SDI SyStemlöSung unterirdische tropfbewässerung In Der landwirtschaft KooperatIonSverSuch

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1 SDI Systemlösung Unterirdische Tropfbewässerung in der Landwirtschaft Kooperationsversuch

2 DAS SDI-PRINZIP Die unterirdische Bewässerung (SDI 1 ) von landwirtschaftlichen Kulturen eignet sich am besten bei einer pfluglosen Bodenbearbeitung. Die Netafim Tropfrohre werden, mit Hilfe von Verlegegeräten (Anbaugeräte für Traktor), in einer Tiefe von 30 cm GPS-gesteuert eingearbeitet. Die Abstände der Netafim Tropfrohre zueinander sind von der Bodenqualität abhängig. D.h. von Sand zu Lehm werden die Abstände größer. 1 SDI = Subsurface Drip Irrigation Vorteile der Unterflurtropfbewässerung SDI subsurface drip irrigation Gleichmäßige Wasserverteilung über die gesamte Bewässerungsfläche (im Regelfall eine Uniformität über 90%). Gezielte, effiziente Bewässerung und Düngung zum optimalen Zeitpunkt und exakt dort, wo Wasser und Dünger benötigt werden im Hauptwurzelbereich (zwischen 0-45cm). Wasserverluste durch Tiefenversickerung oder Verdunstung sind praktisch beseitigt. Wurzelstock und Blätter bleiben trocken, dadurch geringe Anfälligkeit für Pilzerkrankungen und geringere Nährstoffauswaschungen. Keine Windabdrift bei der Bewässerung. Senkung des Wasserverbrauchs um bis zu 40% im Vergleich zu anderen Bewässerungsmethoden. Die tropfenweise Gabe von Wasser sorgt für ein ausgewogenes, optimales Verhältnis von Wasser und Sauerstoff im Boden. Zeiteinsparung durch optimale Automatisierbarkeit, stark reduzierte Verdunstung. Die Effizienz der Tropfbewässerung ist um ein Vielfaches höher als die der Überkopfberegnung. Mit Tropfbewässerung lassen sich erhebliche Mengen an Wasser und Düngemitteln einsparen. Tropfbewässerung ist ökonomisch, hochrentabel und gleichzeitig ökologisch verantwortungsvoll. Qualitativ hochwertige Unterflurtropfsysteme haben, bei richtiger Wartung und Pflege, eine sehr hohe Haltbarkeit.

3 Sonderdruck ACKER- UND PFLANZENBAU 24 BAUERNZEITUNG 30. WOCHE 2015 Aus Bauernzeitung Woche 30 Seite 24/25 I Auf den Punkt Ein Praxisversuch zur Tröpfchenbewässerung von Feldkulturen stand im Fokus eines Feldtages in Bernburg-Strenzfeld. st die Zusatzbewässerung von Feldkulturen und speziell die unterirdische Tropfbewässerung ein probates Mittel, um in der hiesigen Landwirtschaft künftig für anhaltende Trockenperioden gewappnet zu sein? Anregungen dazu lieferte ein Feldtag am 8. Juli in Bernburg-Strenzfeld. Zwar fiel dieser in eine Zeit mit schweren Unwettern und ergiebigen Niederschlägen, doch hatten gerade auch die Landwirte im mitteldeutschen Trockengebiet in den Wochen und Monaten zuvor leidvoll erfahren müssen, welche Folgen extreme Niederschlagsdefizite haben können. Im Mittelpunkt des Feldtages stand ein auf zunächst drei Jahre ( ) angelegter Kooperationsversuch der DLG (Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft) und der Netafim Deutschland GmbH, Frankfurt/Main, am Internationalen Pflanzenbauzentrum (IPZ) der DLG in Bernburg- Strenzfeld zur unterirdischen Tropfbewässerung (engl.: Subsurface Drip Irrigation/SDI). Der Praxisversuch (siehe Kasten) wurde im Sommer 2014 angelegt. Auf einer Fläche von drei Hektar mit 16 Großparzellen zur Bewässerung einer bördetypischen Fruchtfolge (Winter- raps-winterweizen-körnermais- Winterweizen) kamen Unterflurtropfschläuche in den Boden. Die maschinell in einem Abstand von einem Meter verlegten Tropfschläuche liegen in einer Tiefe von 30 cm. Im Frühjahr 2015 folgten vier weitere Großparzellen zur oberflächlichen Tröpfchenbewässerung in Zuckerrüben und Mais. Ziel des Versuches ist es, die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten einer Unterflurtropfbewässerung zu ackerbaulichen Reihen- und Flächenkulturen aufzuzeigen und mit dem unbewässerten Anbau zu vergleichen. Zunächst sollen der Ertrag, die technische Umsetzung und die sensorgestützte Steuerung der Bewässerungsgaben untersucht werden. In einem zweiten Schritt könnte dann die Kombination von Bewässerung und Fertigation, das heißt Düngen über das Beregnungswasser, geprüft werden. Wie Dirk Borsdorff vom betreuenden Berliner Ingenieurbüro irriproject auf dem Feldtag erklärte, eignet sich die unterirdische Tropfbewässerung wegen der Einbautiefe nur für pfluglose Bodenbearbeitung. Er geht davon aus, dass die Tropfschläuche mindestens zehn Jahre, eventuell auch bis 20 Jahre, in der Erde bleiben und genutzt werden können. Mithin komme ein solches Verfahren nur für Flächen im Eigentum oder mit langen Pachtlaufzeiten in Frage. Vorrang haben Sonder- und Vermehrungs- sowie andere beregnungswürdige Kulturen. Günstig sei es, die Flä- chen vor dem Einbau des Systems von Steinen zu befreien und gut einzuebnen. Als Vorteile der Unterflurtropfbewässerung mit ihrer sehr gleichmäßigen (uniformen) Wasserverteilung stellte er Folgendes heraus: Das Wasser gelangt direkt in den Hauptwurzelraum der Pflanzen. Die Bodenoberfläche bleibt trocken (stark reduzierte Verdunstung, wenig Tiefenversickerung), ebenso die Pflanzen (Herabsetzung der Gefahr von Wurzelhals- und Stengelfäulen). Wasser (und ggf. Nährstoffe) werden effektiv eingesetzt. Gegenüber herkömmlichen Verfahren der Überkopfberegnung wird Energie gespart, ebenso Arbeit und Zeit (durch Automatisierung). Die Unterflurbewässerung sorgt für höhere Erträge und gute Qualitäten der pflanzlichen Ernteprodukte. Bestandteile einer Anlage sind die Kopfstation am Feldrand (Anschluss an Wasser- Der Versuch Fläche: 3 ha mit 32 Parzellen (16 Parzellen mit unterirdischer Tropfbewässerung, jeweils 18 x 67 m, 16 Parzellen mit oberirdischer Tropfbe wäs serung, jeweils 9 x 67 m). Kulturen: unterirdische Tropfbewässerung: Fruchtfolge Winterraps, Winterweizen, Silomais, Winterweizen; oberirdische Tropfbewässerung: Zuckerrüben und Silomais Technik: Kopfstation 3" (Zoll), Unterverteilung 1 1 / 2 ", Tropfsystemleitung mit einer Kapazität von 2 mm/h*m 2, Tropferabstand 0,5 m; je Tropfer 1,0 l/h, Rohrabstand 1,0 m International Irrigation Systems GmbH Wir ziehen für Sie ins Feld und bauen Ihnen bedarfsgerechte Beregnungsanlagen Flugplatzweg Niedergörsdorf Tel: Fax info@hydro-air.de Winterweizen (gleiche Sorte) in der unbewässerten Kontrollvariante bzw. mit Unterflurtropfbewässerung sowie Silomais und Zuckerrüben mit oberirdischer Tropfbewässerung (v. l.). FOTOS: DETLEF FINGER

4 Sonderdruck ACKER- UND PFLANZENBAU 30. WOCHE 2015 BAUERNZEITUNG Aus Bauernzeitung Woche 30 Seite 24/ Die Referenten des Feldtages: Ralf Köhling, Spezialdüngerfachmann der Yara GmbH & Co. KG, Dr. Klaus Erdle, Leiter des DLG-Pflanzenbauzentrums, und Dirk Borsdorff vom betreuenden Ingenieurbüro irriproject, Berlin (v. l.). 2 In den Boden verlegt wurden die Tropfschläuche der Unterflurbewässerung im Sommer 2014, GPSgeführt mit Schlepper und Anbaugerät, mit einem Meter Abstand und 30 cm tief. FOTO: DLG 3 Die Kopfstation der Anlage samt ihrer Bestandteile erläuterte den Teilnehmern Nico Heinemann vom Berliner Ingenieurbüro irriproject. quelle mit mindestens 3,5 bis 4 bar Eingangsdruck), u. a. mit Druckregler, Filter, Steuergerät, Entlüfter und ggf. Düngereinspeisung, sowie Ventilstation, Unterverteilungen und Tropfrohre samt Spülleitung am Reihenende. Die verlegten Schläuche würden auch ohne Füllung (Innendruck) Überfahrten standhalten. Der Abstand von einem Meter zwischen den Schlauchsträngen reiche auf dem guten Bördeboden am Standort Bernburg-Strenzfeld (siehe Kasten) für eine entsprechende Durchfeuchtung des Bodes aus. Bei leichteren Böden müsste dieser entsprechend verringert werden. Der Standort habe eine hohe Bodenqualität und -fruchtbarkeit, sagte IPZ-Leiter Dr. Klaus Erdle. Durch die Lage im Trockengebiet sei das Wasser der limitierende Faktor. Mit dem Versuch könne auch aufgezeigt wer- Der Standort Das im Oktober 2010 gegründete Internationale Pflanzenbauzentrum (IPZ) der Deutschen Landwirtschafts-Gesellschaft verfügt in Bernburg-Strenzfeld im Salzlandkreis (Sachsen-Anhalt) über rund 500 ha landwirtschaftliche Nutzfläche. Der Standort im Mitteldeutschen Trockengebiet weist folgende Durchschnittswerte bei den wichtigsten Parametern auf: 80 m ü. NN, 511 mm Jahresniederschlag, 9,7 C Jahresmitteltemperatur, Löß-Schwarzerde, 85 Bodenpunkte, 250 mm nutzbare Feldkapazität (nfk) den, wie hoch das Potenzial des Bodens ist, wenn ausreichend Wasser vorhanden ist. Ralf Köhling, Düngemittelspezialist der Firma Yara GmbH & Co. KG, Dülmen, brachte schließlich noch die Ausbringung von Pflanzennährstoffen über die Tropfbewässerung ins Spiel. Diese sogenannte Fertigation ein Kunstwort aus fertilizer (engl. für Dünger) und irrigation (engl. für Bewässerung) sei ein möglicher Zusatznutzen dieses Systems. Gemeinsam mit dem Wasser gelangten Dünger in flüssiger bzw. wasserlöslicher Form direkt zu den Pflanzenwurzeln. Die Gaben könnten gezielt nach Dünger-/Nährstoffart, Bedarf (Menge) und Zeitpunkt verabreicht werden, was die Düngeeffizienz enorm steigere und die Nährstoffverluste vermindere. In der Bernburger Versuchsanlage, in der alle Bestände gleichermaßen nach guter Fabelhafter Vorsprung. Die Pille macht s! LISANNA KWS RZ#NT die Nummer 1 auf Flächen ohne Nematoden und bei Nematoden-Verdacht die Nummer 1 auf Flächen mit Nematoden das neue Leistungsniveau bei Zuckerrübensorten fachlicher Praxis geführt werden, haben die Kulturen von Mitte Mai bis Ende Juni Wassergaben von 60 bis 100 mm erhalten. Maximal 2 mm/h sind mit dem installierten System (Reihenabstand 1 m, Tropferabstand 0,5 m, 1 l/h je Tropfer) möglich. Die Steuerung erfolgt auf Basis der gemessenen Strahlungs(Licht)-summen. Erste Ergebnisse werden nach der Ernte vorliegen. Betriebswirtschaftliche Aspekte der doch recht kostenintensiven Unterflurtropfbewässerung wurden in der Diskussion thematisiert. Konkrete Zahlen für den Detlef praktischen Finger Feldbau konnten erwartungsgemäß noch nicht genannt werden. Die Materialkosten für eine Fünf-Hektar-Blockanlage in einer Maximalvariante wurden in einer Vorlage mit insgesamt rund Euro netto beziffert. Hauptkostenfaktor (62 %) sind dabei die Tropfrohre. Die Aufwendungen je Hektar sind vor allem von deren Nutzungsdauer (Standzeit) abhängig, sie verringern sich zudem mit wachsender Fläche. Die Arbeitskosten sind gegenüber anderen Beregnungsverfahren vergleichsweise gering. Der Amortisationszeitraum einer solchen Investition ist abhängig von den erzielbaren Mehrerlösen Eli bei Vered den (Netafim s Feldkulturen Senior (Ertrag, Agronomist/Energy Qualität). Bei Crops Versuchen and Field mit Erdbeeren Crops Manager) wurden besuchte mit Unterflurtropfbewässerung den Kooperationsversuch. und -düngung Er arbeitet bis zu am seit 50 % über höhere 30 Jahren Fruchterträge für Netafim realisiert. und betreut Dieser die Mehrertrag weltweiten sei SDI-Projekte. in ähnlichen Größenordnungen auf andere im Kulturen Hause Netafim übertragbar, stammen hieß aus es Viele techn. Innovationen seinem abschließend. Kopf. Detlef Finger DIE NR. 1 ZUKUNFT SÄEN SEIT % RABATT BIS Unterschiede in der Bestandshöhe - Versuchsparzellen Mais ohne und mit oberirdischer Tropfbewässerung (Stand ) Diese Ergebnisse/Eigenschaften haben die beschriebenen Sorten in der Praxis und den offiziellen Versuchen des IfZ erreicht. Das Erreichen der Ergebnisse und die Ausprägung der Eigenschaften hängen in der Praxis jedoch auch von unsererseits nicht beeinflussbaren Faktoren ab. Unterschiede in der Bestandshöhe - Versuchsparzellen Zuckerrübe ohne und mit oberirdischer Deshalb können wir keine Gewähr oder Haftung dafür übernehmen, dass diese Ergebnisse/Eigenschaften unter allen Bedingungen erreicht werden. Tropfbewässerung (Stand )

5 Versuchsergebnisse (Stand August 2015) Folgende Ernte bzw. Boniturergebnisse konnten dem Versuch bereits entnommen werden. Sämtliche Versuchsparzellen erhalten den natürlichen Niederschlag. Die Aussaat des Winterraps erfolgte zu einem sehr späten und in der Praxis unüblichen Termin. Dementsprechend werden die Versuchsparzellen mit Winterraps nicht ausgewertet. Die Wassergaben setzen sich aus dem natürlichen Niederschlag und dem Zusatzwasser (Bewässerung ober- oder unterirdisch) zusammen. Die Niederschlagsmengen der zusätzlichen Bewässerung sind für den bis zum in der Tabelle abgebildet. Die Bewässerung erfolgte automatisch, beim erreichen des Schwellenwertes von 500 J/cm (Globalstrahlung). Folgende Ernte- bzw. Boniturergebnisse konnten ermittelt werden: Ertrag für Winterweizen (Ernte ): Ertrag ohne Zusatzwasser: 8 to/ha Ertrag mit Zusatzwasser: 11 to/ha Die Ergebnisse sind hoch signifikant und verfügen über eine hohe Aussagekraft. Der Ertrag ohne Zusatzwasser entspricht den Enrteergebnissen der angrenzenden Regionen (Magdeburger Börde). Oberirdische Frischmasse für Silomais (Stand ): ohne Zusatzwasser: 68 g/pfl unterirdisches Zusatzwasser: 105 g/pfl oberirdisches Zusatzwasser: 86 g/pfl Blattmasse für Zuckerrübe (Stand ): ohne Zusatzwasser: 195 g/pfl oberirdisches Zusatzwasser: 351 g/pfl nat. Niederschlag Zusatzwasser Summe Winterweizen: 178 mm 63 mm 241 mm Silomais: 146 mm 75 mm 221 mm Zuckerrübe: 163 mm 75 mm 238 mm Wurzelmasse für Zuckerrübe (Stand ): ohne Zusatzwasser: 106 g/pfl oberirdisches Zusatzwasser: 145 g/pfl Die Ergebnisse für Frischmasse beim Mais sind signifikant und verfügen über eine sichere Aussagekraft. Wobei die Unterschiede bei der Blatt- und Wurzelmasse in der Zuckerrübe hoch signifikant sind. Bei einer höheren Frisch-, Blatt- und Wurzelmasse ist davon auszugehen, dass diese Versuchsparzellen ebenfalls ein höheres Ertagsergbenis erzeugen werden.

6 Kooperationsversuch zwischen: NETAFIM Deutschland GmbH Im Fuchsloch Frankfurt am Main DLG e. V. Eschborner Landstraße Frankfurt/M. Ziel: Die technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten einer unterirdischen Tropfbewässerung für ackerbauliche Reihen- und Flächenkulturen aufzuzeigen und mit dem unbewässerten Anbau zu vergleichen. Dauer: Versuchsbeschreibung Fläche: 3 ha mit 32 Parzellen 16 Parzellen mit unterirdischen Tropfbewässerung je 18 x 67m 16 Parzellen mit oberirdischer Tropfbewässerung je 9 x 67m Kulturen: Unterirdische Tropfbewässerung Fruchtfolge aus Winterraps, Winterweizen, Silomais, Winterweizen Oberirdische Tropfbewässerung Zuckerrüben und Silomais Technik: Kopfstation in 3 : Druckregelventil: Bermad IR-420-R 3 Scheibenfilter: Arkal Leader Filter 3 Wasserzähler: Woltmann IRT 3 mit optoelektronischer Messung Düngereinspeisung: Venturi Injektor 2 (Qmax=12m 3 /h) als ByPass-Installation 1½ -Unterverteilung: 18 Ventile: Aquanet Plus 1½ mit Druckregelung und Druckmesspunkt 16 Kinetische Be- und Entlüftungsventile K10 Kinetic ¾ Tropfsystemleitungen mit einer Kapazität von 2mm/h*m²: Unterirdisch ca m druckkompensierendes Tropfrohr UNIRAM TM AS 1,0 l/h Tropferabstand 50 cm Oberiridisch ca m druckkompensierendes Tropfrohr Dripnet PC TM ,0 l/h Tropferabstand 50 cm lichtsummenabhängige Steuerung: Steuergerät: Netafim - NMC-DC (Stromversorgung über Solarpanel) Lichtsummenmessung über Pyranometer (W/m²)

7 Cooperation trial between NETAFIM Deutschland GmbH Im Fuchsloch Frankfurt am Main DLG e. V. Eschborner Landstraße Frankfurt/M. Objective: To demonstrate the technical and economic possibilities of subsurface drip irrigation (SDI) for field crops and to compare the irrigated cropping system with rainfed cultivation. Duration: Trial description Area: Crops: 3 ha with 32 trial plots 16 trial plots with subsurface drip irrigation 18 x 67m 16 trial plots with on surface drip irrigation 9 x 67m subsurface drip irrigation crop rotation consisting of winter rape, winter wheat, corn, winter wheat surface drip irrigation sugar beet and corn Technical details: 3 head station: pressure regulating valve: Bermad IR-420-R 3 disc filter: Arkal Leader Filter 3 water meter: Woltmann IRT 3 mit optoelektronischer Messung fertilizer injection (fertigation): Venturi injector 2 (Qmax=12m3/h) as ByPass-Installation 1½ inch submain zone: 18 valves: Aquanet Plus 1½ with pressure regulation and pressure gauge 16 kinetic air valves K10 Kinetic ¾ Dripline zone with capacity of 2mm/h*m²: Subsurface: ca m pressure compensating dripline UNIRAM TM AS 1,0 l/h on surface: ca m pressure compensating dripline Dripnet PC TM ,0 l/h Irrigation control by radiation (W/m²): control unit: Netafim - NMC-DC (power supply by solar panel) light sum measurement by pyranometer (W/m²)

8 TERMINE Feldtage von 9.00 bis Uhr von 9.00 bis Uhr von 9.00 bis Uhr Oktober 2016 Agritechnica follow up Veranstaltungsort ist das Internationale DLG-Pflanzenbauzentrum in Bernburg. Adresse Am Gutshof Bernburg-Strenzfeld Anfahrtsskizze NETAFIM Deutschland GmbH Im Fuchsloch Frankfurt am Main