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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Steuerung der Bewässerung und Wasserbedarf von Gemüsekulturen - Bodenwasser-Modell Weihenstephan Dr. Martin Müller ALB Bayern e.V., Freising
Straubinger Vortragsreihe, Aiterhofen, 18. Januar 2016 Veranstalter: Gartenbauzentrum Bayern Süd-Ost im AELF Landshut
Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Gliederung
1. Welche Faktoren beeinflussen den Zusatzwasserbedarf?
2. Steuerung der Bewässerung mit dem Bodenwasser-Modell Weihenstephan
3. Ermittlung des Wasserbedarfs ausgewählter Gemüsekulturen
4. Zusammenfassung
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Welche Faktoren beeinflussen den Zusatzwasserbedarf?
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Allgemeine Funktionen: - Quellmittel - Lösungsmittel - Transportmittel - Baustoff, sichert Zelldruck (Turgor) - Wassergehalt von Pflanzen: 80-95 %
Nährstoffaufnahme: ~ 1 Liter Wasser / Gramm Nährstoff
Photosynthese: 6 CO2 + 6 H2O + Lichtenergie C6H12O6 + 6 O2
Ausnutzungsgrad der einfallenden Strahlung zur Bildung von Assimilaten bei landwirtschaftlichen Intensivkulturen: < 10% Kühlung: 0,64 kWh Verdunstungskälte / Liter Wasser
~ 1 % des aufgenommenen Wassers verbleiben in den Pflanzen
~ 99 % des aufgenommenen Wassers wird transpiriert
Bedeutung der Wasserversorgung für Pflanzen
Quelle: Larcher, 2001
4
Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V. 5
Wassermangel Ausbildung einer Wachsschicht Verzögertes Wachstum und Blattentwicklung Verkürzte Lebensdauer der Blätter, Laubabwurf Stoffwechselstörungen Beweglichkeit von Nährstoffen im Boden sinkt Nährstoffaneignungsvermögen sinkt (Wurzeln)
Wasserüberschuss Wasserverschwendung der Pflanzen Schwache Wurzelausbildung Luft- und Sauerstoffmangel im Boden Verzögerte Bodenerwärmung & Mineralisation Krankheitsdruck steigt
Wirkung von Wassermangel und Wasserüberschuss
ZR - unbewässert - 08/2015
Kartoffeln - überwässert - 07/2011
Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Verdunstungsanspruch der Atmosphäre Globalstrahlung Temperatur, Wind Wasserdampfsättigungsdefizit der Luft
Struktur des Pflanzenbestandes Kulturart Bodendeckungsgrad Wuchshöhe Leistungsfähigkeit des Blattapparates Aneignungsvermögen (Wurzeln)
Wasserangebot Niederschläge, (Art der) Bewässerung Speichereigenschaften (Böden)
Einflussgrößen auf den Wasserverbrauch
Keine Verdunstung Verdunstung 6
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0
2
4
6
8
Globalstrahlung in kWh/m²×TagVerdunstung in mm/Tag
Einflussgrößen auf den Wasserverbrauch (2)
Verlauf der Verdunstung in Abhängigkeit von der Globalstrahlung und dem Entwicklungsstand, Speisekartoffeln 2015
LfL-Wetterstation Obersteinbach, Lks. Roth
Auflaufen Höhe 15 cm
Bestandes-schluss
Laubfärbung Beginn
Laubfärbung 50%
GS
in [k
Wh/
m²×
Tag]
, Ve
rdun
stun
g in
[mm
/Tag
]
Rahmenbedingungen: leistungsfähiger Bestand mit guter Wasserversorgung
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V. 8
Witterung 2015 und klimatische Bedingungen
Standort (LfL-Station)
2015 im Vergleich zum Mittel der letzten 20 Jahre (1996 - 2015)
Temperatur Globalstrahlung Niederschlag
2015 96-15 Δ % 2015 96-15 Δ % 2015 96-15 Δ %
in [°C] in [%] in [kWh/m²] in [%] in [mm] in [%] Roggenstein (Lks. FFB) 9,7 8,7 11 1.310 1.150 14 810 910 -11
Neusling (Lks. DGF) 10,0 9,0 11 1.170 1.090 7 580 755 -23
Obersteinbach (Lks. RH) 10,4 9,2 13 1.140 1.120 2 530 690 -23
Köfering (Lks. R) 10,4 8,8 18 1.200 1.110 8 540 670 -19
Veitshöchheim (Lks. WÜ) 11,0 9,9 11 1.150 1.060 8 450 610 -26
Mittelwert (Bayern) 10,3 9,1 13 1.190 1.110 8 580 730 -20
… in bayerischen Anbauregionen
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Keine nachhaltigen Trends im Sinne des Klimawandels!
Entwicklung des Wetters in Bayern (1996 bis 2015)
Datengrundlage: LfL-Stationen (Roggenstein Lks. FFB, Neusling Lks. DGF, Obersteinbach Lks. RH, Köfering Lks. R, Veitshöchheim Lks WÜ);
6
8
10
1995 2000 2005 2010 2015
Jahresmitteltemperatur in [°C]
Tem
pera
tur
in [°
C]
R² = 0,30
900100011001200
1995 2000 2005 2010 2015
GS, Jahressumme in [kWh/m²]
Glo
bals
trahl
ung
in
kW
h/m
²]
R² = 0,52
500700900
1100
1995 2000 2005 2010 2015
Jahrsniederschlag in [mm]
Nie
ders
chla
g in
[mm
]
R² = 0,02
Gemittelte Werte über fünf Anbau-regionen in Bayern
2015
Mittelwert (Bayern): Δ Temperatur = +0,6°C / 10 Jahre Δ Globalstrahlung = +86 kWh/m² / 10 Jahre
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Wasser-Speichereigenschaften Zwei Kriterien: - Fähigkeit, Wasser entgegen der Schwerkraft zu halten - Fähigkeit, Wasser an Pflanzen abzugeben
Wasserbindung an den Boden
Nur in engen Grobporen und Mittelporen wird Wasser entgegen der Schwerkraft gehalten und ist zugleich pflanzenverfügbar (= Nutzbare Feldkapazität nFK)
Wasser-Leitfähigkeit Wasserabführung über Grobporen Maximal bei voller Wassersättigung Leitfähigkeit sinkt mit Austrocknung
Puffereigenschaften von Böden
gering mittel groß
Weite Grobporen > 50 µm
Enge Grobporen u. Mittelporen 50 - 0,2 µm
Feinporen < 0,2 µm
Bodenart Leitfähigkeit Sand 5 cm/h Lehm 2 cm/h Ton 0,5 cm/h
Quelle: Scheffer / Schachtschabel, 2002 10
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Einflussfaktoren auf die nutzbare Feldkapazität nFK
Bodenart (Körnung)
Gehalt an organischer Substanz Lagerungsdichte des Bodens Steinanteil Gründigkeit Durchwurzelbarkeit Kapillarer Aufstieg
Kenntnis der nFK: Grundvoraussetzung für bedarfsgerechtes Bewässern!
Puffereigenschaften von Böden (2)
130
90
Kartoffelacker im Altmühltal - unbewässert - 08/2015
Nutzbare Feldkapazität nFK / mm Pflanzenverfügbar speicherbare Gaben / mm Zusatzwasserbedarf (MW 00-14) / mm
22 136
72 33
50 12 157
90 5 136
50 3
130 72 8
157
Zum Zeitpunkt des Knollenansatzes bei Wurzeltiefen von etwa 30 cm
(1) Beregnung
(1) (2)
(1) (2)
(1) (2)
(2) Tropfbewässerung
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Puffereigenschaften von Böden (3)
Pflanzenverfügbar speicherbare Einzelwassergaben und Zusatz-wasserbedarf (Kartoffeln) in Abh. von der nutzbaren Feldkapazität
Zusatzwasserbedarf / Saison
Kapillarer Aufstieg ?
Zusa
tzw
asse
rbed
arf i
n [m
m/S
aiso
n]
Mög
liche
Ein
zelg
aben
in [m
m/T
ag]
Pflanzenverfügbare Wassergaben
nutzbare Feldkapazität in [mm] nutzbare Feldkapazität in [mm]
Mittelwert 2000 bis 2014
Berechnungen zu Kartoffeln: LfL-Wetterstation Obersteinbach, Lks. RH (MW 2000-2014) 12
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Puffereigenschaften von Böden (4)
Pflanzenverfügbares Wasser aus dem Grundwasser - Kapillarer Aufstieg
Bodenart
Kapillarer Aufstieg in [mm/Tag]
Distanz Grundwasserspiegel zu Untergrenze Wurzelzone
50 cm 100 cm
Schwach lehmiger Sand (Sl2) 1,7 0,2
Schwach toniger Schluff (Ut2) > 5 4,4
Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, 2005
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Aufnahme von Niederschlägen und Beregnungs-Wassergaben
Beispiel:
Sandboden mit nFK (Boden) = 10 Vol.-%
10 mm Niederschlag = = 10 Liter / Quadratmeter = = 100 m³ / ha
Sättigung der Böden von oben nach unten
Puffereigenschaften von Böden (5)
15.07.2010, Lks. RH
10 cm
nFK (Anbausystem) = = nFK (Boden) x Wurzeltiefe = = 10 mm / 10 cm Bodentiefe x 60 cm = 60 mm
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-100
-80
-60
-40
-20
0
Wurzelentwicklung
Aneignungsvermögen verschiedener Kulturbestände W
urze
ltief
e in
[cm
]
Große kulturartspezifische Unterschiede Leistungsfähigkeit des Wurzelsystems nimmt mit zunehmender Tiefe
schnell ab Austrocknung der Böden von oben nach unten
Kartoffeln Winterweizen
Winterraps
Zuckerrüben
Mais
Salat, Frühjahr Salat, Sommer
Zwiebeln
Einlegegurken
Kopfkohl
15
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-100
-80
-60
-40
-20
0
Wurzelentwicklung
Aneignungsvermögen verschiedener Kulturbestände W
urze
ltief
e in
[cm
]
Große kulturartspezifische Unterschiede Leistungsfähigkeit des Wurzelsystems nimmt mit zunehmender Tiefe
schnell ab Austrocknung der Böden von oben nach unten
Kartoffeln Winterweizen
Winterraps
Zuckerrüben
Mais
Salat, Frühjahr Salat, Sommer
Zwiebeln
Einlegegurken
Kopfkohl
Wurzelundurchlässige Zone z.B. Kies-Mergelschichten, Strohmatten, Unterbodenverdichtungen
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Puffereigenschaften von Böden (6)
Bodenart Nutzbare Feldkapazität
Durchmesser Durchfeuchtungszone*
leicht, Sand (S) 9 Vol.% 25 cm leicht, schwach lehmiger Sand (lS) 13 Vol.% 30 cm mittel, stark lehmiger Sand (llS) 16 Vol.% 35 cm mittel, sandiger Lehm (sL) 19 Vol.% 40 cm mittel, schluffiger Lehm (uL) 22 Vol.% 45 cm schwer, toniger Lehm (tL) 17 Vol.% 50 cm schwer, lehmiger Ton (lT) 14 Vol.% 55 cm schwer, Ton (T) 10 Vol.% 60 cm
Nutzbare Feldkapazität und horizontale Ausbreitung von Tropfbewässerungsgaben in Abhängigkeit von der Bodenart
Bei Sandböden überwiegen Grobporen Bei Tonböden überwiegen Feinporen Lehmböden haben gleichmäßige Porengrößenverteilung: ausgewogene Eigenschaften bzgl. Speicherfähigkeit und Leitfähigkeit Horizontale Ausbreitung steigt mit zunehmender Schwere der Böden
* Tropfbewässerung
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Puffereigenschaften von Böden (7)
Verfügbarkeit des Bodenwassers in Abhängigkeit von der Bodenart
Quelle: Agro-Klima Projekt der LfL, 2011 18
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| Mai | Juni | Juli | August |
… in Abhängigkeit vom Bodenfeuchtegrenzwert der Beregnung
Zusatzwasserbedarf bei Kartoffeln
010203040 Niederschlag [mm]
Temperatur [°C]
Witterungsverlauf
Beregnung
0
30Schwelle 35% nFK
0
30 Schwelle 50% nFK
0
30 Schwelle 65% nFK
Summe: 290 mm
Summe: 230 mm
Summe: 150 mm
Berechnungen: LfL-Wetterstation Obersteinbach, Lks. RH, 2015
Ber
egnu
ng in
[mm
]
19
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… in Abhängigkeit vom Bodenfeuchtegrenzwert der Beregnung
Bodenfeuchte, Verdunstung und Versickerung
0
20
40
60
80
100keine Beregnung Schwelle 35% nFKSchwelle 50% nFK Schwelle 65% nFK
Pfla
nzen
verfü
gbar
es
Bod
enw
asse
r in
[mm
] nFK = 100%
Feuchtegrenzwert der Beregnung
Beregnung (Summe)
Verdunstung Versickerung Zeitraum: 16. Mai bis 15. August
Keine Beregnung - 175 mm 0 mm 35% nFK 150 mm 290 mm 0 mm 50% nFK 230 mm 360 mm 1 mm 65% nFK 290 mm 375 mm 14 mm
Verlauf der Bodenfeuchte BF (Kartoffelacker) Berechnungen: LfL-Wetterstation Obersteinbach, Lks. RH, 2015
| Mai | Juni | Juli | August |
nFK = 50%
Δ Verd. Δ BF zu unbewässert
- 115 mm 35 mm 185 mm 45 mm 200 mm 75 mm
Grundwasserneubildung
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… in Abhängigkeit vom Bodenfeuchtegrenzwert der Beregnung
Bodenfeuchte, Verdunstung und Versickerung
0
20
40
60
80
100keine Beregnung Schwelle 35% nFKSchwelle 50% nFK Schwelle 65% nFK
Pfla
nzen
verfü
gbar
es
Bod
enw
asse
r in
[mm
] nFK = 100%
Feuchtegrenzwert der Beregnung
Beregnung (Summe)
Verdunstung Versickerung Zeitraum: 16. Mai bis 15. August
Keine Beregnung - 175 mm 0 mm 35% nFK 150 mm 290 mm 0 mm 50% nFK 230 mm 360 mm 1 mm 65% nFK 290 mm 375 mm 14 mm
Verlauf der Bodenfeuchte BF (Kartoffelacker) Berechnungen: LfL-Wetterstation Obersteinbach, Lks. RH, 2015
| Mai | Juni | Juli | August |
nFK = 50%
Δ Verd. Δ BF zu unbewässert
- 115 mm 35 mm 185 mm 45 mm 200 mm 75 mm
Folgen einer Senkung der Beregnungsschwelle: Durchschnittliche Bodenfeuchte sinkt Wasserverfügbarkeit für die Pflanzen sinkt Wasseraufnahme sinkt Pflanzenwachstum verlangsamt sich Verdunstung und Versickerung sinken Zusatzwasserbedarf sinkt
Grundwasserneubildung
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Kulturart Bodenfeuchtegrenzwert * Quelle
Kartoffeln 50 % nFK LfL, LWK NS Frühkartoffeln 70 % nFK ALB Mais 35 % nFK LWK NS Sommergerste 50 % nFK LWK NS Übriges Getreide 35 % nFK LWK NS Winterraps 35 % nFK LWK NS Zuckerrüben 35 % nFK LWK NS Gurken (Einlegegurken) 70 % nFK AELF Landshut Zwiebeln 50 % nFK AELF Landshut Kopfsalat 75 % nFK AELF Landshut Kopfkohl 50 % nFK AELF Landshut * Im Mittel des durchwurzelten Bodenraums
(Wirtschaftliche) Grenzwerte guter Wasserversorgung
Grenzwertunterschreitung Ergänzungsbewässerung
Wasserbedarf verschiedener Kulturbestände
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0
2
4
6
8
10Wasserverbrauch an heißen TagenMittlerer Tageswasserverbrauch während der Hauptvegetation
Wasserbedarf verschiedener Kulturbestände
Berechnungen: Bodenwasser-Modell Weihenstephan, LfL-Wetterstation Neusling, Lks. DEG (MW 01-15)
Was
serv
erbr
auch
in [m
m /
Tag]
4,0 mm / Tag
7,5 mm / Tag
Rahmenbedingungen: vollständig entwickelte Bestände mit guter Wasserversorgung
Wasserbedarf an einzelnen heißen Tagen und mittlerer Tageswasserbedarf während der Hauptvegetation
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Steuerung der Bewässerung
mit dem
Bodenwasser-Modell Weihenstephan
Zusammenarbeit bei Entwicklung und Umsetzung: Finanzierung: Freistaat Bayern - StMELF
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Modellkonzeptionierung, Erarbeitung der Grundlagen
… anhand von Exaktversuchen zu Tropfbewässerung bei Kartoffeln
Grundlage: Agro-Klima Projekt der LfL, 2009 - 2014 25
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R
R
R
R
Zuleitung Wh. 1 & Wh. 2
64
2 73
1 5
4 63 5 7
1
317
328
320
F
F
301 302
RS6
Pr
RS4
Pr
RS3
Pr
-
F
F
F
2/3
F4/3 5/1
- RS1 RS2 RS3 RS1 RS2
3/1 3/2 3/3 4/1 4/2
RS3 RS4 RS5 RS6 RS7
303 304 305
1/1 1/1 2/1 2/2 2/3
F3/2 2/2
309 310 311306 307 308
F
F
321 322
RS5 RS3 RS7 RS4 RS6 RS3
4/3 2/3 1/1 3/1 2/1
- RS1 RS1 RS2 RS2
4/2 3/3 5/1 4/1
318 319
RS2 RS1 RS7 - RS5 RS1
1/1 F4/2 3/1F
RS6 RS2
1/1 4/3 2/2 4/1F F2/3
RS4
Zuleitung Wh. 3 & Wh. 4
343 344
4/3 3/2 5/1 3/1 2/1 4/2
Pr
FF
RS3 RS3
3/3
RS2 RS7 RS1 RS1 RS5 -
334 335 336 337 338 339 340 341 342
312 313 314 315 316
323 324 325 326 327
2
RS4 RS3 RS6 RS2 RS3
2/2 3/3F
333
4/1 4/1 2/3 4/3
329 330 331 332
3/2 2/1 5/1
Wh. 1
Wh. 2
Wh. 4
Wh. 3
Grundlage: Agro-Klima Projekt der LfL, 2009 - 2014
… anhand von Exaktversuchen zu Tropfbewässerung bei Kartoffeln
Modellkonzeptionierung, Erarbeitung Grundlagen (2)
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Grundlage: Agro-Klima Projekt der LfL, 2009 - 2014
… anhand von Exaktversuchen zu Tropfbewässerung bei Kartoffeln
Bewässerungssteuerung:
Dateneingabe per Internet
Datenspeicherung auf Server in München
Synchronisation zwischen Server und mobilem Steuerungscomputer im 10 Minutentakt (GSM-Datenübertragung)
Modellkonzeptionierung, Erarbeitung Grundlagen (3)
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Grundlage: Agro-Klima Projekt der LfL, 2009 - 2014
… anhand von Exaktversuchen zu Tropfbewässerung bei Kartoffeln
Modellkonzeptionierung, Erarbeitung Grundlagen (4)
Dammkern trocknet aus Gerichtetes Wurzelwachstum
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Grundlage: Agro-Klima Projekt der LfL, 2009 - 2014
… anhand von Exaktversuchen zu Tropfbewässerung bei Kartoffeln
Modellkonzeptionierung, Erarbeitung Grundlagen (5)
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Faktoren der Bewässerungssteuerung
Pflanze
Boden
Technik
Witterung
Niederschlag Sonnenstrahlung, Temperatur,
Wind, rel. Luftfeuchte (Einfluss auf Verdunstung)
Wasserbedarf Aneignungs-
vermögen im Boden
nFK Durchwurzelbarkeit Saugspannung,
Leitfähigkeit
Beregnung (flächig) Tropfbewässerung
(punktuell)
Wechselwirkungen
30
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Tagesbilanz = (Niederschlag + Bewässerung) - / mm (Verdunstung + Versickerung) Grasreferenz-Verdunstung nach Sickerwassermodell Penman-Moteith inkl. Wurzelwachstum (FAO Irrigation & Drainage paper 56) x Verdunstungsfaktoren (Kulturart- und stadienabhängig)
Modell-Bestandteile
Termine Höhe der jeweiligen Einzelgaben Vorgaben des Anwenders lassen sich berücksichtigen Flexible Umsetzung möglich
A) Klimatische Wasserbilanz (Berechnung der Bodenfeuchte)
B) Planungsinstrument für konkrete Bewässerungsmaßnahmen
Erweiterung
Neuentwicklung
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Online-Anwendung 1: Einzelgaben-App
Beispiel: Tropfbewässerung zu Einlegegurken
Bis zu welcher Höhe sind Einzelgaben pflanzenverfügbar?
Foto: M. Göttl, AELF Landshut, 2014
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Welche Einzelgaben sind möglich?
Tropfbewässerung zu Einlegegurken
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Die Angaben haben Einfluss auf den Anteil des durchfeuchteten Bodens und damit auf die Größe des pflanzenverfügbaren Bodenwasserspeichers
Bezugstermin: Wurzeltiefe = 20 cm (Min) Wachstumskurve: Logistische Funktion Dauer: bis 60 cm (Max): ca. 40 Tage
Tropfbewässerung zu Einlegegurken
Welche Einzelgaben sind möglich?
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Fall A: - Sandiger Lehm - nFK = 19 Vol.-% - Durchfeuchtung: 40 cm ϕ
Tropfbewässerung zu Einlegegurken Schlauchabstand: 150 cm Tropferabstand: 30 cm Feuchtegrenzwert: 70 % nFK Wurzeltiefe: 60 cm
Welche Einzelgaben sind möglich?
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Empfehlung
Fall A: - Sandiger Lehm - nFK = 19 Vol.-% - Durchfeuchtung: 40 cm ϕ
Schlauchabstand: 150 cm Tropferabstand: 30 cm Feuchtegrenzwert: 70 % nFK Wurzeltiefe: 30 cm
Tropfbewässerung zu Einlegegurken
Welche Einzelgaben sind möglich?
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Online-Anwendung 2: Bewässerungs-App
Beispiel: Tropfbewässerung von Einlegegurken
Ab wann soll bewässert werden? Wie hoch ist der Wasserbedarf? Wie groß dürfen die Einzelgaben sein? Effekte der Bewässerung?
Foto: M. Göttl, AELF Landshut, 2014
37
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Wann bewässern? In welcher Höhe?
Tropfbewässerung von Einlegegurken
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Wann bewässern? In welcher Höhe?
Tropfbewässerung von Einlegegurken
39
Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Wann bewässern? In welcher Höhe?
Tropfbewässerung von Einlegegurken
kc = 0,9 kc = 0,6
Verdunstungsfaktoren: fruchtart- und stadienspezifisch
kc = 1,2
40
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Wann bewässern? In welcher Höhe?
Tropfbewässerung von Einlegegurken
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Wann bewässern? In welcher Höhe?
Tropfbewässerung von Einlegegurken
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Tropfbewässerung von Einlegegurken - Anbaujahr 2015
Wann bewässern? In welcher Höhe?
= 2 x 3 mm
Bewässerung 2015: 306 mm
Δ Grundwasser-neubildung
Ernteende
Erntebeginn
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Abstimmung der Bewässerungsintensität
… auf die verfügbaren Wassermengen (Entnahmerechte Brunnen)
Strategische Stellgrößen:
Start und Ende der Bewässerungsperiode Feuchtegrenzwert des Bodens (Beregnungsschwelle)
Intensität der Bewässerung so einstellen, dass Wasserbedarf im Mittel der vergangenen 10 oder 15 Jahre < Entnahmerechte Brunnen
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Straubinger Vortragsreihe des AELF Landshut, 2016 – M. Müller, ALB Bayern e.V.
Ermittlung des Wasserbedarfs ausgewählter Gemüsekulturen Berechnungsgrundlage:
Bodenwasser-Modell Weihenstephan
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Tropfbewässerung von Einlegegurken
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Betrachtungszeitraum: 10. April bis 20. September
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 306 mm Niederschlag 319 mm 319 mm Verdunstung 339 mm 595 mm Δ Verdunstung + 256 mm Versickerung 51 mm 51 mm Δ Versickerung* + 0 mm Δ Bodenfeuchte* + 50 mm * Grundwasserneubildung
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 204 mm
428 mm 428 mm 395 mm 548 mm
+ 153 mm 74 mm 85 mm
+ 11 mm + 40 mm
Foto: M. Göttl, AELF Landshut, 2014
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Tropfbewässerung von Einlegegurken (2)
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Betrachtungszeitraum: 10. April bis 20. September
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 316 mm Niederschlag 319 mm 319 mm Verdunstung 307 mm 593 mm Δ Verdunstung + 286 mm Versickerung 61 mm 61 mm Δ Versickerung* + 0 mm Δ Bodenfeuchte* + 30 mm * Grundwasserneubildung
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 211 mm
428 mm 428 mm 368 mm 543 mm
+ 175 mm 84 mm 99 mm
+ 15 mm + 21 mm
Foto: M. Göttl, AELF Landshut, 2014
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Beregnung von Zwiebeln - Anbaujahr 2015
Wann bewässern? In welcher Höhe?
Bewässerung 2015: 150 mm
Δ Grundwasser-neubildung
Beregnungsbeginn Beregnungsende
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Beregnung von Zwiebeln
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 150 mm Niederschlag 265 mm 265 mm Verdunstung 329 mm 433 mm Δ Verdunstung + 104 mm Versickerung 14 mm 14 mm Δ Versickerung* + 0 mm Δ Bodenfeuchte* + 46 mm
Betrachtungszeitraum: 16. April bis 15. August
* Grundwasserneubildung
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 102 mm
339 mm 339 mm 339 mm 407 mm
+ 68 mm 26 mm 29 mm
+ 3 mm + 31 mm
Foto: M. Göttl, AELF Landshut, 2014
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
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Beregnung von Kopfkohl
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 210 mm Niederschlag 299 mm 299 mm Verdunstung 329 mm 491 mm Δ Verdunstung + 162 mm Versickerung 20 mm 20 mm Δ Versickerung* + 0 mm Δ Bodenfeuchte* + 48 mm
Betrachtungszeitraum: 1. Mai bis 20. September
* Grundwasserneubildung
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 94 mm
395 mm 395 mm 385 mm 448 mm
+ 63 mm 32 mm 37 mm
+ 5 mm + 26 mm
Foto: M. Göttl, AELF Landshut, 2014
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
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Beregnung von Salat - Frühjahr 2015
Wann bewässern? In welcher Höhe?
Bewässerung 2015: 80 mm
Beregnungsbeginn Beregnungsende
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Beregnung von Salat, Frühjahr
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 80 mm Niederschlag 153 mm 153 mm Verdunstung 172 mm 216 mm Δ Verdunstung + 44 mm Versickerung 0 mm 27 mm Δ Versickerung + 27 mm Δ Bodenfeuchte + 9 mm
Betrachtungszeitraum: 16. März bis 31. Mai
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 88 mm
161 mm 161 mm 152 mm 220 mm
+ 68 mm 23 mm 37 mm
+ 14 mm + 6 mm
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
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Beregnung von Salat, Sommer
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 67 mm Niederschlag 102 mm 102 mm Verdunstung 118mm 137 mm Δ Verdunstung + 19 mm Versickerung 10 mm 23 mm Δ Versickerung + 13 mm Δ Bodenfeuchte + 35 mm
Betrachtungszeitraum: 1. Juni bis 3. Juli
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 80 mm
98 mm 98 mm 103 mm 139 mm
+ 36 mm 14 mm 24 mm
+ 10 mm + 34 mm
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
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Beregnung von Salat, Herbst
2015 Bewässerung
ohne mit Bewässerung - 126 mm Niederschlag 56 mm 56 mm Verdunstung 89 mm 166 mm Δ Verdunstung + 77mm Versickerung 0 mm 0 mm Δ Versickerung* + 0 mm Δ Bodenfeuchte* + 49 mm
Betrachtungszeitraum: 5. August bis 20. September
* Grundwasserneubildung
Mittelwert 2001 bis 2015 Bewässerung
ohne mit - 72 mm
119 mm 119 mm 112 mm 143 mm
+ 31 mm 17 mm 31 mm
+ 14 mm + 27 mm
Anbaujahr 2015 und Mittelwert aus 15 Jahren
Zusatzwasserbedarf und Effekte der Bewässerung
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Wasserbedarf verschiedener Kulturbestände
0
200
400
600
800
646
516 452
408 383
168 139 125 145 129 125
60 33
Wasserverbrauch (ETR) in mmVegetationsdauer in Tagen
0200400600800
0 100 200 300Vegetationsdauer in Tagen
Verb
rauc
h in
mm
Verbrauch bei guter Versorgung
Zusammenarbeit:
R² = 0,91
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Berechnungen: Bodenwasser-Modell Weihenstephan LfL-Wetterstation Neusling, Lks. DGF (MW 2001-2015)
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0
50
100
150
200
98 113 168 34 30 102 204 94 88 80 72
Zusatzwasserbedarf
Wasserbedarf verschiedener Kulturbestände (2)
Boden: sandiger Lehm (sL), nFK = 19 Vol.-% * schwach lehmiger Sand (lS), nFK = 13 Vol.-% ** schwach lehmiger Sand (lS), nFK = 13 Vol.-%, Durchwurzelbarkeit: 30 cm
*
**
Zusa
tzw
asse
rbed
arf i
n [m
m /
Jahr
]
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Berechnungen: Bodenwasser-Modell Weihenstephan LfL-Wetterstation Neusling, Lks. DGF (MW 2001-2015)
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Zusammenfassung
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Bedarfsgerechte Bewässerung berücksichtigt die Witterung die Puffereigenschaften der Böden kulturartspezifische Faktoren die Art der eingesetzten Technik
Der Wasserverbrauch lässt sich steuern über Beginn und Ende der Bewässerungsperiode Bodenfeuchtegrenzwert der Bewässerung
Das Bodenwasser-Modell Weihenstephan funktioniert als Planungsinstrument (Wetter Vorjahre, Wettererwartung) Entscheidungshilfe (Empfehlung: Termine, Gabenhöhe)
Zusammenfassung
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