Neuheiten im Management der Großflächenbewässerung

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1 Neuheiten im Management der Großflächenbewässerung Ulrich Scholz (Hydro-Air GmbH Niedergörsdorf) GreenFIELD TM Mini-Linearberegnungsanlagen Abbildung 1 Abbildung 2 Thüringer Bewässerungstag /2005

2 Abbildung 3 Abbildung 4 Schriftenreihe der TLL 42 7/2005

3 Abbildung 5 Abbildung 6 Thüringer Bewässerungstag /2005

5 Abbildung 9 Beregnungssteuerung siehe Abbildung 21. Abbildung 10 Thüringer Bewässerungstag /2005

6 Beregnungssystem OMEGA Abbildung 11 Abbildung 12 Schriftenreihe der TLL 46 7/2005

11 Abbildung 21 Abbildung 22 Autor: Ulrich Scholz Hydro Air GmbH Jüterborg Sitz Niedergörsdorf Flugplatzweg Niedergörsdorf/OT Flugplatz Thüringer Bewässerungstag /2005

12 Stand und Perspektive des Wasser- und Bodenverbandes (Beregnungsverband Thüringen) Dr. Alexander Schmidtke (Thüringer Landgesellschaft Erfurt) Der Wasser- und Bodenverband - Beregnungsverband Erfurt-Sömmerda und Umgebung wurde am per Beschluss aller anwesenden Stimmen der Verbandsversammlung errichtet. Die Veröffentlichung im Staatsanzeiger erfolgte 2002 unter der Nr. 47. Der Verband dient dem öffentlichen Interesse und dem Nutzen seiner Mitglieder und verwaltet sich selbst. Der Gründungsprozess hat sich über mehrere Jahre aufgrund vielerlei zu beachtender Verfahrensschritte hingezogen. Letztendlich ist die Gründung und das heutige Funktionieren des Verbandes auf die Beharrlichkeit von Dr. Martin Albrecht, ehemals Mitarbeiter der TLL und von Herrn Müller, ehemals Geschäftsführer der Geratal Agrar GmbH & Co. KG Andisleben, zurückzuführen. Mit der Verbandsversammlung vom 11. Mai 2004 wurde eine Namensänderung beschlossen. Heute bezeichnet sich der Verband mit Wasser- und Bodenverband - Beregnungsverband Gemüse, Obst und Sonderkulturen Thüringen. Er hat seinen Sitz in Erfurt. Diese Umbenennung korrespondiert wesentlich besser mit den satzungsgemäßen Aufgaben, die da sind: Verfügungstellung von Wasser zur Beregnung landwirtschaftlicher und gartenbaulicher Fruchtarten zur Sicherung der Produktion von Gemüse und Sonderkulturen; Sicherung der vorhandenen wasserbaulichen Anlagen und Anlagenteile, wie Rohrnetze und Pumpstationen; Betriebsunterhaltung sowie Neuerrichtung nicht mehr funktionsfähiger bzw. die Beseitigung nicht mehr benutzbarer Förderanlagen von Beregnungswasser. Mitglieder im Verband sind per Satzung: die Eigentümer der im Verbandsgebiet liegenden Grundstücke - zurzeit ca (Stimmenzahl ca Stimmen), die nach Zulassung durch die Aufsichtsbehörde gesondert im Mitgliederverzeichnis aufgeführten Bewirtschafter im Verbandsgebiet (gegenwärtig zehn). Das Verbandsgebiet befindet sich innerhalb der Stadtgrenzen von Erfurt sowie der angrenzenden Landkreise Sömmerda und Gotha, entsprechend der kartenmäßig abgestimmten Flächenabgrenzungen. Die Größe beträgt derzeitig ha. Für die Erfüllung der genannten satzungsgemäßen Aufgaben ist eine finanzielle Ausstattung in einem Mindestumfang notwendig und sicherzustellen. Schriftenreihe der TLL 52 7/2005

13 Dieses wird zum einen über eine möglichst sparsame Wirtschaftsweise und zum anderen über Beiträge sowie die Inanspruchnahme von Fördermitteln erreicht. Die Beiträge werden ausschließlich von den Bewirtschaftern der landwirtschaftlichen bzw. gartenbaulichen Beregnungsflächen erhoben. Eine Belastung der Grundeigentümer erfolgt nicht. Die Beiträge setzen sich aus einem flächenabhängigen Grundbetrag (i. H. v. 1 /ha/a LN/ 2,50 /ha/a Gemüse- und Sonderkulturflächen) sowie einen Verbrauchsanteil (6 /ha/a LN/10 /ha/a Gemüse- bzw. Sonderkulturflächen) zusammen. Investive Maßnahmen in den Neubau und die Erweiterung von Beregnungs- und Bewässerungsanlagen sind im Rahmen der zugehörigen Förderrichtlinie (TMLNU - Thüringer Staatsanzeiger 35/2002 Nr. 426) förderfähig. Dabei kann sie als Anteilsfinanzierung in Form von Zuschüssen bis zu 70 % des förderfähigen Investitionsvolumens betragen. Zu unterstützen sind Anlagen zur Wasserspeicherung, Beregnungsanlagen, Bewässerungsanlagen im Obst- und Gemüseanbau (von der Wasserentnahme bis zur Übergabe in das einzelbetriebliche Bewässerungsnetz) inkl. der Ingenieurleistungen. Nicht gefördert werden Maßnahmen zur Unterhaltung und Reparatur vorhandener Bewässerungsanlagen. Da einzelne Betriebe nicht Zuwendungsempfänger im Sinne der Förderrichtlinie sein können, ist der Wasser- und Bodenverband Voraussetzung für den Zugang zu diesen Mitteln (Begünstigte können auch Zweckverbände, Körperschaften des öffentlichen Rechtes sein). Im Zeitraum von 2003 bis 2005 wurden bzw. werden Investitionen im Wert von insgesamt rund 258 T bei einem Eigenmitteleinsatz von rund 78 T umgesetzt. Um die Kosten zu minimieren, hat der Verband keine eigene Verwaltung und Geschäftsführung aufgebaut. Vielmehr werden die Funktionen des Verbandsvorstehers und des Verbandsvorstandes ehrenamtlich ausgefüllt. Buchhaltung, Rechnungswesen und Verwaltungsarbeiten erledigt die Thüringer Landgesellschaft mbh in Erfurt kostengünstig über einen Geschäftsbesorgungsvertrag. Insgesamt kann konstatiert werden, dass nach langwieriger und mühevoller Aufbauarbeit mit dem Wasser- und Bodenverband - Beregnungsverband Gemüse, Obst und Sonderkulturen Thüringen ein einfaches und pragmatisches Instrument besteht, losgelöst von ansonsten auftretenden Eigentumsfragen bezüglich von Leitungen und weiteren Bewässerungs- und Beregnungsanlagen, ein bestehendes Bewässerungssystem erhalten und betreiben sowie bedarfsgerecht und unter in Anspruchnahme von möglichen Förderungen erweitern zu können. Autor: Dr. Alexander Schmidtke Thüringer Landgesellschaft mbh Weimarische Straße 29 b Erfurt Thüringer Bewässerungstag /2005

14 Aktivitäten zur Bewässerung in der Agrargenossenschaft Golmsdorf Ralph Wickler (Gleistal-Agrar e. G. Golmsdorf) Einleitung Bewässerung hat in der Gleistal-Agrar e. G. Golmsdorf bedingt durch die Ausrichtung der Produktion eine lange, bis weit vor 1990 reichende, Tradition. Die Darstellung der Aktivitäten zur Bewässerung in der Agrargenossenschaft bezieht sich auf die Maßnahmen im Zeitraum von 1996 bis 2005, da in diesen zehn Jahren die wesentlichen Entscheidungen und Investitionen zur Bestandessicherung und Modernisierung der Bewässerungsanlagen erfolgten. Vorstellung des Betriebes Die Gleistal-Agrar e. G. Golmsdorf, inklusive Tochterunternehmen, ist ein landwirtschaftlicher Verbundbetrieb mit einigen außerlandwirtschaftlichen Bereichen und besitzt eine Betriebsfläche von rd ha (1 350 ha AF, 650 ha GL). 80 Beschäftigte, sechs Saisonarbeitskräfte 285 Milchkühe (2,36 Mio. kg Milchquote) 200 Mutterkühe 700 Melkziegen Gemüseproduktion bis t Frischmarktkohl auf 45 bis 55 ha t/a Chicoree (hydroponisch) Altautoentsorgungsbetrieb, Ersatzteilhandel, Kfz-Werkstatt, Reifenservice Die Beregnungsflächen für die Gemüseproduktion liegen im Saaletal, am Nordostrand von Jena (sandiger Lehm, rd. 580 mm Niederschlag, AZ 50 bis 60, mittlerer Grundwasserstand 3 m). In der Gemüseproduktion erfolgte nach 1990 schrittweise eine Ausrichtung auf die drei Kohlarten Weiß-, Rot- und Wirsingkohl. Die Spezialisierung auf qualitativ hochwertigen Frischmarktkohl erfordert eine Optimierung der Produktion. Die als Folge des harten Verdrängungswettbewerbes zwischen den Handelsketten stetig steigenden Ansprüche - jede Handelskette ist bestrebt sich in Punkto äußerer Qualität (ganz spezielle Sortierungen, Frische, etc.), Flexibilität und niedriger Preis von den Mitbewerbern abzuheben - erfordern eine möglichst exakte Steuerung der Produktion. In einem meist gesättigten Markt kann nur der Produzent seine Ware kontinuierlich absetzen, welcher diese Anforderungen erfüllt. Ohne Beregnung, welche über eine Anpflanzberegnung hinausgeht, ist dies inzwischen nicht mehr möglich. Schriftenreihe der TLL 54 7/2005

15 Entwicklung der Bewässerung im Betrieb (1996 bis 2005) Ausgangszustand 1996 Stationäre Beregnungsanlage: Beregnungsspeicher - ehemalige Kiesgrube mit m³ Wasser (gespeist aus Grundwasser sowie Qualmwasser des nahen Gleisbaches) 3 Stück Elektropumpen, bedarfsabhängige Steuerung defekt rund m stationäres Rohrleitungsnetz mit Hydranten 172 ha erschlossene Beregnungsfläche Mobile Technik: 5 Stück alte Schlauchtrommel-Beregnungsmaschinen ( Odra / Sigma ) mit 4 Stück Sektorenregnern; jegliche Abschaltautomatik defekt; alle Maschinen stark verschlissen; geringe Schlagkraft bei hohem Betreuungsaufwand Rechtliche Probleme: Die m Leitung schnitten ca. 170 Flurstücke fremder Eigentümer, auch der Beregnungsspeicher lag auf fremden Grund und Boden. Sicherung der Nutzungsrechte Auf Initiative von Dr. Martin Albrecht (Fachverband Beregnungsring Thüringen e. V.) wurde die rechtliche Sicherung der weiteren Nutzung der Beregnungsanlage (incl. Rohrleitungsnetz) begonnen. In einem beispielhaften und gleichermaßen aufwändigen und langwierigen Verfahren wurden durch Dietrich Böttger (ehemaliger Vorstandsvorsitzende Gleistal-Agrar e. G.), seinem Mitarbeiter, Klaus Rößner sowie Rechtsanwalt Schellknecht aus Jena, für das gesamte Rohrleitungsnetz die Eintragung von Grunddienstbarkeiten erwirkt. Diesen Personen gebührt dafür noch einmal besonderer Dank und Anerkennung. Die später erfolgte Umschreibung des Wasserrechts hingegen wurde durch die Obere Wasserbehörde unbürokratisch und unkompliziert vollzogen. Weitere Nutzung Nach Klärung der rechtlichen Probleme erfolgte in den nächsten Jahren lediglich eine Nutzung der vorhandenen Alttechnik, was jedoch zunehmend zu Problemen führte. Die Diskrepanz zwischen dem Niveau der Beregnung einschließlich der Wasserqualität und den gestiegenen Anforderungen der Gemüseproduktion trat immer deutlicher hervor. Eine technische Instandsetzung und Modernisierung der Anlage und eine vorausgehende Verbesserung des Wasserdargebotes waren unumgänglich. Thüringer Bewässerungstag /2005

16 Sanierung Beregnungsspeicher Die im Rahmen des Beregnungswassermonitorings der TLL erfolgten langjährigen begleitenden Untersuchungen und Beratungen zur Beregnung in Golmsdorf durch Dr. Ingrid Pfleger (TLL) zeigten, dass die Wasserqualität zur Beregnung von erntereifem Gemüse häufig nicht mehr ausreichend war. Wollte man eine Beregnung, welche über die Anpflanzberegnung hinaus geht und nötigenfalls bis nahe an den Erntetermin heranreicht, musste die Funktionalität des Wasserspeichers verbessert werden. Der Wasserspeicher (nachfolgend auch Kiesgrube oder Sandgrube genannt) wird über Grundwasser sowie durch Qualmwasser des unmittelbar vorbei fließenden Gleisbaches gespeist. Abbildung 1: Besatzdichten an Escherichia coli in Sandgrube (= Beregnungsspeicher) und Gleisbach Golmsdorf im Zeitraum 1997 bis 2003 Abbildung 2: Besatzdichten an Fäkalstreptococcen in Sandgrube (= Beregnungsspeicher) und Gleisbach Golmsdorf im Zeitraum 1997 bis 2003 Schriftenreihe der TLL 56 7/2005

17 Wie die Abbildungen 1 und 2 zeigen, weisen beide Wasserreservoire teilweise recht hohe Besatzdichten an Escherichia coli und Fäkalstreptococcen auf. Die biologischen Parameter bewirken häufig für die Beregnung eine Überschreitung der Eignungsklasse 3 des Beregnungswassers. Damit ist es in diesen Fällen nicht mehr bzw. nur noch sehr bedingt für die Beregnung von Frischgemüse geeignet. Ansatzpunkte für eine Sanierungsmaßnahme des Beregnungsspeichers waren daher die Entschlammung der Gewässersohle mit dem Ziel der Verbesserung der Grundwassernachlieferung, der Vergrößerung des Wasserreservoirs und damit der Verweildauer des Wassers im Speicher. Des Weiteren wird über eine Entschlammung und Verbesserung des Gewässerumfeldes (Verminderung des Laubeintrages) das Selbstreinigungsvermögen des Wasserspeichers verbessert. Im Herbst 2003 erfolgte unter Anmietung von Spezialtechnik mit eigenen Arbeitskräften und mit beratender Unterstützung der TLL die Beräumung des Wasserspeichers. Im Ergebnis der Maßnahme war das einstige Speichervolumen von rd m³ wieder hergestellt. Die tiefste Stelle, an der Saugstelle der Pumpen, hatte wieder eine Tiefe von 7 m. Vor der Saugstelle, welche beim Trockenfallen des Speichers gleich mit neuen Saugleitungen ausgerüstet wurde, schuf man gleichzeitig die Möglichkeit über einen Schlammfang die Saugkörbe durch turnusmäßiges Beräumen frei zu halten. Der sich wieder füllende Beregnungsspeicher wies eine bedeutend größere Wasserfläche auf, dass nachströmende Wasser war bereits optisch erkennbar von besserer Qualität. Wie die nach der Sanierung des Speichers fortgeführten Untersuchungen von Dr. Pfleger ergaben, hatte sich die arbeits- und kostenintensive Sanierungsmassnahme gelohnt. Die Abbildung 3 zeigt die nach der Sanierungsmaßnahme (durch eine graue vertikale Linie dargestellt) gegenüber dem Vorjahreszeitraum deutlich reduzierten Besatzdichten an Escherichia coli. Im Gleisbach, welcher nicht in die Sanierung eingeschlossen war, sind die Gehalte an E. coli unverändert hoch. Abbildung 3: Besatzdichten an Escherichia coli in Sandgrube (= Beregnungsspeicher) und Gleisbach Golmsdorf im Zeitraum 2002 bis 2004 (Die graue vertikale Linie markiert den Zeitpunkt der Sanierung des Beregnungsspeichers.) Wie die Abbildung 4 zeigt, sind die Reduzierungen der Besatzdichten an Fäkalstreptococcen nach der Sanierung weniger ausgeprägt als bei E. coli, jedoch scheint, vorbehaltlich weiterer Untersuchungen, ein positiver Trend erkennbar zu sein. Thüringer Bewässerungstag /2005

18 Nach der Sanierung des Beregnungsspeichers wurden im Folgejahr 2004 bei beiden genannten biologischen Parametern nahezu durchgängig die Beregnungs-Eignungsklasse 2 erreicht und gehalten. Das vergrößerte Speichervolumen des Beregnungsspeichers macht sich ebenfalls positiv bemerkbar. Nach einer Verbesserung des Wasserdargebotes folgte nun der nächste Schritt, die Sanierung und Modernisierung der Beregnungstechnik. Abbildung 4: Besatzdichten an Fäkalstreptococcen in Sandgrube (= Beregnungsspeicher) und Gleisbach Golmsdorf im Zeitraum 2002 bis 2004 (Die graue vertikale Linie markiert den Zeitpunkt der Sanierung des Beregnungsspeichers.) Technische Modernisierung von Beregnungsanlage und Beregnungstechnik Zur effektiven Nutzung der verbesserten Wasserqualität und -quantität wurde bereits vor der Sanierung des Wasserspeichers gemeinsam mit der TLL (Dr. Martin Albrecht, Dr. Ingrid Pfleger, Günter Nußbaum) ein Konzept und erforderliche Berechnungen zur Modernisierung der Anlage (Pumpstation, Schlauchtrommeln, Regner) erarbeitet kam es dann, unter Nutzung von EU- und Landesmitteln, durch die Firma HYDRO-AIR aus Jüterbog zur technischen Erneuerung der Pumpstation. Darüber hinaus wurden die veralteten und verschlissenen Schlauchtrommelmaschinen durch neue ersetzt. Diese wiesen, neben den an unsere Schlaggrößen und -formen angepassten Rohrlängen auch automatische Abschaltmechanismen auf. Wesentliche Vorteile der neuen Technik waren der sinkende Personalaufwand, die bessere Wasserverteilung (Düsenwagen, statt Wurfregner) und eine deutliche Erhöhung der Schlagkraft. Durch die per Mobiltelefon steuerbare Pumpstation und die bei Bedarf automatisch abschaltenden Beregnungsmaschinen war ein Tag- und Nachtbetrieb möglich. Dies führte zu erheblichen Leistungssteigerungen bei gleichzeitiger Reduzierung der Arbeitskosten. Schriftenreihe der TLL 58 7/2005

19 Zusammenfassung Die Bewässerung hat in der Gleistal-Agrar e. G. Golmsdorf eine lange Tradition, besonders im Gemüsebau. Die veränderten Marktbedingungen mit den sehr hohen Qualitätsansprüchen am erzeugten Gemüse machten eine Verbesserung der Wasserqualität und Beregnungstechnik erforderlich. Entsprechende Unterstützung erhielt der Betrieb hierbei durch die TLL. Nach umfangreichen Investitionen in die Wasserspeicherung, Pumpanlage und Beregnungsmaschinen ist unser Betrieb heute in der Lage, das angebaute Gemüse (rd. 50 ha Frischmarktkohl) nach den Beregnungsempfehlungen der TLL, basierend auf der Klimatischen Wasserbilanz, bedarfs- und qualitätsgerecht mit Wasser zu versorgen. Die in einem Zeitraum von über zehn Jahren getätigten Maßnahmen und Investitionen verliefen alle in logischer Abfolge und unter Berücksichtigung der betrieblichen Belange. Durch die kontinuierliche Einbeziehung von der TLL, Rechtsberatern sowie Bewässerungsfirmen, wie Hydro-Air, wurde erreicht, dass vor 1990 vorhandene Anlagen rechtlich gesichert und technisch erneuert werden konnten, dass die einzelnen Maßnahmen kein Stückwerk blieben und im Abschluss eine runde, gelungene Investition bildeten. Eine Investition, ohne die unsere hoch spezialisierte Frischgemüseproduktion, welche täglich den wachsenden Ansprüchen eines gesättigten und immer komplizierteren Marktes gerecht werden muss, nicht rentabel zu gestalten wäre. Nachdem wir mit dieser modernen Beregnungsanlage über ein wichtiges Intensivierungs- und Qualitätssteuerungsinstrument verfügen, ist es besonders wichtig, dieses effektiv einzusetzen. Dazu sind bereits im Jahr 2003 in unserem Betrieb Beregnungssteuerungsversuche der TLL im Frischmarktkohl angelaufen. Nach entsprechender Laufzeit der Versuche erhofft sich unser Betrieb genauere Aussagen darüber, welche Qualitätsparameter durch die Beregnung wie zu steuern sind, welche Möglichkeiten, aber auch welche Grenzen die Beregnung hier hat. Autor: Ralf Wickler Gleistal-Agrar e. G. Golmsdorf Kirchweg Golmsdorf Thüringer Bewässerungstag /2005

20 Auswirkungen prognostizierter Klimaveränderungen auf die Bewässerungsmöglichkeiten in Thüringen Dr. habil. Martin Albrecht (Fachverband Beregnungsring Thüringen e. V.) Dass durch Bewässerungsmaßnahmen bei eintretenden Trockenperioden Ertragseinbrüche vermieden und eine gewisse Ertragsstabilisierung erreicht werden kann ist unbestritten. Deshalb stellt sich die Frage: Welche Wassermenge ist bei klimatischem Bedarf für Bewässerungszwecke und für welche Flächen auch bei höherer Zusatzwassermenge als bisher bereitzustellen? Die prognostizierten Klimaveränderungen sollen in Kurzform wie folgt interpretiert werden: Allgemeine Erwärmung und Niederschlagszunahme, besonders in den Wintermonaten. Zunahme von Sommertrockenperioden mit geringeren aber sehr intensiven Niederschlagsereignissen. Anlass und Ausgangsbedingungen für eine überschlägige Berechnung 1. Thüringer Ackerbaugebiete sind mit 450 bis 550 mm Jahresniederschlag mit die trockensten Gebiete Deutschlands. Zur anteiligen Minderung dieses für hohe stabile Erträge zu verzeichnenden Nachteils wurden bis 1989 rund ha Nutzfläche für die Zusatzbewässerung erschlossen. Aufgrund nicht ausreichender Grundwasservorkommen kam es zur Anlage von Speichern zur Zurückhaltung des Winterwassers insbesondere für Bewässerungszwecke. 2. Nach 1989 wurde durch die Umstrukturierung der Landwirtschaft die Bewässerungsfläche wesentlich reduziert. Die Bewässerung konzentriert sich auf Gemüse, Obst und Sonderkulturen (Heil- und Gewürzpflanzen, Hopfen) sowie anteilig auf Kartoffeln. Gegenwärtig gibt es noch bis ha als genutzte erschlossene Bewässerungsfläche. Die noch mit Rohrleitungen und Hydranten versehene Fläche ist jedoch wesentlich größer. Dabei werden für die Wasserbereitstellung nur wenige der noch zur Verfügung stehenden Speicher genutzt. 3. Im Trockenjahr 2003 kam es z. T. zu erheblichen Ertragseinbrüchen, die unter weiterer Berücksichtigung der prognostizierten Klimaerwärmung Anlass geben, über die Möglichkeit der Schadensbegrenzung durch eventuelle Ausdehnung der Zusatzbewässerung erneut nachzudenken. Schriftenreihe der TLL 60 7/2005

21 Annahmen bzw. Unterstellungen für die Berechnung Nach Rücksprache mit Mitarbeitern der Thüringer Landesanstalt für Umwelt und Geologie (TLUG) liegen der Überschlagsberechnung folgende Annahmen zu Grunde: 1. Die Angaben für Niederschlag, Verdunstung, Grundwasserneubildung und Oberflächenabfluss entstammen dem Rechenprogramm GEOFEM der TLUG. Die Menge an gespeichertem Wasser wurde den Unterlagen der Talsperrenstatistik Thüringens entnommen. 2. Grundlage für das bereitstellbare Bewässerungswasser ist der Oberflächenabfluss, die Grundwasserneubildung und das gespeicherte Wasser. Diese Wasserquellen stehen für die Bevölkerung, die Industrie und die Landwirtschaft zur Verfügung. 3. In der Berechnung bleiben der Oberflächenabfluss und die Grundwasserneubildung für die Gebiete Thüringer Wald, Rhön sowie oberes Schiefergebirge unberücksichtigt. 4. Bei der Aufteilung des Wassers für Bevölkerung, Industrie und Landwirtschaft wird davon ausgegangen, dass das Wasser für Industrie und Bevölkerung nach der Nutzung in die fließende Welle zurückgeführt wird. Die dabei auftretenden Verluste beziffert man von der Gesamtsumme auf 10 %. 5. Das gespeicherte Wasser wird nur anteilig einbezogen. Auch trotz Rückführung bleibt das Trinkwasser hier unberücksichtigt. Das gilt auch für alles andere gespeicherte Wasser im Raum Thüringer Wald, Rhön sowie oberes Schiefergebirge. Von der infrage kommenden Speicherkapazität werden 75 % als maximale Entnahmemenge angesetzt. 6. Im Ergebnis langjähriger Aufzeichnungen beträgt die Niedrigwasserführung der Fließgewässer (MNQ) etwa 20 % des mittleren Gebietsabflusses (MQ). Die Wasserbereitstellung für die Bewässerung ist für 100 Tage vorzusehen. Dabei wird als aufrechtzuerhaltender Mindestabfluss 50 % von MNQ angenommen. 7. Von der Grundwasserneubildung sind 15 % für die Wasserabnahme zu Bewässerungszwecken zu veranschlagen. 8. Es wird eine Nutzung von etwa zwei Drittel der verfügbaren Wassermenge mit vertretbaren zusätzlichen Investitionen (z. B. Wasserüberleitungen) unterstellt. 9. Für infrage kommende Bewässerungsmaßnahmen beziehen sich die Berechnungen auf Zusatzwassermengen von 100 bzw. 150 mm/jahr. 10. Weitere Auskünfte Vom staatlichen Umweltamt Gera wurde als grober Orientierungswert für Ostthüringen eine Grundwasserentnahmemenge von 200 Tm 3 /d bei 24-stündigem Pumpbetrieb als möglicher Kalkulationswert genannt. Das entspricht bei 100 Entnahmetagen einer Wassermenge von 20 Mio. m 3. Diese Zahl bestätigt die unterstellte Menge für Thüringen. Ergebnisse Die nachfolgend aufgeführten Ergebnisse basieren auf langjährigen Ermittlungen. Sie berücksichtigen auch die bereits zunehmenden Durchschnittstemperaturen und veränderten Niederschlagsereignisse der letzten zehn Jahre. Aufgrund der unterschiedlichen Klimaverhältnisse in verschiedenen Regionen Thüringens erfolgt die Ergebnisdarstellung anhand der Agrargebiete, die aus Abbildung 1 zu ersehen sind. Thüringer Bewässerungstag /2005

22 Abbildung 1 Tabelle 1 zeigt auf, welche Wassermengen aus dem Niederschlag - abzüglich der Verdunstung - in die Fließgewässer gelangen bzw. für die Grundwasserneubildung zur Verfügung stehen. Tabelle 1: Oberflächenabfluss und Grundwasserneubildung in den Agrargebieten Thüringens (langjähriges Mittel) Agrargebiete Oberflächenabfluss Grundwasserneubildung km 2 mm Mio. m 3 mm Mio. m 3 1. Thüringer Becken 2. Ostthüringer Lössgebiet 3. Randlage Thür. Becken 4. Eichsfeld/Harzvorland 5. Ostthüringer Buntsandstein-Gebiet 6. Thür. Schiefergebirge, dv. bis Grenze Saaletalsperren ( 2 / 3 ) 7. Süd-West-Thüringen Thüringen ) keine Angaben im GEOFEM (geschätzt) ) Im Mittel beträgt der Oberflächenabfluss 210 mm, der geringste mit 135 mm im Thüringer Becken und der höchste mit 237 und 238 mm im Schiefergebirge und Südwestthüringen. An Grundwasser werden durchschnittlich 56 mm, mit nur 34 mm im Thüringer Becken und 98 mm in den Beckenrandlagen und Südwestthüringen neu gebildet. Tabelle 2 zeigt die mögliche Wasserbereitstellung für Bewässerungszwecke aus Oberflächen- und Grundwasser auf. Schriftenreihe der TLL 62 7/2005

23 Thüringer Bewässerungstag /2005 Tabelle 2: Mögliche Wasserentnahmemengen aus Oberflächenabfluss und Grundwasser für landwirtschaftliche Bewässerungszwecke Agrargebiete Oberflächenabfluss (Mio. m 3 ) Grundwasser (Mio. m 3 ) Thüringer Becken Ostthüringer Lössgebiet Randlage Thür. Becken Eichsfeld/Harzvorland Ostthüringer Buntsandstein-Gebiet Thür. Schiefergebirge, dv. bis Grenze Saaletalsperren ( 2 / 3 ) Süd-West-Thüringen % Industrie/ Bevölkerung MQ 1) bei MNQ 2) Mindestabfluss Entnahmemenge (gerundet) GWN 3) Industrie/ Bevölkerung dv. in 100 Tagen 50 % 10 % 15 % 10 % ,5 12,5 7,5 4,5 7,5 15 1,4 0,75 1,25 0,75 0,45 0,75 1,5 12,50 6,75 11,25 6,75 4,00 6,75 13, ,0 1,7 3,3 1,1 0,7 0,6 3,4 Entnahmemenge (gerundet) Summe ) mittlerer Gebietsabfluss 2) Niedrigwasserführung der Fließgewässer 3) Grundwasserneubildung Im Mittel können 62 Mio. m³ Oberflächenwasser und 114 Mio. m² Grundwasser für Bewässerungszwecke zur Verfügung gestellt werden

24 Tabelle 3 zeigt auf, welche Menge an gespeichertem Wasser für die Bewässerung genutzt werden kann. Dazu sind noch folgende Hinweise erforderlich: Die für landwirtschaftliche Nutzung infrage kommende Speicherkapazität enthält alle Speicher, die sich einerseits in den jeweiligen Agrargebieten mit ackerbaulicher Produktion befinden. Alle Talsperren und Speicher aus dem Gebiet Thüringer Wald/Rhön sowie oberer Teil des Thüringer Schiefergebirges bleiben unberücksichtigt. Anderseits werden teilweise auch nicht für landwirtschaftliche Bewässerungszwecke errichtete Speicher für eine landwirtschaftliche Nutzung zugeordnet, außer den Fischteichen im Plotener Gebiet. Somit umfasst die Zusammenstellung in der ersten Spalte der Speicherkapazität auch den Speicherraum von Einrichtungen mit der Hauptnutzung für den Hochwasserschutz, in zwei Fällen von Rohwasser, sowie Fischerei- und Niedrigwasseraufhöhung. In der zweiten Spalte wurden die größeren Rückhaltebecken bzw. Talsperren wie Straußfurt (Thüringer Becken), Regis-Sebitz und Schömbach (Ostthüringer Lössgebiet), Kelbra (Eichsfeld/Harzvorland) sowie Weida (Thüringer Schiefergebirge) nicht mit aufgenommen. Tabelle 3: Für die Landwirtschaft infrage kommende Speicherkapazität Agrargebiete Fläche Speicher Thüringer Becken Ostthüringer Lössgebiet Randlage Thür. Becken Eichsfeld/Harzvorland Ostthüringer Buntsandstein- Gebiet Thür. Schiefergebirge, dv. bis Grenze Saaletalsperren ( 2 / 3 ) Süd-West-Thüringen Anzahl Kapazität (Mio. m³) km 2 Stück insgesamt ohne große Rückhaltebecken dv. 75 % ,38 18,8 4,6 41,9 2,3 20,0 16,6 (ohne Straußfurt) 3,0 (ohne Regis-Sebitz u. Schömbach) 4,6 6,3 (ohne Kelbra) 2,3 10,3 (ohne Weida) ,0 6,0 4,5 Summe ~129 ~49 ~36 12,5 2,25 3,45 4,7 1,7 7,2 Insgesamt kann von einer bereitstellbaren Wassermenge von 36 Mio. m³ ausgegangen werden, mit rund einem Drittel im Thüringer Becken. Tabelle 4 fasst die infrage kommenden Wasserressourcen zusammen. Tabelle 4: Für Bewässerungszwecke prinzipiell verfügbares Wasser ohne Berücksichtigung der technischen Verfügbarkeit Agrargebiete Oberflächenabfluss Grundwasser Gespeichertes Wasser Gesamt (gerundet = 100 %) Mio. m³ % Mio. m³ % Mio. m³ % Mio. m³ Thüringer Becken Ostthüringer Lössgebiet Randlage Thür. Becken Eichsfeld/Harzvorland Ostthüringer Buntsandstein- Gebiet Thür. Schiefergebirge, dv. bis Grenze Saaletalsperren ( 2 / 3 ) Süd-West-Thüringen 12,50 6,75 11,25 6,75 4,00 6, , , Summe ,5 2,25 3,45 4,70 1,70 7, Schriftenreihe der TLL 64 7/2005

25 Aufgrund des wesentlich verringerten Wasserverbrauches der Industrie und der Bevölkerung kann für Bewässerungszwecke vielerorts eine große Menge an Grundwasser bereitgestellt werden. Tabelle 5 verdeutlicht die Wasserbereitstellung unter Berücksichtigung der technischen Verfügbarkeit und die damit beregenbare Fläche. Tabelle 5: Verfügbares Zusatzwasser und mögliche Beregnungsfläche bezogen auf die Ackerfläche der Agrargebiete Agrargebiete Tha Verfügbares Wasser Beregenbare Fläche AF 100 mm/ha 150 mm/ha Thüringer Becken Ostthüringer Lössgebiet Randlage Thür. Becken Eichsfeld/Harzvorland Ostthüringer Buntsandstein- Gebiet Thür. Schiefergebirge, dv. bis Grenze Saaletalsperren ( 2 / 3 ) Süd-West-Thüringen Mio. m 3 % 1) Mio. m 3 Tha % 2) Tha % 2) Summe ) Aufgrund der Gegebenheiten geschätzte Unterstellung der technischen Verfügbarkeit 2) % der Ackerfläche Können zwei Drittel des verfügbaren Wassers mit vertretbarem technischem und ökonomischem Aufwand erschlossen werden, stehen 142 Mio. m³ zur Verfügung. Bei 150 mm Zusatzwasseraufwand pro ha wäre es möglich in Thüringen 95 Tha bzw. 16 % der Ackerfläche, im Thüringer Becken 11 %, in drei weiteren stark ackerbaulich betonten Gebieten sogar über 21 bis 25 %, zu bewässern. In Tabelle 6 soll im Vergleich zu Tabelle 5 die Bewässerungsfläche von 1989 angeben werden, mit einem Wasseraufwand von teilweise wesentlich weniger als 100 mm/ha. Tabelle 6: 1989 für die Bewässerung in Thüringen erschlossene Flächen Agrargebiete Beregnungsfläche (ha) Prozent der ortsfest vollbeweglich 1) gesamt LF AF 2) Thüringer Becken Ostthüringer Lössgebiet Randlage Thüringer Becken Eichsfeld/Harzvorland Ostthür. Bundsandstein-Gebiet Thür. Schiefergebirge, dv. bis Grenze Saaletalsperren ( 2 / 3 ) Süd-West-Thüringen Summe ,5 15,8 1) Aufteilung aufgrund fehlender Unterlagen weitgehend geschätzt 2) Die gesamte Bewässerungsfläche von Acker- und Grünland nur auf das Ackerland bezogen 18,7 9,7 6,0 9,8 19,1 14,7 7,9 19,9 11,1 7,2 12,4 26,4 18,6 12,5 Thüringer Bewässerungstag /2005

26 Beim Vergleich der beregenbaren Fläche mit 150 mm (Tab. 5) und der erzielten Werte mit bis zu 100 mm bis 1989 (Tab. 6) macht deutlich, dass die beregenbare Fläche mit 150 mm etwa der von 1989 entspricht. Deutlich niedriger ist sie jedoch im Thüringer Becken und im Ostthüringischen Buntsandsteingebiet. Fazit Aus der Sicht der Wasserbereitstellung für Bewässerungszwecke ergibt sich unter Berücksichtigung der vorgenommenen Annahmen und Einschätzungen folgendes überschlägiges Ergebnis: Prinzipiell könnten 212 Mio. m³ Wasser für Bewässerungszwecke zur Verfügung gestellt werden (29 % aus Oberflächenwasser, 54 % aus Grundwasser und 17 % aus gespeichertem Wasser). Bei einer technischen Erschließung mit vertretbaren Investitionsaufwand wären rund 142 Mio. m³ zu nutzen. Vergrößert sich zukünftig aufgrund längerer Trockenperioden der Zusatzwasseraufwand auf 150 mm/ha, besteht in Thüringen die Möglichkeit 95 Tha zu bewässern, was unter Berücksichtigung einer höheren Zusatzwassermenge (von 100 auf 150 mm/ha) und einem höheren Ausnutzungsgrad (von 60 auf 90 %) etwa der Bewässerungsfläche von 1989 entspricht. Im besonders betroffenen Agrargebiet Thüringer Becken könnten etwa 11 % bzw. 26 Tha der Ackerfläche bewässert werden. Der Anteil gespeicherten Wassers beträgt hier rund 30 %. Autor: Dr. Martin Albrecht Fachverband Beregnungsring Thüringen e. V. Asternweg Jena Schriftenreihe der TLL 66 7/2005

27 POSTER Ergebnisse von Bewässerungsversuchen auf dem Versuchsfeld Straußfurt Dr. Uwe Rößler (Landwirtschaftsamt Bad Frankenhausen, Versuchsstation Kirchengel) und Dr. Ingrid Pfleger (Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft) Mit seiner zentralen Lage im Thüringer Becken ist der Standort Straußfurt mit seiner Ton-Schwarzerde repräsentativ für Beregnungsversuche. Abbildung 1 Beschreibung des Versuchsfeldes Straußfurt Kreis/Lage Sömmerda/an B 176 zw. Straußfurt und Bad Tennstedt Landwirtschaftsamt Bad Frankenhausen Agrargebiet Thüringer Becken Agrarraum/Landschaft Zentrum des Thüringer Beckens Repräsentativ für/anteil an LF Thüringens tonige Schwarzerdestandorte/34 % Klimagebiet: Mitteldeutsches Trockengebiet Jahresmitteltemperatur (langjähriges Mittel): 8,5 C Jahresniederschläge (langjähriges Mittel): 473 mm Höhenlage 185 m Straußfurt geologische Herkunft des Ausgangsgesteins Keuper Hydrologie grundwasserfern Bodenform Ton-Schwarzerde Bodenart Ton Bodenschätzung LT 3 V 62/64 Tonanteil 48 % Humus 3,9 % CaCO 3 -Gehalt 2,8 % Nt-Gehalt 0,19 % Thüringer Bewässerungstag /2005

28 Agrochemische Kenndaten (Angabe der jeweils vorwiegenden Gehaltsklasse) P-Cal E Bodenhydrologische Kenndaten (0 bis 60 cm) in mm K-CAL D Feldkapazität (FK) 238 Mg-CaCl 2 E Welkepunkt (PWP) 158 Cu C nutzbare Feldkapazität (nfk) 80 B E Mn E Mo E Zn E Wichtige Versuchsergebnisse Zu den wichtigsten Versuchsergebnissen gehören die langjährigen Ergebnisse zu Speisezwiebeln. Speziell der ertragsstabilisierende Effekt der Beregnung wird herausgehoben. Ertragsschwankungen bei Zwiebeln Ertragsschwankungen [dt/ha] unberegnet Ertragsschwankungen [dt/ha] beregnet Mittelwert 414 dt/ha Mittelwert 585 dt/ha Abbildung 2 Durch eine gezielte Sortenwahl hinsichtlich Ertragspotenzial und Zusatzwasserverwertung kann das ökonomische Ergebnis deutlich verbessert werden. Schriftenreihe der TLL 68 7/2005

29 Differenzen zwischen den ertragsstärksten und -schwächsten Zwiebelsorten ertragsstärkste drei Sorten ertragsschwächste drei Sorten Differenz unberegnet beregnet 399 dt/ha 313 dt/ha dt/ha 461 dt/ha 132 Abbildung 3 Eine gezielte Beregnungssteuerung bei Tropfbewässerung ist auch mit der einfachen Methode des Ausgleichs der negativen Klimatischen Wasserbilanz möglich. Abbildung 4 Langjährige Versuchsergebnisse bei Kartoffeln zeigen, dass auch diese Kultur Zusatzwasser effektiv verwertet. Die Beregnung kann Ertragseinbrüche verhindern und Schwankungen im Ertragsniveau deutlich vermindern. Thüringer Bewässerungstag /2005

30 Abbildung 5 Mit der Tropfbewässerung wurden auch bei Kartoffeln hohe Erträge erzielt. Abbildung 6 Im Vergleich unterschiedlicher Bewässerungssysteme schnitt die Tropfbewässerung am besten ab. Die herkömmliche Beregnung folgte knapp dahinter. Die unterirdische Tropfbewässerung (Unterflur) fiel dagegen signifikant ab. Schriftenreihe der TLL 70 7/2005

31 ) Abbildung 7 Autor: Dr. Uwe Rößler Landwirtschaftsamt Bad Frankenhausen Versuchstation Kirchengel Dorfstraße Kirchengel Thüringer Bewässerungstag /2005

32 Ergebnisse aus Beregnungsversuchen der Lysimeterstation Buttelstedt der TLL Dr. Reinhard Günther (Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft) Einleitung Um bessere Grundlagen für die Planung von Beregnungsanlagen und des Zusatzwasserbedarfes sowie für die aktuelle Steuerung des Beregnungseinsatzes zu erhalten, werden seit 1983 in der Lysimetstation Buttelstedt der TLL mit Hilfe wägbarer Lysimeter Untersuchungen zum tatsächlichen Wasserverbrauch und zum Wasserbedarf der Kulturpflanzenbestände am natürlichen Standort durchgeführt. Bis zum lagen 22 Jahresmessreihen des Pflanzenwasserverbrauches von sieben landwirtschaftlichen Kulturen (Winterweizen, Sommergerste, Zuckerrüben, Kartoffeln, Welsches Weidelgras, Mais und Winterraps), sechs Feldgemüsearten (Buschbohne, Einlegegurke, früher Weißkohl, später Weißkohl, Blumenkohl und Zwiebeln), Pfefferminze sowie von einer einjährigen Grünbrache vor. Um unverfälschte, dem realen Pflanzenwasserverbrauch unter Feldbedingungen tatsächlich entsprechende Ergebnisse erzielen und reale Wasserbilanzen aufstellen zu können, müssen die Lysimeter eine Reihe von Anforderungen erfüllen, die von ROTH u. a. (1984) beschrieben worden sind. Material und Methoden Die Lysimeteranlage Buttelstedt besteht aus zwei räumlich voneinander getrennten Lysimeterkellern mit je zwei Großlysimetern mit einer Oberfläche von 2 m² und einer Tiefe von 2,5 m. Dadurch konnte einerseits auch bei Reihenkulturen eine repräsentative Anzahl auf den Lysimetern angebaut und andererseits ein uneingeschränkter Wurzeltiefgang für die untersuchten Kulturen gewährleistet werden. Um den natürlichen Wasserhaushalt des Untersuchungsstandortes so gut wie möglich abzubilden, wurden die Lysimeter nach dem Stechzylinderprinzip monolithisch befüllt. Die Ermittlung der Gewichtsveränderung der ca. 11 t schwere Lysimeter erfolgt mit einer Wägetechnik kontinuierlich auf 100 g genau. Dies entspricht einer Wassergehaltsabweichung von 0,05 mm in den Lysimetern. Durch die kontinuierliche Wägung ist sowohl die Verdunstung als auch der Niederschlag getrennt erfassbar. Einer der beiden Lysimeterkeller repräsentierte stets den bedarfsgerecht beregneten, der andere den unberegneten bzw. reduziert beregneten Teil des Schlages. Beide Lysimeter liegen etwa 300 m auseinander. Ergebnisse Wegen des engen Zusammenhanges zwischen dem Wasserverbrauch und der Stoffproduktion eines Pflanzenbestandes (von de WIT, 1958; RIJTEMA, 1968) ergibt sich die Frage, wie viel Wasser die verschiedenen Kulturen für eine weitgehend uneingeschränk- Schriftenreihe der TLL 72 7/2005

33 te Transpiration und damit aus der Sicht der Wasserversorgung ungestörte Ertragsbildung benötigen. Der Wasserverbrauch selbst hängt dabei in erster Linie vom Verdunstungsanspruch der Atmosphäre sowie von der Dichte und Struktur der Bestandesoberfläche bzw. der Funktionsfähigkeit des Blattapparates ab. Das Zusammenwirken dieser beiden Einflussfaktoren ist ein Grund dafür, dass der Wasserverbrauch von Pflanzenbeständen unter Feldbedingungen schwierig zu ermitteln ist. Verdunstungsformeln auf der Basis meteorologischer Daten berücksichtigen das unterschiedliche Verdunstungsverhalten der sich im Verlauf der Wachstumsperiode verändernden Bestandesoberfläche nicht oder nur in ungenügender Weise. Mit den mitten im Feldbestand installierten Lysimetern der Station Buttelstedt ist dagegen eine genaue Ermittlung des Wasserverbrauches möglich. Abbildung 1 zeigt den mit diesen Lysimetern unter nahezu potenziellen Verdunstungsbedingungen während der Hauptwachstums gemessenen Gesamtwasserverbrauch von Aufgang bis Ernte. Die Ergebnisse machen sichtbar, dass der Gesamtwasserverbrauch der einzelnen Kulturen sehr stark (Bestimmtheitsmaß 0,913) von der Länge der Wachstumsperiode abhängt (ROTH und GÜNTHER, 2003). Bei dem fast ganzjährig auf dem Feld stehenden Welschen Weidelgras beträgt er mit 692 mm mehr als einen mittleren Jahresniederschlag in diesem Gebiet, gefolgt von Winterraps und Winterweizen mit ebenfalls sehr langen Wachstumszeiten. Dagegen verbrauchen die meisten Feldgemüsearten (außer dem späten Industrieweißkohl) aufgrund ihrer kürzeren Wachstumsperiode weniger als 350 mm. Bei Einlegegurken wurde etwa der gleiche Wasserverbrauch wie bei frühem Weißkohl zur Frischvermarktung gemessen, obwohl erstere eine fast 40 Tage längere Wachstumszeit benötigten. Diese Abweichungen können sowohl auf den Anbau der Gurke unter Folie als auch auf die Zusatzwasserversorgung in Form der Tropfbewässerung und dadurch bedingte geringere Verdunstungsverluste zurückgeführt werden. Thüringer Bewässerungstag /2005

34 Abbildung 1: Wasserverbrauch von Kulturpflanzen zwischen Aufgang und Ernte bei weitgehend potenziellen Verdunstungsbedingungen Im Gegensatz zum Gesamtwasserverbrauch sind die Unterschiede im durchschnittlichen Tageswasserverbrauch zwischen den verschiedenen Fruchtarten während ihrer Hauptwachstumsperiode sehr gering. Der mittlere, tägliche Wasserverbrauch liegt bei geschlossenen, intakten und damit volltranspirationsfähigen Pflanzenbeständen und ausreichendem Bodenfeuchteangebot in den Monaten Mai bis etwa Mitte September im Mittel meist zwischen 3,7 und 4,3 mm (Tab. 1). Weniger als 3,7 mm als mittlerer Tageswasserverbrauch wurden vor allem bei kranken bzw. geschädigten Beständen gemessen (siehe Fußnoten in Tab. 1). Ursächlich für die sehr hohen Werte wie bei Blumenkohl (2000) ist meist ein überdurchschnittlich großer Interzeptionsanteil bzw. die Tatsache, dass die Hauptwachstumsperiode zum überwiegenden Teil in die Jahreszeit höchsten Verdunstungsanspruchs fällt. Beträchtlich ist bei allen Fruchtarten die Schwankungsbreite des Tageswasserverbrauches während der Wachstumsperiode. Sie reicht in den vorliegenden Messreihen von 0,7 mm/tag bis zu vereinzelten Spitzenwerten von 9 oder sogar 10 mm/tag und überschreitet damit die Unterschiede zwischen den einzelnen Arten um ein Vielfaches (Tab. 1). Als brauchbarer Richtwert für den durchschnittlichen potenziellen Wasserverbrauch geschlossener, intakter Kulturpflanzenbestände unter den Klimabedingungen des deutschen Binnentieflandes leitet sich aus den vorliegenden Messergebnissen ein Be- Schriftenreihe der TLL 74 7/2005

35 trag von 4 mm/tag ab. Dieser beträchtliche potenzielle Wasserverbrauch von durchschnittlich 4 mm/tag in der Hauptwachstumsperiode liegt etwa doppelt so hoch wie die in dieser Zeit im deutschen Binnentiefland zu erwartenden mittleren Niederschläge (Abb. 2). 4 3,5 3 i pot. Wasserverbrauch geschlossener landwirtsch. Nutzpflanzenbestände Durschnittliche Niederschläge - dargestellt als Tageswerte - in der Hauptwachstumsperiode (Mai - September) auf verschiedenen Standorten im deutschen Binnentiefland 2,5 2 1,5 Potsdam Braunschweig- Völkenrode Magdeburg Erfurt Geisenheim Mannheim Würzburg 1 0,5 0 Abbildung 2: Durchschnittlicher potenzieller Tageswasserverbrauch landwirtschaftlicher Nutzpflanzenbestände im vergleich zu den Niederschlägen im deutschen Binnentiefland (vieljährige Niederschläge des Zeitraums April bis September umgerechnet in Tageswerte) Tabelle 1: Täglicher Wasserverbrauch von Kulturpflanzenbeständen in der Hauptwachstumsperiode 1) bei weitgehend uneingeschränkten Evapotranspirationsbedingungen (mm) Fruchtart Anbaujahr Im Durchschnitt Schwankungsbreite Winterweizen ,3 2,5... 7, ,9 1,5... 7, ,0 1,1... 8,3 Sommergerste ,7 1,5... 6, ,0 2,9... 8,7 Zuckerrüben ,2 2) 1,6... 6, ,3 2,0... 9,4 Kartoffeln ,1 2,5... 7,6 Winterraps ,3 0,1... 8,4 W. Weidelgras ,8 0, ,0 Silomais ,9 0,9... 7,8 Buschbohnen ,8 1,1... 7,8 Einlegegurken ,2 3) 0,4... 6,7 Weißkohl zur Frischvermarktung ,9 0,3... 7,7 Zwiebel ,3 0,5... 8,0 4) Blumenkohl ,7 2,8... 8,2 Industrieweißkohl ,7 0,3... 7,8 1) zwischen Bestandesschluss und Reifebeginn, Winterweizen ab , bei W. Weidelgras zwischen und , bei W. Raps zwischen und , Buschbohne und Kartoffeln bis unmittelbar vor Ernte, Zwiebel von Beginn Bulbenbildung bis (Laubvergilbung) 2) Zuckerrüben 1984 Krankheitsbefall 3) Anbau unter Folie 4) bei Zwiebel relativ hoher Evaporationsanteil auch in der Hauptwachstumsperiode Thüringer Bewässerungstag /2005

36 Damit wird einerseits deutlich, welche große Bedeutung dem Wasserspeicher- und Transformationsvermögen des Bodens für eine ausreichende Wasserversorgung der Kulturpflanzenbestände zukommt, andererseits aber auch, dass Zusatzwasserversorgung in unserem Klimaraum einen bedeutsamen Faktor zur Ertragssteigerung und Ertragssicherung darstellt. Der Zusatzwassereinsatz in der Pflanzenproduktion sollte dabei so sparsam und effizient wie möglich erfolgen. Grundlage für die Beurteilung der Wasserverwertung bzw. der Wasserausnutzung bildet das Verhältnis zwischen Wasserverbrauch in der gesamten Wachstumsperiode einer bestimmten Kulturart und der erzielten Menge an erntbarer Biomasse (ROTH; GÜNTHER u. ROTH, 1988). Der Evopotranspirationskoeffizient (ETK) gibt an wie viel Wasser (Evapotranspiration in kg) eine bestimmte Pflanzenart zur Erzeugung von 1 kg Trockenmasse (TM) verbraucht (ETK= kg Wasser/kg TM). Die Ergebnisse in Abbildung 3 zeigen, dass die Wasserausnutzung durch bedarfsgerechte Bewässerung im Vergleich zu unbewässert bzw. zu reduzierter Bewässerung eher positiv als negativ beeinflusst wird, d. h. der Ertrag steigt bei ausreichender Wasserversorgung stärker an als der Wasserverbrauch (GÜNTHER, 2003). Abbildung 3: Einfluss bedarfsgerechter Beregnung auf die Evapotranspirationskoeffizienten (ETK) von Kulturpflanzen Nur in einem der elf angeführten Fälle sind auf dem beregneten Lysimetern geringfügig höhere Evapotranspirationskoeffizienten ermittelt worden als auf den unberegneten Lysimetern. Dieser eine Fall betrifft den Winterweizen, der seinen Wasserbedarf in einem der beiden Untersuchungsjahre vollständig aus dem Wasservorrat tiefer Bodenschichten decken konnte und somit nicht auf Zusatzwasser angewiesen war. Schriftenreihe der TLL 76 7/2005

37 Schlussfolgerungen und Zusammenfassung Verlässliche Werte über den Wasserverbrauch von Kulturpflanzenbeständen unter Feldbedingungen sind nur dann zu gewinnen, wenn die Verdunstungsverhältnisse von Feldbeständen weitgehend berücksichtigt werden. Um diese damit verbundenen Voraussetzungen zu erfüllen, wurden 1983 große Feldlysimeter inmitten einer landwirtschaftlichen Nutzfläche in Betrieb genommen, die den natürlichen Wasserhaushalt und das Mikroklima eines Bestandes kaum beeinflussen. Der damit gemessene Wasserverbrauch der ausgewählten Kulturen beträgt je nach Länge der Wachstumsperiode (Aufgang bis Ernte) bei weitgehend uneingeschränkter Verdunstung 220 mm bis 692 mm. Er liegt damit z. T. höher als der mittlere Jahresniederschlag im Thüringer Becken. Der potenzielle Tageswasserverbrauch in der Hauptwachstumsperiode liegt bei allen untersuchten, geschlossenen Pflanzenbeständen mit intaktem Blattapparat in der Regel zwischen 3,7 und 4,3 mm, im Mittel bei ca. 4 mm. Das ist etwa doppelt so viel wie der mittlere, tägliche Niederschlag im deutschen Binnentiefland für diesen Zeitraum. Bei einer durch Wassermangel verursachten Transpirationseinschränkung nimmt der Ertrag nahezu linear. Der Wasserverbrauch selbst hängt im Wesentlichen vom Ausbildungsgrad und der Funktionsfähigkeit des Blattapparates des Pflanzenbestandes, vom Verdunstungsanspruch der Atmosphäre sowie von der Bodenfeuchte ab. Für eine hohe Ertragsbildung ist es erforderlich, dass die Kulturpflanzen weitgehend uneingeschränkt transpirieren können. Dies ist im Bedarfsfall durch eine Zusatzwasserversorgung zu gewährleisten. Eine gezielte, auf den tatsächlichen Bedarf beruhende Zusatzwasserversorgung trägt in der Regel zur Verbesserung der Wasserausnutzung bei, wie die dargelegten Ergebnisse zeigen. Hierauf beruht u. a. die hohe Bedeutung einer sachgerechten Beregnungssteuerung (ROTH; HARTMANN; GÜNTHER, 2000). Wassereinsparungen und eine günstige Wasserverwertung sind darüber hinaus durch eine gezielte Ausnutzung des Bodenwasserausschöpfungsvermögens der verschiedenen Kulturarten sowie durch Reduzierung unproduktiver Bodenevaporation zu erreichen. Literatur GÜNTHER, R. (2003): Zur Wasserausnutzung landwirtschaftlicher und gärtnerischer Kulturen. Bericht über die 10. Gumpensteiner Lysimetertagung 29. und 30. April 2003, BAL Gumpensten, S RIJTEMA, P. A. (1968): On the relation between transpiration, soil physics properties and crop production as a basis for water supply plans. Techn. Bull. (Wageningen) 58, p ROTH, D.; GÜNTHER, R.; SCHWARZ, K. (1984): Die Lysimeterstation Buttelstedt zur Erfassung des Pflanzenwasserverbrauches. Z. f. Meteorl., 34 (1984), S van DE WIT, C. T. (1958): Transpiration and crop yields. Verl. Landbauk. Onderz. 64, 88 S. ROTH, D.; GÜNTHER, R.; ROTH, R. (1988): Transpirationskoeffizienten und Wasserausnutzungsraten landwirtschaftlicher Fruchtarten. 1. Mitteilung: Transpirationskoeffizienten nach Wasserausnutzungsraten von Getreide, Hackfrüchten und Silomais unter Feldbedingungen und in Gefäßversuchen. Archiv Acker-, Pflanzenbau und Bodenkunde, Berlin 32, S ROTH, D.; HARTMAN, D.; GÜNTHER, R. (2000): Entwicklungsstand der Bewässerungssteuerung. Z. f. Bewässerungswirtschaft 35 (1), S ROTH, D.; GÜNTHER, R. (2003): Wasserverbrauch und Wasserausnutzung von landwirtschaftlichen Kulturen und Feldgemüse. Z. f. Bewässerungswirtschaft 38 (2), S Thüringer Bewässerungstag /2005

38 Erfahrungen zur Tropfbewässerung Günter Nußbaum (Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft) Bei der Betrachtung von Bewässerungsverfahren spielen Arbeitsaufwand, Funktionssicherheit, Automatisierung sowie eine gute Wasser- und Nährstoffverteilung im Boden eine wichtige Rolle. Zu den wenigen Verfahren, die diesem Anspruch gerecht werden, zählen Tropfbewässerungsanlagen. Wir unterscheiden bei der Tropfbewässerung zwischen ober- und unterirdischer Verlegung des Tropfschlauches. Vergleich der unterirdischen stationären gegenüber der oberirdischen Tropfbewässerung Vorteile: 1. Gezielte Wasser- und Nährstoffapplikation im Hauptwurzelbereich 2. Bessere Wasserausnutzung und Nährstoffeffizienz 3. Verbesserte phytosanitäre Bedingungen 4. Mechanische Pflegemaßnahmen sind möglich 5. Verringerung des Instandsetzungsaufwandes 6. Erhebliche Verringerung des Arbeitsaufwandes - Kein Auslegen und Anschließen, kein aufwändiges Reinigen, Auftrommeln und Einlagern gegenüber mehrjähriger oberirdischer Verlegung - Kein Auslegen und Anschließen gegenüber einjährigem Wegwerfschlauch Nachteile: 1. Keine visuelle Kontrolle 2. Höhere Anlagenkosten durch zusätzliche Spülleitung und Erdeinbringung Vergleich der Tropfbewässerung gegenüber der Beregnung Vorteile: 1. Verbesserte Wasser - und Nährstoffapplikation mit gleichmäßiger Verteilung 2. Geringerer Wasserverbrauch bis 30 % 3. Geringerer Energieverbrauch bis 80 % (vom Tropfschlauch abhängig) 4. Verbesserte phytosanitäre Bedingungen ohne Benetzung 5. Unabhängigkeit von Windverhältnissen 6. Geringere Interzeptionsverluste 7. Verringerung von Arbeitsgängen durch Fertigation 8. Umweltschonendes Arbeitsverfahren Nachteile: 1. Höhere Anlagenkosten 2. Höhere Anforderungen an einzelne Wasserqualitätsparameter insbesondere hinsichtlich Kalk und Eisen 3. Eingeschränkte Bodenbearbeitung bei unterirdischer Verlegung Schriftenreihe der TLL 78 7/2005

39 Tropfbewässerung Unterbodentropfsystem Pumpe Vakuumunterbrecher Druckablaßventil Düngemitteleinspeisung Hauptventil Druckmanometer Oberflächentropfsystem Pumpe Vakuumunterbrecher Druckablaßventil Düngemitteleinspeisung Hauptventil Druckmanometer Filter Druckmanomete r Druckregulator Filter Vakuumunterbrecher Verteilerventil Unterbodenverteiler Druckmanometer Druckregulator Verteilerventil Verteilerleitung A Tropfrohr Spühlleitung Spühl-u. Entlüftungsventil Verteilung oberirdisch Tropfrohr B Unterbodentropfrohr Abbildung 1 Spühlleitung oberirdisch Leitungsspülventil Vor der Installation einer Tropfbewässerungsanlage sollten folgende Fragestellungen abgeklärt werden: 1. Welche Flächengröße soll bewässert werden? 2. Welche Bodenart und Topographie sind vorhanden? 3. Ist die Wassermenge ausreichend? 4. Wie ist die Wasserqualität? 5. Welche Fruchtart soll bewässert werden? 6. Welcher Tropfschlauch soll zur Anwendung kommen? 7. Wie soll der Tropfschlauch verlegt werden? 8. Düngereinspeisung ja oder nein? 9. Welche Steuerung soll eingesetzt werden? Ausgangspunkt zur Bemessung des Wasserbedarfs sind Flächengröße, Fruchtart und Beregnungszeit pro Tag. Nach diesen Vorgaben sind die Entscheidungen über Tropfbewässerungsanlagen zu treffen. Thüringer Bewässerungstag /2005

40 Hinweise zu einzelnen Baugruppen sowie Wasser und Boden 1. Tropfschläuche und Wasserabnahme Tropfschläuche sind dünnwandig und abplattbar, haben entweder inwandig eingeschweißte Tropfelemente bzw. in- oder außenliegende Labyrinthsysteme, welche das Wasser tropfenweise austreten lassen. Die Tropferabstände liegen zwischen 15 und 60 cm voneinander entfernt und die Wasseraustrittsmengen werden zwischen 0,5 und 1,5 l/h je Tropfstelle angegeben. Die Druckbeauflagung ist abhängig von der Konstruktion des Schlauches und dessen Wandstärke und bewegt sich um 1 bar (0,5 bar bis max. 2 bar). Die Schläuche sind nicht druckkompensiert, d. h. es gibt unterschiedliche Austrittsmengen bei größeren Längen und unebenem Gelände. Tropfrohre bestehen aus stabilem Polyäthylen - Rohr (dünnwandig) mit inliegenden Tropfelementen. Die Funktionsweise gleicht den Tropfschläuchen. Abweichend ist die höhere Stabilität und damit längere Haltbarkeit von bis zu acht gegenüber Schläuchen von ein bis drei Jahren. Die Tropferabstände liegen zwischen 20 und 100 cm und eine Druckbelastung bis 4 bar ist möglich. Ein Teil der angebotenen Tropfrohre ist druckkompensiert. Dadurch lassen sich Geländeunebenheiten und Druckdifferenzen bei größeren Längen (bis 600 m) ausgleichen. Die Wasserabgabe pro Tropfstelle kann zwischen 1 und 4 l/h gewählt werden. 2. Wasserqualität Aufgrund der kleinen Öffnungen im Tropfschlauch (Tropfelemente) und dem drucklosen Austritt bzw. der geringen Fließgeschwindigkeit ist auf die Wasserqualität ein besonderes Augenmerk zu legen. Probleme der Wasserquellen Brunnenwasser oft hoher Kalkgehalt und Wasserhärte Eisen und Mangan bilden mit Sauerstoff Ablagerungen ph-wert über 7 kann zum Ausfällen von Calzium- und Magnesiumcarbonat und damit zu Ablagerungen führen Oberflächenwasser Organische Verbindungen - Bakterien können schleimige Kolonien bilden und zur Verstopfung führen - Algenbildung Mineralien - Ton und Schluff - Grobstoffe, feste Partikel Schriftenreihe der TLL 80 7/2005

41 Tabelle 1: Grenzwerte für Tropfbewässerung nach T-Tape (Roland SAELENS, 1995) Problem Verstopfungsrisiko Niedrig Mittel Hoch Physikalisch Materiendichte 50 mg/l 50 bis 100 mg/l > 100 mg/l Chemisch ph-wert wasserlösliche Elemente Eisen Mangan Calcium Karbonate mg/l 0,1 mg/l 0,1 mg/l 10 mg/l 100 mg/l 7 bis bis 2000 mg/l 0,1 bis 1,5 mg/l 0,1 bis 1,5 mg/l 10 bis 50 mg/l 100 bis 200 mg/l > 8 > 2000 mg/l > 1,5 mg/l > 1,5 mg/l > 50 mg/l > 200 mg/l Aufgrund der aufgeführten Probleme sind Filteranlagen zu verwenden. Von den Filteranlagen zu empfehlen sind: Sandfilter mit automatischer Rückspülung Siebfilter (ELI-Filter) Scheibenfilter (SPIN-CLEAN) 3. Steuerung von Tropfbewässerungsanlagen Ausgangswerte für die Steuerung der Bewässerung sind die Bodenfeuchte, die tägliche Verdunstung und der Wasserverbrauch der Pflanzen. Geräte zur Bewässerungssteuerung Zeitsteuerung: Miracel der Firma NETAFIM Batteriegerät mit 9 V Gleichstrom oder 220 V Wechselstrom Ansteuerung über Magnetventile bediener- und nutzerfreundlich für weiträumigen Feldeinsatz ungeeignet Galcon Steuergerät Batteriegerät mit 9 V Einstellung im Wochenrhythmus kombinierbar mit Druckminderer Steuerung nach Bodenfeuchte: Nach dem Saugspannungsprinzip Tensiometer Der Wert des Unterdrucks gibt die Wasserbedürftigkeit des Bodens an. Gipsblock und Watermark elektrisch Messung der Feuchtigkeitsdifferenz TDR Sonde Messung der elektrischen Leitfähigkeit im Boden Enviroscaen Messung der Bodenfeuchtigkeit mittels Frequenzen Thüringer Bewässerungstag /2005

42 Alle Verfahren können über Datenwandler mit Tropfbewässerungsanlagen gekoppelt und zur Steuerung von Wassergaben genutzt werden. 4. Düngung - Fertigation Für die Flüssigdüngung sind in die Wasserzuführung bzw. Kopfstation Dosiereinrichtungen einzubauen. Düngerpumpen (Dosatronpumpe) - vom Wasserstrom der Bewässerungsleitung angetrieben - gleichmäßiges Mischungsverhältnis wird gewährleistet Injektorverfahren Venturiverfahren, in dem die saugende Wirkung der strömenden Flüssigkeit (Bewässerungswasser) zum Ansaugen der Düngerflüssigkeit genutzt wird. Schlussbemerkung Aufgrund des sparsamen Verbrauches von Wasser und dessen gezielter Zuführung zur Pflanzenwurzel in Verbindung mit der Nährstoffeinbringung ist die Tropfbewässerung ein effektives, energiesparendes, umweltschonendes und zukunftsträchtiges Verfahren. Schriftenreihe der TLL 82 7/2005

43 Bewässerung von Blumenkohl und Brokkoli - Versuche der LVG Erfurt in Zusammenarbeit mit der TLL Martin Krumbein (Lehr- und Versuchsanstalt Gartenbau Erfurt) Beregnung von Blumenkohl und Brokkoli - Situation in Thüringen Der Anbau von Blumenkohl und Brokkoli erfordert unter den klimatischen Bedingungen Thüringens zur Ertragsbildung und Qualitätserhaltung unbedingt die Bereitstellung von Zusatzwasser in der Vegetationsperiode. Die beiden Kohlarten gehören zu den Kulturen mit einer sehr hohen Beregnungsbedürftigkeit. Unregelmäßigkeiten bei der notwendigen gleichmäßigen Wasserversorgung führen häufig direkt zu Ertragsverlusten durch mindere Kopfgewichte bei Brokkoli und vor allem beim Blumenkohl zu nicht vermarktungsfähiger Ware (Vorblüher, Haarigkeit und Verfärbungen durch unzureichende Bedeckung der Köpfe durch die Laubblätter). In den kohlanbauenden Betrieben Thüringens kommen sowohl Beregnungsmaschinen als auch mobile Rohrleitungen mit Schlagregnern zum Einsatz. Der Einsatz von Düsenwagen ist sehr selten zu finden und eher dem Sägemüse vorbehalten, wo eine gleichmäßige und feine Wasserverteilung von noch größerer Bedeutung ist. Die Intensität der Beregnung der Kulturen hängt neben der Beregnungsbedürftigkeit entsprechend der Witterung auch von den technischen Voraussetzungen der Betriebe ab (Rohrleitungssystem, Wasserdruck, Anzahl der Beregnungsmaschinen, etc.). Die Steuerung der Beregnung erfolgt zumeist nach Erfahrungswerten, zum großen Teil in Verbindung mit der Beregnungsempfehlung der TLL, die wöchentlich erstellt wird. Düsenwagen Beregnungsmaschine mit Kreisregner Thüringer Bewässerungstag /2005

44 Mobile Rohrleitung mit Schlagregnern In den vergangenen Jahren wurden an der LVG Erfurt gemeinsam mit der TLL verschiedene Versuche zur Optimierung der Bewässerung von Blumenkohl und Brokkoli durchgeführt. Diese hatten folgende Untersuchungsschwerpunkte: Tabelle 1: Bewässerung von Blumenkohl und Brokkoli Jahr Gemüseart Sorten Varianten 1997 bis 1999 Blumenkohl 3 5 (Start, Gabenhöhe, Wassermenge) 2000 Blumenkohl 1 5 (Start, Gabenhöhe, Wassermenge) 2001 bis 2003 Blumenkohl 1 3 (k c -Werte) Brokkoli 2004 bis 2005 Blumenkohl 1 4 (Steuermethode, K c -Werte) an mehreren Standorten Zu Beginn der Versuchsreihe sollte die Frage geklärt werden, ob durch eine genauere Steuerung der Beregnung ein effektiverer Wassereinsatz und damit eine deutliche Einsparung von Wasser möglich ist. Dazu wurden verschiedene Startzeitpunkte der Beregnung (8- und 12-Blattstadium) und unterschiedliche Bewässerungsintensitäten untersucht. Ein nach Klimatischer Wasserbilanz erreichtes Defizit von 20 mm fand in den Prüfvarianten einen Ausgleich, durch Gaben von 15, 20 oder 30 mm Wasser. Als Hintergrund für dieses Vorgehen stand die Erfahrung, dass Blumenkohl in der Jugendphase durch etwas reduzierte Beregnung angeregt werden konnte, ein stärkeres Wurzelsystem auszubilden, um spätere Trockenphasen besser zu überstehen. Dieses Vorgehen bewährte sich bei den heute standardmäßig im Anbau befindlichen Hybridsorten jedoch nicht. Sie stellen sehr hohe Anforderungen an gleichmäßige Wasser- und Nährstoffversorgung, erreichen dabei aber auch eine sehr hohe Ausbeute an einheitlicher 6er Ware mit hoher Qualität. Schriftenreihe der TLL 84 7/2005

45 In den nachfolgenden Versuchen wurden verschiedene k c -Werte getestet und unter Einbeziehung unterschiedlich hoher Bewässerungsmengen der Einfluss der Beregnung auf Kopfgewicht und Ertragshöhe bei Brokkoli quantifiziert. Derzeit arbeiten wir an einem Vergleich verschiedener Steuerungsmodelle (Klimatische Wasserbilanz-KWB und Berechnung nach BEREST) an zwei Standorten in Erfurt und Straußfurt. Versuche bei Blumenkohl 1997 bis 2000 In dieser ersten Versuchsreihe wurden Untersuchungen zum Startzeitpunkt der Bewässerung (8- und 12-Blattstadium), zur Gabenhöhe (15/20/30 mm) bzw. zur Gesamtmenge des Zusatzwassers bei Blumenkohl bei mehreren (1997 bis 1999) bzw. einer (2000) Sorte durchgeführt. Diese Versuche zeigten in Abhängigkeit des Witterungsverlaufes der Versuchsjahre sehr differenzierte Ergebnisse. Der Hauptwasserbedarf der Pflanzen liegt zwar in der Phase der Kopfbildung, eine bewusste Verzögerung des Startzeitpunktes der Beregnung führte aber immer zu niedrigeren Erträgen an marktfähiger Ware. Begleitend mit der Berechnung der Klimatischen Wasserbilanz erfolgte die Feststellung der Bodenfeuchte über Gipsblöcke in drei verschiedenen Tiefen. Blumenkohl Beregnungsversuch 1999 Ertrag nach Varianten (Stück) Stück Stück Fehlstellen 120 Trotzer nicht marktfähig marktfähig Variante Abbildung 1 Krumbein, LVG Erfurt, 1999 (regen1.cht) Thüringer Bewässerungstag /2005

46 Abbildung 2 Bewässerungsversuche an der LVG Erfurt - vor und nach der Ernte Versuche bei Blumenkohl und Brokkoli 2001 bis 2003 In den Jahren 2001 bis 2003 erfolgten Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Stufen der Bewässerung, d. h. mit vollständigem und verringertem Ausgleich der Klimatischen Wasserbilanz. Dazu wurde die Wasserbilanz mit vollem bzw. um 0,2 reduziertem K c -Wert gerechnet und die Auswirkungen auf Ertrag und Qualität bei je einer Sorte von Blumenkohl und Brokkoli untersucht. Bei den Brokkoli zeigte sich ein deutlicher Zusammenhang zwischen Zusatzwassermenge und erreichtem Kopfgewicht (siehe Tab. 2). Schriftenreihe der TLL 86 7/2005

47 Tabelle 2: Bewässerungsversuch von Brokkoli 2001 bis 2003 Jahr Variante Zusatzwassergaben Abernterate Ertrag Kopfgewicht Erntezeitraum Gesamtmenge Haupternte Anzahl/mm % dt/ha g Tage Tage 2001 k c k c - 0, k c k c - 0, k c k c - 0,2 Mittel 01 bis 03 kc k c - 0,2 6/180 (30) 4/120 (30) 4/120 (30) 2/60 (30) 8/200 (25) 6/150 (25) 6/167 4/110 72,2 69, ,6 43,6 67,9 64,9 79,4 69, ,1 58,1 91,5 77, , ( ) 18 ( ) 18 ( ) 21 ( ) 8 ( ) 8 ( ) 14,7 15, ,3 11,3 Beim Blumenkohl mit stückweiser Vermarktung (zum überwiegenden Teil in nur einer Größenklasse), waren die Ergebnisse weniger eindeutig. Reduzierte Wassermengen konnten zwar in Jahren mit höheren natürlichen Niederschlägen ausgeglichen werden, in anderen führten sie jedoch zu deutlichen Qualitätsverlusten. In dem extrem heißen Jahr 2003, wirkte die Zusatzbewässerung bestandserhaltend. Hier kam es anderenorts zu Totalausfällen durch Hitze und die damit in Zusammenhang stehenden Qualitätsmängel. Aus diesen Versuchen resultierte folglich kein größeres Einsparpotenzial an Beregnungswasser. Versuche bei Blumenkohl 2004 bis 2005 Ab dem Jahr 2004 wurden die Versuche nur bei Blumenkohl, aber an mehreren Standorten in Erfurt und Straußfurt sowie Großobringen (nur 2004) mit einer neuen Fragestellung fortgesetzt. Bei diesen Versuchen erfolgt ein Abgleich verschiedener Steuerungsmöglichkeiten der Bewässerung nach Klimatischer Wasserbilanz und Lysimeterwerten (Berechnung nach BEREST) unter Berücksichtigung verschieden hoher K c - Werte. Zur besseren Quantifizierung der Ergebnisse wird eine Teilmenge des marktfähigen Erntegutes gewogen. gleichmäßiger Blumenkohlbestand Autor: Lehr- und Versuchsanstalt Gartenbau Erfurt Martin Krumbein Leipziger Straße 75a Erfurt gut entwickelte Einzelpflanze Thüringer Bewässerungstag /2005

48 Beregnungsempfehlung - Hilfestellung für die Praxis Herbert Michel und Dr. Ingrid Pfleger (Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft) Um den auf die Beregnung angewiesenen Thüringer Landwirten eine Entscheidungshilfe zum besseren Einsatz der Beregnung zu geben, veröffentlicht die TLL im Rahmen des Fachverbandes Beregnungsring Thüringen e. V. seit 1990 jährlich im Zeitraum von April bis September einmal wöchentlich jeweils montags Beregnungsempfehlungen. Das Ziel dieser Empfehlungen besteht darin, die Bewirtschafter auf wissenschaftlicher Grundlage in die Lage zu versetzen, durch sachgemäße pflanzenbedarfsgerechte Bewässerung stabile Erträge mit marktgerechter Produktqualität bei hoher Effektivität des Zusatzwassereinsatzes zu realisieren. Im Jahr 2005 erfolgte der wöchentliche Versand der Wasserversorgungssituation und Hinweise für die Beregnung an 34 betriebliche Nutzer, wobei diese den wesentlichen Anteil aller Betriebe darstellen, die in Thüringen Feldberegnung betreiben. Die Empfehlungen waren im Laufe der Jahre Änderungen hinsichtlich Inhalt und Form unterworfen. Ab 1995 bestehen sie aus fünf Informationsteilen. An einem Beispiel des extrem trockenen Jahres 2003, als ein Jahr mit sehr hohem Zusatzwasserbedarf, werden die Grundsätze der Empfehlung während des Zeitraumes vom bis dargestellt. Diese Empfehlung wurde am Montag, den über automatischen Faxversand an die Nutzer geschickt. Tabelle 1: Klimatische Wasserbilanz (KWB) im Zeitraum vom bis Gebiet Station N mm V mm N-V 1) mm N-V 2) mm Zentr. Thüringer Becken Straußfurt 2,4 36,5-34,1-272,0 Zentr. Thüringer Becken Kirchengel 4,3 36,9-32,6-248,9 Zentr. Thüringer Becken Kutzleben 6,3 35,9-29,6-222,2 Östl. Beckenrandgebiet Großobringen 0,7 34,0-33,3-262,1 Südl. Beckenrandgebiet Erfurt-Fachhochschule 3,3 37,2-33,9-196,6 Westl. Thüringer Becken Friemar 0,3 41,6-41,3-261,5 Helme-Unstrut-Niederung Mönchpfiffel 2,2 35,0-32,8-147,5 Ilm-Saale-Platte Dornburg 16,0 31,0-15,0-190,8 Altenburger Lössgebiet Dobitschen 5,3 37,2-31,9-269,5 Thür. Schiefergebirge Burkersdorf 4,3 40,5-36,2-229,6 N: Niederschlag V: pot. Verdunstung nach TURC N-V: Klimatische Wasserbilanz 1) Summe der Vorwoche 2) kumulative Werte ab dem 1. April 2003 Tabelle 1 beinhaltet die Niederschlags- und Verdunstungssumme, die Klimatische Wasserbilanz der zurückliegenden sieben Tage und aufsummiert ab dem für zehn repräsentative Beregnungsstandorte. Die Werte erlauben einen Überblick über die klimatischen Verhältnisse der jeweiligen Standorte. Die Klimatische Wasserbilanz, als Differenz aus Niederschlag und Verdunstung, wird aus den Niederschlägen der Schriftenreihe der TLL 88 7/2005

49 einzelnen Standorte und der über die TURC-Formel errechneten potenziellen Verdunstung ermittelt. Die zugrunde liegenden meteorologischen Daten (Niederschlag, Strahlung, Temperatur) stellen ausschließlich Messwerte von Wetterstationen des Agrarmeteorologischen Messnetzes Thüringens der TLL dar. Tabelle 2: Bodenfeuchtevorrat für Referenzschläge am Station Bodenfeuchte (% nfk) in 0 bis 60 cm Tiefe (unberegnet/beregnet nach Empfehlung) Kart. RG 3/4 Zuckerrüben Mais Pfefferminze Hopfen Großobringen 5/45 Straußfurt 7/35 9/37 13/37 Herbsleben 11/39 17/35 Nottleben 5/38 Ludwigshof 10/48 Andisleben 10/45 Vogelsberg 22/60 Kutzleben 21/55 Zwiebeln Blumenkohl Weißkohl Gurke Buschbohnen Herbsleben 40/55 Erfurt 35/67 Niederdorla 37/66 36/68 30/60 Golmsdorf 28/71 Alperstedt 30/71 Göhren 33/65 Tabelle 2 weist die aktuelle Bodenfeuchte in 0 bis 60 cm Tiefe unter unberegneten (Wert vor dem Schrägstrich) und beregneten Bedingungen (Wert nach dem Schrägstrich) an ausgewählten Referenzstandorten und konkreten Schlägen aus. Dabei beruhen die Bodenfeuchtewerte unter Beregnung auf den in Tabelle 3 empfohlenen Zusatzwassermengen. Somit ist es dem Nutzer möglich einzuschätzen, ob sich die Bodenfeuchtegehalte - als ein wesentliches Kriterium für die Steuerung der Beregnung - auf seinem konkreten Schlag noch im optimalen Bereich für die einzelnen Fruchtarten befinden oder nicht. Dabei sollten die Bodenfeuchtewerte 70 bis 75 % nfk bei Gemüse und Sonderkulturen sowie 50 bis 55 % nfk bei landwirtschaftlichen Kulturen nicht unterschreiten. Unterhalb dieser Grenzen sind die Pflanzen nicht mehr in der Lage, uneingeschränkt Biomasse in einem ökonomisch vertretbaren Maße zu produzieren. Mit Hilfe der Empfehlungen für die Referenzschläge können andere Nutzer unter Beachtung ihrer konkreten Standortbedingungen (Niederschlag, Verdunstung, Beregnungsgaben, Pflanzenentwicklung, Bodenkennwerte) Rückschlüsse auf ihre aktuellen Bodenfeuchteverhältnisse ziehen. Thüringer Bewässerungstag /2005

50 Tabelle 3: Station Empfohlene Zusatzwassermengen (mm) Gabe im Empfehlungszeitraum/Wassermenge kumulativ Kart. RG 3/4 Zuckerrüben Mais Pfefferminze Hopfen Großobringen 30/210 Straußfurt 30/185 30/135 30/135 Herbsleben 30/160 30/120 Nottleben 30/205 Ludwigshof 30/205 Andisleben 30/205 Vogelsberg 25/195 Kutzleben 25/185 Herbsleben 20/150 Zwiebeln Blumenkohl Weißkohl Gurke Buschbohnen Erfurt 25/100 Niederdorla 25/95 Golmsdorf Alperstedt 25/110 Göhren 25/75 Tabelle 3 beinhaltet die empfohlenen Gabenhöhen für die kommende Woche und die kumulativ empfohlenen Zusatzwassermengen. Die Berechnung (mit Hilfe des Beregnungssteuerungsprogrammes BEREST) erfolgt für die Bodenfeuchtegehalte in Tabelle 2 und die Gabenhöhen in Tabelle 3. Die Bestandteile von BEREST sind ein Bodenfeuchte-Verdunstungsmodell zur Berechnung der aktuellen Verdunstung in Abhängigkeit von Boden- und Pflanzenparametern und ein Beregnungsmodul mit welchem der Beregnungszeitpunkt und die Gabenhöhe ermittelt werden. Dies bedeutet, dass konkrete Bodenkennwerte (nutzbare Feldkapazität einzelner Schichten, Durchwurzelbarkeit, Startbodenfeuchte zu Beginn der Beregnungssaison), reale Pflanzenparameter (Fruchtart, Entwicklungsstadium der Fruchtart, Entzugstiefe) und die standortabhängigen Witterungsbedingungen (Niederschlag, Verdunstung) in das Programm eingehen. Wetteraussichten vom bis Es erfolgte ein Ausblick auf das Wetter der kommenden Woche, der auf der Wettervorhersage des Deutschen Wetterdienstes basierte. Im konkreten Fall wurde für die Woche eine wechselhafte Witterung mit Sonne und Wolken und nur gelegentlichen Schauern vorhergesagt. Während der gesamten Woche waren aber immer wieder Gewitter möglich. Die Höchsttemperaturen bewegten sich zwischen 25 und 29 C, was zu relativ hohen Verdunstungswerten führte. Schriftenreihe der TLL 90 7/2005

51 Hinweise für die Beregnung Der letzte Teil enthält verbale Hinweise zur Beregnung. Unter Zugrundelegung der Informationen aus den drei vorherigen Tabellen, der Wettervorhersage sowie den betriebswirtschaftlichen Belangen wurden fruchtarten- und standortspezifische Beregnungshinweise gegeben. Sie beinhalten Angaben zur Gabenhöhe und zum Zeitpunkt des Zusatzwassereinsatzes der aktuell beregnungswürdigen und -bedürftigen Fruchtarten. Die Hinweise für die Woche vom bis lauteten wie folgt: Die vergangene Woche wartete mit extremen Summen der potenziellen Verdunstung bis über 40 mm auf. Bei weitgehend unbedeutenden Niederschlägen (außer Gewitter) fielen die Defizite der Klimatischen Wasserbilanzen entsprechend hoch aus. Eine starke Inanspruchnahme der Bodenfeuchte war die Folge. Beregnungsgaben von 30 mm reichten nicht aus, um das Bodenfeuchteniveau zu halten. In dieser Woche ist wiederum mit negativen Klimatischen Wasserbilanzen zu rechnen, wenn nicht starke Gewitter Entspannung bringen. Es sind deshalb unbedingt alle zum gegenwärtigen Zeitpunkt voll entwickelten Kulturen weiter zu beregnen. Dies trifft für alle Gemüsearten, Hopfen und Pfefferminze zu, wo 25 bis 30 mm verabreicht werden sollten. Ebenfalls benötigen Kartoffeln RG 3/4, Zuckerrüben und Körnermais Zusatzwasser mit einer Gabenhöhe von 25 bis 30 mm. Thüringer Bewässerungstag /2005

52 Verbands- und Untersuchungsarbeit für die Bewässerung Dr. Ingrid Pfleger (Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft) Organisationen und Einrichtungen für die Bewässerung in Deutschland: Bundesfachverband für Feldberegnung (BFVF) Landesverbände für Feldberegnung Wasser- und Bodenverbände DLG-Arbeitsausschuss Feldberegnung DIN-Arbeitsausschuss Bewässerung Untersuchungs- und Beratungskapazitäten in den einzelnen Bundesländern (Landesanstalten, Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalten etc.) Die Aufgaben und Ziele des Bundesfachverbandes für Feldberegnung bestehen in der Abb. 1: Förderung und Unterstützung der Beregnungslandwirtschaft auf politischer/organisatorischer, betriebswirtschaftlicher und technologischer/agronomischer Ebene. Förderung der Aus- und Weiterbildung in Zusammenarbeit mit anderen Einrichtungen. Entwicklung von Konzepten und Strategien für eine nachhaltige, umweltschonende Bewässerungslandwirtschaft. Förderung der Zusammenarbeit der europäischen Bewässerungslandwirtschaft. Öffentlichkeitsarbeit. Struktur und Aufgaben des Bundesfachverbandes Feldbe- Abbildung 1: regnung Schriftenreihe der TLL 92 7/2005