Springe zur Hauptnavigation Springe zu den wichtigen Themen Springe zum Inhalt
Suche schließen

Pflanze

Effiziente Bewässerungstechnik – Stand und Trends

Angesichts klimatischer Veränderungen steigen immer mehr Landwirtinnen und Landwirte in die Bewässerung ein. Der effiziente Einsatz des Betriebsmittels Wasser gewinnt damit an Bedeutung, da die genehmigten Wassermengen dem landwirtschaftlichen Betrieb Grenzen beim Wassereinsatz setzen. Jeder Millimeter Wasser sollte daher möglichst gewinnbringend eingesetzt werden.

Welche Techniken eignen sich, um das Bewässerungswasser effektiv und effizient auszubringen? Ekkehard Fricke von der Landwirtschaftskammer Niedersachsen vergleicht drei wichtige Beregnungstechniken hinsichtlich Wasserverteilung sowie Energie- und Arbeitsaufwand.

Mobile Beregnungsmaschine mit Großflächenregner

Großflächenregner in Getreide

Großflächenregner in Getreide. Quelle: Angela Riedel, Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Nach wie vor ist die mobile Beregnungsmaschine mit Großflächenregner die am weitesten verbreitete Beregnungstechnik in Deutschland. Die Gründe dafür liegen in der hohen Flexibilität und Mobilität dieser Technik und den vergleichsweise geringen Kosten bei der Anschaffung. Nachteilig ist aber der hohe Druckbedarf an der Düse und die damit einhergehenden hohen Energiekosten sowie die schlechte Wasserverteilung bei Wind.

In den letzten Jahrzehnten haben sich Rohrlängen und Rohrdurchmesser deutlich weiterentwickelt, so dass heute mobile Beregnungsmaschinen mit bis zu 1.000 m Rohrlänge bei 125 mm Rohrdurchmesser verfügbar sind. Je Maschinenaufstellung können bis zu 8 Hektar Fläche bewässert werden.

Mobile Beregnungsmaschine mit Düsenwagen

Düsenwagen mit Trommel

Düsenwagen mit Trommel. Quelle. Ekkehard Fricke, Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Anstelle des Großflächenregners kann an der mobilen Beregnungsmaschine auch  ein Düsenwagen zur Wasserverteilung eingesetzt werden. Vorteile: Die deutlich bessere Wasserverteilung gegenüber dem Großflächenregner bei Wind und der um circa. 2 bar geringere Druck an den Düsen führt zu einer Energieeinsparung von etwa 20 Prozent. Von kleinen Gemüsebaubetrieben oder zur Bewässerung von pflanzenbaulichen Versuchen, z.B. bei der Landwirtschaftskammer  Niedersachsen, werden Düsenwagen auf Grund der guten Wasserverteilgenauigkeit eingesetzt. Ansonsten haben sie sich trotz der genannten Vorteile in der breiten Praxis nicht durchgesetzt, was an dem höheren Arbeitszeitbedarf bei Auf- und Abbau und am hohen Kapitalbedarf liegt.

Ganz allgemein gilt beim Einsatz mobiler Beregnungsmaschinen: Um den Energieeinsatz im gesamten Bewässerungssystem zu reduzieren, sollten sowohl in der Beregnungsmaschine als auch bei den Zuleitungen ausreichend große Leitungsquerschnitte gewählt werden. Eine kritische Betrachtung der Leitungsdimensionierung und des gesamten Beregnungssystems bietet sich insbesondere in älteren Beregnungsnetzen an. Oftmals rechnet sich der Einbau groß dimensionierter Leitungen durch die erzielten Energieeinsparungen innerhalb weniger Jahre.

Optimierungsmöglichkeiten beim Einsatz der mobilen Beregnungsmaschine

Um die Arbeitsabläufe planbarer zu gestalten und Störungen zeitnah beheben zu können, bieten verschiedene Hersteller webbasierte Dokumentations- und Überwachungssysteme an. Hierbei sind auf den Regnern GPS-Sender und Drucksensoren installiert, welche die Standort- und Betriebsdaten permanent an einen Webserver senden. Störungen im Einzug oder Druckabfälle im System werden sofort gemeldet, sodass der Aufwand für die üblichen Kontrollfahrten erheblich reduziert werden kann. Die Systeme können zudem mit der Pumpensteuerung gekoppelt werden, sodass Elektro- oder auch Dieselpumpaggregate per Smartphone gestartet werden können.

Gerade beim Start oder Ende des Regnereinzuges werden immer wieder Straßen oder angrenzende Grundstücke mit beregnet. Diese Beregnung von Nicht-Kulturflächen und Verkehrswegen sollte unbedingt vermieden werden, da zum einen eine erhebliche Gefährdung für Verkehrsteilnehmer entstehen kann und zum anderen wertvolles Beregnungswasser verschwendet wird. Verschiedene Hersteller bieten hier Möglichkeiten zur weg-, zeit- oder positionsabhängigen Steuerung von Strahlstörern und Sektorschaltungen an. Im Idealfall kann so ein nahezu rechteckiger Beregnungsbereich am Feldrand erreicht werden.

Großflächenbewässerungstechnik

Kreisregner mit Schwenkarm

Kreisregner mit Schwenkarm. Quelle: Ekkehard Fricke, Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Für Flächen ab 25 Hektar Größe eignen sich vor allem Kreis- und Linearberegnungsmaschinen.  Diese teilortsfesten Anlagen applizieren das Beregnungswasser energieeffizient und mit einer hohen Verteilgenauigkeit durch von den Tragwerken abgehängte Niederdruckdüsen. Bei Kreisberegnungsanlagen nimmt die Düsengröße mit zunehmender Entfernung vom Zentralturm zu, sodass eine gleichmäßige Verteilung – auch bei Windeinfluss – über die gesamte Anlagenlänge gewährleistet ist. Die dichte Bestückung mit Düsen erfordert nur geringe Wurfweiten an den Einzeldüsen und ermöglicht so einen energieeffizienten Betrieb dieser Anlagen mit geringem Wasserdruck. Der Einspareffekt an Energie liegt im Vergleich zur mobilen Beregnungsmaschine mit Großflächenregner bei mindestens 50 bis 60 Prozent. Ein weiterer großer Vorteil der Großflächenberegnungstechnik liegt in der enormen Arbeitszeitersparnis.

Nachteile dieser Technik sind die Anforderungen an die Flächengröße und Struktur sowie die fehlende Möglichkeit, den beregnungswürdigen Kulturen in der Fruchtfolge folgen zu können. Die Investitionskosten dagegen entsprechen etwa denen bei Erschließung mit mobilen Beregnungsmaschinen.

Tropfbewässerung

Die Tropfbewässerung wird in Deutschland vor allem in Kulturen wie Erdbeeren, Spargel,  Zucchini oder im Strauchobstanbau eingesetzt. Die Kartoffel wäre auf Grund des Anbaus im Damm für eine platzierte Wasserabgabe eigentlich prädestiniert – die Technik konnte sich auf Grund des hohen Material- und Arbeitseinsatzes und der dadurch bedingten hohen Verfahrenskosten bislang noch nicht durchsetzen. Bei der Mechanisierung des Tropfbewässerungsverfahrens gibt es seit diesem Jahr gut funktionierende Maschinen zur mehrreihigen Tropfrohrverlegung in die Krone des Kartoffeldammes und zur Entnahme aus dem Kartoffeldamm vor der Ernte.

Die Vorteile der Tropfbewässerung liegen klar auf der Hand: Eine exakte Wasserverteilung, bei der die Pflanze trocken bleibt und eine deutliche Reduzierung des Betriebsdruckes und damit der Energiekosten im Bewässerungssystem. Zudem kann beim Einsatz einer entsprechend ausgerüsteten Kopfstation eine Düngung über die Tropfschläuche, die sogenannte Fertigation, erfolgen.

Eine neuere Entwicklung ist die Unterflurtropfbewässerung. Dabei werden die Tropfrohre in 30 - 40 cm Tiefe im Abstand von 40 - 80 cm (je nach Boden) verlegt. Eine solche Anlage, über die auch eine Nährstoffzufuhr erfolgen kann, soll eine Lebensdauer von minimal 10 Jahren haben. Damit fallen die hohen jährlichen Verfahrenskosten durch Verlegen und Entnehmen der Tropfrohre weg. Praxiserfahrungen in Deutschland gibt es mit dem System bisher nur wenig.

Sprinklerberegnung

Zur beregnungstechnischen Erschließung kleinerer Flächen kommen neben der klassischen Rohrberegnung auch Sprinkler zum Einsatz.

Sprinkler in Kartoffeln

Sprinkler in Kartoffeln. Quelle: Ekkehard Fricke, Landwirtschaftskammer Niedersachsen

Die Systeme bestehen in der Regel aus Kunststoffflachschläuchen, welche im Abstand von zehn bis zwölf Metern im Bestand ausgelegt werden. Auf dem Schlauch beträgt der Regnerabstand rund 10 Meter. Die Ein- oder Zweistrahlregner werden etwa einen Meter über der Bodenoberfläche an Stativen positioniert und bieten auch bei geringen Beregnungsintensitäten eine ganzflächige und relativ gleichmäßige Wasserverteilung. Gepaart mit einem niedrigen Betriebsdruck von 2,5 bis 4 bar ergibt sich somit auch die Möglichkeit zur energie- und wassersparenden Frostschutzberegnung z.B. in Frühkartoffeln.

Die Investitionskosten liegen mit rund 3.500Euro/ha etwa bei der Hälfte der Anschaffungskosten für ein Rohrberegnungssystem. Auf Grund der Anschaffungskosten und Arbeitserledigungskosten beim Auf- und Abbau der Anlage eignet sich die Technik nur für Kulturen, welche eine ausreichend hohe Wertschöpfung generieren.

Kriterien für eine effiziente Bewässerungstechnik

Ganz allgemein gilt:

Eine effektive und effiziente Bewässerungstechnik sollte mit möglichst wenig Energie je gefördertem m3 Wasser auskommen, eine gute Verteilgenauigkeit des Wassers gewährleisten und hinsichtlich des Arbeitszeitbedarfs günstige Werte liefern. Die Abbildung links zeigt die Bewertung der drei wichtigen Bewässerungstechniken "Mobile Beregnungsmaschine", "Kreisberegnung" und "Tropfbewässerung" in Bezug auf die genannten Kriterien. Dabei wurde die Verteilgenauigkeit des Wassers in eigenen Versuchen gemessen und die Werte für den Energieaufwand und den Arbeitszeitbedarf aus eigenen Erfahrungen abgeleitet.

Bewässerung in der Landwirtschaft

Klimaforscherinnen und Klimaforscher prognostizieren einen weiteren Anstieg der Temperaturen und eine ungünstige Verteilung der Niederschläge. Die Bewässerung landwirtschaftlicher Kulturen könnte daher in den nächsten Jahren weiter an Bedeutung gewinnen.

zum Artikel

Wirtschaftlichkeit der Feldbewässerung

Anhand eines Beispiels aus der Altmark stellt Dr. Thomas de Witte vom Thünen-Institut für Betriebswirtschaft dar, welche Kosten für Bewässerungsmaßnahmen anfallen und welche Mehrerträge zu erwarten sind.

zum Artikel

Betriebswirtschaftliche Eckdaten zur landwirtschaftlichen Bewässerung

Mit welchen Kosten müssen Landwirtinnen und Landwirte rechnen, wenn sie ihre Felder bewässern möchten? Dr. Norbert Fröba und Till Belau gehen der Frage nach und stellen notwendige Investitionen vor.

zum Artikel