Sonntag, 17. Dezember 2017
Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V.

Das Bewässererungsmanagement optimieren

Bewässerung auf der osterhofener Platte (Beispielsregion)

Hubert Vandieken
Dr. Martin Müller, ALB Bayern e.V.
Prof. Heinz Bernhardt, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik der TUM
Hilmar Maussner, AELF Deggendorf

Freising, im Juni 2017

Rahmenbedingungen

Zwischen Straubing und Osterhofen, auf den besonders ertragreichen Lößböden südlich der Donau, werden heute auf etwa 11 % der Ackerflächen Kartoffeln, Zwiebeln, Gurken und weiteres Feldgemüse angebaut. Die Erzeuger dieser Intensivkulturen sind auf Bewässerung angewiesen, um die Erträge sowie Qualitäten abzusichern und um bessere Vermarktungsmöglichkeiten zu haben. Am Beispiel der Osterhofener Platte wird erläutert, wie das Bewässerungsmanagement aktuell durchgeführt wird und wie es sich weiter optimieren lässt.

Winterweizen ist die mit Abstand bedeutendste Kultur. Eine sehr große Bedeutung haben ebenfalls Mais und Zuckerrüben. Bewässerungskulturen werden auf etwa 1100 ha angebaut. Hierbei hat die Kartoffel die größte Bedeutung. Ebenfalls bedeutend sind Zwiebeln und Einlegegurken. Eine sehr geringe Bedeutung haben Salat und sonstige Bewässerungskulturen.


Weitere Details zur Bewässerung auf der Osterhofener Platte finden Sie in der Masterarbeit von Hubert Vandieken (TUM, WZW Weihenstephan, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik).

Titel: Bewässerung auf der Osterhofener Platte: Analyse der IST-Situation und Optimierungsmöglichkeiten des Bewässerungsmanagements unter Berücksichtigung regionaler und gesellschaftlicher Gesichtspunkte.

Stand: Mai 2017

Zur Masterarbeit von Hubert Vandieken - Bewässerungsmanagement Osterhofener Platte (2,6 MB)

Die Masterarbeit wurde im Rahmen eines Projektvorhabens an der ALB Bayern e.V. durchgeführt und durch Mittel des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert.

Bewässerung auf der Osterhofener Platte (Seite 2)

Optimierungsmöglichkeiten des Bewässerungsmanagements

Untersuchung mittels Experteninterviews

Hubert Vandieken befragte in seiner Masterarbeit an der TU München mittels „Experteninterviews“ Vertreter der landwirtschaftlichen Praxis (Anzahl 8), des Amts für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (1), der Erzeugerring-Beratung (1), der Forschung (2), des Wasserwirtschaftsamts (1) und externer Wasserverbände (2). Ziel war es, die aktuelle Situation der Bewässerung auf der Osterhofener Platte einzuordnen. Darauf aufbauend wurden unter Berücksichtigung regionaler und gesellschaftlicher Gesichtspunkte Optimierungsmaßnahmen für die Praxis abgeleitet.

Die eingesetzten Bewässerungstechniken sind in der Osterhofener Platte an die Anforderungen der jeweiligen Kultur sowie des Standortes angepasst und berücksichtigen außerdem wirtschaftliche Aspekte. So werden Kartoffeln und Zwiebeln mit Schlauchtrommelanlagen beregnet, Einlegegurken mit Tropfbewässerung und Salat mit Rohrberegnung.

Die Bewässerung von Kartoffeln und Zwiebeln dient der Ertrags- und Qualitätssicherung. Bei Einlegegurken und Salat ist diese existenziell, da das Anbaurisiko ohne Bewässerung aus wirtschaftlicher Sicht nicht vertretbar ist. Bei Marktfrüchten (Zuckerrüben, Mais, Getreide u.ä.) ist die Bewässerung auf der Osterhofener Platte nicht wirtschaftlich.

Zusatzwasserbedarf auf der Osterhofener Platte in einem heißen und trockenen Sommer

In einem heißen und trockenen Sommer wie 2015 wird der Zusatzwasserbedarf auf den tiefgründigen Lößböden mit ihren sehr guten Wasserspeichereigenschaften für die Bewässerung von Kartoffeln auf 90 bis 120 l/m² beziffert. Für Zwiebeln ergab die Befragung einen Bedarf zwischen 135 und 150 l/m². Am höchsten ist der Bedarf bei Einlegegurken, welcher mit 240 bis 260 l/m² eingestuft wird. Für die Bewässerung von einem Satz Salat beträgt der Zusatzwasserbedarf gemäß Befragung 65 bis 90 l/m², wobei im Laufe des Jahres bis zu drei Sätze gepflanzt werden können, was den Wasserbedarf auf Jahressicht entsprechend erhöht. Die Landwirte beurteilten den Wasserbedarf zum Teil geringer als die weiteren Befragten.

Der Zusatzwasserbedarf für Kartoffeln wurde im Rahmen der Experteninterviews auf 80 bis 150 l/m² eingeordnet. Der geringste Bewässerungsbedarf wurde von der Beratung in Hessen gesehen, der höchste von Seiten der Beratung in Niederbayern. Drei Landwirte schätzen den Beregnungsbedarf auf 90 bis 100 l/m² ein. Der Zusatzwasserbedarf für Zwiebeln wurde laut der Experteninterviews auf 80 bis 300 l/m² eingeordnet. Der geringste Bewässerungsbedarf wurde von der Beratung in Hessen gesehen, der höchste von einem Vertreter der Wissenschaft. Die fünf befragten Landwirte und zwei weiter Fachleute sehen den Zusatzwasserbedarf bei 135 bis 150 l/m². Der Zusatzwasserbedarf für Einlegegurken wurde von den Experten auf 200 bis 375 l/m² eingeordnet. Der Großteil der Experten schätzt den Beregnungsbedarf auf 240 bis 265 l/m² ein. Der Zusatzwasserbedarf für einen Satz Salat wurde im Rahmen der Experteninterviews auf 65 bis 150 l/m² eingeordnet.
Verschiedene pflanzenbauliche Maßnahmen können eine Möglichkeit darstellen, den Bewässerungsbedarf zu verringern. Eine reduzierte Bodenbearbeitung beispielsweise zu Kartoffeln ist allerdings schwierig umzusetzen, da verstärkt Probleme mit hohem Unkrautdruck sowie Durchwuchskartoffeln zu befürchten sind. Mulchsaat ist ebenfalls schwierig umzusetzen, da diese im Vergleich zu Flächen ohne Mulchsaat zu erheblichen Problemen mit Drahtwurm und Schneckenfrass führen kann. Außerdem gestaltet sich die Rodung von Mulchsaat-Kartoffeln schwieriger und die Mulch-Sätechnik ist noch nicht ausgereift. Eine gute Möglichkeit zur Reduzierung der Überfahrten stellt das All-In-One Legeverfahren bei Kartoffeln dar. Die Sortenwahl erfolgt nach Vermarktungsaspekten und Sorten mit reduziertem Beregnungsbedarf schmecken teilweise „holzig“. Windschutz durch Maispflanzen kann im Gurkenanbau eine Möglichkeit zur Verringerung der Verdunstung darstellen.

Weitere Details zur Bewässerung auf der Osterhofener Platte finden Sie in der Masterarbeit von Hubert Vandieken (TUM, WZW Weihenstephan, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik).

Die Masterarbeit wurde im Rahmen eines Projektvorhabens an der ALB Bayern e.V. durchgeführt und durch Mittel des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert.

Bewässerung auf der Osterhofener Platte (Seite 3)

Optimierungsmöglichkeiten des Bewässerungsmanagements

Wasserrechte reichen nicht aus

Die Wasserrechte der Betriebe auf der Osterhofener Platte betragen zwischen 30 und 70 l/m², nur vereinzelt auch bis zu 150 l/m². Für den Anbau von Kartoffeln und Zwiebeln können die Wasserrechte zur Entnahme aus dem Grundwasser teilweise ausreichend sein, während diese bei Einlegegurken in zu geringem Umfang zur Verfügung stehen. Daher sind viele Landwirte auf der Osterhofener Platte auf eine Erhöhung der Wasserrechte in einem heißen und trockenen Sommer angewiesen, um die Kulturen hinreichend mit Wasser zu versorgen.

Zur Reduzierung des Anbaurisikos wäre die Unterteilung von Feldern eine Option, um die Wasserrechte zu kumulieren. Allerdings ist dies oft nur bedingt umsetzbar, da die Betriebe ihre Flächen häufig in der ganzen Region verstreut haben.

Auf Basis der Experteninterviews wurden die einzelbetrieblichen Wasserrechte der befragten Landwirte auf der Osterhofener Platte auf 30 bis 70 l/m², teilweise auch auf 120 bis 150 l/m² eingeordnet. Insgesamt liegen für die Beregnung von Kartoffeln meistens Wasserrechte in ausreichender Menge vor, während bei Zwiebeln viele Betriebsleiter auf eine Erhöhung der Wasserrechte angewiesen sind. Auf Basis der Experteninterviews konnte festgestellt werden, dass die einzelbetrieblichen Wasserrechte für den Anbau von Gurken deutlich zu niedrig bemessen sind. Daher sind alle Gurkenbaubetriebe in einem trockenen Jahr in höchstem Maße von einer Erhöhung der Wasserrechte abhängig. Eine Unterteilung der Flächen zur Kumulierung der Wasserrechte ist ebenfalls in der Praxis aufgrund der hohen Beregnungsintensität nur sehr bedingt zu realisieren. Insgesamt ist der Anbau von Gurken in der Region bis auf weiteres mit einem sehr hohen Risiko behaftet.

Wettbewerbsvorteil in Verbandsgebieten

In den externen Vergleichsregionen, Hessen sowie dem Knoblauchsland bei Nürnberg, werden die Wasserrechte von Verbänden beantragt. So „werfen“ alle Betriebe ihre Wasserrechte gemeinschaftlich zusammen, wodurch die Wasserrechte innerhalb der Verbände optimal ausgenutzt werden können. Dementsprechend verfügen die Betriebe über ausreichend Beregnungswasser, um dem kulturspezifischen Wasserbedarf zu decken. So werden beispielsweise im Knoblauchsland in einem heißen und trockenen Sommer auf Beregnungsflächen etwa 350 l/m² verbraucht, was durch entsprechende Wasserrechte des Verbandes abgesichert ist. Ebenso sind in Hessen Wasserrechte in ausreichendem Maße vorhanden, um den kulturspezifischen Zusatzwasserbedarf zu entsprechen. Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Verfügbarkeit von Beregnungswasser in Hessen und dem Knoblauchsland kein Risiko darstellt und Wasserrechte in ausreichendem Maße für die Beregnungsbetriebe zur Verfügung stehen. Somit stellt die Organisation des Beregnungswassers über Verbände einen wesentlichen Standortvorteil im Vergleich zu den einzelbetrieblichen Wasserrechten auf der Osterhofener Platte dar.

Insgesamt ist aufgrund der Wasserrechte der Anbau von Kartoffeln auf der Osterhofener Platte mit geringem Risiko behaftet, der Anbau von Zwiebeln mit mittlerem Risiko und der Anbau von Gurken mit sehr hohem Risiko. Diese Einschätzung spiegelt auch die Entwicklung der Anbaufläche auf der Osterhofener Platte wider. So wurde im Anbaujahr 2016 die Kartoffelfläche im Vergleich zum Vorjahr um 6 % ausgedehnt, während die Zwiebelfläche um 8 % zurückging und der Anbau von Gurken sogar um 20 % eingeschränkt wurde. Im Vergleich dazu stehen in den betrachteten Verbandsregionen den Landwirten ausreichende Wasserrechte zur Verfügung. Somit haben die Landwirte in diesen Verbandsgebieten beim Anbau von Beregnungskulturen kein Risiko aufgrund von nicht ausreichenden Wasserrechten in einem heißen Sommer, was einen erheblichen Wettbewerbsvorteil gegenüber den Landwirten auf der Osterhofener Platte darstellen kann.


Weitere Details zur Bewässerung auf der Osterhofener Platte finden Sie in der Masterarbeit von Hubert Vandieken (TUM, WZW Weihenstephan, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik).

Die Masterarbeit wurde im Rahmen eines Projektvorhabens an der ALB Bayern e.V. durchgeführt und durch Mittel des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert.

Bewässerung auf der Osterhofener Platte (Seite 4)

Optimierungsmöglichkeiten des Bewässerungsmanagements

Breite Informationsbasis für die Bewässerungssteuerung

Die Bewässerungssteuerung der befragten Landwirte beruht in der Summe auf mehreren verschiedenartigen Kriterien. Die wesentlichen Steuerungsmerkmale sind persönliche Erfahrungen, Spatenprobe, Wetterprognose, Erzeugerringberatung und die Beobachtung des Feldbestandes. Auch Bodenfeuchtesensoren kommen vereinzelt zum Einsatz. Darüber hinaus nutzen einige Landwirte bereits die neue Bewässerungs-App der ALB Bayern e.V.

Kriterien der Bewässerungssteuerung auf der Osterhofener Platte

Die Entscheidung zur Bewässerung fällen die befragten Betriebsleiter meist nach Betrachtung der Schläge und Kulturen vor Ort und nach Überprüfung der Bodenfeuchte durch Spaten- oder Fingerprobe. Über die Bewässerung steuern die befragten Betriebe teilweise das Wachstum von Gurken und Frischgemüse, um ein „Davonwachsen“ der Kulturen bei Hitze zu verhindern. Durch leichten Wassermangel wird das Wachstum der Gurken verringert und so ist es möglich, eine kleiner sortierte Ware zu pflücken, für die ein besserer Preis bei der Vermarktung erzielt wird. Ebenso kann nach Einschätzung eines Betriebsleiters zu schnelles Wachstum von Salat bei Hitze durch geringere Bewässerungsgaben reduziert werden und ein zu schnelles „Auswachsen“ verhindert werden.

In Phasen längerer Hitzeperioden haben einige der befragten Betriebe Kapazitätsengpässe bei der Bewässerung. Viele Hackfruchtbetriebe sind nicht in der Lage, die gesamte Zwiebel- und Kartoffelfläche zu bewässern. So haben Zwiebeln meist eine höhere Priorität bei der Bewässerung als Kartoffeln. Bei Zwiebeln wird versucht, nahezu 100 % der Fläche zu bewässern, während bei Kartoffeln meist 50 % der Fläche bei den befragten Betrieben bewässert werden können.

Eine weitere wichtige Entscheidungshilfe für die befragten Betriebe liefert die Beratung des Erzeugerrings für Obst und Gemüsebau Straubing. Der Erzeugerring bereitet Informationen über die tägliche Verdunstung und mögliche Gabenhöhe der Bewässerung auf und gibt kulturspezifische Hinweise über den möglichen Bewässerungszeitpunkt in Abhängigkeit von Witterung und Entwicklungsstadium.

Ein Teil der befragten Kartoffel- und Zwiebelbetriebe nützte die Bewässerungs-App der ALB Bayern. Es wird als Hilfsmittel zur Berechnung der täglichen Verdunstung verwendet. Andere Landwirte beurteilen das Modell als beregnungsintensiver und nicht unbedingt wassersparender als sie nach persönlichen Erfahrungen bewässert hätten.

Tensiometer werden von den meisten der befragten Betriebsleiter abgelehnt, da sehr viele Schläge bewässert werden. Außerdem werden Tensiometer als ungenau und unzuverlässig eingeschätzt. Manche Landwirte haben Tensiometer in der Vergangenheit bereits eingesetzt. Ein Teil der Landwirte war unzufrieden, da Tensiometer die Feuchtigkeit nur punktuell messen und das Ergebnis entsprechend der Positionierung des Tensiometers ausfällt. Außerdem traten Diebstähle von Tensiometern auf. Ein Gurkenbetrieb erprobte eine automatische Steuerung der Bewässerung durch Tensiometer. Die Umsetzung in der Praxis war nicht zufriedenstellend, da keine Kontrolle der Steuerung möglich war und somit die Abhängigkeit von der Technik sehr hoch ist. So wurde die automatische Bewässerungssteuerung bereits während der Saison abgebrochen. Darüber hinaus fielen sehr hohe Investitionskosten für vier Bodenfeuchtesensoren und eine automatische Regelungsanlage an. Künftig möchte dieser Betriebsleiter weiterhin Informationen für die Bewässerungssteuerung durch den Einsatz von mehreren Tensiometern gewinnen.


Weitere Details zur Bewässerung auf der Osterhofener Platte finden Sie in der Masterarbeit von Hubert Vandieken (TUM, WZW Weihenstephan, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik).

Die Masterarbeit wurde im Rahmen eines Projektvorhabens an der ALB Bayern e.V. durchgeführt und durch Mittel des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert.

Bewässerung auf der Osterhofener Platte (Seite 5)

Optimierungsmöglichkeiten des Bewässerungsmanagements

Optimierungsmöglichkeiten

Grundsätzlich stellt die Ausweisung eines Verbandsgebietes eine interessante Option dar, mit der sich die Landwirte in der Region gemeinsam höhere Wasserrechte sichern könnten. Allerdings ist eine Umsetzung auf der Osterhofener Platte schwierig, da das Vorhaben an mangelnder Akzeptanz, großen Distanzen der Bewässerungsflächen zueinander, fehlender Wirtschaftlichkeit sowie fehlender Rechtsgrundlage für die Grundwasserentnahme scheitern könnte. Die Wasserentnahme von Uferfiltrat zur Beregnung stellt vor allem für Landwirte in Flussnähe (Isar, Donau) eine Möglichkeit dar, sich Wasserrechte in ausreichender Höhe zu sichern.

Bei der Bewässerungssteuerung wird nur wenig Potential zur weiteren Optimierung gesehen, sofern diese wie bei den befragten Landwirten bereits auf unterschiedlichen objektiven Kriterien beruht. Mögliche Verbesserungen werden bei einer schlagspezifischen Niederschlagserfassung am Feldrand, einer besseren Schulung der Mitarbeiter von Beregnungsbetrieben sowie einer exemplarischen Steuerung der Bewässerung über die Bewässerungs-App bei verminderter (mittlerer) Intensität gesehen.

Pflanzenbauliche Maßnahmen lassen sich im Rahmen der Fruchtfolge umsetzen, z.B. sofern bisher bereits bewässerungsbedürftige Kulturen im Wechsel mit Mais oder Zuckerrüben stehen. Zu beiden Hackfrüchten kann intensive Mulchsaat das Wasseraufnahmevermögen der Böden bei Starkniederschlägen deutlich verbessern. Weniger Oberflächenabfluss und entsprechend mehr Grundwasserneubildung in der Region wären die positiven Effekte. Außerdem könnte eine Reduzierung der Arbeitsgänge bei der Feldbestellung im Frühjahr die Verdunstung über die Bodenoberfläche vermindern und damit den Wasservorrat der Böden schonen. Eine praktikable Möglichkeit hierzu stellt das All-In-One-Legeverfahren zu Kartoffeln dar.

Die befragten Landwirte beurteilen die gesellschaftliche Akzeptanz der Bewässerung sehr unterschiedlich. Manche Betriebsleiter sehen wenig gesellschaftliche Probleme und finden, dass die Bewässerung ihres Betriebes von der Öffentlichkeit akzeptiert wird. Andere Landwirte spürten die heftige Kritik von Gesellschaft und Berufskollegen sehr deutlich. Die Landwirte zeigen teilweise auch Verständnis, dass im Rahmen der emotionalen Debatten um das Trockenfallen von Brunnen die Beregnung Gegenstand der regionalen Grundwasserdiskussion wurde. So werden für das Trockenfallen der Brunnen vor allem die niederschlagsarmen Winter seit 2013 sowie der heiße Sommer 2015 und die hydrogeologischen Verhältnisse im Bereich der trockengefallenen Brunnen verantwortlich gemacht. Als Mitursache für die Intensität der Diskussion wird das hohe Pachtpreisniveau auf der Osterhofener Platte vermutet. Überkopfberegnung während der Mittagszeit bei Hitze wurde ebenfalls heftig kritisiert. In Hessen und im Knoblauchsland wird die Bewässerung von der Gesellschaft positiv bis sehr positiv beurteilt.

Die gesellschaftliche Akzeptanz von Bewässerung kann auf zweierlei Wege verbessert werden: Zum einen kann aktiv für die Notwendigkeit der Bewässerung auf bürgernahen Veranstaltungen (z.B. Hoffeste) sowie über die Medien informiert werden. Zum anderen können die Bewässerungsbetriebe den Kritikern die Argumente entkräften, indem sie auf die Überkopfberegnung bei Hitze und Wind verzichten, und dadurch die Gefahr von Verdunstungsverlusten und Abdriftverlusten vermeiden. Durch den Einsatz von Uferfilltrat anstelle von Grundwasser kann der Grundwasserkörper geschont werden. Außerdem können alte Dieselaggregate durch leise Elektrogeräte ersetzt werden.

Künftig ist mit einer Ausdehnung der Beregnungsflächen zu rechnen. Den wesentlichen Treiber für diese Entwicklung stellt der Klimawandel dar. Weitere Gründe können die besseren Vermarktungsmöglichkeiten von bewässerten Kartoffeln sowie eine steigende Nachfrage nach regionalem Gemüse sein. Damit werden sich ausreichende Wasserrechte zu immer bedeutenderen Wettbewerbsfaktoren entwickeln. Dem in der Region begrenzten Wasserangebot wird mit einer Steigerung der Wassernutzungseffizienz durch verschiedene pflanzenbauliche Maßnahmen, optimierter Bewässerungstechnik sowie eine Bewässerungssteuerung mit verminderter Intensität begegnet werden müssen.


Weitere Details zur Bewässerung auf der Osterhofener Platte finden Sie in der Masterarbeit von Hubert Vandieken (TUM, WZW Weihenstephan, Lehrstuhl für Agrarsystemtechnik).

Die Masterarbeit wurde im Rahmen eines Projektvorhabens an der ALB Bayern e.V. durchgeführt und durch Mittel des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gefördert.