Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn, Schutz der Ressource Wasser als Herausforderung für die gärtnerische Produktion Jörg Steidl

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1 Campus Klein-Altendorf der Universität Bonn, Schutz der Ressource Wasser als Herausforderung für die gärtnerische Produktion Jörg Steidl

2 1) Problem 2) Verfügbarkeit der Wasserressourcen 3) Herausforderungen

3 Problem Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen Wassermangel im Gartenbau führt wegen Qualitätsmängel oft zum Totalausfall eines Produktes! Der Wasserverbrauch vieler gartenbaulicher Kulturen (pro kg, pro m²) übersteigt das natürliche Wasserdargebot im Freiland Niederschlag + Bodenwasser Wasserverbrauch Bewässerungsbedarf Wasserverbrauch und Bewässerungsbedarf im Gemüseanbau am Standort Geisenheim (mittlerer Jahresniederschlag: 549 mm) Quelle: Paschold 2010

4 Problem Wassermangel im Gartenbau führt wegen Qualitätsmängel oft zum Totalausfall eines Produktes! Der Wasserverbrauch vieler gartenbaulicher Kulturen (pro kg, pro m²) übersteigt das natürliche Wasserdargebot im Freiland Niederschlag + Bodenwasser Bewässerung ist die Voraussetzung für eine gartenbauliche Produktion im Freiland.

5 Mittlerer Niederschlag in der Vegetationsperiode Mittlerer Bewässerungsbedarf für Winterweizen Mais (DWD, Reihe: )

6 Problem Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen Wassermangel im Gartenbau führt wegen Qualitätsmängel oft zum Totalausfall eines Produktes! Der Wasserverbrauch vieler gartenbaulicher Kulturen (pro kg, pro m²) übersteigt das natürliche Wasserdargebot im Freiland Niederschlag + Bodenwasser Bewässerung ist die Voraussetzung für eine gartenbauliche Produktion im Freiland. Der Bewässerungsbedarf ist regional und nach Kulturarten differenziert verteilt.

7 Deutschland: Jahressummen der Niederschläge im Sommer und Winter 1901 bis 2007 bzw sowie der lineare Trend Quelle: UBA 2015

8 Deutschland: erwartete Änderung des Niederschlags im Sommer von heute ( ) bis Quelle:

9 Problem Wassermangel im Gartenbau führt wegen Qualitätsmängel oft zum Totalausfall eines Produktes! Der Wasserverbrauch vieler gartenbaulichen Kulturen im Freiland (pro kg, pro m²) übersteigt das natürliche Wasserdargebot Niederschlag + Bodenwasser Bewässerung ist die Voraussetzung für eine gartenbauliche Produktion im Freiland. Der Bewässerungsbedarf ist regional und nach Kulturarten differenziert verteilt. Eine Zunahme des Bewässerungsbedarfs ist zu erwarten!? Reichen die Wasserressourcen aus, um auch künftig überall ausreichend Wasser in der erforderlichen Qualität für die Bewässerung bereitstellen zu können?

10 Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen Bewässerte Fläche nach Kulturen und Bundesland ha % 44% 22% 37% 11% 5% 45% 61% 51% 19% 27% 72% Flächenanteil Gemüse, Erdbeeren, Spargel Getreide zur Körnergewinnung (ohne Mais) Körnermais/Mais zum Ausreifen (einschließlich CCM) Silomais/Grünmais Kartoffeln Zuckerrüben ohne Saatguterzeugung Hülsenfrüchte zur Körnergewinnung Ölfrüchte zur Körnergewinnung¹ Gemüse und Erdbeeren (einschl. Spargel im Freiland) Datenquelle: Statistische Landesämter 2010

11 Verbrauchte Wassermenge landwirtschaftlicher Betriebe anteilig nach Wasserherkunft 100% 80% 60% 40% 20% 0% Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen andere Herkunft (z.b. Brackwasser, aufbereitetes Wasser betriebsfremdes Oberflächenwasser (Flüsse, Seen usw.) betriebseigenes Oberflächenwasser (Teiche, Staubecken) Grundwasser (auch Quellwasser und Uferfiltrat) aus öffentlichen oder privaten Versorgungsnetzen 1% 11% 3% 78% 7% Datenquelle: Statistische Landesämter 2010

12 Grundwasserneubildung Mittlere Jahressummen Reihe in mm a -1 (Hydrologischer Atlas Deutschland)

13 en ld ergiebig Bedeutende Grundwasservorkommen sehr ergiebig ergiebig weniger oder wechseld ergiebig Weniger bedeutende Grundwasservorkommen Uferfiltrat möglich Bedeutende Keine Grundwasservorkommen bedeutenden Grundwasservorkommen sehr ergiebig ergiebig Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen weniger oder wechseld ergiebig Bergbaugebiet Ergiebigkeit der Grundwasservorkommen Weniger bedeutende Grundwasservorkommen Keine bedeutenden Grundwasservorkommen Bergbaugebiet Weniger bedeutende Grundwasservorkommen Keine bedeutenden Grundwasservorkommen Anteil bewässerbarer landwirtschaftlicher Fläche Uferfiltrat möglich Bergbaugebiet Quelle der geologischen und hydrogeologischen Daten: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) Datenquelle: Statistische Landesämter 2011/2012

14 Nutzbares Wasserdargebot Gesetzlicher Rahmen: Wasserhaushaltsgesetze sowie entsprechende Verordnungen der Länder Beispiel Grundwasserentnahme: Die langfristige mittlere jährliche Grundwasserentnahme darf das nutzbare Grundwasserdargebot nicht übersteigen. In der Praxis werden 10 30% des Grundwasserdargebotes als nutzbar betrachtet. Durch Grundwasserentnahmen bedingte Änderungen des Grundwasserstandes dürfen kein Verfehlen der Bewirtschaftungsziele und keine Verschlechterung des Zustandes von Oberflächengewässern sowie keine Schädigung grundwasserabhängiger Landökosysteme nach sich ziehen.

15 Mengenmäßiger Zustand der Grundwasserkörper 2013 Bewässerungshöhen auf der Landkreisfläche Arle 2013 Datenquelle: Statistische Landesämter 2011/2012

16 (skaliert) Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen Zunahme extremer Niedrigwasserabflüsse in Brandenburg NM30Q jährlicher Niedrigwasserabfluss mit 30 Tagen Dauer Rückgang im NM30Q wird durch Anstieg der potentiellen Langzeitverdunstung SpETI48 erklärt -> Rückgang der Grundwasserneubildung Thomas et al. 2015

17 Deutschland: Durchschnittliche Temperatur im Jahresmittel ( ) Quelle: DWD 2015

18 Priorität Problem Ressourcenverfügbarkeit Herausforderungen Ressourcenverfügbarkeit An einem nutzbaren Wasserdargebot können verschiedene Wassernutzungsanforderungen konkurrieren: landwirtschaftliche Produktion von Nahrungsmitteln z. B. Zuckerrüben, Kartoffeln, Weizen oder nachwachsende Rohstoffen z.b. Mais gartenbauliche Produktion Brauchwasserbereitstellung für gewerbliche oder industrielle Zwecke Energiegewinnung mit Wasserkraft Trinkwasserversorgung der Bevölkerung

19 Problem Ressourcenverfügbarkeit Beregnung Herausforderungen Weltmarktpreise und nachwachsende Rohstoffe

20 Bereitstellung von Zusatzwasser für die Bewässerung durch Wasserüberleitungen Potentielle Flächen zur landwirtschaftlichen Bewässerung aus Wasserstraßen Vorhandene Wasserüberleitungen für landwirtschaftliche Zwecke Weitere Wasserüberleitungen müssten nach den Grundsätzen einer ökologisch nachhaltigen Entwicklung, unter der aktiven Beteiligung aller Akteure auf lokaler, Landesund Bundesebene geschaffen werden. (vgl. Ghassemi & White 2006) Überleitung aus verschiedenen Gebieten in die Stauhaltung zwischen Uelzen und Lüneburg, davon bis zu 11,2 Mio.m³/a für die Landwirtschaft, seit 1975 Überleitung aus Donau und Altmühl in das Main-Regnitz-Gebiet: 150 Mio. m³/a für Kraftwerke, Industrie und Landwirtschaft (Gemüseanbau), seit 1992

21 Bereitstellung von Zusatzwasser für die Bewässerung durch Grundwasseranreicherung oder Speicherhaltungen Möglichkeiten Probleme Anreicherung mit Oberflächenwasser Anreicherung mit Klarwasser UBA: UFOPLAN Kennziffer: Speicherhaltungen von Oberflächenwasser oder Niederschlägen Speicherhaltung für Produktionsabwässer (Bsp.: Abwasser einer Zuckerfabrik bei Uelzen fällt im Sep.-Jan. und wird in einem Speicherbecken [14 ha, m³] aufbereitet und vorgehalten) Verfügbarkeit zeitlich begrenzt, Flächenbedarf, Wassergüte gesellschaftliche Akzeptanz, Wassergüte, Verfügbarkeit, Flächenbedarf Flächenbedarf, baulicher Aufwand, Wassergüte Flächenbedarf, baulicher Aufwand, Wassergüte

22 Zusammenfassung: Verfügbarkeit der Wasserressourcen Gegenwärtig ist in Deutschland keine Wasserknappheit auf nationaler Ebene gegeben. Engpässe können sich aber regional bei hoher Ausschöpfung des verfügbaren Wasserdargebotes sowie jahreszeitlich bedingt, beispielsweise durch länger anhaltende sommerliche Trockenphasen ergeben. Solche Engpässe können sich künftig verstärken und/oder häufen und zwar durch Erhöhung des Bewässerungsbedarfs abnehmende Sommer-Niederschläge, Zunahme der Bewässerungsfläche und des Konkurrenzdrucks Zunahme der Rentabilität sowie Verringerung des nutzbaren Wasserdargebotes z. B. Verringerung der Grundwasserneubildung

23 Politische Herausforderungen Erhaltung bzw. Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Landwirtschaft sowie des Zustandes der Gewässer und davon abhängiger Ökosysteme durch! Förderung wassersparender bzw. effizienzsteigernder Bewässerungstechnologien! Förderung der Forschung und Beratung zu wassersparenden Produktionsverfahren (Sortenwahl, Anbauweisen, Bodenbearbeitung)! Steuerung einer zielverträglichen Ausdehnung und Konzentration von Bewässerungsflächen

24 Herausforderungen für die gärtnerische Produktion Entwicklung und Einsatz wassersparender und effizienzsteigernder Technologien:! wassersparende Bewässerungsverfahren! bedarfsgerechte Steuerung der Bewässerung! wassersparende Anbautechnologien, wie z.b. Mulchen! trockenresistentere Pflanzen (besonders Zierpflanzen)!

25 Steidl, J., Schubert, U., Schuler, J., Dietrich, O., Zander, P. (2015) Wassermanagement in der Landwirtschaft: Schlussbericht zum Forschungsvorhaben 2813HS007 der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung, Projektträger Agrarforschung. Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung, Müncheberg. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!