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1
Pflanzenentwicklung und Anbaubedingungenim Klimawandelim Klimawandel
---Praktische Empfehlungen
des Deutschen Wetterdienstes
- Das Bodenwasser -
Falk BöttcherDeutscher Wetterdienst, Agrarmeteorologie Leipzig
Zunahme der Ertragseinbußen durch…
Experteneinschätzung zu klima-
wandelbedingten Ertragseinbußen
2
Quelle: Jaksch
2
3A. Becker 2015
Seit 1881 ist die Niederschlagssumme in Deutschland 1 geringfügig und nicht signifikant zurückgegangen2
4
3
Seit 1882 ist die Niederschlagssumme im Winter in Deutschland 1 um rund 26% gestiegen2
5
250,0
Angermünde Artern Chemnitz CottbusDresden Erfurt Gera GörlitzLeinefelde Magdeburg Meiningen NeuruppinOschatz Potsdam Schkeuditz SeehausenWittenberg Linear (Angermünde) Linear (Artern) Linear (Chemnitz)Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera)Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen)Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz) Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz)Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)
Änderung des Niederschlages zwischen April und Juni
150,0
200,0
der
sch
lag
shö
he
in m
m
100,0
150,0
19
51
19
53
19
55
19
57
19
59
19
61
19
63
19
65
19
67
19
69
19
71
19
73
19
75
19
77
19
79
19
81
19
83
19
85
19
87
19
89
19
91
19
93
19
95
19
97
19
99
20
01
20
03
20
05
20
07
20
09
20
11
20
13
Nie
d
6
4
275,0
Trend der Niederschläge Juli bis September
125,0
175,0
225,0
Nie
der
sch
lag
shö
he
in m
m
75,0
1951
1953
1955
1957
1959
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
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1997
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2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
JahreAngermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt
Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin
Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde)
Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera)
Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz)
Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)
800,0
Trend der Jahresniederschläge
500,0
600,0
700,0
Nie
der
sch
lag
shö
he
in m
m
400,0
1951
1953
1955
1957
1959
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
JahreAngermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt
Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin
Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde)
Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera)
Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz)
Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)
5
700,0
750,0
Trend der Jahressumme der pot. Verdunstung über Gras (Penman/Wendling)
500,0
550,0
600,0
650,0
Ver
du
nst
un
g i
n m
m
450,0
1951
1953
1955
1957
1959
1961
1963
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
2003
2005
2007
2009
2011
2013
JahreAngermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt
Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin
Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde)
Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera)
Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz)
Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)
Chemnitz Cottbus Doberlug-Kirchhain
Dresden-Klotzsche
Gera-Leumnitz
Görlitz Leipzig-Schkeuditz
Wittenberg
Stat.-ID 10577 10496 10490 10488 10567 10499 10469 10474
Breite 50°79’ 51°78’ 51°65’ 51°13’ 50°88’ 51°16’ 51°44’ 51°89’
Länge 12°87’ 14°32’ 13°58’ 13°76’ 12°13’ 14°95’ 12°24’ 12°65’
m ü. NN 418 69 96,8 227 311 238 131 105
Veränderungen des Auftretensvon Schauern und Gewittern
300
350
Mittel 179 168 120 135 164 176 143 127
Median 165 171 115,5 137 169 179 143 122
Max (Jahr) 310(1998)
239(1987)
198(1967)
171(2007)
270(1999)
282(1981)
245(1967)
219(2004)
Min (Jahr) 93(1974/75)
92(1963)
58(1989)
83(1975)
91(1974)
88(1975)
75(1980/89)
51(1989)
Stabw 56,93 33,86 28,7 22,68 40,80 47,83 37,28 33,59
Rel. Trend(%)
69,9 37,6 -6,7 23,6 47,1 38 7 27,9
10
0
50
100
150
200
250
300
1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Jahr
Anza
hl der
Ere
ignis
se
Signifikanz des Trends:Schwarz: nicht signifikantBlau: schwach signifikantRot: signifikant
6
Bodenfeuchtesituation am 08.06.2015
und am 13.06.2015
Index Min 0 – keine Minima unterschritten1 – der drittniedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten2 – der zweitniedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten3 – der niedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten – neues absolutes Minimum
Thermografischer Vergleich Wintergersteunterschiedliche Wasserversorgungsvarianten04 06 2010 13 MEZ04.06.2010, 13 MEZ
optimal wasserversorgt unter Trockenstress
12
Fridericus FridericusSorte: Campanile Campanile
7
Speichervermögen des Bodens
13
Werte der Saugspannungskurve aus einer Stechzyl-inderbeprobung bis 60 cm Tiefe im Leipziger Raum(Werte in der Tabelle geben den voluminarenWassergehalt an)
nFK in % Pflanzenentwicklung
< 30 die Pflanze steht unter Wasserstress, mit Ertragseinbußen ist
Auswirkungen unterschiedlicher Bodenfeuchten auf das Pflanzenwachstum
zu rechnen
30 - 50 noch ausreichende Wasserversorgung der Pflanzen
50 - 80 optimales Wasserangebot
80 - 100 Beginn der Überversorgung, Gefahr von Sauerstoffmangel
> 100 Überversorgung und Sauerstoffmangel
8
Bodenfeuchte (Ende der Winterruhe bis Ernte, Winterweizen)
Quelle: MA Julia Peter (HTW Dresden, 2014)
Beregnungsbedürftigkeit
16
Standort Leipzig, Grünland, WEREX IV Autor: Frank Heyner
9
Ertragsschwankungen bei Zwiebeln
-100
-50
0
50
100
150
chw
anku
ng
en [
dt/
ha]
-100
-50
0
50
100
150
200
250
sch
wan
kun
gen
[d
t/h
a]
ohne Beregnung mit Beregnung
17
-250
-200
-150
Ert
rag
ssc
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
-250
-200
-150
100
Ert
rag
ss
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
160
Buschbohnen ohne und mit Beregnung,
20406080
100120140160
Fris
ch
ma
ss
e d
t/h
a
ohne Beregnung mit Beregnung
18
020
Classic
Balsas
Scu
ba
Boston
Rivergaro
Ale
xandra
Parke
r
Ce
rdou
Alb
any
Ca
nzone
Venice
Paulista
Mitte
lwe
rt
10
800
ohne Beregnung mit Beregnung
Mittel ohne Bereg.. Mittel mit Bereg.
Kartoffelerträge (RG 3) am Standort Straußfurt von 1994 bis 2006
400
500
600
700
800
ktw
aree
rtra
g
[dt/
ha]
421 dt/ha
602 dt/ha
19
200
300
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
Mar
k
Ergebnisse zur Beregnungssteuerung von Kartoffeln in Straußfurt(Mittelwerte der fünf Speisekartoffelsorten)
300
400
500
600
700
800
arto
ffel
ertr
ag (
dt/
ha)
2004 2005 2006 2004 - 2006
345 431 590 455 425 482 604 504 448 526 706 560
11 % Mehrertrag
23 % Mehrertrag
20
0
100
200
unberegnet reduz. beregnet KWB-beregnet
Prüfvarianten
Ka 345 431 590 455 425 482 604 504 448 526 706 560
11
Kartoffel Cottbus30%nFK
Beregnungsbedürftigkeit
Sehr signifikante – hochsignifikante Trends
21
Bodenfeuchtemessungen mit FDR-Rohrsonde DWD-KU 3 LZ
Datum Uhrzeit 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm 50-60 cm Tiefe
2009.08.10 14:32:32 11.3 11.9 33.2 45.3 49.0 46.0 %nFK
2009.08.10 15:02:32 11.7 12.1 33.0 45.4 49.1 46.1 %nFK
Regenverdaulichkeit des Bodens(Grasfläche im Klimagarten DWD Leipzig-Holzhausen)
Ereignis: Schauer mit einer Niederschlagsmenge von 9 mm in der halben Stunde
Resultat: Diese recht hohe Niederschlagsmenge kommt kaum dem Boden zugute!
2009.08.12 19:02:32 11.7 9.8 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 19:32:32 16.2 10.9 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 20:02:32 16.5 10.8 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 20:32:32 19.0 10.8 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 21:02:32 19.0 10.7 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 21:32:32 18.8 10.6 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 22:02:32 20.5 10.6 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK
2009.08.12 22:32:32 21.2 10.5 30.5 44.2 49.1 46.0 %nFK2009.08.12 22:32:32 21.2 10.5 30.5 44.2 49.1 46.0 %nFK
2009.08.12 23:02:32 20.9 10.4 30.4 44.2 49.1 46.0 %nFK
2009.08.12 23:32:32 20.8 10.4 30.4 44.2 49.1 46.0 %nFK
2009.08.13 00:02:32 20.7 10.3 30.4 44.2 49.1 46.0 %nFK
Ereignis: Landregen mit insgesamt 4 mm Niederschlag über 5 Stunden.
Resultat: Von den gefallenen 4 mm werden ca. 3 mm in den oberen 10 cm gespeichert!
22
12
1 2
1,4
1,6
1,8
2,0m
m]
Infiltration des Niederschlages des Bodens(Beregnungsversuch des LfULG Sachsen, Lüttewitz)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Infiltrat
ion
[m
1 2 3 4 5 6 7 8 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Pflug
Konservierend
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2
Beregnungsminute
Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und langjährig konservierend bearbeiteter Fläche(Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten; Quelle: LfULG)
Infiltrationsraten: Pflug: 55 %; Konservierend: 93 %,Bodenabtrag: Pflug: 246 g/m² (2,46 t/ha); Konservierend: 36 g/m² (360 kg/ha) ca. Faktor 6,8
23
Bodenbearbeitungsverfahren und Bodenwasserhaushalt(Standort Lüttewitz; Daten LfULG und Südzucker AG)
24
13
Gravimetrische Bodenfeuchtemessungen in Cunnersdorfnach der Wintwerweizenernte 2014 und 2015 (0-60 cm)
Aktueller „Winter“
Zwischenfruchtanbau – Threna 2015/16
26
14
Wasserhaushalt im Zwischenfruchtanbau(Reale Verdunstung – Gefäßversuche)
27
Wasserhaushalt im Zwischenfruchtanbau(Reale Verdunstung – Gefäßversuche)
12.0
15.0
18.0
un
g in
mm
0.0
3.0
6.0
9.0
19
.07
.20
12
21
.07
.20
12
22
.07
.20
12
23
.07
.20
12
24
.07
.20
12
25
.07
.20
12
26
.07
.20
12
30
.07
.20
12
31
.07
.20
12
01
.08
.20
12
02
.08
.20
12
04
.08
.20
12
05
.08
.20
12
06
.08
.20
12
08
.08
.20
12
11
.08
.20
12
12
.08
.20
12
13
.08
.20
12
14
.08
.20
12
17
.08
.20
12
18
.08
.20
12
19
.08
.20
12
20
.08
.20
12
23
.08
.20
12
28
.08
.20
12
29
.08
.20
12
01
.09
.20
12
02
.09
.20
12
03
.09
.20
12
07
.09
.20
12
08
.09
.20
12
09
.09
.20
12
10
.09
.20
12
11
.09
.20
12
14
.09
.20
12
17
.09
.20
12
18
.09
.20
12
20
.09
.20
12
21
.09
.20
12
28
.09
.20
12
29
.09
.20
12
30
.09
.20
12
Rea
le V
erd
un
stu
Brache (gemischt) Gelbsenf Phacelia
28
(g )
15
Wasserhaushalt im Zwischenfruchtanbau(Reale Verdunstung – Gefäßversuche)
5.0
6.0
7.08.0
9.0
stu
ng
in m
m
0.0
1.02.0
3.0
4.0
19.
07.2
012
21.0
7.20
1222
.07.
2012
23.0
7.20
1224
.07.
2012
25.0
7.20
1226
.07.
2012
30.0
7.20
1231
.07.
2012
01.0
8.20
1202
.08.
2012
04.0
8.20
1205
.08.
2012
06.0
8.20
1208
.08.
2012
11.0
8.20
1212
.08.
2012
13.0
8.20
1214
.08.
2012
17.0
8.20
1218
.08.
2012
19.0
8.20
1220
.08.
2012
23.0
8.20
1228
.08.
2012
29.0
8.20
1201
.09.
2012
02.0
9.20
1203
.09.
2012
07.0
9.20
1208
.09.
2012
09.0
9.20
1210
.09.
2012
11.0
9.20
1214
.09.
2012
17.0
9.20
1218
.09.
2012
20.0
9.20
1221
.09.
2012
28.0
9.20
1229
.09.
2012
30.0
9.20
12
Rea
le V
erd
un
s
AET in mm Brache Gefäß 23 (unbew achsen) AET in mm Brache Gefäß 28 (ab 10.08. beginnender Bew uchs, ab 02.09. mit Unkraut bedeckt)
29
Wasserhaushalt im Zwischenfruchtanbau(Reale Verdunstung – Gefäßversuche)
6
9
stu
ng
in m
m
0
3
01.
09.2
012
02.0
9.20
12
03.0
9.20
12
07.0
9.20
12
08.0
9.20
12
09.0
9.20
12
10.0
9.20
12
11.0
9.20
12
14.0
9.20
12
17.0
9.20
12
18.0
9.20
12
20.0
9.20
12
21.0
9.20
12
28.0
9.20
12
29.0
9.20
12
30.0
9.20
12Rea
le V
erd
un
s
AET in mm Brache (Gefäß 28, voll bew achsen) AET in mm Gelbsenf AET in mm Phacelia
30
16
Wasserhaushalt (Mitscherlichgefäße): Mulchvariante,Zwischenfruchtvariante und Brachevarianten
(relative Darstellung: unbearbeitete und bewuchsfreie Brache = 100%)
300
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Zwischenfrucht Planterra ZWH 4022 Vitalis extra Brache unbearbeitet, mit Unkraut
Brache unbearbeitet, unkrautfrei Brache bearbeitet, unkrautfrei
Weizenstrohmulch
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