Bewässerungsmanagement

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1 Bewässerungsmanagement eine Anpassungsstrategie an den Klimawandel zur effektiven und umweltschonenden Steuerung der Zusatzbewässerung in der Landwirtschaft

2 IRRIGAMA Projektgesellschaft Bewässerungstag des Bewässerungsmanagement FBM e.v. i.g. am 10. Februar und 2014 Beratung in der Dr. Heimvolkshochschule Schörling & Partner Berlin am Seddiner See Mit welchen klimaänderungsbedingten Folgewirkungen für die Landwirtschaft ist zu rechnen?

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6 Zwischenfazit In Regionen, die schon heute häufig unter Trockenheit leiden, -wie der Nordosten Deutschlands wird der Klimawandel ohne geeignete Anpassung zu erheblichen Problemen führen.

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8 Wassermanagement ist eine der wichtigsten Aufgaben des pflanzenbaulichen Managements Ein Ackerbauer, der in der Lage ist, Wasser dem Boden nach Bedarf zu entnehmen und zu geben, hat den höchsten Grad der Vollkommenheit erreicht Albrecht, Daniel Thaer ( )

9 IRRIGAMA Projektgesellschaft Bewässerungsmanagement und Beratung Dr. Schörling & Partner Berlin Wasserverbrauch von Pflanzenbeständen Wasserverbrauchsbestimmende Faktoren: Verdunstungsanspruch der Atmosphäre (Wetter) (Globalstrahlung, Sättigungsdefizit, Lufttemperatur) Boden Entwicklungsstadium und Kondition der Pflanze (Blattflächenindex, Entzugstiefe) Stressgrad der Pflanze (Wasserstress)

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11 Wie komme ich nun zu Wasser? Ermittlung des Zusatzwasserbedarfes für die Bewässerung landwirtschaftlicher Fruchtarten mit IRRIWA als Grundlage zur Beantragung von Wasserrechten

12 Zeitlicher Verlauf der Entzugstiefen landwirtschaftlicher Kulturen mit flachem bis mitteltiefem Wurzelsystem (Grundlage für BWB-Gruppen Prof. Dr. D. Roth, Dr. R. Günther) W.W eidelgras 1990 Som m ergers te 1993 Kartoffel 1991 Mais 1995 Ackerbohne

13 IRRIWA (Planungsprogramm Wasserverbrauch) Prof. Dr. D. Roth, Dr. R. Günther liefert erforderliche Angaben für die Bewässerungsplanung wie zuverlässige und begründete Werte zum Wasserbedarf der Beregnungsfruchtfolge und ermöglicht somit die Berechnung der erforderlichen Leistungsfähigkeit der Beregnungsanlage (Rohrnetzdimensionierung, Maschinenausstattung) die Ermittlung der Kosten der Beregnungsanlage sowie der operativen Bewässerung die Beantragung von Wasserentnahmerechten

14 Gesamtzusatzwasserbedarf Fruchtart ha Wasserbedarf (m³) mm/jahr a) Durchschnittsjahr: Silomais Kartoffeln Ackergras(V) Winterroggen( V) Ackergras Summe b) Mittleres Trockenjahr: Silomais Kartoffeln Ackergras(V) Winterroggen( V) Ackergras V= Vermehrung Summe ) 115

15 Dekade Bewässerungsfläche gesamt (ha) Zusatzwassermenge gesamt (Tm³) Silomais Fläche Menge (ha) (Tm³) Kartoffeln Fläche Menge (ha) (Tm³) Ackergras (V) Fläche Menge (ha) (Tm³) 1 April ,5 1 Mai 60 17, , , ,9 1 Juni , , , , , , , ,9 1 Juli , , , , , , , , , ,7 1 August , , , , , , , , ,8 1 Sept , ,2

16 Bewässerungsfläche [ha] SEP AUG JUL JUN MAI APR I II III I II III I II III I II III I II III I II III Bewässerungsfläche in den Einzeldekaden beim Anbau von 130 ha Silomais, 115 ha Kartoffeln, 100 ha Ackergras (V), 60 ha Winterroggen (V) und 20 ha Ackergras Wasserbedarf [Tm³] SEP AUG JUL JUN MAI APR I II III I II III I II III I II III I II III I II III 0,0 0,0 8,6 17,124,5 0,0 0,0 44,5 50,6 50,6 64,4 73,0 99,1 95,4 95,4 95,4 112,9 135,3 Dekadenwasserbedarf als Planungsgröße beim Anbau von 130 ha Silomais, 115 Kartoffeln, 100 ha Ackergras (V), 60 ha Winterroggen (V) und 20 ha Ackergras

17 3:Ackergras(V) 39,9 Tm³; 29% 100 ha; 27% 4: Ackergras 7,4 Tm³; 5% 20 ha; 5% 2: Kartoffeln 44,8 Tm³; 34% 115 ha; 32% 1: Mais 43,2Tm3; 32% 130 ha; 36% Zusatzwasserbedarf für die in der 1. Julidekade ( Spitzenwasserbedarf) noch unter Bewässerung stehenden Fruchtarten 130 ha Silomais, 115 ha Kartoffeln, 100 ha Ackergras (V) und 20 ha Ackergras Daten Y = -2506,48 + 1,29682*X ZUWABE Kartoffeln Jahr Trend des Zusatzwasserbedarfes bei Kartoffeln im Zeitraum 2010 bis 2020 (ermittelt mit LandCaRe-Modul ZUWABE )

18 Möglichkeiten der Entscheidungsunterstützung für einen effektiven Bewässerungseinsatz (1) Bewässerungseinsatzsteuerung auf der Grundlage von Bodenfeuchtesensoren Vorteile: Relativ zuverlässige Information über den aktuellen Bodenfeuchtezustand an den einzelnen Messpunkten des Schlages Nachteile: Relativ teuer Beregnungsbeginn und Gabenhöhe muss durch den Beregnungsspezialisten in Abhängigkeit von der Pflanzenentwicklung selbst kalkuliert bzw. festgelegt werden (viel Erfahrung erforderlich). Informationen über die zu erwartende Bodenfeuchteentwicklung liegen nicht vor.

19 Flächenheterogenität- wo messen?

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21 Bewässerungsmanagement mit dem Entscheidungsunterstützungssystem IRRIGAMA - WEB

22 Berücksichtigung der naturwissenschaftlichen Grundlagen Alle wasserverbrauchsbestimmenden Faktoren eines Pflanzenbestandes werden durch die Steuerkurven bzw. Teilmodelle von BEREST/IRRIGAMA-WEB abgebildet Wasserverbrauchsbestimmende Faktoren Realisierung Verdunstungsanspruch der Atmosphäre Potentieller Wasserverbrauch des Pflanzenbestandes (Steuerkurve PET-Korrektur) Entwicklungsstadium und Kondition der Pflanze Steuerkurven, Bedeckungsgrad und Entzugstiefe Bodenfeuchtegehalt Bodenfeuchte-/ Verdunstungsmodell Stressgrad der Pflanze Steuerkurve AET/PET-Quotient

23 Fruchtartenspezifische Steuerkurven Frühkartoffel [RG1] B e d e c k u n g sg r a d (% ) D u r c h w u r z e lu n g s-/e n tn a h m e tie f e (c m ) K o r r e k tu r d e r p o t. T r a n sp ir a tio n (% ) G r e n z q u o tie n A E T /P E T (* ) A u fg a n g B e g in n B lü te T a g e n a c h P f la n z u n g E r n te b e g in n

24 Fruchtartspezifische dynamische Steuerkurven in BEREST / IRRIREG pro Fruchtart liegen für durchschnittliche Wetter- und Wachstumsbedingungen fachlich fundierte Standardsteuerkurven vor für: + Ontogenese [f(tage nach Aufgang/Pflanzung)] + Bedeckungsgrad [f (Ontogenese)] + Wasserentnahme- bzw. Durchwurzelungstiefe [f(ontogenese)] + Korrekturfaktor der potenziellen Evapotranspiration [f(ontogenese)] + AET/PET-Grenzwert [f(ontogenese)] Eine operative ontogeneseabhängige Anpassung aller Steuerkurven ist schlagbezogen möglich! Steuerkurven für 186 Fruchtarten und Anbauformen + Getreide (14) + Hülsenfrüchte (7) + Ölfrüchte (3) + Gemüse (54) + Hackfrüchte (18) + Futterpflanzen (69) + Obst (13) + Sonderkulturen (8)

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26 IRRIGAMA - WEB stellt in Abhängigkeit von der aktuellen Situation des Bodens-und des physiologischen Bestandeszustands der zu erwartenden Wetterentwicklung der nächsten Tage individuelle fruchtart- und schlag- sowie teilschlagbezogene Empfehlungenfür einen effektiven, wassersparenden und umweltschonenden Zusatzwassereinsatz zur Verfügung und unterstützt den Landwirt, Gärtner und Obstbauer bei der ökonomischen Analyse und Erfolgskontrolle

27 Inputdaten für IRRIREG Schlaggrunddaten Pflanzenparameter Witterungsdaten Startbodenfeuchte Operative Daten

28 Schlaggrunddaten die Schlaggröße die Hangneigung der Standorttyp (z.b. Lößbestimmte Schwarzerde / Lö 1a) die Sicker- und Entzugsgrenzen (FK und PWP) wenn möglich für 20 Schichten a 1dm (für mindesten 3 dm - Bodenschichten bis 1,5 m Tiefe)

29 Pflanzenparameter Fruchtart Voraussichtliche Termine wesentlicher Entwicklungsstadien DC bzw. BBCHB (Aussaat bzw. Pflanzung, Schossen, Milchreife, Beginn Gelbreife) Anbauform Verwendungszweck

30 Operative Daten Wetterdaten Erfassung des Betriebswetters Niederschlag Potentielle Verdunstung Wetterprognose (4-5 Tage vom DWD) Niederschlag Höhe der verabreichten Zusatzwassergaben

31 Bewässerungsempfehlung Betrieb Agrargesellschaft "Mustermann" Hausen GmbH Rechendatum Schlag-Nr. Bezeichnung Fruchtart Entwicklungsstadium am Bodenfeuchte (% nfk) Empfehlung aktuell Gabe Hinweise 0-3 / / 3-6 Nr. optimal maximal Hinter Schulze Im Sand Hinze Stärkekartoffeln RG4 Pflanzung am / / mm 13 mm Industriemöhren Körnermais Aufgang am / / mm 12 mm Aussaat am / / mm 12 mm Schlagkraft erhöhen Entwicklungsstadium außerhalb Entwicklungsstadium außerhalb Wetterprognose Datum Niederschlag Verdunstung mm 2.5 mm mm 3 mm mm 2.5 mm mm 2 mm

32 Anwendung der Beregnungseinsatzsteuerung mit BEREST - Vergangenheit (1975 bis 1990) - Gebiet der ehemaligen DDR Gebiet der ehemaligen Sowjetunion Fläche [Tha] Gebiet der ehemaligen DDR Fläche [Tha]

33 Steuerstrategie von IRRIGAMA-WEB

34 Naturwissenschaftliche Grundlagen von IRRIGAMA-WEB die Bodenstruktur das im Boden gespeicherte Wasser die Entwicklung der Pflanze Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993

35 AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Keimung optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993

36 Steuerstrategie AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Blattentwicklung optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

37 Steuerstrategie Bewässerungstag des FBM e.v. i.g. am 10. Februar 2014 in der AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Blütenanlagen optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

38 Steuerstrategie AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Fruchtentwicklung optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

39 Steuerstrategie Bewässerungstag des FBM e.v. i.g. am 10. Februar 2014 in der AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Fruchtentwicklung optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

40 Steuerstrategie Bewässerungstag des FBM e.v. i.g. am 10. Februar 2014 in der AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Fruchtentwicklung optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

41 Steuerstrategie Bewässerungstag des FBM e.v. i.g. am 10. Februar 2014 in der AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Frucht- und Samenreife optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

42 Steuerstrategie Bewässerungstag des FBM e.v. i.g. am 10. Februar 2014 in der AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Absterben - Beginn optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

43 Steuerstrategie (operative Anpassung möglich) AET/PET 1.0 aktuelle AET/PET-Werte Entwicklungsstadium Absterben optimal minimal AET/PET-Steuerkurve mm 20 mm März DC April 1. Mai DC Juni 1.Juli 1. August Zeichnungen (Pflanzen) aus: ISBN Bayer, BBA und IVA 1993 IRRIGAMA - Projektgesellschaft

44 Vergleich zwischen der gemessenen und berechneten Verdunstung - Hydrologisches Jahr 2002 / 03; Fruchtart Zwiebeln

45 Kundenberatung (Abschlussbericht mit IRRISIM) AET / PET Quotienten berechnet von IRRISIM real aufgezeichnete Daten -

46 IRRIREG Daten von hier und day Anwendungsserver INTERNET Agrarbetrieb 1 Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.v. KTBL

47 IRRIREG immer sicher erreichbar Agrarbetrieb 1 Anwendungsserver Agrarbetrieb 2 Agrarbetrieb 3 Agrarbetrieb 4 Agrarbetrieb 5 Firewall INTERNET Agrarbetrieb 6 Agrarbetrieb 7 Agrarbetrieb 8 Agrarbetrieb Die Datenübertragung erfolgt verschlüsselt!

48 Es kommt nicht darauf an, die Zukunft vorherzusagen, sondern es kommt darauf an, auf die Zukunft vorbereitet zu sein. Perikles, 500 v. Chr. (griechischer Philosoph) Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit!