B EWÄSSERUNGSMETHODEN und der Einsatz von modernen Methoden zur Wassereinsparung ein Vortrag von...

BEWÄSSERUNGSMETHODENund der Einsatz von modernen Methoden zur

Wassereinsparung

ein Vortrag von Viktoria Scheff und Christoph Dittmer

Hydrologie Kolloquium SoSe 2011Prof. Dr. rer. nat. Manfred Koch

GLIEDERUNG

Daten zu Wasser und Landwirtschaft Bewässerungsmethoden Methoden zur Wassereinsparung Ausblick und Fazit

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WASSER UND LANDWIRTSCHAFT

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Anstieg der Bevölkerung

2011

6,8 Mrd

4.500 km³

WASSER UND LANDWIRTSCHAFT

40,25 % landwirtschaftliche Wasserentnahmen in Deutschland

Verteilung der Wassernutzung in Haushalten, der Industrie und der Landwirtschaft weltweit

BEWÄSSERUNG

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20 % der gesamten Anbaufläche werden bewässert

3,3 % der Landwirtschaftsfläche in Deutschland

WASSER UND LANDWIRTSCHAFT

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Wasserverfügbarkeit global: 36.687 km³/a

Wasserentnahmen global: 3.572 km³/a

ABER: Wasser ist oft nicht in den Gebieten, wo es benötigt wird

In Gebieten mit Wassermangel sind Verringerungen des Wasserverbrauchs insbesondere in der Landwirtschaft notwendig

In Zukunft: more crop per drop= Reduzierung der Wasserverluste in der Landwirtschaft durch verbesserte Produktionsweisen

Einsparpotentiale?

BEWÄSSERUNGSMETHODEN

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Geologie (Bodeneigenschaften, Geländeneigung, …)

Bewässerungstechniken (abhängig vom Saatgut)

Effizienz der Bewässerung

Bewässerung = Versorgung des Kulturlandes mit Wasser um Regen zu ersetzen (Überbrückung saisonaler Trockenphasen)

Klimatische Verhältnisse

BEWÄSSERUNGSMETHODEN

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BeregnungOberflächenbewässerung Unterflurbewässerung Tröpfchenbewässerung

Mikrobewässerung

Stauverfahren Rieselverfahren

• Beckenstau• Flächenstau• Furchenstau

• Streifenberieselung• Furchenberieselung

• ortsfeste• teilortsfeste• vollbeweglich

• Anhebung GW• Rohre

• oberirdisch• unterirdisch

OBERFLÄCHENBEWÄSSERUNG

kostengünstig geringerer technischer/personeller Aufwand hohe Verdunstungs- und Versickerungsraten

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Stauverfahren

Rieselverfahren

Ackerfurchen, planierte oder umdämmte Flächen werden unter Wasser gesetzt

gehört zu den weltweit am häufigsten angewandte Verfahren

ABER

STAUVERFAHREN

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Flächenstau Beckenstau

Furcheneinstau

< 0,1 %

< 1 cm/h1 – 20 ha

15 – 30cm tief

20 – 40cm tief

0,2 – 0,5 %

20 – 30 cm tief

RIESELVERFAHREN

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Wasser fließt durch Ackerfurchen und geneigte Flächen

Wasserverteilung durch Zuleitungskanäle

•Streifenberieselung (10-20 m breit, 150-400 m lang)

•Furchenberieselung (15-20 cm breit, 25-30 cm tief

BEREGNUNG

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Keine aufwändigen Planierungsarbeit oder Errichtung von Dämmen Mehrzweckbewässerung (Dünge- und Frostschutzmittel)

Offenes Versprühen von Wasser auf landwirtschaftliche oder gärtnerisch genutzte Flächen

Verdunstungsverluste (Interzeption) Ungleichmäßige Wasserverteilung durch Wind Hohe Anlagekoste (Energie, Betrieb, Wartung) Ausbildung von geschultem Personal

Vorteile:

Nachteile:

BEREGNUNG

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ortsfester Anlagen

teilortsfester Anlagen

vollbeweglicher Anlagen

Kreisberegnung

Beregnung mittels …

KREISBEREGNUNG

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Wasserentnahme für die Beregnung

KREISBEREGNUNG

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VERGLEICH DER BEWÄSSERUNGSVERFAHREN

Verfahren Anwendungtechn.

AufwandVerdun-

stungEffizienz

Oberflächenbewässerung aride Gebiete gering hoch 40 – 50 %

Beregnung humide/semiaride Gebiete

mittel mittel 65 – 75 %

Unterflurbewässerung humide Gebiete hoch keine 80 – 90 %

Tropfbewässerung humide Gebiete hoch keine/ gering

80 – 95 %

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MAßNAHMEN ZUR WASSEREINSPARUNG

Mikrobewässerung Bodenhilfsstoffe Saatgut Ausblick und Fazit

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MIKROBEWÄSSERUNG

oberirdisch• Oberirdische Tropfbewässerung

unterirdisch• Unterirdische Tropfbewässerung• Unterflurbewässerung• Kapillarbewässerung

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sehr sparsam exakte Wassermenge für die Pflanze kein Wasser versickert oder verdunstet im übrigen Boden Wasser wird direkt zum Wurzelbereich der Pflanze geführt Dünger und Pflanzenschutzmittel können zum Wasser

gemischt werden sehr geringe Energie- und Betriebskosten

19Tropfvorrichtung an einem Bewässerungsschlauch

TROPFBEWÄSSERUNG

TROPFBEWÄSSERUNG

Auswaschung und die Versalzung werden stark reduziert

Bewässerungswirkungsgrad liegt bei etwa 80 bis 95 %

hoher Aufwand und geringe Flexibilität

Einsatz vornehmlich für profitable und mehrjährige Kulturen wie Weinstöcke, Oliven- oder Obstbäume sowie Hopfenpflanzen

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Tröpfchenbewässerungssytem im Weinbau in New Mexico

UNTERFLURBEWÄSSERUNG

Bewässerung der Pflanzen durch Kapillaren im Boden mit Grundwasser

evtl. Wasseranreicherung unterhalb der Bodenoberfläche Anhebung des Grundwasserspiegels Unterflurverlegte Leitungen: porös oder mit

Schlitzen durch unterirdische Bewässerung wird die

Verdunstung des Wassers vermieden Gleichmäßige Wasserverteilung

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UNTERFLURBEWÄSSERUNG

durch unterirdische Verteilersysteme geht kein Land verloren

Arbeitsaufwand für die Bewässerung vergleichsweise gering

Wassereinsparung 30 – 50 % gegenüber Beregnung Versalzung des Oberbodens dadurch Entwässerung

nötig nicht für flach wurzelnde Pflanzenkulturen geeignet Hohe Errichtungskosten für die unterirdischen

Leitungen

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KAPILLARBEWÄSSERUNG

geeignet für Hobbygärtner, Gärtnereien und Verkaufsbetriebe bei Topfpflanzen

erfordert weder Druckwasser noch elektrischen Strom nutzt die Kapillarkraft durch Anpassung von Dochtmenge und

Dochtsaughöhe optimale Substratfeuchte

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BODENHILFSSTOFFE entweder hochporös und

mineralisch aufgebaut oder Kunststoffe

(„Superabsorber“) Verwendung insbesondere in

semiariden und ariden Gebieten

auch als Zuschlagstoffe zu Pflanz- und Kultursubstraten geeignet

24Grünlandflächen mit Geohumus (Aufwandmenge 100g/m²)

Grünlandflächen ohne Geohumus

BODENHILFSSTOFFE

nehmen ein vielfaches an Wasser auf

Wasserersparnis mehr Fruchtertrag

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Wasserspeicherung in Böden von Geohumus-behandelten und unbehandelten Dattelpalmen

SAATGUT

Verwendung wassersparenderer Sorten evtl. Züchtung wassersparenderer Sorten Verwendung von Pflanzen aus trockeneren Gebieten

(z.B. Trockenreis)

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AUSBLICK UND FAZIT

elektronische Steuerung der Bewässerung mittels berührungsloser Zellinnendruckmessung

Tropfrohre aus biologisch abbaubaren Kunststoffen Beregnungsmaschinenmanagement

Neue Technologien Bewässerung effizienter Technischer und personeller Aufwand Aufklärung nötig

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!

QUELLEN Wasserbau: Hydrologische Grundlagen, Elemente des Wasserbaus, Nutz- und

Schutzbauten an Binnengewässern, Daniel Vischer, Andreas Huber, Springer, 2002

„Bewässerungstechnik in landwirtschaftlichen Großbetrieben“, Dr. Heinz Sourell, Johann Heinrich von Thünen-Institut

Wassersparende Bewässerungstechnologien - Korrespondenz Wasserwirtschaft · 2009 (2) · Nr. 8

http://www.dlr-rheinpfalz.rlp.de/Internet/global/themen.nsf/ALL/EF89114C423470E2C125766D003E14D7?OpenDocument

http://www.usf.uni-kassel.de/ftp/lehre/schaldach/vl_einfuehrung_umweltwissenschaften/umwelt02-wasser-state.pdf

http://de.wikipedia.org/wiki/Bew%C3%A4sserung http://de.wikipedia.org/wiki/Tr%C3%B6pfchenbew%C3%A4sserung http://www.kapillar-ortmann.de/ http://www.geohumus.com http://de.wikipedia.org/wiki/Substrat_%28Boden%29 http://de.wikipedia.org/wiki/Superabsorber

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