Kartoffel-Bewässerung: Acht Verfahren im Vergleich

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1 Ackerbau Kartoffel-Bewässerung: Acht Verfahren im Vergleich Immer mehr Landwirte interessieren sich für eine Bewässerung. Welches System ist besser: Überkopf oder per Tropf? Über Erträge und Kosten verschiedener Verfahren im Kartoffelbau informiert Birgit Schoellkopf, Landratsamt Karlsruhe. Die Feldberegnung ist in Gebieten mit wenig Niederschlag und in Trockenjahren eine entscheidende produktionstechnische Maßnahme. Sie sichert hohe Erträge und Qualitäten. Außerdem mindert sie das Risiko. Acht Verfahren im Versuch geprüft Der Praxis steht hierfür eine breite Auswahl an Bewässerungstechnik zur Verfügung. Doch welche Vor- und Nachteile haben die einzelnen Systeme? Und: Wie wirken sich die Betriebskosten der einzelnen Verfahren auf den Gewinn im Kartoffelbau aus? Um diese Fragen zu klären, haben wir 8 verschiedene Verfahren (siehe Übersicht 1) in einem Versuch von 28 bis 21 geprüft. Diesen haben wir im Streifenversuch mit der Industriekartoffel- Sorte Pirol für die Chipsherstellung auf einem landwirtschaftlichen Betrieb ca. 15 km nordöstlich von Karlsruhe ohne Wiederholungen durchgeführt. Weitere Details zum Standort: 728 mm Niederschlag, davon 4 mm im Sommer, lehmiger Sand, Wasserhaltevermögen bezogen auf 1 cm Bodentiefe: FK 2 mm, TW 5 mm, nfk 15 mm (Erklärung der Abkürzungen siehe Kasten). Die Bewässerungssteuerung erfolgte mit Agrowetter, einem Online-Angebot des Deutschen Wetterdienstes (www. dwd.de). Nach Eingabe der Grunddaten 84 top agrar 5/211 Die Wasserverteilung ist bei mobilen Beregnungsmaschinen relativ schlecht.

2 erhalten Landwirte hier Beregnungsempfehlungen zu Standort und Kultur, (Kosten: 67,71 /Jahr). Die aktuelle Wetterlage wird dabei berücksichtigt. Der Bodenwasservorrat wird dabei nach der Geisenheimer Methode ermittelt. Dabei fließen Niederschlag, Verdunstung und Transpiration der Kulturpflanze mit ein. Zur Wasserbeschaffung am Versuchsstandort: Von großem Vorteil in der Region Karlsruhe/Rheinebene ist die Grundwassernähe. Ab ca. 2,5 m Tiefe stößt man häufig auf Wasser. Ein leistungsstarker Brunnen benötigt in der Regel eine Bohrtiefe von 1 bis 12 m. Die Energiekosten für die Wasserbeschaffung sind bei einem Flachbrunnen deutlich niedriger als bei Tiefbrunnen. Wasser marsch: Überkopf und per Tropf Die verschiedenen Bewässerungs-Verfahren in unserem Versuch (siehe Übersicht 1) lassen sich in 2 Systeme einteilen: Überkopfbewässerung (ÜKB): Diese nutzt die Praxis in Nordbaden überwiegend. Einzelregner und Düsenwagen sind mobil und lassen sich auf verschiedenen Schlägen einsetzen. In windigen Lagen hat der Düsenwagen in der Verteilgenauigkeit deutliche Vorteile gegenüber dem Einzelregner. Die Rohrberegnung ist in Frühkartoffeln Standard bei der Frostschutzbewässerung. Trotz des hohen Arbeitszeitaufwandes nutzen Betriebe sie vereinzelt weil sie bereits vorhanden ist zusätzlich in den Spätkartoffeln. Tropfbewässerung (): Sie ist bislang wenig verbreitet. In unserem Versuch haben wir geprüft, ob es wirtschaftlicher ist, mehrjährige, Basis-Wissen Bewässerung Übersicht 1: Bewässerungsverfahren im Vergleich Verfahren 1 Unbewässert Rohrberegnung 2 (Regnerverband 18 x 24 m, 4,5 bar Druck, 1,45 l/min, bei 4,5 mm Düsen ca. 33 m³/h ) Mobile Einzelregner (75 m Arbeitsbreite, 11 PE-Rohr, 3 25 mm Regner mit 4,5 bar Druck, Eingangsdruck an Maschine 8 bar, 5 m³/h) Mobile Düsenwagen (nur 28 u. 21; 4 75 m Arbeitsbreite, 2,5-3, bar Arbeitsdruck am Rotator, Düsen 36 Grad, Eingangsdruck an Maschine 5 bar, 5 m³/h) Tropfbewässerung VERED PC 17 (druckkompensiert); 1,6 l; Tropferabstand 5 cm,,8 bis 1, bar 5 zwischen zwischen auf bis 9 T-Tape; 1,7 l; Tropferabstand 3 cm,,8 bis 1, bar zwischen Die Wasserspeicherkapazität der verschiedenen Böden ist sehr unterschiedlich. Dies hängt mit der Körnung der Bodenarten zusammen. Hier die wichtigsten Begriffe für die Bewässerung: Feldkapazität (FK): Die Wassermenge, die ein natürlich gelagerter Boden nach Sättigung durch Regen oder ausreichender Bewässerung gegen die Schwerkraft halten kann. Totwasser (TW): Das nicht pflanzenverfügbare Bodenwasser. Es ist mit Tropfbewässerung: Hier mit druckkompensiertem Schlauch auf dem Damm. zwischen Die beiden Bewässerungssysteme Überkopf- (Rohrberegnung, mobile Beregnungsmaschine) und Tropfbewässerung wurden mehrjährig in verschiedenen Varianten geprüft. mehr als 15 bar Saugspannung an die Bodenteilchen gebunden. Nutzbare Feldkapazität (nfk): Maß für das maximal pflanzenverfügbare Wasser. Die nfk ergibt sich aus der Differenz von Feldkapazität und Totwasser. Aufgabe der künstlichen Bewässerung ist es, den Wassergehalt des Bodens so aufzufüllen, dass sich das pflanzenverfügbare Wasser im Kartoffelanbau jederzeit zwischen 5 und 8 % der nfk bewegt. stabilere Tropfrohre oder dünnwandigere, günstige Tropfrohre zu verwenden. Auch haben wir untersucht, wo diese optimal positioniert werden: Zwischen jeden 2. Damm, zwischen oder auf. Je nach Jahr und Witterung 3 bis 7 Gaben Die Kartoffel benötigt nicht nur zur Keimung, sondern ab dem Stadium der Knollenbildung/Blüte bis zur Abreife eine gute Wasserversorgung. Bei ihrer Beregnung wird empfohlen, die nutzbare Feldkapazität (nfk, siehe Kasten) von 5 % wieder auf 8 % aufzufüllen. In unserem Versuch haben wir die Untergrenze auf 6 % angehoben. Um den Bodenwassergehalt auf 8 % anzuheben, sind Gaben von 25 mm notwendig. Bei Tropfbewässerung haben wir unterstellt, dass sich aufgrund der verringerten Verdunstung 2 % Wasser einsparen lassen. Die Witterung sah beim Beregnungsversuch in den einzelnen Jahren wie folgt aus: 28 war bezüglich der Witterungsverhältnisse ein typisches Jahr für die Region. Juni, Juli und August waren sehr warm mit hoher Verdunstungsrate. Aufgrund des geringen Wasserspeichervermögens des Bodens haben wir bei der Überkopfberegnung 5 Gaben mit jeweils 25 mm (insgesamt 125 mm) und bei der Tropfbewässerung 5 Gaben mit 2 mm (insgesamt 1 mm) verabreicht. 29 waren Niederschlagsverteilung und -menge von Frühjahr bis Sommer sehr günstig. Wir haben hier nur 3 Mal bewässert. Der relativ trockene Herbst verschlechterte die Erntebedingungen. Daher haben wir zur Ernte nochmals 25 mm gegeben, um Schalenbeschädigungen zu vermeiden. Die Bewässerung sah je nach System wie folgt aus: 3 Überkopf- (insgesamt 7 mm) bzw. 4 Tropfbewässerungsgaben (insgesamt 65 mm). j top agrar 5/211 85

3 Ackerbau Übers. 2: Erträge der Varianten Art der Bewässerung/ Variante ÜKB Unberegnet (Ertrag unberegnet) ÜKB Beregnungsmaschine mit Einzelregner Rohrberegnung mit ÜKB Kreisregner ÜKB Beregnungsmaschine m. Düsenwagen VERED auf jedem Damm t/ha 28 (28 t) t/ha 29 (39 t) t/ha 21 (24 t) Ø Mehr ertrag (3 t) * +24 * * * * * ÜKB = Überkopfberegnung, = Tropfbewässerung; * keine Angabe, da nur 2 Versuchsjahre Tropfbewässerung zwischen den Dämmen: Offenbar gelangt das Wasser auf leichten Böden nicht vollständig vom Fuß bis zur Krone. Die Tröpfchenbewässerung schnitt ertraglich nicht so gut ab. Ein Grund könnten die um 2 % reduzierten Wassergaben sein. 21 war die Wasserversorgung zur Pflanzung Mitte April gut. Ende Juni haben wir erstmals bewässert, um der üblichen Sommertrockenheit entgegen zu wirken. Vom 25. Juni bis 21. Juli standen die Kartoffeln unter extremem Hitze- und Trockenstress. Die Höchsttemperaturen lagen bei 3 bis 37 C. Wir haben die Einzelgaben erhöht, da der Wasserbedarf der Kulturpflanzen und die natürliche Verdunstung sehr hoch waren. Das Kraut der unbewässerten Variante hat sich in dieser Übersicht 3: Mehrerlös in /ha durch Beregnung Variante Mehrerlös Durchschnitt Unberegnet (Erträge in t/ha) Beregnungsmaschine mit Einzelregner Beregnungsmaschine mit Düsenwagen Rohrberegnung mit Kreisregner VERED auf jedem Damm (28) *keine Angabe, da nur 2 Versuchsjahre (39) (24) (3) * * * * * * In der Berechnung sind als Vertragspreis für die Chipskartoffeln 12 /t unterstellt. Ein Mehrertrag von 29 t/ha bringt dann einen Mehrerlös von 3 48 /t. Zeit gelblich verfärbt. Bei weiter anhaltender Trockenheit wäre diese Variante abgestorben. Die Beregnung: 6 Überkopfbewässerungsgaben mit insgesamt 165 mm und 145 mm in der Tropfbewässerung. Mehr Ertrag und bessere Qualität Alle Bewässerungsverfahren brachten in allen Versuchsjahren Mehrerträge gegenüber der nichtbewässerten Variante. Auffällig ist, dass die Überkopfbewässerung mit Ausnahme des Jahres 28 immer höhere Mehrerträge als die Tropfbewässerung erreichte (siehe Übersicht 2). Ein Grund hierfür könnten die in der Tropfbewässerung reduzierten Wassergaben sein. Auf leichten Böden sickert das Wasser weiter nach unten (tiefere, schmalere Bewässerungszwiebel), als auf mittleren bis schweren Böden. Dies wirkt sich ungünstig auf den Ertrag aus. Das Wasser der Tropfbewässerung zwischen den Dämmen wird aufgrund der schwachen Kapillarwirkung bei leichten Böden nicht vollständig vom Fuß bis zur Krone transportiert. Offenbar ist die Tropfbewässerung auf dem Damm ertraglich die einzige konkurrenzfähige Variante zur Überkopfbewässerung. Eine mögliche Erklärung hierfür: Das Wasser wird auf dem leichten Standort besser aufgenommen als bei Tropfern zwischen den Dämmen, so dass der Damm besser und schneller durch- 86 top agrar 5/211

4 feuchtet wird. In besonders heißen Wetterperioden, wie sie 21 aufgetreten sind, dürfte sich der Kühlungseffekt des Wassers direkt im Damm positiv ausgewirkt haben. Temperaturen von über 25 C bedeuten Stress für die Knollen. Die Variationen bei den Tropfschläuchen (unterschiedliche Tropfabstände; mit und ohne Druckkompensation, Verlegung zwischen jedem und jedem zweiten Damm) zeigten keinen statistisch abgesicherten Ertragsunterschied. Der Trockenmasse- und der Stärkegehalt lagen in den gesamten Varianten eng beieinander. Nur zwischen den einzelnen Versuchsjahren waren unterschiedlich hohe Werte zu verzeichnen. In allen bewässerten Varianten hatten die Knollen insgesamt einen geringeren Dry Core- und Schorfanteil als in der unbewässerten Kontrolle. Auch die Sortierung war in den bewässerten Varianten etwas besser. Die Lagerfähigkeit unbewässerter Knollen ist erfahrungsgemäß schlechter als bei Kartoffeln mit Bewässerung. Unbewässerte Kartoffeln neigen zudem bei starken Schwankungen von Trocken- und Regenperioden zu Zwiewuchs. Übersicht 4: Arbeitsaufwand bei Tropfrohren in Stunden pro ha KL Daten 1) Eigene Erfahrungswerte 2) Verlegen der Tropfbewässerung zw zw Bergen der Tropfbewässerung zw zw ) Kombiniertes Auslege- und Aufnahmegerät; 2) Einfache Technik, Auslegegerät Selbstbau u. Aufnahmegerät Quelle: KL-Datensammlung Feldbewässerung, 1. Aufl. 29 Überkopf wirtschaftlicher als Tropfbewässerung? Die wirtschaftlichen Mehrerträge durch die einzelnen Bewässerungs-Verfahren entnehmen Sie der Übersicht 3. Für die Chipskartoffeln haben wir einen Vertragspreis von 12 /t angenommen. Jahresabhängig können diese jedoch stark schwanken. Dies haben wir in der Auswertung nicht berücksichtigt. Je nach Für die Kalkulation der Arbeitszeit haben wir eigene Erfahrungswerte angesetzt. betrieblicher Situation und Vermarktung spielt dies aber eine große Rolle. Auf Grund der Bewässerung ließen sich z. B. in 28 mit dem Einzelregner 57 t/ha statt nur 28 t/ha Kartoffeln produzieren. Der Mehrertrag von 29 t brachte bei 12 /t einen Mehrerlös von 3 48 /ha. Die Kosten der Arbeitserledigung schwanken von Verfahren zu Verfahren stark. Wer sich mit dem Gedanken trägt, in die Tropfbewässerung einzusteigen, top agrar 5/211 87

5 Ackerbau Bei der mobilen Bewässerung mit dem Kreisregner ist zwar der Kapitalbedarf gering. Dafür fällt aber in der Saison viel Arbeitszeit für das Versetzen der Regner an. sollte sich vorab intensiv mit der Verlegeund Aufnahmetechnik auseinandersetzen. Einzelne Betriebe haben innovative Eigenentwicklungen und Techniken ausgearbeitet, um die Tropfrohre arbeitszeitsparend zu verlegen. Bei der Tropfbewässerung ist zu berücksichtigen, dass während der Bewässerungs-Saison kaum Arbeit anfällt, weil kein Umstellen der Geräte notwendig ist und sich der Bewässerungsvorgang weitestgehend automatisieren lässt. Vor der Ernte werden die Schläuche vom Feld mit Spezialgeräten entfernt und auf Trommeln gespult. Sie müssen bei größeren Feldlängen gelockert und vom Kraut befreit werden, da sie sonst reißen. Angaben zum Arbeitszeitbedarf und zu Maschinenkosten enthält die KL- Datensammlung Feldbewässerung (29). Für die Kalkulation der Arbeitszeit haben wir eigene Erfahrungswerte mit dem Einsatz einfacher Techniken angesetzt (siehe Übersicht 4, Seite 87). Die Kosten der einzelnen Feldbewässerungs-Verfahren entnehmen Sie der Übersicht 5. Für die Wasserbereitstellung haben wir spezifische Kosten von,2 /m³ bzw. 2 /mm berechnet. Die fixen und variablen Kosten sind nach KL-Angaben für einen 5 ha großen Schlag kalkuliert. Die Systeme Kanone und Düsenwagen weisen geringe Maschinenkosten pro ha auf, da sie durch ihre Mobilität an verschiedenen Flächen eingesetzt werden können. Die Rohrberegnung liegt von den Maschinenkosten zwischen diesen beiden Verfahren und der Tropfbewässerung. Vom Arbeitszeitaufwand ist sie ähnlich hoch wie der Einzelregner und der Düsenwagen. Die Hauptarbeitszeit liegt wie bei der Tropfbewässerung vor und nach der Bewässerungsperiode. Dieser Aspekt kann für manche Betriebe von entscheidendem Vorteil sein, da z. B. die Bewässerung der Kartoffeln und die Ernte von Raps und Getreide in das gleiche Zeitfenster fallen. Bei der Tropfbewässerung ist kein Umstellen der Anlage nötig, sondern nur das An- und Ausschalten mit einer kurzen Funktionsprüfung. Arbeitsspitzen lassen sich somit entschärfen. Die Wasserersparnis der kann die Übersicht 5: Kosten der Feldbewässerungstechnik System Einzelregner Düsenwagen Rohrberegnung mit Kreisregner Tropfbewässerung zwischen jedem und auf Tropfbewässerung zwischen Arbeitszeit (Std.) Lohn (15 /ha) Kosten /ha und Jahr Maschinen Quelle: KL-Datensammlung Feldbewässerung, 1. Auflage 29 deutlich höheren Anschaffungskosten und den Mehraufwand der Arbeitszeit in der Rheinebene aber nicht kompensieren. Die Ergebnisse auf einen Blick Die Kosten der einzelnen Bewässerungs-Verfahren sind sehr unterschiedlich. Das sollten Sie vor der Investition berücksichtigen. Die mobilen Beregnungsmaschinen zeich nen sich durch einen geringen Kapitalbedarf und mittleren bis hohen Wasser (2 /m 3 ) (165 mm) 33 (165 mm) 33 (165 mm) 33 (14 mm) 28 (14 mm) 28 Summe Einzelregner und Düsenwagen sind auf verschiedenen Flächen einsetzbar. Das senkt die Maschinenkosten. Verlege- und Aufnahmetechnik machen die Tropfbewässerung teuer. 88 top agrar 5/211

6 Übersicht 6: Zusätzlicher Gewinn in /ha durch Feldbewässerung Variante Ø Einzelregner Düsenwagen 284 * * Rohrberegnung m. Kreisregner VERED auf * * VERED zw * * *Keine Angabe, da nur zwei Versuchsjahre Energiebedarf aus. Die Beregnungsqualität (Wasserverteilung) ist relativ schlecht. Rohrberegnung ist wegen des hohen Arbeitszeitbedarfs teuer. Die Beregnungsqualität ist vergleichbar mit der von mobilen Beregnungsmaschinen. Sie ist nur für kleine Flächen empfehlenswert. Für Folienkartoffen mit Frostschutz ist sie jedoch erforderlich. Beim Gewinn schneidet die Überkopfbewässerung mit mobilen Beregnungsmaschinen deutlich besser ab als die Tropfbewässerung. Tropfbewässerung ist wegen des hohen Kapital- und Arbeitzeitbedarfs teuer. Für kleinere Flächen und/oder bei geringeren Förderleistungen (m³/std.) ist sie jedoch gut geeignet. Sie kann Arbeitsspitzen entschärfen (z. B. Getreideernte u. Bewässerung) und für Betriebe mit höherer Wertschöpfung (Direkt-, Biovermarktung) wirtschaftlich interessant sein. Die Tropfbewässerung auf dem Kartoffeldamm war am Versuchsstandort deutlich besser als zwischen jedem bzw. jedem 2. Damm. Sie kann ertraglich mit der Überkopfbewässerung mithalten. Es wäre zu prüfen, wie die Tropfbewässerungs-Varianten bei gleicher Wassermenge wie in den Überkopfbewässerungs- Varianten abschneiden würden. Auf mittleren und schweren Böden eignen sich die Varianten zwischen jedem und jedem zweiten Damm vermutlich besser. In den Versuchen ist die Überkopfbewässerung der Tropfbewässerung wirtschaftlich überlegen. Dünnwandige Schläuche lassen sich oft nur einmal verwenden, da das Material beim Einrollen zu sehr beschädigt wird. Die Nachfrage nach Kartoffeln ist groß. Der Trend zur Intensivierung hält an. Die abnehmende Hand legt zunehmend Wert auf zuverlässige Vertragspartner, die Menge und Qualität liefern können. In diesem Bereich kann sich der Einstieg in die Bewässerung lohnen. Mehrerträge von 25 % und mehr sind durchaus möglich. Welche zusätzlichen Gewinne sich durch den Einsatz der verschiedenen Verfahren erzielen lassen, entnehmen Sie der Übersicht 6. top agrar 5/211 89