Melioration und das Klima von morgen. Falk Böttcher Deutscher Wetterdienst, Agrarmeteorologie Leipzig

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1 Melioration und das Klima von morgen Falk Böttcher Deutscher Wetterdienst, Agrarmeteorologie Leipzig

2 Speichervermögen des Bodens Werte der Saugspannungskurve aus einer Stechzylinderbeprobung bis 60 cm Tiefe im Leipziger Raum (Werte in der Tabelle geben den voluminaren Wassergehalt an) 2

3 Auswirkungen unterschiedlicher Bodenfeuchten auf das Pflanzenwachstum nfk in % Pflanzenentwicklung < 30 die Pflanze steht unter Wasserstress, mit Ertragseinbußen ist zu rechnen noch ausreichende Wasserversorgung der Pflanzen optimales Wasserangebot Beginn der Überversorgung, Gefahr von Sauerstoffmangel > 100 Überversorgung und Sauerstoffmangel

4 Bodenfeuchtemessungen Gravimetrische Messtechnik Beispiel für eine TDR-Messung im Krumenbereich

5 Bodenfeuchtemessungen 5

6 Bodenfeuchte in %nfk Bodenfeuchtemessung Notwendigkeit der Kalibrierung 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Gras Durchwachsene Silphie Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

7 Niederschlag in mm Bodenfeuchte in %nfk Vergleich der gemessenen (SENTEK) und modellierten Bodenfeuchte bis 60 cm Tiefe unter Gras in Leipzig-Holzhausen 2015 (DWD/KU 3 LZ), Modell METVER 18,0 120,0 16,0 14,0 100,0 12,0 80,0 10,0 8,0 60,0 6,0 40,0 4,0 2,0 20,0 0,0 0,0 Niederschlag METVER 60 SENTEK 60

8 A. Becker 2015 Seite 8

9 Seit 1881 ist die Niederschlagssumme in Deutschland 1 geringfügig und nicht signifikant zurückgegangen 2 Seite 9

10 Seit 1882 ist die Niederschlagssumme im Winter in Deutschland 1 um rund 26% gestiegen 2 Seite 10

11 Summierung der Tagesniederschlagssumme Summierung der Tagesniederschlagssumme Summierung der Tagesniederschlagssumme Summierung der Tagesniederschlagssumme Räumliche Niederschlagsunterschiede Vergleich der langjährigen Niederschlagstagessummen mit dem Jahr 2008 in Leinefelde Vergleich der langjährigen Niederschlagstagessummen mit dem Jahr 2008 in Erfurt 800,0 600,0 700,0 500,0 600,0 500,0 400,0 Leinefelde, ,1 mm 400,0 300,0 Erfurt, ,9 mm 300, ,0 mm 200, ,9 mm 200,0 100, ,9 mm 100, ,8 mm 0,0 0,0 Tage seit Jahresbeginn Tage seit Jahresbeginn Summe langjähriges Mittel Summe akt. Tageswert Summe langjähriges Mittel Summe akt. Tageswert Vergleich der langjährigen Niederschlagstagessummen mit dem Jahr 2008 in Meiningen Vergleich der langjährigen Niederschlagstagessummen mit dem Jahr 2008 in Gera 700,0 700,0 600,0 600,0 500,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 Gera, ,6 mm ,3 mm ,7 mm 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 Meiningen, ,0 mm ,3 mm ,2 mm 0,0 Tage seit Jahresbeginn Tage seit Jahresbeginn Summe langjähriges Mittel Summe akt. Tageswert Summe langjähriges Mittel Summe akt. Tageswert

12 Niederschlagshöhe in mm Trend der Niederschläge April bis Juni 250,0 200,0 150,0 100,0 Angermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt Jahre Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde) Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz) Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg) Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

13 Niederschlagshöhe in mm Trend der Niederschläge Juli bis September 275,0 225,0 175,0 125,0 75,0 Jahre Angermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde) Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz) Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg) Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

14 Niederschlagshöhe in mm Trend der Jahresniederschläge 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 Angermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt Jahre Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde) Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz) Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg) Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

15 Verdunstung in mm Trend der Jahressumme der pot. Verdunstung über Gras (Penman/Wendling) 750,0 700,0 650,0 600,0 550,0 500,0 450,0 Angermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt Jahre Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde) Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera) Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz) Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)

16 Bodenwasservorrat in %nfk Bodenfeuchtemittel April - Juni, Dresden Jahre Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

17 Versickerung in mm Jahressumme der Versickerung, Dresden 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 Jahre Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

18 Bodenfeuchte (Ende der Winterruhe bis Ernte, Winterweizen) Quelle: MA Julia Peter (HTW Dresden, 2014)

19 Bodenfeuchtesituation am und am (Vorhersage) Index Min 0 keine Minima unterschritten 1 der drittniedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten 2 der zweitniedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten 3 der niedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten neues absolutes Minimum Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

20 Korrigierter Niederschlag [mm] in Göttingen Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

21 Bodenfeuchte [%nfk] in Göttingen: Winterweizen (Modell METVER 2.0.1; FK: 25.5 Vol.%; WP: 12.8 Vol.%) Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

22 Bodenfeuchte [%nfk] in Göttingen: Zuckerrüben (Modell METVER 2.0.1; FK: 25.5 Vol.%; WP: 12.8 Vol.%) Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

23 Veränderung von Parametern Niederschlag ÄnderungNiederschlagsmenge der mittleren Niederschlagsmenge der mittleren Trend der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Winter Sommer auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Trend der mittleren Niederschlagsmenge Änderung Winter Sommer Sommer Sommer Winter % Winter % % %

24 Veränderung von Parametern Trend der mittleren Niederschlagsmenge Winter Sommer Niederschlag Änderung der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Sommer % Zahl der Tage mitänderung Niederschlag 30mm der über Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Winter Vergleich zu Sommer Zahl der Tage mit Niederschlag über 30mm Änderung der Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) 6 Projektionen bis 2100 im >15 Tage/Dekade Sommer zu A1B-Szenario Vergleich Winter 1 Winter % Winter 6 Projektionen deutliche Zunahme A1B-Szenario Winter moderate Zunahme deutliche Zunahme moderate Zunahme keine Änderung keine Änderung leichte Abnahme leichte Abnahme >15 Tage/Dekade

25 Veränderung von Parametern Trend der mittleren Niederschlagsmenge Winter Sommer Niederschlag Änderung der mittleren Niederschlagsmenge auf Basis von 19 Klimaprojektionsläufen (A1B) Sommer % Änderung der Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) bis 2100 im Winter Vergleich zu Zahl der Tage mit Niederschlag über 30mm Änderung der Starkregenhäufigkeit (99. Perzentil) 6 Projektionen bis 2100 im Sommer zu A1B-Szenario Vergleich % 3 Winter Winter 6 Projektionen deutliche Zunahme A1B-Szenario Winter moderate Zunahme deutliche Zunahme moderate Zunahme keine Änderung keine Änderung leichte Abnahme leichte Abnahme >15 Tage/Dekade

26 Korrigierter Niederschlag [mm] in Göttingen Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

27 Klimatische Wasserbilanz [mm] in Göttingen (WETTREG, METVER 2.0.1) Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

28 Bodenfeuchte [%nfk] in Göttingen (WETTREG; METVER 2.0.1; FK: 25.5; WP: 12.8 Vol.%) WW-Winterweizen; ZR-Zuckerrüben; BR-Brache Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

29 Bodenfeuchte [%nfk] in Göttingen (WETTREG; METVER 2.0.1; FK: 25.5; WP: 12.8 Vol.%) WW-Winterweizen; ZR-Zuckerrüben; BR-Brache Agrarmeteorologie Leipzig Falk Böttcher

30 Regenverdaulichkeit des Bodens Bodenfeuchtemessungen mit FDR-Rohrsonde DWD-KU 3 LZ Datum Uhrzeit 0-10 cm cm cm cm cm cm Tiefe :32: %nfk :02: %nfk Ereignis: Schauer mit einer Niederschlagsmenge von 9 mm in der halben Stunde Resultat: Diese recht hohe Niederschlagsmenge kommt kaum dem Boden zugute! :02: %nfk :32: %nfk :02: %nfk :32: %nfk :02: %nfk :32: %nfk :02: %nfk :32: %nfk :02: %nfk :32: %nfk :02: %nfk Ereignis: Landregen mit insgesamt 4 mm Niederschlag über 5 Stunden. Resultat: Von den gefallenen 4 mm werden ca. 3 mm in den oberen 10 cm gespeichert!

31 Schematischer Aufbau einer Versuchsberegnungsanlage

32 Infiltration [mm] 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Pflug Konservierend Beregnungsminute Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und langjährig konservierend bearbeiteter Fläche (Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten; Quelle: LfULG) Infiltrationsraten: Pflug: 55 %; Konservierend: 93 %, Bodenabtrag: Pflug: 246 g/m² (2,46 t/ha); Konservierend: 36 g/m² (360 kg/ha) ca. Faktor 6,8

33 Bodenbearbeitungsverfahren und Bodenwasserhaushalt (Standort Lüttewitz; Daten LfULG und Südzucker AG) 33

34 Bodenbearbeitung und Bodenfeuchte Tageswerte der Gesamtwassergehalte in 0 bis 90 cm Tiefe bei Direktsaat und Pflug am Standort Nemsdorf 2009 bis

35 Bodenbearbeitung und Bodenfeuchte Tageswerte der Gesamtwassergehalte in 0 bis 90 cm Tiefe bei Direktsaat und Pflug am Standort Nemsdorf 2009 bis 2011 Bessere Infiltrationsleistung von 20 mm Niederschlag bei der Direktsaat 35

36 Bodenbearbeitung und Bodenfeuchte Tageswerte der Gesamtwassergehalte in 0 bis 90 cm Tiefe bei Direktsaat und Pflug am Standort Nemsdorf 2009 bis 2011 Geringerer Rückgang des Bodenwassergehaltes im trockenen Juli bei Direktsaat 36

37 Gravimetrische Bodenfeuchtemessungen in Cunnersdorf nach der Wintwerweizenernte 2014 und 2015 (0-60 cm)

38 Zwischenfruchtanbau Threna 2015/16 Aktueller Winter 38

39 Differenz in mm pro Jahr Sickerwassermengen unter Zwischenfrüchten 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Mittlere jährliche Differenz des Sickerwassers unter Zwischenfrüchten im Vergleich zur Brache im jeweiligen Zeitraum, Vorfrucht Wintergerste ,0 Jahresmittel der Sickerwassermenge über alle Zwischenfrüchte gemittelt für die jeweilige Hauptkultur, die Differenz zur Brache und das prozentuale Verhältnis dieser beiden Größen ( ) jährliches Mittel (mm) jährliche Differenz Brache - Zwischenfrüchte (mm) Prozentuales Verhältnis Wintergerste 56,17 5,27 90,62% Winterroggen 50,63 3,52 93,05 % Winterraps 52,96 1,80 96,60 % Mais 56,19 0,44 99,22 % Kartoffel 64,31-6,78 110,54 % Quelle: Pangert (2015) 39

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