Hochschule Geisenheim University. Jürgen Kleber, Institut für Gemüsebau

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1 Hochschule Geisenheim University Jürgen Kleber Institut für Gemüsebau

2 Hochschulgründung am 01. Januar 2013 Forschungsanstalt Geisenheim Forschungsanstalt Geisenheim 2

3 Hochschulgründung am 01. Januar 2013 Universität Forschungsanstalt Geisenheim Fachhochschule 3

4 Hochschulgründung am 01. Januar

5 Tropfbewässerung im Gartenbau Wie funktioniert das? Bewässerungstag 2014 Rheinstetten,

6 Gliederung 1. Tropfsysteme 2. Sensoren 3. Was muss beachtet werden? 4. Diskussion

7 Tropfsysteme Tropfschläuche Tropfrohre Einzeltropfer

8 Aufbau von Tropfelementen nicht druckkompensierend druckkompensierend Quelle: LVG Heidelberg Membran

9 Druckkompensierende Tropfer

10 Druckkompensierende Tropfer

11 Druckabhängigkeit der Wasserabgabe Wasserabgabe je Tropfstelle [L/h] nicht druckkompensierend druckkompensierend 0 Quelle: LVG Heidelberg Druck [bar]

12 Tropfrohrbezeichnungen PC oder C = pressure compensated = druckkompensierend Druckbereich 1-4 bar ND oder NL = no drip oder no leach = nicht leerlaufend Öffnungsdruck: 0,5-1 bar Schließdruck: 0,15 bis 0,2 bar AS = anti syphon = Vakuumschutzmechanismus

13 Höhenunterschiede im Gelände 1 m Höhenunterschied = 0,1 bar ab 2 m Höhenunterschied = Abweichung > 10% druckkompensierende Systeme verwenden (Bezeichnung PC) Wasserzufuhr immer von oben

14 Länge der Tropfleitung Schlauchlänge [m] cm 30 cm 40 cm Wasserabgabe [L/m/h] Quelle: Tropferabstand

15 Wie können lange Tropfleitungen realisiert werden? Durchfluss gering halten: große Tropferabstände geringe Wasserabgabe/Tropfstelle niedriger Betriebsdruck: 0,3-0,5 bar (aber: Druckkompensierende Systeme: mind. 1-2 bar) Tropfrohre mit großem Durchmesser Mittige oder beidseitige Einspeisung

16 Verteilleitung

17 Dimensionierung der Verteilleitung Durchmesser Armatur Durchfluss in m 3 /h zu bewässernde Fläche in m 2 3,3 Tropfstellen/m 2 1 L/Tropfstelle/h 32 mm 1" < mm 2" < Quelle: Fa. Ben-Jaakow

18 Welche Wassermenge pro Gabe? Sandboden 1-2 L/Tropfstelle Lehmboden 2-4 L/Tropfstelle

19 Wassermenge pro Gabe zu große Einzelgabe: Versickerung zu hoher Wasserverbrauch Nährstoffaustrag (Nitrat) zu geringe Einzelgabe: zu geringe Bodentiefe durchfeuchtet Leitungen laufen zu oft leer Bsp. 100 m Tropfschlauch = 20 L schlechte Wasserverteilung

20 Tropfbewässerung Quelle: Thünen Institut

21 Kopfstation Filter Absperrhahn Magnetventil 2.Manometer Manometer Düngermischer Druckminderer Wasseruhr 2. Filter

22 Filterung Filter verwenden: 0,1 mm (=155 mesh) Filter reinigen! Sandseparatoren bei Sandfracht Quelle: Sandfilter z. B. für Oberflächenwasser gegen organische Schmutzpartikel

23 Düngung Fasswagen Düngertank Quelle: Fa. Odis Düngermischer

24 Ursachen von Verstopfungen Feststoffe Ausfällung von Kalk und Eisen Mikroorganismen Wurzelwachstum

25 Verstopfungen durch Feststoffe Ungenügende Filterung Feststoffe lagern sich ab, wenn die Fließgeschwindigkeit sinkt. Filtergängige Partikel können größere Aggregate bilden. Gegenmaßnahmen: Unempfindliche Tropfsysteme!?

26 Verstopfungsgefahr Große Tropfer verwenden 1 cm 1 Liter/h 8 Liter/h

27 Verstopfungsgefahr Leitungen spülen! Tropferöffnungen nach oben

28 Maßnahmen gegen Kalk Karbonathärten: < 8 dkh unproblematisch >16 dkh vermeiden (Mosler 1998) Mit Salpetersäure zu bekämpfen 0,2-0,3% im Bestand, 0,5% nach Kulturende einer 4%igen Stammlösung aus 50%iger HNO 3 Lange Einwirkdauer optimal "Erst das Wasser dann die Säure, sonst geschieht das Ungeheure"

29 Maßnahmen gegen Eisen Eisengehalte: < 0,2 mg Fe/L unproblematisch > 1,5 mg Fe/L vermeiden (Mosler 1998) Eisenablagerung nicht aufzulösen Regenwasser!? Absetzbecken mit Luftanreicherung Luftanreicherung und Filterung Preiswerte Tropfschläuche

30 Maßnahmen gegen Eisen Armaturen und Verbindungen nur aus Kunststoff verwenden!

31 Düngerreste ausspülen "Fifty-Fifty-Regel = erst düngen dann mit Wasser nachspülen

32 Einwachsende Wurzeln Unterflur-Einsatz Foto: Mager

33 Maßnahmen gegen einwachsende Wurzeln Große Einzelgaben verabreichen. Starkes Austrocknen des Bodens vermeiden. Herbizideinsatz nicht zulässig

34 Wärmeausdehnung Früh morgens bewässern Quelle: LVG Heidelberg

35 Wärmeausdehnung 50m PE Rohr bei 20 C Differenz = ca. 20 cm

36 1. Fazit Tropfbewässerung Niedriger Durchfluss bei langen Tropfleitungen Ausreichend hohe Einzelgaben Filterung 0,1 mm Kalk mit Salpetersäure lösen Eisengehalte über 1,5 mg/l vermeiden Hohe Bodenfeuchte gegen Wurzeleinwachsen

37 Wie wird die Tropfbewässerung gesteuert? Klimatische Wasserbilanz (GS)!? Anpassung an Bodenart, Tropfsystem und Tropfleitungsabstand nötig Bodenfeuchtemessung!

38 Wie Bodenfeuchte messen? Sensoren zum Messen des Wassergehaltes Sensoren zur Messung der Saugspannung

39 Wassergehalt messen Volumetrischer Wassergehalt (Vol. %) Kapazitive Sensoren ECH 2 O Gro-Point Flori

40 Wassergehalt messen TDR (Time Domain Reflektometrie)

41 Wassergehalt messen Leitfähigkeitssensor "WFF-A"

42 Wertung der Messergebnisse Angabe der Bodenfeuchte in Vol.% Werte sind je nach Bodenart unterschiedlich zu bewerten Zeitliche Veränderung der Werte und nicht absoluten Messwert betrachten!

43 Saugspannung messen = Kraft um Wasser aus dem Boden zu ziehen Tensiometer Messwerte in hpa

44 Saugspannung messen Watermark elektrische Leitfähigkeit im Sensor wartungsfrei ab ca. 200 hpa

45 Saugspannung messen TensioMark Wärmeleitfähigkeit in Keramikzelle wartungsfrei bis 3000 hpa

46 Was ist beim Fühlereinbau zu beachten? Messtiefe: zur Steuerung: in der Hauptwurzelzone z. B. 20 cm Schaltpunkt bei Bodenkultur: ca hpa zur Kontrolle: unterhalb der Hauptwurzelzone z. B cm

47 Bodenfeuchtemessung Sensor nur als Starter Bewässerung durch Steuergerät automatisiert Einzelgabe: 2-4 L je Tropfstelle (leichter Boden: 0,5-1,0 L) Messtiefe: in der Hauptwurzelzone Fühlerstandort: an repräsentativer Stelle direkt an einer Tropfstelle Kosten einer automatisierten Steuerung: ca. 200 bis 300

48 Fühlereinbau

49 Fühlereinbau Watermark

50 Fühlerausbau

51 2. Fazit Steuerung der Tropfbewässerung nach Bodenfeuchte Messwerte können volumetrisch oder als Saugspannung ausgegeben werden Fühler sorgfältig einbauen und ausbauen Automatisierung anstreben

52 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 52