Die Corona-Pandemie verändert das Leben und manche Einstellungen der Gesellschaft, deren kurz- und langfristige Auswirkungen auch auf die Praxis in den Betrieben nicht weggeblendet werden sollten. Im Wettbewerb auf dem Markt sind Kostenführerschaft und Lieferfähigkeit nach wie vor entscheidende Aspekte, aber Regionalität und Nachhaltigkeit erhalten in dieser Zeit weiteren Auftrieb. Die Optimierung von Prozessabläufen hat daher nicht nur die Rationalisierung und Verbesserung der Produktqualität zum Hintergrund, sondern noch stärker als bislang, den bewussten Umgang mit Ressourcen und Umwelt. So wird über den Sinn und Zweck von Bewässerungsanlagen im Obstbau nicht mehr diskutiert, sie sind bei Neuanlagen meist fester Teil der Planung. Doch bevor eine Entscheidung für ein System oder eine Technik fällt, sollten einige grundsätzliche Aspekte berücksichtigt werden.
Neben der Topographie und Lage der Flächen sind die vorhandenen Bodenarten bzw. das gewählte Substrat, die durchschnittliche Niederschlagsmenge und deren Verteilung über das Jahr wichtige Gegebenheiten für anstehende Planungen. In diese fließen weitere Überlegungen wie die Verfügbarkeit bzw. Bereitstellung von Wasser (z.B. über Brunnen, eigene oder öffentliche Leitungssysteme bzw. eine Bevorratung im Teich) mit ein. Neben der Frage nach dem Bedarf an Energie, die zur Verteilung des Wassers zwingend erforderlich ist, muss klar sein, wie diese Energie bereitgestellt werden kann. Ein weiterer entscheidender Punkt ist die Frage, wie Bodenfeuchte, nutzbare Feldkapazität oder Temperatur, Wind und Lichtintensität erfasst und kontrolliert werden und wie die Anlage gesteuert werden soll.
Darüber hinaus sind der voraussichtliche Wasserbedarf der anzubauenden Kulturen und die Frage, über welche Technik das Wasser zur Verfügung gestellt und verteilt werden soll (Frostschutzberegnung mit Kreisregnern oder Mikrosprinklern, Vernebelungsanlagen oder Tropfschlauch mit druckkompensierender Wasserabgabe bzw. nichtdruckkompensierender Abgabe) wichtige Parameter bei der Planung. Letztendlich bietet die Technik eine große Bandbreite unterschiedlicher Lösungsmöglichkeiten, von der einfachen manuellen Steuerung bis hin zur vollautomatisierten Erfassung von Bodenfeuchte und Klimadaten sowie deren Übertragung aufs Smartphone oder den Betriebs-PC. Die Möglichkeit zur komplett- oder teilautomatisierten Steuerung der Anlagen entlastet den Nutzer und bietet ihm bei Bedarf die Option zum Eingreifen.
Wasserverfügbarkeit gegeben?
Insbesondere bei größeren Bewässerungsanlagen bzw. einer Frostschutzberegnung sind oftmals Wassermengen erforderlich, die in der Kürze der Zeit über Ringleitungen oder Brunnen nicht zur Verfügung gestellt werden können. Eine Lösung kann oftmals ein Speicherbecken bieten, dessen Bau jedoch einem mitunter recht komplexen Genehmigungsverfahren unterliegt.
Die Wasserqualität
Insbesondere bei Tropfbewässerungsanlagen spielt die Qualität des verwendeten Wassers nicht nur aus pflanzenbaulicher Sicht, sondern auch aus technischer Sicht eine große Rolle, denn im Wasser gelöste Partikel können zu Verstopfungen an den Tropfstellen führen. Sind solche Verunreinigungen bei der Verwendung von Trinkwasser nahezu auszuschließen, so kann bei der Nutzung von Oberflächenwasser oder Brunnenwasser auf den Einbau entsprechender Filtersysteme nicht verzichtet werden. Im Wasser gelöste Partikel können zu Kalkablagerungen (auf Wasserhärte achten) und damit - ähnlich wie hohe Eisengehalte im Wasser - zur Verstopfung der Tropfstellen führen. Während Kalkablagerungen in den Tropfsystemen mit vergleichsweisem geringem Aufwand durch Zugabe von Salpetersäure gelöst werden können, kann eine Enteisenung des Wassers – abhängig von der verwendeten Technik - im Einzelfall durchaus einen erheblichen Kostenpunkt darstellen.
Unterteilung in Bewässerungsblöcke
Ein wichtiger Parameter für die Berechnung von Zufuhr- und Verteilleitungen ist der jeweils maximale Wasserbedarf der zu bewässernden Fläche. Bei großflächigen Anlagen bietet die Unterteilung in mehrere Bewässerungsblöcke zum Teil erhebliches Einsparpotenzial durch die Möglichkeit, die Zuleitungen entsprechend geringer zu dimensionieren und Energie für den Betrieb der Pumpen zu sparen. In diesem Kontext sollten die hydraulischen Verhältnisse vor Ort berücksichtigt werden, denn sie spielen nicht nur bei der Berechnung des Leitungsdurchmessers eine Rolle, sondern auch bei der Berechnung und der Ermittlung des Energiebedarfs.
Natürlich ist die Topographie vor Ort auch ein wichtiger Parameter bei der möglichen Auswahl eines Tropfsystems. Nur bei verhältnismäßig ebenen Flächen und kurzen Reihenlängen können nichtdruckkompensierende Tropfersysteme verwendet werden. Sind diese Voraussetzungen nicht gegeben, müssen die druckausgleichende Tropfer, die eine gleichmäßige Wasserabgabe über lange Reihenweiten oder bei Höhenunterschieden innerhalb der Fläche gewährleisten, zum Einsatz kommen.
Ermittlung des Wasserbedarfs
Zur Ermittlung des Wasserbedarfes sowie zur Steuerung der Apfelanlage sind unterschiedliche Vorgehensweisen möglich. Zum einen kann die Bodenfeuchte bzw. die nutzbare Feldkapazität mit verschiedenen Techniken (Messung der Saugspannung mit Hilfe von Tensiometern und Watermark-Sensoren, Messung des Bodenwassergehaltes mit FDR- oder TDR-Sensoren) ermittelt werden. Dabei sollte die Auswahl von Messstellen und Messtiefen so gewählt sein, dass sie eine verlässliche Datengrundlage für die zu bewässernden Kulturen liefern. Diese Daten können – abhängig von der technischen Ausstattung der Anlage - entweder manuell abgelesen oder fernübertragen werden.
Eine andere Möglichkeit zur Erfassung der Wasserversorgung bietet die klimatische Wasserbilanz, die z.B. mit der „Geisenheimer Bewässerungssteuerung“ ermittelt werden kann. Bezugsgrößen sind bei diesem Verfahren als Ausgangspunkt ein durch Winterfeuchte, Niederschlag oder Beregnung auf ca. 90 % nutzbare Feldkapazität aufgefüllter Boden. Während der Vegetation wird eine Tagesbilanz erstellt, in die Verdunstungswerte und Niederschläge mit einfließen. Diese Werte werden in Korrelation mit dem Wasserbedarf der Kulturpflanzen, abhängig von deren Entwicklungsstadium, gebracht. Im Anschluss wird daraus eine Bilanzsumme ermittelt und bei Bedarf kann entsprechend bewässert oder beregnet werden.
Zur Ermittlung der Klimadaten können Wetterstationen sehr präzise Messwerte liefern. Diese reichen z.B. von Standardwerten wie Temperatur, Niederschlag, relativer Luftfeuchte, Taupunkt oder barometrischem Druck bis hin zur Messung von Windgeschwindigkeit und Richtung oder zur Ermittlung der Sonneneinstrahlung. Diese Daten können per Fernübertragung auf den Betriebs-PC oder auf ein Smartphone übertragen werden. Durch eine Vernetzung der Systeme kann die Bewässerungssteuerung auf Wunsch komplett automatisiert erfolgen.
Was bleibt festzuhalten: Die Planung und der Bau einer Bewässerungsanlage ist ein komplexer Vorgang, bei dem zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen sind. In diesem Artikel sind einige dieser Faktoren genannt. Bedarfsgerecht mit Wasser und Nährstoffen versorgte Kulturpflanzen (der Schritt von einer Bewässerungsanlage zur Fertigation bietet sich häufig an) können optimale Erträge liefern. Eine Überversorgung mit Wasser minimiert ebenso das Pflanzenwachstum und die Erträge wie eine Unterversorgung. Darüber hinaus sollte ein verantwortungsbewusster Umgang mit Ressourcen – und Wasser ist eine kostbare Ressource – nicht nur aus Kostengründen selbstverständlich sein.
Thomas Kühlwetter