Tropfbewässerung im Gemüse - Baden-Württemberg
Tropfbewässerung im Gemüse - Baden-Württemberg
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<strong>Tropfbewässerung</strong> <strong>im</strong> <strong>Gemüse</strong>- und<br />
Sonderkulturanbau – Nutzen & Kosten<br />
Bewässerungstag, Rheinstetten<br />
30.01.2012<br />
Dr. Andreas Teichert<br />
SG <strong>Gemüse</strong>bau/Technik<br />
LVG Heidelberg<br />
Agritechnica 2009 / Folie 1
Potential der Freilandbewässerung<br />
Einfluss der Bewässerung auf Ertragshöhe und Ertragsschwankungen<br />
bei Spätweisskohl (Paschold: Bewässerung <strong>im</strong> Gartenbau, 2010)<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 2
Freilandbewässerung Zusatzwasserbedarf<br />
Zusatzwasserbedarf [mm/a]<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
1962<br />
1965<br />
1968<br />
Änderung des Wasserbedarfs<br />
u.a. durch Kl<strong>im</strong>awandel<br />
1971<br />
1974<br />
1977<br />
1980<br />
1983<br />
1986<br />
1989<br />
1992<br />
1995<br />
1998<br />
2001<br />
2004<br />
2007<br />
Jährlicher Zusatzwasserbedarf bei Frühblumenkohl am Standort<br />
Geisenhe<strong>im</strong> (Paschold: KTBL-Datensammlung Feldbewässerung, 2009)<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 3
Freilandbewässerung Kl<strong>im</strong>awandel<br />
Kl<strong>im</strong>awandel & Prognosen<br />
KLIWA (1999): Kl<strong>im</strong>averänderungen und Konsequenzen für die<br />
Wasserwirtschaft<br />
KLARA (2003 – 05): Kl<strong>im</strong>awandel – Auswirkungen, Risiken und<br />
Anpassung<br />
KLIMOPASS (2010): Kl<strong>im</strong>awandel und modellhafte Anpassung in<br />
<strong>Baden</strong>-<strong>Württemberg</strong><br />
- Kl<strong>im</strong>averänderungen in der Vergangenheit (1950-2000)<br />
- Kl<strong>im</strong>averänderungen in der Zukunft (2001-2050)<br />
- Entwicklungen bei Hitzewellen, Stürmen, Gewittern<br />
und Hagel?<br />
- Auswirkungen auf menschliche Gesundheit, Forst- und<br />
Landwirtschaft, Vogelwelt und Naturschutz, Tourismus<br />
Schifffahrt und Wasserkraftnutzung<br />
- Anpassungsmaßnahmen in <strong>Baden</strong>-<strong>Württemberg</strong><br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 4<br />
www.lubw.baden-wuerttemberg.de / Mastel, 2008
Sommersumme Niederschlag<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 5<br />
Änderung der künftigen Niederschlagssumme<br />
<strong>im</strong> Sommer gegenüber heute: +/- 10%<br />
www.kliwa.de
Kl<strong>im</strong>aszenarien<br />
Kl<strong>im</strong>awandel & Prognosen<br />
regionale Kl<strong>im</strong>amodelle prognostizieren....<br />
• Temperaturanstieg => verstärkte Evaporation<br />
• längere Vegetationszeit => erhöhter Jahreswasserbedarf<br />
• Niederschläge: Zunahme der Niederschlagsmengen in Herbst, Winter<br />
und Frühjahr, Rückgang der Niederschläge <strong>im</strong> Sommer<br />
• Zunahme der CO 2-Konzentration, der UV-B-Strahlung?<br />
• Häufigere extreme Witterungsereignisse (Starkregen,<br />
Trockenperioden, Hagel, Winterstürme)<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 6
Kl<strong>im</strong>awandel & <strong>Gemüse</strong>bewässerung<br />
Wasserbedarf von <strong>Gemüse</strong><br />
Der Wasserbedarf von <strong>Gemüse</strong> variiert entsprechend der Massenbildung<br />
der verschiedenen Arten und ist darüber hinaus von einer Vielzahl weiterer<br />
Faktoren (z.B. artspezifische Anpassung an den Standort) abhängig<br />
bis 200 l/m² 200 - 400 l/m² 400 - 600 l/m² > 600 l/m²<br />
Endivie Blumenkohl Petersilie Möhre<br />
Kopfsalat Buschbohne Sellerie Winterrotkohl<br />
Spinat Einlegegurke Sommerweißkohl Rosenkohl<br />
Rettich Kohlrabi Wirsing<br />
Radies Markerbsen Zwiebel<br />
Porree Puffbohne<br />
Wasserverbrauch von <strong>Gemüse</strong>arten <strong>im</strong> Freiland nach Lys<strong>im</strong>etern (nach Hartmann et al., 2000, in Wonneberger et al., 2004)<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 7
Mittlerer Wasserbedarf am Standort Freiburg<br />
mm<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 8<br />
Gesamtwasserbedarf Zusatzwasserbedarf<br />
verändert n. Paschold, 2010
Verfahren der Freilandbewässerung<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 9<br />
verändert nach Paschold (2010)<br />
KTBL-Datensammlung Feldbewässerung (2010)<br />
Betriebs- und arbeitswirtschaftliche Kalkulationen
<strong>Tropfbewässerung</strong><br />
<strong>Tropfbewässerung</strong> (drip irrigation)<br />
Verfahren, bei der das Wasser unter geringem<br />
Betriebsüberdruck in Form von Tropfen abge-<br />
geben wird mit dem Ziel, den Wassergehalt<br />
des Bodens nahe der Feldkapazität zu halten<br />
(DIN 4047)<br />
Richtwerte der Mikrobewässerung (verändert nach DIN 19655)<br />
Verfahren Durchfluss<br />
l/h<br />
<strong>Tropfbewässerung</strong><br />
Sprühbewässerung<br />
Kleinregner<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 10<br />
1 - 4<br />
10 - 160<br />
> 150<br />
Druck<br />
bar<br />
0,2 – 1,0<br />
> 1,0<br />
> 1,0<br />
benetzte Fläche<br />
m²<br />
punktförmig<br />
0,75 – 12,0<br />
12,0 – 75,0
Kennzeichen der <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
gezielte Wasser- und<br />
Nährstoffausbringung<br />
keine Windabdrift,<br />
gute Wasserverteilung<br />
verminderter Unkrautdruck<br />
Bewässerung nicht<br />
sichtbar<br />
Wildverbiss möglich<br />
ortsfeste Installation<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 11<br />
Kulturarbeiten bei<br />
laufender Bewässerung<br />
Geringe Verdunstungsverluste<br />
Fertigation Niedrigdrucksysteme<br />
Oberirdische Pflanzenteile<br />
bleiben trocken<br />
=> weniger PS<br />
Hoher Arbeitsaufwand für<br />
Installation / De-Installation<br />
ggf. Überkopfberegnung<br />
für Bodenschluss notwendig<br />
Mechanische Unkrautbekämpfung<br />
bei oberirdischer<br />
Verlegung problematisch punktförmige Wasserabgabe<br />
bei Flächenkulturen ungünstig
Potential der <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 12<br />
verändert nach Weinhe<strong>im</strong>er, 2009
<strong>Tropfbewässerung</strong> <strong>im</strong> <strong>Gemüse</strong>bau?<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 13<br />
verändert nach Weinhe<strong>im</strong>er, 2009
Verlegungsmöglichkeiten<br />
1. über der Bodenoberfläche<br />
(hängende Installation)<br />
z.B. Weinbau (Reben)<br />
Obstbau<br />
2. auf der Bodenoberfläche<br />
(SDI – Surface Drip Irrigation)<br />
z.B. <strong>Gemüse</strong>, Erdbeeren<br />
3. unter der Bodenoberfläche<br />
(SSDI – Sub Surface<br />
Drip Irrigation<br />
z.B. Spargel/Erdbeeren <strong>im</strong> Damm<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 14<br />
Bildquellen: diverse
Verlegung: ober- oder unterirdisch?<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 15<br />
verändert nach Weinhe<strong>im</strong>er, 2009
Verlegung: ober- oder unterirdisch?<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 16<br />
Bildquelle: Weinhe<strong>im</strong>er, 2009
Tropfsysteme – Bewässerungsgruppen<br />
Aufteilung in Bewässerungsgruppen<br />
- bei nicht ausreichender Wassermenge für die Bewässerung der gesamten Fläche<br />
- bei Überschreitung der max<strong>im</strong>al verlegbaren Rohlängen lt. Hersteller<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 17
Tropfsysteme<br />
• Druckausgleichsverhalten:<br />
druckkompensierend<br />
nicht druckkompensierend / drucksensitiv<br />
• Aufbau der Tropfelemente<br />
• Einbauweise der Tropfelemente<br />
eingesetzt - inline / aufgesetzt - online<br />
• weitere Eigenschaften, z.B.<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 18<br />
Vakuumschutz, soll Einsaugen von<br />
Schmutzpartikeln verhindern (z.B. Netaf<strong>im</strong> AS)<br />
Auslaufschutz (Antidrain, No-Drain)<br />
Wurzelbarriere / Rootguard ®<br />
Bildquellen: diverse
Mobile <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
kombiniert die Vorteile von <strong>Tropfbewässerung</strong>sverfahren (hohe<br />
Wasser- und Energieeffizienz mit denen von Kreis- oder Linear-<br />
beregungsverfahren (geringer flächenbezogener Kapitalbedarf,<br />
geringer Arbeitszeitbedarf)!<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 19<br />
Linearberegnungsmaschine<br />
am vTI Braunschweig (2010)
Mobile <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
Mobile <strong>Tropfbewässerung</strong> <strong>im</strong> Salatanbau<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 20<br />
Bildquelle: Sourell 2006
Mobile <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
Teilflächenspezifische mobile <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 21<br />
Abbildungsquelle: Sourell 2006
Mobile <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
• praxisreif<br />
• hohe Wassereffizienz (95%)<br />
• Betriebsdruck 0,5 – 1,0 bar<br />
• Tropfrohre – 15 cm Tropfabstand, 10 l/h – abhängig von der<br />
Infiltrationsrate des Bodens<br />
• für großflächigen Einsatz<br />
• für kleinflächigen Einsatz: Düsenwagen als Träger- und<br />
Wasserzuführungssystem / modifizierter Gießwagen mit<br />
Schleppschlauch<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 22<br />
Bildquelle: Beinlich Beregnung<br />
Sourell (2007)
Düsenwagen mit Schleppschläuchen<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 23<br />
Bildquelle: groenten&fruit 39/2011
Tropfsysteme - biologisch abbaubar?<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 24<br />
+ Salpetersäure<br />
+ Phosphorsäure<br />
Quelle: Mostafa (2011): Studies on Bioplastics for<br />
Developing and Evaluating of Drip Irrigation.<br />
Dissertation Universität Gießen
Beispielkalkulation <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
Kostenrechnung für die Kultur Brokkoli am Standort Heidelberg bei einer<br />
Ausbringung von 80 mm Zusatzwasser<br />
Annahme: auch bei Wasserdefizit ist marktfähiges <strong>Gemüse</strong><br />
zu produzieren, das Wasserdefizit führt zu Mindererträgen<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 25
Bsp.: <strong>Tropfbewässerung</strong> Brokkoli<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 26
Bsp.: <strong>Tropfbewässerung</strong> Brokkoli<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 27
Vergleich Jahreskosten <strong>Tropfbewässerung</strong><br />
2-ha-Schlag: Arbeitszeitbedarf und Maschinenkosten bei vier Zusatzwassergaben<br />
von jeweils 17,5 mm Höhe über eine <strong>Tropfbewässerung</strong>sanlage (für 2 Jahre verlegt)<br />
Arbeit Zeit Lohn<br />
Maschinenkosten<br />
fix variabel<br />
AKh/(ha*a) €/(ha*a) €/(ha*a) €/(ha*a)<br />
Materialtransport Hof-Feld 0,14 2,10 0,57 0,84<br />
Verlegung mit Gerät 1,68 25,20 11,05 12,89<br />
<strong>Tropfbewässerung</strong> anschließen 1,67 25,05 0,93 0,90<br />
<strong>Tropfbewässerung</strong> betreiben 1,92 28,80 18,12 2,76<br />
Bewässern 771,44 95,20<br />
<strong>Tropfbewässerung</strong> entwässern,<br />
Verbindungen lösen, Abbau<br />
4,27 64,05 12,24 14,02<br />
Materialtransport Feld-Hof 0,19 2,85 0,78 1,18<br />
Lohnkosten 148 €/(ha *a)<br />
Maschinenkosten 943 €/(ha *a)<br />
Zusatzwasser 140 €/(ha *a)<br />
Summe Kosten 1231 €/(ha *a)<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 28<br />
Jahreskosten für die Ausbringung<br />
von 70 mm Zusatzwasser<br />
verändert nach KTBL-Datensammlung<br />
Feldbewässerung (2010)
Vergleich Jahreskosten Systeme<br />
2 ha Schlag, 4x25 mm<br />
Zusatzwasser<br />
(<strong>Tropfbewässerung</strong><br />
17,5 mm); 0,20€/m³<br />
Rheinstetten, 31.01.2012 / Folie 29<br />
Zeit<br />
Akh/(ha*a)<br />
Lohn<br />
€/(ha*a)<br />
Maschinen<br />
€/(ha*a)<br />
Wasser<br />
€/(ha*a)<br />
MBM + Einzelregner 3,84 58 131 200 389<br />
MBM + Düsenwagen 6,04 91 197 200 488<br />
SUMME<br />
€/(ha*a)<br />
Rohrberegnung 8,22 123 692 200 1.015<br />
<strong>Tropfbewässerung</strong> 9,87 148 943 140 1.213<br />
5 ha Schlag, 5x20 mm<br />
Zusatzwasser<br />
(<strong>Tropfbewässerung</strong><br />
14 mm); 0,20€/m³<br />
Zeit<br />
Akh/(ha*a)<br />
Lohn<br />
€/(ha*a)<br />
Maschinen<br />
€/(ha*a)<br />
Wasser<br />
€/(ha*a)<br />
MBM + Einzelregner 2,75 41 164 200 405<br />
MBM + Düsenwagen 3,05 46 285 200 531<br />
SUMME<br />
€/(ha*a)<br />
Rohrberegnung 9,60 144 930 200 1.274<br />
<strong>Tropfbewässerung</strong> 16,70 251 1662 140 2.053<br />
MBM = Mobile Beregnungmaschine<br />
verändert nach KTBL-Datensammlung<br />
Feldbewässerung (2010)
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit<br />
www.lvg-heidelberg.de
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