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Management der Ressource Wasser

Landwirtschaft

Vom Landwirt zum Wasserwirt?

Vorsommertrockenheit und größere Niederschlagsmengen zur Zeit der Getreideernte stellten die Landwirte vor neue Herausforderungen im Umgang mit der Ressource Wasser. Klimamodelle zeigen eine Änderung der Niederschlagsverteilung hin zu mehr Niederschlägen im Winterhalbjahr und weniger innerhalb der Vegetationsperiode. Außerdem ist eine Zunahme von Extremereignissen wie Starkniederschläge zu erwarten. Wie kann der Landwirt auf die Änderungen reagieren? Der Umgang mit einem Überschuss oder Mangel an Wasser stand daher im Mittelpunkt der KTBL-Tage 2012. Unter dem Leitthema „Management der Ressource Wasser“ lud das Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) am 21. und 22. März nach Hannover.

Ressource Wasser

Zu Beginn der Tagung gab Prof. Dr. Hubert Wiggering vom Leibniz-Zentrum für Agrarlandforschung (ZALF) e.V. in Müncheberg einen Überblick über die politischen und klimatischen Rahmenbedingungen. Die Landwirtschaft ist ein wesentlicher Nutzer der Wasserressourcen in Deutschland. Die landwirtschaftliche Nutzung hat zudem vielfältige Auswirkungen auf die Qualität von Grund- und Oberflächengewässern. Gleichzeitig steigen die Ansprüche Dritter auf diese Ressourcen.

Prof. Dr. Hans-Joachim Weigel vom Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI) in Braunschweig wies auf die Zunahme der CO2-Konzentration, der Temperaturen und die Wechselwirkungen der verschiedenen Klimafaktoren hin. Die Zunahme der CO2-Konzentration kann die sonstigen Auswirkungen der Klimaänderung ausgleichen oder sogar überkompensieren. Andererseits ist eine Zunahme von Pflanzenkrankheiten und Schädlingen zu erwarten. Der Landwirt kann dem mit einem Bündel von Maßnahmen von der Gestaltung der Fruchtfolge über die Bestandesführung bis hin zur Bodenbearbeitung entgegenwirken. Diese müssen stets an die regionalen Bedingungen angepasst werden.

Ansätze dem begrenzenden Faktor Wasser effizient zu begegnen, stellte Prof. Dr. Gerhard Breitschuh aus Jena vor. So seien Forschung und die praktische Landwirtschaft gefordert, sich verstärkt der besseren Nutzung der Niederschläge zu widmen. Beispielsweise durch eine Verbesserung der Wasserwegsamkeit im Unter- und Oberboden oder einer Verringerung des Verdunstungswassers dank Fruchtartenwahl und Anbaukombinationen. Die Wirksamkeiten vorhandener Drän- und Entwässerungsanlagen dürften darüber hinaus nicht außer Acht gelassen werden. Beregnungswasserspeicher bieten die Möglichkeit Niederschlagswasser zu sammeln und in Zeiten von Wassermangel zur Bewässerung zu nutzen.

Einblicke in internationale Projekte bot Andrea Dührkoop von der Universität Kassel aus Witzenhausen, in dem Sie Verfügbarkeit, Bedarf und den Umgang mit Wasser im internationalen Vergleich vorstellte. Um eine Effizienzsteigerung und Ressourcenschonung dauerhaft realisieren zu können, fordert Dührkoop eine engere Forschungs- und Entwicklungsarbeit zur Steigerung der Effizienz der Wassernutzung. Ein „Integriertes Wasserressourcen Management (IWRM)“ sei unter Berücksichtigung von Wasserversorgung, Wasserverbrauch und institutionellen Maßnahmen, wie einer Trennung der politischen und administrativen Ebene vom Besitz und Betrieb wasserwirtschaftlicher Anlagen, notwendig.


Prof. Dr. Bernhard C. Schäfer von der Fachhochschule Südwestfalen in Soes
t erläuterte, wie man mittels Fruchtfolgen dem Klimawandel begegnen kann. So unterschieden sich die Bedürfnisse der Kulturen hinsichtlich der Wasserversorgung und der Anfälligkeit für Extremwetterereignisse. Der Verzicht auf wendende Bodenbearbeitungsverfahren kann die Infiltrationsleistung des Bodens erhöhen und Erosion vermindern. Stabile pfluglose Bodenbewirtschaftungssysteme erfordern die Erweiterung der Fruchtfolge.

Der Schwerpunkt Grünlandnutzung unter sich ändernden Klimabedingungen wurde von Prof. Dr. Friedhelm Taube von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel aufgegriffen. Eine standortoptimierte Nutzung der Flächen sei Grundlage einer gesicherten Futterqualität, um Auswirkungen von Trockenstress und hohen Temperaturen vermeiden zu können. Es aber zu beachten, dass Grünland nicht immer das effizienteste Verfahren hinsichtlich Klimaschutz und Flächenverbrauch ist. Er konnte zeigen, dass auf den Geest-Standorten in Schleswig-Holstein der Maisanbau unter diesen Gesichtspunkten besser zu beurteilen ist. Für Moorstandorte sei dagegen eindeutig die Grünlandnutzung zu bevorzugen.

Zu wenig Wasser?

Die Widerstandsfähigkeit gegen Trockenstress ist ein komplexes Merkmal, das züchterisch schwer zu beeinflussen ist. Dennoch kann die Pflanzenzüchtung einen entscheidenden Beitrag zur Anpassung von Kulturpflanzen an sich verändernde Produktionsbedingungen leisten, so Dr. Frank Ordon vom Julius Kühn-Institut (JKI) in Quedlinburg. Neue züchterische Methoden wie Hochdurchsatzgenotypisierung oder molekulare Marker beschleunigen den züchterischen Fortschritt. Die Züchtung auf das Merkmal Trockenstressresistenz steht jedoch erst am Anfang und auch die Prüfung im Rahmen der Sortenzulassung muss erst noch etabliert werden.

Neben der Pflanzenzüchtung lassen sich durch den Einsatz gezielter Bodenbearbeitungs- und Bestellstrategien wassersparende Maßnahmen realisieren. Dr. Joachim Bischoff von der Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau Sachsen-Anhalt (LLFG) in Bernburg stellte die streifenweise Bodenbearbeitung (strip till) vor. Diese sichere Erosions- und Verdunstungsschutz durch eine pfluglose Bearbeitung mit dem Erhalt einer schützenden Strohmulchbedeckung. Wird die Streifenbearbeitung zusätzlich mit einer platzierten Unterfußdüngung kombiniert, können Nährstoffverluste vermieden werden.

Bei knappem Wasserangebot bieten angepasste Dünge- und Pflanzenschutzstrategien Möglichkeiten, um Ertragsverluste zu verringern. Detlef Dölger von der Hanse Agro Beratung und Entwicklung GmbH in Gettorf sprach hierbei von Anpassungen mit geänderten Saatstärken im Herbst und einer an den Witterungsverlauf abgestimmten Stickstoff-Düngung. Die Wahl von Stickstoffform und Düngungszeitpunkt ermögliche eine bessere Versorgung der Pflanzen auch in Trockenphasen und vermeide gleichzeitig Auswaschungen. Das Vorziehen von Pflanzenschutzmaßnahmen in den Herbst sei häufig verträglicher als der Einsatz bei wechselnden Witterungsbedingungen im Frühjahr. Sensortechnik biete zusätzlich die Möglichkeit, den Bedarf von Stickstoff und Pflanzenschutzmittel an Teilflächen anzupassen, sodass Teilflächen mit Trockenstress besondere Berücksichtigung erfahren.

Bewässerung

Durch ungleich verteilte Niederschläge und höhere Temperaturen wird die Verdunstung ansteigen und sich der Wasserbedarf der Pflanzen und somit der Bewässerungsbedarf erhöhen. Um die steigende Nachfrage nach Bewässerungswasser in allen zukünftigen Beregnungsgebieten zu decken, seien laut Ekkehard Fricke von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen in Hannover intelligente Lösungen gefragt, wie die Suche nach Alternativen zum Grundwasser, optimierte Bewässerungssteuerungen und wassersparende Bewässerungssysteme. Aktuelle Entwicklungen der Bewässerungstechnik stellte Dr. Andreas Teichert von der Staatlichen Lehr- und Versuchsanstalt für Gartenbau (LVG) Heidelberg vor. Zukünftig bieten besonders Systeme zur Tropfbewässerung Möglichkeiten zur Einsparung von Wasser und Energie gegenüber herkömmlichen Verfahren. Sie sind jedoch arbeits- und kapitalintensiv. Bei großflächigem Anbau kann auch durch eine teilflächenspezifische Bewässerung ressourcenschonend gearbeitet werden.

Die Bewässerungsteuerung ermöglicht die optimale Anpassung der Bewässerungsgaben an den Bedarf der Pflanzen. Bodenfeuchtesensoren zeigen nur den notwendigen Startpunkt einer Bewässerung. Der Wasserbedarf von Gemüsebaukulturen für flächige Beregnungsverfahren kann laut Prof. Dr. Jana Zinkernagel von der Forschungsanstalt Geisenheim mit Hilfe der „Geisenheimer Bewässerungssteuerung“ berechnet werden. Für eine pflanzenbasierte Bewässerungssteuerung kann das Wasserpotential durch Erzeugung von Unterdruck direkt an Blättern der Pflanze gemessen werden. Die Forschungsanstalt Geisenheim erarbeitet derzeit eine solche Bewässerungssteuerung für Spargel. Fortschritte bei der Messung der Bodenfeuchte sind zukünftig durch berührungslose Messverfahren zu erwarten.

Zu viel Wasser?

Auch erhöhte Wassermengen können in der Landwirtschaft zu Problemen führen. Die Entstehung von Bodenverdichtungen und Strukturschäden ist besonders von der Bodenfeuchte abhängig. Für PD Dr. Joachim Brunotte vom Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI) in Braunschweig steht zunächst die Anpassung der mechanischen Belastung an die Verdichtungsempfindlichkeit des Bodens im Vordergrund. Durch Anpassung von Ernteverfahren oder Verzicht auf die volle Beladung des Bunkers könne die Belastung des Bodens verringert werden. Eine Minderung der Flächenleistung könne durch eine Ausweitung des verfügbaren Zeitraums kompensiert werden. Die verschiedenen Lösungsansätze dürften dabei nicht nur die mechanischen Belastungen wie Radlast und Kontaktflächendruck berücksichtigen, sondern müssten auch einen besonderen Augenmerk auf die Beschaffenheit der Bodenstruktur hinsichtlich Horizont, Feuchte und Funktionalität sowie die komplizierten Wechselwirkungen zwischen Maschine und Boden richten.

Darüber hinaus gäbe es viele Standorte, die sich ohne Dränung nicht optimal bewirtschaften lassen, da die Befahrbarkeit nicht immer sichergestellt ist und das Pflanzenwachstum bei zu hohen Wasserständen leidet, so Dr. Joachim Blankenburg vom Geologischen Dienst für Bremen (GDfB). Er stellte verschiedene Verfahren zur Dränung vor. Wichtig sei dabei die richtige Beurteilung des Bodens und besonders bei Verfahren der Tieflockerung der richtige Zeitpunkt.
Ursache für die Nässe im Boden können Dauerregen, extrem hohe Niederschläge oder auch ein hoher Grundwasserspiegel sein. Nässe wirke sich meist schon im Bereich der Saattiefe und im Unterboden negativ auf den Feldaufgang sowie das Wurzel- und Pflanzenwachstum aus, wie Dr. Hansgeorg Schönberger von N.U. Agrar GmbH aus Schackenthal betonte. Hinzu begünstige das feuchte Klima den Befall mit Krankheiten. Nur angepasste ackerbauliche Maßnahmen wie die Vertiefung der Krume zur erhöhten Wasseraufnahme oder auch der Anbau von Zwischenfrüchten zur natürlichen Entwässerung ermöglichen eine effiziente Landbewirtschaftung unter diesen Bedingungen.

Abschließend erörterte Robert Brandhuber von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) in Freising mögliche Schutzmaßnahmen vor Starkregen und Bodenerosion. Neben einem ausreichend hohen Bodenbedeckungsgrad sollte eine intensive Lockerung des Bodens vermieden werden, um Oberflächenabfluss und Verschlämmung entgegenzuwirken. Bei der Auswahl der notwendigen Maßnahmen sollten die zehnjährigen Niederschlagsereignisse berücksichtigt werden.
Die Tagung hat gezeigt, dass für die Bewältigung der langfristig prognostizierten Klimaänderungen Pflanzenbauer, Züchter und Techniker Lösungsansätze entwickelt haben. Landwirte, Berater und Wissenschaftler sind gefordert diese weiterzuentwickeln und auf ihre Standorte anzupassen.

KTBL

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