Bewässerungslandwirtschaft heute - Möglichkeiten und Grenzen. Seminarvortrag von Anne Grudzinski

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Hartmut Waltz
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1 Bewässerungslandwirtschaft heute - Möglichkeiten und Grenzen Seminarvortrag von Anne Grudzinski

2 Themenübersicht Einführung Wo wird bewässert? Wie wird bewässert? Wasserknappheit Lösungsansätze

3 Einführung

4 18% der Welt-Ackerfläche werden bewässert 40% der Welt-Agrarproduktion stammen von diesen bewässerten Flächen 80% des Welt-Wasserverbrauchs gehen auf die Bewässerungslandwirtschaft zurück

7 Wo wird bewässert?

8 Bewässerte Flächen weltweit

9 Situation in Deutschland Bewässerte Fläche: ca. 4% Einzelne Bundesländer: Bayern 1,05% Baden-Württemberg 1,37% Berlin 1,33% Brandenburg 1,54% Hessen 5,72% Mecklenburg-Vorpommern 0,95% Niedersachsen 8,60% Nordrhein-Westfalen 2,24% Rheinland-Pfalz 3,63% Saarland 0,23% Sachsen 2,96% Sachsen-Anhalt 5,02% Schleswig-Holstein 0,52% Thüringen 1,90%

10 Wie wird bewässert?

11 Bewässerungsverfahren

12 1) Oberflächenbewässerung a) Stauverfahren: - auf ebenen Flächen - dauerhafte Überstauung b) Rieselverfahren: - auf schrägen Flächen - zeitweiliges überrieseln der Flächen mit Wasser

13 a) Stauverfahren Bei den Stauverfahren unterscheidet man zwischen: Beckenbewässerung Furchenbewässerung

14 Beckenbewässerung

15 Beckenbewässerung

16 Furchenbewässerung

17 Furchenbewässerung

18 Furchenbewässerung

19 Furchenbewässerung

20 Furchenbewässerung

21 Vor- und Nachteile der Stauverfahren Vorteile geringe Kosten Nachteile hohe Verdunstungsverluste hoher Arbeitsaufwand nur auf ebenen Flächen möglich nur auf Böden mit schlechter gesättigter Wasserleitfähigkeit möglich, da sonst hohe Versickerungsverluste Methanausgasung geringe Nutzungseffizienz (40-50%)

22 b) Rieselverfahren Der Boden wird nicht dauerhaft überstaut, sondern nur zeitweise mit Wasser überrieselt :

23 Vor- und Nachteile der Rieselverfahren Vorteile geringe Kosten geringere Verdunstungs- verluste als bei Stauverfahren, da die Fläche nicht ständig mit Wasser bedeckt ist geringere Methanausgasung Nachteile hoher Arbeitsaufwand Erosionsgefahr

24 2) Unterflurbewässerung

25 Unterflurbwässerung

26 Unterflurbewässerung

27 Vor- und Nachteile der Unterflurbewässerung Vorteile kaum Verdunstungsverluste Düngereinspeisung möglich Nachteile aufwendig Versalzungsgefahr

28 3) Tropfbewässerung

29 Tropfbewässerung

30 Tropfbewäsesrung

31 Tropfbewässerung

32 Tropfbewässerung

33 Vor- und Nachteile der Tropfbewässerung Vorteile kaum Verdunstungs- und Versickerungsverluste Keine Versalzung oder Verschlämmung genaue Dosierung möglich Düngereinspeisung möglich Hohe Nutzungseffizienz (80-90%) Nachteile hohe Investitionskosten muss zur Bodenbearbeitung wieder entfernt werden, daher hauptsächlich für Dauerkulturen (Wein, Obstbäume...) geeignet

34 4) Beregnung Man unterscheidet: ortsfeste Anlagen (Pumpe, Zufuhrleitung und Regnerleitung fest) teilortsfeste Anlagen (Pumpe und Zufuhrleitung fest, Regnerleitung beweglich) vollbewegliche Anlagen (Pumpe, Zufuhrleitung und Regnerleitung beweglich)

35 Pumpe (vollbeweglich)

36 Beregnung (teilortsfest)

37 Beregnung (teilortsfest)

38 Beregnung (teilortsfest)

39 Beregnung (teilortsfest)

40 Beregnung (teilortsfest)

41 Beregnung

42 Beregnung

43 Vor- und Nachteile der Beregnung Vorteile flexibel einsetzbar ortsfest Systeme haben geringen Arbeitsaufwand Nachteile Hohe Verdunstungsverluste Verschlämmungsgefahr vollbewegliche Systeme haben hohen Arbeitsaufwand mittlere Nutzungseffizienz (60-70%)

44 Wasserknappheit

45 Wasserknappheit Salzwasser: 97,39% Süßwasser: 2,60% 2,01% Eis 0,58% Grundwasser/Boden 0,02% Seen/Flüsse 0,01% Atmosphäre

46 Wasserknappheit Konkurrenz zwischen Landwirtschaft und Trinkwasserversorgung:

47 Wasserknappheit Konkurrenz zwischen Landwirtschaft und Städten:

48 Lösungsansätze

49 Lösungsansätze genaue Bedarfsberechnung Verwendung von Brauchwasser Verwendung von Meerwasser

50 Bedarfsberechnung Der Bewässerungsbedarf ist abhängig von:

51 Bedarfsberechnung

52 Klima Wichtige Parameter sind: - Niederschlag - Verdunstung

53 Niederschlag Karten vom Deutschen Wetterdienst ( Meßinstrumente

54 Niederschlag

55 Verdunstung

56 Verdunstung Messung von der Freien Wasseroberfläche Messung im Boden

57 Verdunstung Evapotranspiration = Evaporation + Transpiration (Boden) (Pflanze) Interzeption = Verdunstung von der Vegetationsoberfläche potentielle Evapotranspiration: bei optimalem Wasserangebot und Pflanzenbestand von kurzem Raygras aktuelle Evapotranspiration: bei aktuellem Wasserangebot und definierter Kulturart

58 Verdunstung Für den Bewässerungsbedarf ist also die aktuelle Evapotranspiration entscheidend!

59 Pflanze Um die aktuelle Evapotranspiration zu berechnen, benötigt man also Angaben über den Wasserverbrauch der jeweiligen Kulturart. Hierfür gibt es so genannte Crop-Koeffizienten oder Kc- Werte, mit denen die potentielle Evapotranspiration multipliziert wird. Bei den Kc-Werten wird nicht nur zwischen den Kulturarten, sondern auch zwischen den verschiedenen Vegetationsstadien unterschieden:

60 Pflanze Kc-Werte für ausgewählte Kulturarten: Kulturart Stadium 1 Stadium 2 Stadium 3 Stadium 4 Blumenkohl Ab Pflanzung 0,5 30cm 0,8 70cm 1,2 Höhe > 60cm 1,4 Kartoffeln Nach Legen Erste Triebe Blattbildung Bestandesschluß 0,2 0,6 0,9 1,1 Porree Ab Pflanzung 0,5 Schaft > 10mm 0,8 Schaft > 16mm 1,2 Schaft > 20mm 1,4 Zucchini Ab Pflanzung 0,5 Fruchtansatz 0,8 Ab Ernte 1,2

61 Boden Wichtige Parameter sind: - Körnung - Gefüge - Feldkapazität - Nutzbare Feldkapazität

62 Boden: Körnung Sand Schluff Ton >63µm 63-2µm <2µm

63 Boden: Körnung

64 Boden: Körnung Adsorptionswasser Wasser, das die Bodenpartikel umhüllt Kapillarwasser Wasser, das durch Meniskenbildung zwischen den Bodenpartikeln gehalten wird

65 Boden: Körnung Adsorptions + Kapillarwasser = Haftwasser

66 Boden: Körnung Bewässerung ist nur in dem Maße sinnvoll, wie das Wasser als Haftwasser im Boden gehalten werden kann und nicht versickert.

67 Boden: Gefüge Das Versickern wird neben der Körnung auch durch das Gefüge des Bodens beeinflußt:

68 Boden: Feldkapazität

69 Boden: Feldkapazität Nutzbare Feldkapazitäten verschiedener Böden: [NFK = FK PWP] Sand: Schluff: Ton: 10 Vol.-% - 3 Vol.-% = 7 Vol.-% entspricht 70mm (bzw. 70l/m²) 40 Vol.-% - 15 Vol.-% = 25 Vol.-% entspricht 250mm (bzw. 250l/m²) 50 Vol.-% - 35 Vol.-% = 15 Vol.-% entspricht 150mm (bzw. 150l/m²)

70 Bedarfsberechnung Sind die Daten zu Boden, Pflanze und Klima bekannt, kann der Bewässerungsbedarf genau berechnet werden und Wasserverschwendung durch Versickern oder Verdunsten gering gehalten werden

71 Bewässerung mit Brauchwasser

72 Bewässerung mit Meerwasser Meerwasserentsalzung durch Umkehrosmose: Osmose Umkehrosmose Membranblock

73 Ende

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