% nutzbare Feldkapazität (nfk): 11,9 Vol% 12,1 Vol% Schnittlauch Petersilie Dill Sorte Welta mittelgrobröhrige Sorte Hamburger Schnitt glattblättrige Sorte Herkules Spitzen/Krautdill Aussaat (zweijährig) / und und Anzahl Schnitte 2001: : : : /03: je 2 Sätze Ernte und und

30 Prüfvarianten zur Bewässerung Wiederholungen I ohne Beregnung 3 II Beregnung nach der Geisenheimer Methode 4 III Tropfbewässerung unterirdisch 4 Pflanzenkoeffizienten (k c Werte) Geisenheimer Steuerung Petersilie: 0,5 0,8 1,0 Schnittlauch: 0,5 0,8 1,0 1,1 (Anlehnung an Sommerzwiebeln und Porree) Dill: 0,5 0,8 1,0 1,2 (Erfahrungswerte)

31 Schnittlauchversuche 2001/2002 Bodenmodellanlage Jena

32 Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Ertrag von Schnittlauch 2001/ unberegnet Geisenheim Tropfbewäss. Frischmasseertrag (g/m²) Erntetermine / Schnitte Frischmasseertrag (g/m²) Erntetermine / Schnitte Pfleger, Fachseminar Altenkirchen 1/2007

33 Untersuchungsergebnisse zur Bewässerung mit Schnittlauch (BMA Jena) Ertrag Mehrertrag 1) Zusatzwasser Jahr Prüfvariante dt/ha dt/ha % mm Ausnutzung 2) kg/mm 2001 Ohne Bewässerung 223 Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterirdisch Ohne Bewässerung 667 Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterirdisch Mittelwert Ohne Bewässerung Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterird ) Die Mehrerträge sind nach TUKEY bei GD 5 % gesichert. 2) Zusatzwasserausnutzung in kg Mehrertrag/mm Zusatzwasser*ha

34 Bodenmodellversuche 2001/2003 mit Petersilie, Jena

35 Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Ertrag von Petersilie 2001 und unberegnet Geisenheim Tropfbewäss. Frischmasseertrag (g/m²) Erntetermine / Schnitte Frischmasseertrag (g/m²) Erntetermine / Schnitte Pfleger, Fachseminar Altenkirchen 1/2007

36 Untersuchungsergebnisse zur Bewässerung mit Petersilie (BMA Jena) Ertrag Mehrertrag 1) Zusatzwasser Jahr Prüfvariante dt/ha dt/ha % mm Ausnutzung 2) kg/mm 2001 Ohne Bewässerung 753 Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterirdisch Ohne Bewässerung 424 Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterirdisch Mittelwert Ohne Bewässerung Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterird ) Die Mehrerträge sind nach TUKEY bei GD 5 % gesichert. 2) Zusatzwasserausnutzung in kg Mehrertrag/mm Zusatzwasser*ha

37 Bodenmodellversuche 2002/2003 mit Spitzen/ KrautDill, Jena

38 Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Ertrag von Dill in der Bodenmodellanlage Jena 2002 und 2003 Frischmasseertrag (g/m²) unberegnet Geisenheim Tropfbewäss. Zusatzwassereinsatz 2002: 24 mm 2003: 75 mm 0 1. Satz Satz Satz Satz

39 Untersuchungsergebnisse zur Bewässerung mit Dill Mittelwerte BMA Jena Ertrag Mehrertrag Zusatzwasser Jahr Prüfvariante dt/ha dt/ha % mm Ausnutzung 2) kg/mm Ohne Bewässerung 164 Frühjahrs Dill Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterirdisch ) 165 1) 57 1) 100 1) Ohne Bewässerung 412 HerbstDill Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterirdisch Ohne Bewässerung 288 Mittelwert Beregnung Geisenheim Tropfbewässerung unterird ) 44 1) ) Die Mehrerträge sind nach TUKEY bei GD 5 % gesichert. 2) Zusatzwasserausnutzung in kg Mehrertrag/mm Zusatzwasser*ha

40 Fazit Eine stabile und marktgerechte Produktion mit Vertragsanbau von Heil und Gewürzpflanzen in Thüringer Trockengebieten erfordert den Einsatz von Zusatzwasser. In den Bewässerungssteuerungsversuchen nach der Methode der Klimatischen Wasserbilanz (100 % Ausgleich) wurden meist signifikante Mehrerträge erzielt: Kulturart Mehrertrag Zusatzwasser Effektivität Pfefferminze 50 % 180 mm 90 kg/mm*ha Ölertrag 56 % Schnittlauch 20 % 160 mm 60 kg/mm*ha Petersilie 50 % 180 mm 150 kg/mm*ha Dill 30 % 50 mm 190 kg/mm*ha Die Effektivität der Zusatzwasserausnutzung ist bei Dill, Petersilie und Pfefferminze als hoch zu bewerten.

41 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Wassermessstelle: Kalkgrube Herbsleben