Tröpfchenbewässerung für Getreide

Unterirdische Tröpfchenbewässerung im Test

Seit 1900 ist die Lufttemperatur in Mitteleuropa um 0,9 Grad Celsius angestiegen. Die Niederschlagsmenge ist zwar gleich geblieben, verlagert sich aber vom Sommer in den Winter. Die Vegetationszeit hat sich verlängert, was in einem höheren Wasserjahresbedarf der Nutzpflanzenkultur resultiert. Trockene Frühjahre und ein trockener Sommer setzen die Kulturen vermehrt unter Stress. Und nicht nur das. Im Hitzesommer 2013 wurde unter vertrocknetem Mais eine Nmin-Anreicherung von 250 kg/ha gemessen. Der nächste Niederschlag wird die N-Menge auswaschen.

Nicht nur in solchen Sonderfällen ist eine Beregnung wichtig. Die Landwirte wollen Qualität liefern und sind auf eine sichere Wasserversorgung angewiesen. Weil das nicht immer gegeben ist, greifen sie vermehrt auf Bewässerungstechnik zurück, sagt Dr. Harald Hackl von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) auf den DLG-Feldtagen. Beregnung bei Sonderkulturen ist schon Standard. Bei profitablen Feldkulturen wie Kartoffeln und Zuckerrüben steigt der Einsatz der künstlichen Bewässerung. Sichtbar, auch für Nicht-Landwirte, sind die Rohrbewässerungen, die entweder wie ein Rasensprenger das Wasser in einem hohen Bogen verteilen oder mobile oder teilmobile Anlagen, deren Gestänge weithin sichtbar ist. Die Israelis haben in ihren ariden Gebieten mit Mikroanlagen mit einer Tropfbewässerung weltweit einen hohen Standard entwickelt. Diese dünnen Schlauchleitungen bringen das Wasser tropfenweise in die Wurzelnähe (s. Foto). Diese Ausführungen gibt es als oberirdisch und jetzt auch als unterirdische Bewässerungsanlage.

SDI

Dr. Dirk Borsdorff vom Berliner Ingenieursbüro „irriproject“ stellte das mit der DLG durchgeführte Pilotprojekt SDI vor. Dahinter verbirgt sich die „Subsurface Drip Irrigation“, bei der Bewässerungsschläuche bis in 50 Zentimeter Tiefe abgelegt werden können. Dadurch wird der Einsatz dieser sparsamsten Bewässerungstechnik auch bei einjährigen Kulturen möglich.

Auf dem Gelände des Internationalen Pflanzenbauzentrums IPZ im Salzlandkreis in Sachsen-Anhalt wurden vor zwei Jahren Parzellen im Vergleich mit oberirdischer Tropfbewässerung auch mit SDI angelegt. Darüber rotiert eine übliche Fruchtfolge Winterraps – Winterweizen – Silomais – Winterweizen hinweg. Die Schläuche können bis zu 20 Jahre im Boden bleiben. Für die Praxis werden derzeit 12 bis 15 Jahre angepeilt. Erzielten Mehrerträge fallen derzeit „nebenbei“ an. Es geht vor allem um die technische Machbarkeit. Und da sind die Wissenschaftler sehr experimentierfreudig. Im letzten Jahr haben sie mit dem Bewässerungswasser gleichzeitig einen Ammoniumdünger mit ausgebracht. Nicht für den Grundbedarf, sondern die späteren Gaben; tröpfchenweise über einen langen Zeitraum, damit die Salze auch von der Pflanze kontinuierlich aufgenommen werden können.

High Tech im Kunststoffschlauch

Ein weiterer Partner ist „Netafim“, an dessen Stand Franz Schmidl von der BayWa noch wesentliche Zusatzfragen beantwortete. Die Schläuche sind mit Wurzelsperren und Anti-Siphon-Mechanismus gegen das Eindringen von Erdpartikeln nach Bewässerungsende ausgestattet. Außerdem sorgt ein ausgeklügelter Mechanismus dafür, dass bis 600 Meter Schlauchlänge die letzte Pflanze genauso mit Wasser versorgt wird wie die erste.

Die Technik steckt im Schlauch, unterhalb der Pore. Der Druck im Schlauch wirkt auf eine Membran, die bei Überschreitung eines bestimmten Druckes, den Wassertropfen den Weg versperrt. Die Technik ist nicht neu, sagt Franz Schmidl. Sie wurde auch schon in den Dampflokomotiven eingebaut – aber die Miniaturisierung ist das eigentlich spannende. Im Wasserzuführungskanal werden durch die Führung auch „Minitornados“ erzeugt. Das verhindert das Ablagern von Salzen und hält den Schlauch frei.

Die SDI-Technik erlaubt eine Verdunstungsfreie Bewässerung. Aus den Schlauchporen tropft Wasser kontinuierlich, aber in der Summe liegt das Volumen bei 1 bis 1,6 Liter pro Quadratmeter und Stunde. Sie kann auf vier bis sechs Liter gesteigert werden. Die Erde wird nicht nass, sondern nur durchfeuchtet. Das Bewässerungswasser verbleibt zur Aufnahme im Wurzelraum und wird an der Erdoberfläche noch nicht einmal sichtbar. Daher verdunsten die kleinen Mengen auch nicht.

Steuerung

Wenn sich die Landwirte noch auf ihren Grünen Daumen verlassen, ist die Bewässerung nicht unbedingt verkehrt. Aber die Verluste sind hoch. Bewässerungsanlagen werden heute in der Regel nach Wetterdaten oder mit Hilfe von Bodensensoren gesteuert. Das modernste ist die Nutzung von Pflanzenparametern. Dazu wird der aktuelle Wasserbedarf der Pflanze über Spektralkameras oder der Messung der Ausdehnung einer Frucht ermittelt. Aber diese Möglichkeiten sind noch nicht praxisreif, erklärte Dr. Hackl.

Mit Hilfe der SDI-Technik könnte der unterirdische Schlauch die „optimale Natur“ ganz nah abbilden. Die Wechselhaftigkeit einer oberirdischen Periode mit vier Sonnen- und einem Regentag kann im Wurzelbereich per Porenschlauch verlustfrei ausgeglichen werden. Die Techniker bewässern über den Faktor Zeit.

Wirtschaftlichkeit

Beregnung rechnet sich auch heute nur bei profitablen Kulturen. Das wird auch künftig so sein. Für SDI müssten Landwirte derzeit rund 4.000 Euro pro Hektar in die Hand nehmen. Das Einbringen in den Boden ist leicht. Der Schlauch wird von einer Kabeltrommel am Traktor auch mit höheren Fahrgeschwindigkeiten über ein Rohr in der entsprechenden Bodentiefe abgelegt. Das Herausnehmen allerdings ist arbeitsaufwendig, wie auch bei der oberirdischen Tröpfchenbewässerung. Bei Erdbeeren, die rund drei Jahre auf einer Fläche stehen, wird die Mikrobewässerungsanlage zusammen mit der Folie entnommen und entsorgt.

Wie und wann sich die unterirdische Variante SDI bei Zuckerrüben, Mais oder gar Weizen rentiert … ? Das soll ja auch der Versuch in Bernburg zeigen. Aber das Stichwort Klimawandel mit Engpässen in der Wasserversorgung und Qualitätssicherung bei Mais, Getreide und Kartoffeln, könnten die Technik für eine nachhaltige Landwirtschaft mit SDI vielleicht eher rentabel machen, als gedacht. Ohne eine Mindestversorgung an Wasser kann die Pflanze Nährstoffe gar nicht aufnehmen. Kontinuierlich verfügbares Wasser optimiert auch den Nährstoffeinsatz.

Und zumindest Brandenburg kann bereits bei Unterschreitung bestimmter Wasserpegel an Flüssen, die Wasserentnahme begrenzen. Bayern legt für neue Brunnen eine maximale Entnahmemenge fest, erläutert Schmidl. Der sparsame Umgang mit Wasser gehört bald zwingend zur Guten Fachlichen Praxis. Eine technische Hilfestellung steht bereit.

Lesestoff:

www.netafim-agrar.info

Roland Krieg; Fotos: roRo