Freitag, 30. Oktober 2020
Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V.

Web-Entscheidungssysteme für bedarfsgerechtes Bewässern

Liebe Besucher,

die ALB Bayern e.V. hat Web-Entscheidungssysteme für bedarfsgerechtes Bewässern entwickelt und wurde hierbei von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft und der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau unterstützt. Berücksichtigt werden Wetterdaten, die jeweilige Bodenart und der Pflanzenbestand. Landwirten bieten die Systeme wertvolle Entscheidungshilfen - diese unterstützen sie bei einer sachgerechten und zugleich sparsamen Zusatzbewässerung.

Es sind zwei Anwendungen verfügbar: Mit der Bewässerungs-App lässt sich die Bodenfeuchte und damit das pflanzenverfügbare Bodenwasser auf Tagesbasis bestimmen. Beim Unterschreiten einer zuvor festgelegten Schwelle erfolgt die Empfehlung zu bewässern. Die Anwendung steht für wichtige landwirtschaftliche und gärtnerische Kulturarten zur Verfügung. Kalibriert und laufend weiterentwickelt wird das Modell in Zusammenarbeit mit dem Sachgebiet Beregnung der Landwirtschaftskammer Niedersachsen, dem Institut für Gemüsebau der Hochschule Geisenheim und dem Gartenbauzentrum Bayern Süd-Ost am AELF Landshut. Zur Erfassung kleinräumig schwankender Niederschläge ermöglicht die Bewässerungs-App Nutzern seit der Saison 2020 neben Niederschlagskorrekturen ebenso die Verwendung von Radolan-Niederschlagsdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD).

Außerdem kann eine Einzelgaben-App genutzt werden. Das Rechenmodell dient der Ermittlung maximal möglicher Einzelwassergaben - damit kein Wasser ungenutzt versickert. Die Entwicklung von Anwendungen zu Gemüsearten wird in diesem Fall vom Institut für Gemüsebau der Hochschule Geisenheim fachlich unterstützt.

Freising, im März 2019
Ihr Team der ALB Bayern e.V.


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Die ALB Bayern e.V. hat die Bewässerungs-App entwickelt und wurde hierbei von der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) und der Bayerischen Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau unterstützt. Das Entscheidungssystem verrechnet Messdaten von 640 Wetterstationen der LfL und des Deutschen Wetterdienstes.

Die Bewässerungs-App wird fortlaufend geprüft und weiterentwickelt. Das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten gewährt finanzielle Förderung.

Die Kulturart bezogene Umsetzung geschieht in Zusammenarbeit mit dem Sachgebiet Beregnung der Landwirtschaftskammer Niedersachsen, dem Institut für Gemüsebau der Hochschule Geisenheim (Hessen) und dem Gartenbauzentrum Bayern Süd-Ost am AELF Landshut.

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

Bei Trockenheit ist Wasser häufig nur eingeschränkt verfügbar. Dann ist es wichtig, die Gaben gezielt nach Bedarf der Pflanzen zuzuteilen. Die Bewässerungs-App kann dabei helfen. Die Bewässerungs-App ist ein webbasiertes Entscheidungssystem und Werkzeug zur Planung, Berechnung und Dokumentation von Maßnahmen zur Bewässerung.

Erzeugern bietet die App wertvolle Entscheidungshilfen und unterstützt sie beim Erreichen ihrer Ziele:

  • Ertrags- und Qualitätssicherung
  • Bessere Bodenmineralisation und Nährstoffeffizienz und geringere Nitratauswaschung
  • Steigerung der Erlöse, der Effizienz und Wirtschaftlichkeit
  • Abstimmung der Vorgehensweise bzw. des Umfangs der Maßnahmen auf Kapazitäten des Anbaubetriebes (insbesondere auf die technisch bedingte Schlagkraft, die Arbeitskräfteausstattung und Wasserrechte)
  • Sorgsamer Umgang mit der Ressource "Wasser"
  • Lerneffekte durch anschauliche systematische Darstellung der Zusammenhänge

Mit der App lässt sich:

  • Der Wasservorrat im Boden feststellen
  • und angepasst an den Bedarf der Kulturen und unter Berücksichtigung der verfügbaren Ressourcen gezielt bewässern.

Das Modell bestimmt den täglichen Wasserbedarf auf Grundlage einer berechneten Grasreferenzverdunstung. Es wurde anhand von Feldversuchen, Praxiserfahrungen und Kulturart spezifischen Eigenschaften von ALB, LfL, LWG, Sachgebiet Beregnung der Landwirtschaftskammer Niedersachsen, Institut für Gemüsebau der Hochschule Geisenheim und des Amts für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (AELF) Landshut zu 28 Freilandkulturen kalibriert.

Unter anderem werden Wetterdaten, Bodendaten und die Kulturart und die Bewässerungstechnik betreffende Kennzahlen verrechnet. Die jeweiligen Rahmenbedingungen sind vom Nutzer individuell einstellbar.

 
 

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

BENUTZERKONTO UND SCHLÄGE

Die Anwendung ist grundsätzlich kostenfrei und frei zugänglich. Auch ohne das Anlegen eines Nutzerkontos steht der volle Funktionsumfang zur Verfügung. Nutzer die sich registrieren können darüber hinaus vorgenommene Einstellungen, lokale Niederschlagskorrekturen und Zwischenergebnisse schlagspezifisch speichern. Zu nachfolgenden Terminen kann darauf zurückgegriffen werden. Ergebnisse lassen sich dann durch das Erstellen einer Dokumentation als druckfähige Version zusammenfassen und dienen als Nachweis für Bewässern nach guter fachlicher Praxis. Das Anlegen eines personalisierten Nutzerprofils ist ebenfalls kostenfrei. Die Anmeldung erfolgt mittels Benutzername und Passwort. Eine Nutzerkennung erhalten sie hier.

Kontaktanfrage

Bei Beratungssitzungen kann auf Zwischenergebnisse vorangegangener Sitzungen (gespeicherte Schläge) zurückgegriffen werden.

Werden die Einstellungen eines Schlags geändert, lassen sich die Änderungen auch wahlweise unter einem neuen Profil (neuer Schlagname) abspeichern. Auf diese Weise können mit geringem Aufwand beliebig viele Profile (Schläge) neu angelegt werden.

 

STANDORT UND JAHR

Die Ermittlung des täglichen Wasserbedarfs basiert auf der Auswertung von Wetterdaten. Es stehen die Daten von 142 LfL-Stationen (in Bayern) und mehr als 500 DWD-Stationen (deutschlandweit) zur Verfügung. Die Auswahl erfolgt durch Anklicken in einer Karte oder durch Markieren einer dem eigenen Standort benachbarten Station in einem Auswahlfenster.

Sind die abgerufenen Wetterdaten (Klimadaten) von einzelnen Stationen der LfL oder des DWD in Ausnahmefällen nicht vollständig, so werden diese durch entsprechende Werte benachbarter Stationen ersetzt, oder auf Grundlage vorhandener, andersartiger Wetterdaten mit Hilfe von Rechenmodellen näherungsweise kalkuliert.

Zur Erfassung kleinräumig schwankender Niederschläge ermöglicht die Bewässerungs-App Nutzern seit der Saison 2020 neben Niederschlagskorrekturen ebenso die Verwendung von Radolan-Niederschlagsdaten des Deutschen Wetterdienstes(DWD). Das Radolan-Verfahren kombiniert tatsächliche Niederschlagsmessungen in Bodennähe mit Radarmessungen von reflektierten Signalen des Niederschlags in höheren Schichten der Atmosphäre. Die Kombination beider Messtechniken liefert eine flächenhafte Verteilung des Niederschlags im 1 km-Raster und bietet für Nutzer der Bewässerungs-App mehr als 350.000 virtuelle Radolan-Niederschlagsstationen deutschlandweit.

Die Witterung schwankt innerhalb einer Region nur wenig - mit Ausnahme der gefallenen Niederschläge. Gerade in den Sommermonaten sind Regenfälle häufig lokal begrenzt. Bereits auf kleinem Raum treten immer wieder große Unterschiede auf. Deshalb lassen sich die Niederschläge am Standort der jeweiligen Wetterstationen durch die vom Nutzer vor Ort gemessenen Niederschläge unter dem Menüpunkt Korrekturen anpassen. Liegen bewirtschaftete Felder weiter auseinander, ist es erforderlich den Niederschlag an jedem Feld einzeln zu bestimmen und jeweils bei Berechnungen mit der Bewässerungs-App schlagspezifisch zu berücksichtigen.

Ermittlung der benötigten Bewässerungskapazitäten

Die Auswertung von Wetterdaten vergangener Jahre (Vergleich mit mehrjährigen Mittelwerten) ermöglicht Nutzern der Bewässerungs-App Standorte bzw. Anbausysteme im Hinblick auf eine grundsätzliche Bewässerungsbedürftigkeit zu bewerten oder miteinander zu vergleichen. In Abhängigkeit von spezifischen Nutzereinstellungen (z.B. Standort der Wetterstation, Bodeneigenschaften, Überkopfberegnung oder Tropfbewässerung, Festlegung der Intensität der Erzeugung/ Bewässerung) lässt sich ermitteln, wie groß der Zusatzwasserbedarf im Einzeljahr (1997-2018) oder im Mittel der vergangenen 5, 10, 15 oder 20 Jahre gewesen wäre. Diese rückblickende Betrachtungsweise ermöglicht konkrete Schlüsse auf den zu erwartenden Zusatzwasserbedarf für die kommenden Jahre. Die Auswertung kann Neueinsteigern und Beratern eine Hilfe sein, um die erforderlichen Bewässerungskapazitäten situationsbezogen zu planen oder anzuschaffen.

Stehen die vorhandenen Bewässerungskapazitäten (Brunnenleistung in Kubikmetern je Stunde, Flächenleistung in Hektar je Woche, von der Behörde genehmigte Gesamthöhe an Zusatzwassergaben in Millimeter pro Jahr) bereits fest, können Nutzer die Empfehlungen der Bewässerungs-App darauf abstimmen: Die Festlegung des Bodenfeuchtegrenzwerts ab dem bewässert wird, die Wahl der Höhe der beabsichtigten Einzelwassergaben, die Nennung des kapazitätsbedingten Mindestzeitabstands zwischen zwei Beregnungsmaßnahmen und die Wahl der beabsichtigten Intensität der Erzeugung/ Bewässerung geben Nutzern Spielraum. Mit Hilfe der Auswertung von Wetterdaten vergangener Jahre lässt sich die Bewässerungs-App zudem in der Weise eichen, dass die aus Brunnen entnommenen Wassermengen die von der jeweiligen Behörde genehmigten Entnahmemengen im Mittel der vergangenen 5, 10, 15 oder 20 Jahre nicht überschritten hätten.

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

BODENEIGENSCHAFTEN

Die Fähigkeit von Böden, Wasser pflanzenverfügbar zwischenzuspeichern, ist stark von der jeweiligen Bodenart abhängig. Grundsätzlich ist die Speicherfähigkeit von Lehmböden größer als von Sand- oder Tonböden. Das Maß für die Fähigkeit von Böden, Wasser pflanzenverfügbar zu speichern, ist die nutzbare Feldkapazität nFK. Die Angaben erfolgen üblicherweise in Vol.-%. Beispiel: Sandböden mit einer nFK von 11 Vol.-% können je 10 cm Bodenmächtigkeit 11 Liter Wasser je Quadratmeter (= 11 mm) pflanzenverfügbar zwischenspeichern. Reichen die Wurzeln, beispielsweise von Kartoffeln, bis in eine Tiefe von 60 cm, also 6 x 10 cm, dann beträgt die resultierende nFK 6 x 11 mm = 66 mm = 66 Liter je Quadratmeter.

Bei punktuellen Wassergaben (Tropfbewässerung) nehmen mit zunehmender Schwere der Böden seitlich wirkende Bodensaugkräfte zu. Die Durchfeuchtungszonen unter den Tropfstellen werden breiter. Die Fähigkeit der Böden an den einzelnen Tropfstellen Wasser pflanzenverfügbar zwischenzuspeichern, verbessert sich.

Nutzbare Feldkapazität nFK

Bei ergiebigen Niederschlägen sind alle Poren des Wurzelraums ab einem bestimmten Zeitpunkt mit Wasser gesättigt und der pflanzenverfügbare Bodenwasserspeicher ist vollständig gefüllt. In natürlich gelagerten Böden ist die nutzbare Feldkapazität nFK das Maß für das maximal pflanzenverfügbar speicherbare Bodenwasser.

Die Bodenart und damit die Korngrößenverteilung haben Einfluss auf die nutzbare Feldkapazität. Je leichter die Böden sind, desto geringer ist das anteilige Gesamt-Porenvolumen. In Sandböden dominieren weite Grobporen, in Lehmböden treten Grob-, Mittel- und Feinporen zu etwa gleichen Volumenteilen auf und in Tonböden dominieren Feinporen.

Die Bewässerungs-App ermöglicht die Einstufung landwirtschaftlich genutzte Flächen in eine von neun Bodenarten. Die dem Modell hinterlegten nutzbaren Feldkapazitäten verschiedener Bodenarten sind in der folgenden Tabelle gelistet.

Einstufung verschiedener Bodenarten in Hinsicht auf ihre nutzbare Feldkapazität nFK in Vol.-% gemäß Bewässerungs-App

Bodenart nFK / Vol.-%
leicht, Sand (S) 9
leicht, schwach lehmiger Sand (lS) 13
mittel, stark lehmiger Sand (llS) 16
mittel, sandiger Lehm (sL) 19
mittel, schluffiger Lehm (uL) 22
schwer, toniger Lehm (tL) 17
schwer, lehmiger Ton (lT) 14
schwer, Ton (T) 10
organisch, Moor (M) 30

Es handelt sich um gängige Durchschnittswerte. Zusätzlich zur Bodenart wird die nFK außerdem von der jeweiligen Lagerungsdichte und dem Gehalt an organischer Bodensubstanz des Bodens beeinflusst. Organische Substanz erhöht den Mittelporenanteil und damit die nFK in erheblichem Maße. Reine organische Böden haben ausschließlich Mittelporen und können das Drei- bis Fünffache ihres Eigengewichtes pflanzenverfügbar an Wasser speichern. Gelingt es in Böden organische Substanz anzureichern, erhöht das die nFK. Schadverdichtungen und Einwaschungsverdichtungen reduzieren die Grob- und Mittelporen und führen neben einer schlechteren Bodendurchlüftung, einer schlechteren Durchwurzelbarkeit und einer schlechteren vertikalen Wasserführung (Gefahr der Staunässebildung) ebenso zu einer Verminderung der nFK. Eine nutzbare Feldkapazität von z.B. 16 Vol.-% bei der Bodenart „stark lehmiger Sand (llS)" bedeuten z.B., dass dieser Boden je 10 cm Mächtigkeit 16 mm Wasser (= 16 Liter Wasser je Quadratmeter bzw. 16 Kubikmeter Wasser je Hektar) pflanzenverfügbar zwischenspeichern kann.

Berechnung der nutzbaren Feldkapazität nFK eines Anbausystems

Die nFK eines Anbausystems ergibt sich aus der nFK des zugrunde liegenden Bodens multipliziert mit der effektiven Wurzeltiefe der betrachteten Kulturart:

nFK(Anbausystem) = nFK(Boden) x Wurzeltiefe

Beispiel - Kartoffeln zur Blüte mit 60 cm Wurzeltiefe auf stark lehmigem Sand:
nFK(Anbausystem) = 16 Vol.-% x 60 cm
nFK(Anbausystem) = 16 mm / 10 cm x 60 cm
nFK(Kartoffel zur Blüte, llS) = 96 mm

Nutzer der Bewässerungs-App haben die Möglichkeit, den „Oberboden“ (Bodenart bis 30 cm) und den „Unterboden“ (Bodenart ab 30 cm) getrennt zu charakterisieren. Außerdem lassen sich die in der Tabelle beschriebenen Standard-nFKs, sofern bekannt, dem Einzelfall entsprechend anpassen (nFK Oberboden optional, nFK Unterboden optional).

Durchwurzelbarkeit des Bodens

Die Durchwurzelbarkeit des Bodens bestimmt den potentiellen Wurzelraum und ist damit ebenfalls von Bedeutung für die Menge an pflanzenverfügbarem Bodenwasser, gleichermaßen wie die kulturartspezifische Durchwurzelungstiefe. Auf Problemstandorten begrenzen möglicherweise wurzelundurchlässige Zonen das Wurzeltiefenwachstum, etwa aufgrund von Unterbodenverdichtungen. Einschränkungen, die auf eine ungünstige Struktur des Unterbodens oder einer speziellen Entstehungsgeschichte des Bodens mit flachgründigem durchwurzelbarem Horizont zurückzuführen sind, können bei den Modellberechnungen durch die Festlegung der „Durchwurzelbarkeit des Bodens“ berücksichtigt werden.

Wassereintrag in Böden durch natürliche Niederschläge, Beregnung und Tropfbewässerung

Durch natürliche Niederschläge und Beregnungsmaßnahmen werden Böden flächig durchfeuchtet. Hierbei erfolgt eine Durchnässung der Böden von oben nach unten. Erst nachdem im oberen Bereich eine Wasserübersättigung erreicht ist, dringt das Wasser in die nächsttiefere Bodenzone vor. Die Tiefenwirkung hängt maßgeblich von der Höhe des Niederschlags bzw. der Höhe der Beregnungsgabe ab.

Es steht der gesamte durchwurzelte Bodenbereich als pflanzenverfügbarer Wasserspeicher zur Verfügung.

Bodenverdichtungen durch Fahrzeugspuren oder Begehungen und das Einschwemmen feiner Bodenteile in Poren (Verschlämmung) verringern die Infiltrationskapazität, Risse im Boden (Makroporen) erhöhen diese.

Ebenso haben Vegetation und Bodenbearbeitung eine Auswirkung. Förderlich für die Infiltration ist ein gewachsener Boden mit einer hohen biologischen Aktivität, wenn mit Unterstützung von Regenwürmern strukturstabilisierende Ton-Humus-Komplexe (Regenwurmkotkrümel) gebildet werden und vertikale wasserleitende Röhren (Regenwurmgänge) vorhanden sind.

Nur wenn die Intensität der Niederschläge oder Beregnungsgaben das Infiltrationsvermögen des jeweiligen Bodens nicht übersteigt, ist dieser in der Lage das zugeführte Wasser vollständig aufzunehmen. Anderenfalls kommt es zu Oberflächenverschlämmung und Abfluss.

Infiltrationsleistung (Spannweiten) feuchter nicht wassergesättigter Böden (Bouwer 1986, ILRI 1974, Ward & Robinson 1990)

Bodenart Konstante Infiltrationsrate/mm/Std.
Sand >30
Sandiger Lehm 20 - 30
Lehm 10 - 20
Tonartiger Lehm 5 - 10
Ton 1 - 5

Um beim Bewässern ausreichend Tiefenwirkung zu haben, ist es notwendig, angemessen große Einzelgaben zu verabreichen. Nur eine dauerhaft ausreichende Bodenfeuchte in tieferen Bereichen gewährleistet ein leistungsfähiges Wurzelsystem, dass über die Wasseraufnahme in der Lage ist, in tieferen Bodenzonen vorhandene Nährstoffe über die Wurzeln mit aufzunehmen.

Horizontale Ausbreitung der Durchfeuchtungszonen unter Tropfstellen, ansteigend mit zunehmendem Tongehalt bzw. Feinporenanteil des Bodens
Horizontale Ausbreitung der Durchfeuchtungszonen unter Tropfstellen, ansteigend mit zunehmendem Tongehalt bzw. Feinporenanteil des Bodens

Bei Tropfbewässerung wirkt auf das aus Tropfern abgegebene Wasser die Schwerkraft, die es in die Tiefe sickern lässt. Es werden nur die Bereiche unter diesen Tropfstellen durchfeuchtet. Mit zunehmender Schwere der Böden nehmen seitlich wirkende Saugkräfte zu, sodass das Wasser sich zunehmend auf horizontaler Ebene ausbreitet. Die Durchfeuchtungszonen werden breiter und es können Schläuche mit größeren Tropferabständen zum Einsatz kommen - das senkt die Kosten für der Tropfschläuche.

Punktförmige Verabreichung der Wassergaben bei Tropfbewässerung; hierdurch nur teilweise Durchfeuchtung des Bodens und entsprechend intensive Tiefenwirkung, Einstufungen beispielhaft gemäß Bewässerungs-App
Punktförmige Verabreichung der Wassergaben bei Tropfbewässerung; hierdurch nur teilweise Durchfeuchtung des Bodens und entsprechend intensive Tiefenwirkung, Einstufungen beispielhaft gemäß Bewässerungs-App

Bei der Einstufung landwirtschaftlich genutzter Flächen in eine von neun Bodenarten sind dem Modell in der Tabelle unten gelistete Durchmesser von Durchfeuchtungszonen unter Tropfstellen zugeordnet. (Es handelt sich hierbei um eine Vereinfachung des tatsächlichen Sachverhalts, wonach die Durchfeuchtungszonen in der Realität mit zunehmender Bodentiefe zunächst an Breite zunehmen, und dann wieder abnehmen.)

Einstufung verschiedener Bodenarten zu Durchmessern von Durchfeuchtungszonen unter Tropfstellen (Tropfbewässerung) gemäß Bewässerungs-App

Bodenart Ø Durchfeuchtungszone / cm
leicht, Sand (S) 25
leicht, schwach lehmiger Sand (lS) 30
mittel, stark lehmiger Sand (llS) 35
mittel, sandiger Lehm (sL) 40
mittel, schluffiger Lehm (uL) 45
schwer, toniger Lehm (tL) 50
schwer, lehmiger Ton (lT) 55
schwer, Ton (T) 60
organisch, Moor (M) 45

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

KULTURBESTAND

Wasserverbrauch entsteht durch Verdunstung. Das der Bewässerungs-App hinterlegte Rechenmodell bestimmt den täglichen Wasserverbrauch eines Pflanzenbestandes (Verdunstungsrate) einerseits unter Berücksichtigung eines auf Tagesbasis berechneten Wasseranspruchs des Pflanzenbestandes. Andererseits findet gleichermaßen ein auf Tagesbasis berechnetes Aneignungsvermögen des Pflanzenbestandes aus dem pflanzenverfügbaren Bodenwasservorrat Beachtung. Die modellhafte Berechnung des täglichen Wasserverbrauchs eines Pflanzenbestandes erfolgt auf Tagesbasis gemäß der folgenden Beziehung:

Wasserverbrauch [mm/Tag] = Wasseranspruch [mm/Tag] x Aneignungsvermögen [%]

Berechnung des Wasseranspruchs eines Pflanzenbestandes

Grundlage für die Berechnung des Wasseranspruchs eines Pflanzenbestandes ist die Grasreferenzverdunstung ET0 der Food and Agriculture Organization der Vereinten Nationen (FAO) - Irrigation and drainage paper 56 (Allen et.al., 1998). Eine weiter Bezeichnung hierfür ist ist z.B. „Verdunstung nach FAO 56“. Das Verfahren verrechnet Wetterdaten (Temperatur, relative Feuchte, Windgeschwindigkeit, Globalstrahlung) und berechnet eine für die Kulturart „Gras“ spezifische Referenzverdunstung. Die Referenzvegetation ist ein kurzer dichter Grasbestand mit 12 cm Wuchshöhe und guter Wasserversorgung, so dass keine Einschränkung der Verdunstung aufgrund von Wassermangel besteht. Die Grasreferenzverdunstung beschreibt damit die potentielle Evapotranspiration, die eine optimal versorgte Grasreferenzvegetation zeigt.

Kontinuierliche Veränderung der kc-Werte gemäß Bewässerungs-App
Kontinuierliche Veränderung der kc-Werte gemäß Bewässerungs-App

Die Witterungsparameter zur Berechnung der Grasreferenzverdunstung werden derzeit über Datenschnittstellen zu Wetterdatenanbietern, in Deutschland dem Deutschen Wetterdienst, abgerufen. Lokale Niederschlagsereignisse lassen sich in der Nutzeroberfläche der Bewässerungs-App auf Tagesbasis korrigieren.

Je nach Kulturart werden für bis zu vier Wachstumsstadien kc-Werte definiert. Die kc-Werte haben für einen bestimmten Entwicklungsabschnitt solange Gültigkeit, bis ein Stadium erreicht wird, für das ein neuer kc-Wert definiert ist. Um dem tatsächlichen Wachstum und dem dadurch bedingten sich allmählich ändernden Wasseranspruch gerecht zu werden, wird beim Modellansatz der Bewässerungs-App ein kontinuierlicher Übergang binnen 11 Tage berechnet. Die kalkulierte Höhe des Gesamtwasseranspruchs bleibt hierbei unverändert.

Die nachfolgenden angegebenen Werte zum maximalen Wasserbedarf an heißen und wolkenfreien Sommertagen entsprechen dem Wasserverbrauch von leistungsstarken voll entwickelten Pflanzenbeständen unter der Voraussetzung, dass das Wasserangebot im Boden nicht limitiert ist. In der Regel limitieren mehrere verschiedenartige Faktoren die Wasseraufnahme und damit den Verbrauch bzw. die Verdunstung, sodass die Wasserbedarfswerte in der Praxis häufig deutlich niedriger sind, als die hier gelisteten Maximalwerte.

Gras, Grünland, Weide, ET0: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
20 cm Wuchshöhe 1,0 100 % 5,8 mm / Tag

Kartoffel: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,6 45 % 45 %
Wuchshöhe der Pflanzen 15 cm 1,0 75 %
Bestandesschluss (BBCH 39) 1,3 100 % 7,5 mm / Tag
Vergilbung, 50 % 0,6 45 %

Mais: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 60 %
Wuchshöhe der Pflanzen 50 cm 1,0 85 %
Ab Wuchshöhe der Pflanzen 150 cm 1,2 100 % 6,9 mm / Tag

Sojabohnen: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 50 %
Längenwachstum, Beginn (BBCH 31) 1,2 85 %
Blüte, Beginn (BBCH 61) 1,4 100 % 8,1 mm / Tag

Sommergerste: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Anlaufen 0,5 40 %
Schossen, Beginn (BBCH 30) 1,1 90 %
Fahnenblatt, ausgebildet (BBCH 39) 1,2 100 % 6,9 mm / Tag

Sommerweizen: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Anlaufen 0,5 40 %
Schossen, Beginn (BBCH 30) 1,1 90 %
Fahnenblatt, ausgebildet (BBCH 39) 1,2 100 % 6,9 mm / Tag

Triticale: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Vegetationsbeginn 0,7 65 %
Schossen, Beginn (BBCH 30) 1,0 90 %
Fahnenblatt, ausgebildet (BBCH 39) 1,1 100 % 6,3 mm / Tag

Wintergerste: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Vegetationsbeginn 0,8 60 %
Schossen, Beginn (BBCH 30) 1,1 85 %
Fahnenblatt, ausgebildet (BBCH 39) 1,3 100 % 7,5 mm / Tag

Winterraps: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Vegetationsbeginn 0,7 60 %
Längenwachstum, Beginn (BBCH 30) 1,1 90 %
Entwicklung Blütenanlagen (BBCH 55) 1,2 100 % 6,9 mm / Tag

Winterroggen: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Vegetationsbeginn 0,7 65 %
Schossen, Beginn (BBCH 30) 1,0 90 %
Fahnenblatt, ausgebildet (BBCH 39) 1,1 100 % 6,3 mm / Tag

Winterweizen: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Vegetationsbeginn 0,8 65 %
Schossen, Beginn (BBCH 30) 1,1 90 %
Fahnenblatt, ausgebildet (BBCH 39) 1,2 100 % 6,9 mm / Tag

Zuckerrübe: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 60 %
Erscheinen 5. Blatt 1,0 85 %
Ab Bestandesschluss 1,2 100 % 6,9 mm / Tag

Blumenkohl: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung 0,7 45 %
Erscheinen 8. Blatt 1,1 70 %
Durchmesser 70% (BBCH 37) 1,6 100 % 9,2 mm / Tag

Brokkoli: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung 0,7 40 %
Erscheinen 8. Blatt 1,1 60 %
Erscheinen 14. Blatt (BBCH 14) 1,8 100 % 10,4 mm / Tag

Bundzwiebeln: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 45 %
Erscheinen 4. Blatt 0,9 55 %
Erscheinen 8. Blatt 1,6 100 % 9,2 mm / Tag

Buschbohne: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,4 30 %
Blühbeginn (BBCH 61) 1,1 85 %
1. Hülse volle Länge (BBCH 71) 1,3 100 % 7,5 mm / Tag

Erbsen, grün: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,5 40 %
Erscheinen 6. Blatt 0,8 60 %
Blüte, Beginn (BBCH 61) 1,2 90 %
Hülsenbildung, Beginn 1,3 100 % 7,5 mm / Tag

Erdbeeren, Ertragsjahre: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Austrieb 0,6 65 %
Fruchtbildung, Beginn 0,9 100 % 5,2 mm / Tag
Ernte, Beginn 0,8 90 %
Ernte, Ende 0,6 65 %
Blütenanlagen Herbst, Beginn 0,7 80 %

Gurken (Einlegegurken): Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 45 %
Blühbeginn (BBCH 61) 1,1 75 %
Erntebeginn (BBCH 71) 1,5 100 % 8,7 mm / Tag

Knollenfenchel, gepflanzt: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung 0,7 40 %
Erscheinen 5. Blatt 1,3 70 %
Erscheinen 8. Blatt (BBCH 18) 1,8 100 % 10,4 mm / Tag

Kopfkohl, gepflanzt oder gesät: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung und Auflaufen 0,7 65 %
Erscheinen 8. Blatt 0,8 75 %
Erscheinen 11. Blatt 1,0 90 %
Beginn Kopfbildung (BBCH 41) 1,1 100 % 6,3 mm / Tag

Kopfsalat Frühjahr, Sommer, Herbst: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung 0,7 45 %
Erscheinen 8.Blatt 1,1 70 %
Durchmesser 20% (BBCH 42) 1,6 100 % 9,2 mm / Tag

Möhren: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,4 35 %
Erscheinen 5. Blatt 0,8 75 %
Bestandesschluss (BBCH 43) 1,1 100 % 6,3 mm / Tag

Petersilie: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,4 30 %
Erscheinen 5. Blatt 1,1 85 %
1. Ernte 1,3 100 % 7,5 mm / Tag

Porree: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung 0,7 40 %
Schaftdurchmesser 13 mm 1,1 60 %
Schaftdurchmesser 16 mm 1,6 90 %
Schaftdurchmesser 20 mm 1,8 100 % 10,4 mm / Tag

Radieschen: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 80 %
Erscheinen 3. Laubblatt 0,9 100 % 5,2 mm / Tag

Zuccini: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Auflaufen 0,7 45 %
Blühbeginn (BBCH 61) 1,1 70 %
Bestandesschluss 1,6 100 % 9,2 mm / Tag

Zwiebeln, gepflanzt oder gesät: Relativer Wasserbedarf in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium

Entwicklungsstadium Kc-Wert Wasserbedarf, relativ Max. Wasserbedarf
Pflanzung und Auflaufen 0,7 45 %
Erscheinen 5. Blatt 1,3 80 %
Erscheinen 8. Blatt 1,6 100 % 9,2 mm / Tag
Schlottenknicken 0,0 0 %

Zwischen den definierten Terminen ändert sich der im Modell berücksichtigte Verdunstungsfaktor stetig.

Der pflanzenverfügbare Bodenwasserspeicher (nFK) variiert je nach Entwicklungsstadium einer Fruchtart in Abhängigkeit von der resultierenden Durchwurzelungstiefe. Das Tiefenwachstum der Wurzeln erfolgt während der Jugendentwicklung der Kulturbestände. In dieser Zeit erschließen die Pflanzen über die Wurzeln zunehmend tiefe Bodenbereiche, und der pflanzenverfübare Bodenwasserspeicher (nFK) steigt. Die Dynamiken des Wurzelwachstums werden unter Berücksichtigung fruchtartspezifischer Faustzahlen und Erfahrungswerte berücksichtigt. Der Bewässerungs-App liegen zur Wurzeltiefe für die betrachteten Kulturarten jeweils folgende Minimum-Werte (zum Auflauftermin/ Setzen/ Vegetationsstart) zugrunde.

Einfluss der effektiven Wurzeltiefe auf die nutzbare Feldkapazität

Das von Pflanzen verbrauchte Wasser stammt aus dem pflanzenverfügbaren Bodenvorrat, der über natürliche Niederschläge und gegebenenfalls Bewässerungsgaben gespeist wird.

Ein Maß für das maximal pflanzenverfügbare Bodenwasser ist die nutzbare Feldkapazität nFK. Für die Berechnung des Bewässerungsstartes, für die Bemessung der Höhe einzelner Wassergaben und des Gesamtzusatzwasserbedarfs während einer Saison ist die Kenntnis der nFK Voraussetzung.

Die nFK eines Anbausystems ergibt sich aus der nFK des zugrundeliegenden Bodens in Vol.-% multipliziert mit der effektiven Wurzeltiefe der betrachteten Kulturart gemäß nachfolgendem Beispiel:

nFK(Anbausystem) = nFK(Boden) x Wurzeltiefe (Kulturart)

nFK(Kartoffel zur Blüte, llS) = 16 Vol.-% x 60 cm
nFK(Kartoffel zur Blüte, llS) = 16 mm / 10 cm x 60 cm
nFK(Kartoffel zur Blüte, llS) = 96 mm

Während des Jugendwachstums eines Pflanzenbestandes bzw. beginnend zu Vegetationsstart (mehrjährigen Kulturen oder Winterungen) berechnet das hinterlegte Modell ausgehend von einer Kulturart spezifischen angenommenen Mindestwurzeltiefe ein Wurzeltiefenwachstum nach dem „Prinzip einer logistischen Funktion“ (Nicholas, 2005).

Berechnete effektive Wurzeltiefe in Abhängigkeit der Wachstumszeit (Jugendentwicklung ab Saat, Pflanzen) in Tagen gemäß Bewässerungs-App; Beispiel Kartoffeln
Berechnete effektive Wurzeltiefe in Abhängigkeit der Wachstumszeit (Jugendentwicklung ab Saat, Pflanzen) in Tagen gemäß Bewässerungs-App; Beispiel Kartoffeln

Es gilt folgende Beziehung:

W(t) = W0 + (Wmax – W0) / (1 + T x ebt)

W(t) Wurzeltiefe in Abhängigkeit des zeitlichen Verlaufs
W0 Mindestwurzeltiefe, Kulturart abhängig
Wmax Maximale Wurzeltiefe, Kulturart abhängig
T, b Wachstumsfaktoren, Kulturart abhängig

Mit einer Zunahme der effektiven Wurzeltiefe steigt die berechnete nutzbare Feldkapazität des Anbausystems nach der oben genannten Beziehung proportional an.

Maximale effektive Wurzeltiefen gemäß Bewässerungs-App; für Gemüse nach Fink et al., 2007

Entwicklungsstadium, Erreichen Effektive Wurzeltiefe, maximal
Gras, Grünland 30 cm
Kartoffel - Frühkartoffel 40 cm
Kartoffel - Speise-,
Veredelungs-,Stärkekartoffel 60 cm
Mais 100 cm
Sojabohnen 130 cm
Sommergerste 60 cm
Sommerweizen 60 cm
Triticale 130 cm
Weide 25 cm
Wintergerste 100 cm
Winterraps 150 cm
Winterroggen 130 cm
Winterweizen 130 cm
Zuckerrüben 180 cm
Blumenkohl 60 cm
Brokkoli 60 cm
Bundzwiebeln 60 cm
Buschbohne 60 cm
Erbsen - grün 60 cm
Erdbeeren - Ertragsjahre 25 cm
Gurken (Einlegegurken) 40 cm
Knollenfenchel - gepflanzt 60 cm
Kopfkohl - gepflanzt oder gesät 60 cm
Kopfsalat - Frühjahr,
Sommer, Herbst 30 cm
Möhren 60 cm
Petersilie 60 cm
Porree 60 cm
Radieschen 15 cm
Zuccini 40 cm
Zwiebeln - gepflanzt oder gesät 60 cm

Für Mineralisation und Wurzelwachstum ist jeweils ausreichend Bodenfeuchte erforderlich. Deshalb ist eine gewisse Feuchte des Oberbodens für alle Fruchtarten bereits ab der Saat bzw. dem Legen oder Setzen relevant. Im Modell wird ab Beginn mit einer Wurzeltiefe von mindestens 20 cm gerechnet, wenngleich das Wurzelwerk zunächst noch nicht (bis in diese Tiefe) ausgebildet ist.

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

BEWÄSSERUNGSSYSTEM

Die verschiedenen Bewässerungssysteme verteilen das Wasser auf kleinem Raum unterschiedlich gleichmäßig. In Folgendem werden pflanzenbauliche Zusammenhänge und die davon abgeleiteten Handlungsempfehlungen am Beispiel "Kartoffelbewässerung" dargestellt. Da es sich um Grundlagen handelt, lassen sich die Erläuterungen auf andere Feldfrüchte übertragen. In der Bewässerungs-App erfolgt die Auswahl des gewünschten Bewässerungssystems über das Auswahlfenster _Beregnung/ Tropfschlauchposition.

Mit Beregnungsanlagen wird der gesamte Boden befeuchtet. Es steht der komplette durchwurzelte Bodenbereich als pflanzenverfügbarer Wasserspeicher zur Verfügung.

Beregnung
Überkopfberegnung zu Kartoffeln: (A) Maximale Durwurzelungstiefe: 60 cm, (B) Maximale Durchfeuchtungstiefe im durchwurzelten Bereich: 60 cm, (C) Gleichmäßige Durchfeuchtung des ganzen Damms: 75 cm

Im Gegensatz dazu werden bei Tropfbewässerung nur die Bereiche unter den Tropfstellen durchfeuchtet. Deshalb ist der pflanzenverfügbare Bodenwasserspeicher im Vergleich zu flächiger Überkopfberegnung wesentlich reduziert. Je nach Bodenart und Durchwurzelungstiefe beträgt die maximale Speicherkapazität 1 bis 4,5 Liter je Tropfstelle und Tag. Sinnvolle Einzelgaben variieren situationsabhängig zwischen 1 und 10 Liter je Quadratmeter (siehe Einzelgaben-App). Nur in seltenen Ausnahmefällen sind bei sehr tiefwurzelnden Kulturen höhere Einzelgaben gerechtfertigt.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Tropfschläuche zu plazieren:

  • Dammkronenverfahren: entlang der Dämme in die Dammkrone
  • Zwischendammverfahren: zwischen jeden zweiten Damm; das spart 50% Schlauchkosten und viel Arbeit

Tropfbewässerung im Dammkronenverfahren
Tropfbewässerung zu Kartoffeln im Dammkronenverfahren: (A) Maximale Durwurzelungstiefe: 60 cm, (B) Maximale Durchfeuchtungstiefe im durchwurzelten Bereich: 60 cm, (C) Durchmesser der Durchfeuchtungszone: 30 cm in leichten Böden (lS)

Beim Dammkronenverfahren wird der Hauptwurzel- und Knollenbildungsbereich unmittelbar durchfeuchtet und gekühlt. Das ist der wesentliche Vorteil dieser Schlauchposition. Aus pflanzenbaulicher Sicht ist dieses Verfahren allen anderen überlegen. Allerdings ist es besonders teuer und arbeitsaufwändig.

Mit zunehmender Schwere der Böden nehmen auf das tropfenweise verabreichte Wasser seitlich wirkende Bodensaugkräfte zu, sodass das Wasser sich zunehmend auf horizontaler Ebene ausbreitet: Die Durchfeuchtungszonen werden breiter und es können Schläuche mit größeren Tropferabständen zum Einsatz kommen.

Je breiter die Durchfeuchtungszonen, desto besser funktioniert das Zwischendammverfahren (ZDV). Die Schläuche liegen tiefer. Entsprechend geringer ist dann auch die durchwurzelte Bodensubstanz unter den Tropfern, die Wassergaben pflanzenverfügbar zwischenspeichern kann. Wegen dem doppelten Abstand der Schläuche zueinander hat das Verfahren nur die Hälfte an Tropfstellen pro Flächeneinheit. Dadurch halbiert sich die Bodenpufferkapazität nochmals. Einzeltagesgaben von mehr als 4-5 mm sind dann selbst auf schweren Böden ohne Sickerwasserbildung nicht möglich.

Tropfbewässerung im Zwischendammverfahren
Tropfbewässerung zu Kartoffeln im Zwischendammverfahren: (A) Maximale Durwurzelungstiefe: 60 cm, (B) Maximale Durchfeuchtungstiefe im durchwurzelten Bereich: 45 cm, (C) Durchmesser der Durchfeuchtungszone: 50 cm in schweren Böden (lT)

Beim ZDV ist ein zeitiger Bewässerungsstart, etwa bei einem Bodenfeuchtegrenzwert von 70% der nFK (Tagesgaben 3 mm), von besonderer Bedeutung: Zum einen nimmt die Wasserleitfähigkeit von Böden mit zunehmendem Feuchtegrad überproportional zu. Das verabreichte Wasser wird dann zum Teil in die Dämme gesaugt, auch in geringem Maße entgegen der Schwerkraft nach oben. Andererseits bedeutet ein zeitiger Bewässerungsbeginn ein frühes Signal für die Kartoffeln, an welchen Stellen das Wasserangebot besteht. Die Pflanzen reagieren darauf zeitig mit gezieltem Wurzelwachstum in diese Durchfeuchtungszonen unter die Zwischendämme. Erst nachdem die Böden trotz regelmäßiger Wassergaben weiter abgetrocknet sind, kann die Gabenhöhe gesteigert werden, z.B. ab einem Feuchtegrenzwert von 50 % der nFK auf 5 mm täglich.

An ihre Grenzen stoßen Zwischendammverfahren bei Frühsommertrockenheit. Im ZDV gelingt es grundsätzlich nicht, den (ausgetrockneten) Dammkern zu durchfeuchten, der für einen Übergang der gedüngten Nährsalze in die Bodenlösung und für beginnendens Wurzelwachstum vor allem zu Wachstumsstart besondere Bedeutung hat. Aus dem selben Grund ist das Verfahren auf mit Kartoffelschorf gefährdeten Standorten problematisch: Das Knollennest wird im Dammkern ausgebildet, und nur im Falle einer durchgehenden und ausreichenden Bodenfeuchtigkeit im Kernbereich (siehe Dammkronenverfahren) ließe sich die Schorfbildung maßgeblich hemmen.

Um die pflanzenbaulichen Nachteile des ZDV abzumildern wird an der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschft zur Zeit ein neues Verfahren erprobt: Die Dammsohlen, in denen die Tropfschläuche verlegt werden, sind bei diesem Konzept erhöht (M-Dammverfahren):

Tropfbewässerung im M-Dammverfahren
Tropfbewässerung zu Kartoffeln im M-Dammverfahren: (A) Maximale Durwurzelungstiefe: 60 cm, (B) Maximale Durchfeuchtungstiefe im durchwurzelten Bereich: 55 cm, (C) Durchmesser der Durchfeuchtungszone: 50 cm in schweren Böden (tL)

Außerdem lässt sich für Tropfbewässerungsverfahren der Schlauchabstand und der Tropferabstand definieren.

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

INTENSITÄT

Unter diesem Menüpunkt kann der Anwender den Start und das Ende der gewünschten Bewässerungsperiode festlegen. Nur innerhalb des ausgewählten Zeitraums (Bewässerungsperiode) werden vom Modell Bewässerungsmaßnahmen empfohlen, sofern es zu einer Unterschreitung der vom Nutzer bestimmten Bewässerungsschwelle kommt. Eine Bewässerungsschwelle von 60 % nFK bedeutet beispielsweise, dass der pflanzenverfügbare Bodenwasserspeicher zu diesem Zeitpunkt noch zu 60 % gefüllt ist. 40 % der nFK kann es regnen bzw. kann flächig beregnet werden, ohne dass es zu Sickerwasserbildung kommt. Bei Tropfbewässerung beträgt die maximal möglich Gabenhöhe, ohne dass Sickerwasser entsteht, häufig nur einen Bruchteil davon weil nur nur die Bereiche direkt unter den Tropfern als Wasserspeicher zur Verfügung stehen.

Grundsätzlich gilt: Je geringer die gewählte Bewässerungsschwelle, ab der bewässert wird ist, desto kleiner wird der Beregnungsaufwand insgesamt. Zum einen deshalb, weil der natürliche Bodenwasservorrat stärker ausgeschöpft wird, zum anderen, weil die Wasseraufnahme der Pflanzen und damit die Verdunstung zunehmend eingeschränkt sind. Welcher Bewässerungsschwelle im Einzelfall sinnvoll ist hängt unter anderem von der betrachteten Kulturart, der Art der eingesetzten Technik, den verfügbaren Wasserressourcen und der vorhandenen Schlagkraft des Betriebes ab.

Bemessung der Höhe einzelner Zusatzwassergaben

Eine gleichmäßige Wasserversorgung ist bei vielen Kulturen für die Ertragsbildung und gute Qualitäten unabdingbar. Während Trockenphasen kann die Wasserversorgung mit Hilfe von Zusatzwassergaben, welche die Frühjahrsbodenfeuchte und natürliche Niederschläge nach Bedarf der Kulturen ergänzen, erreicht werden. Damit dies effizient und sparsam geschieht, ist die Nutzung von Entscheidungssystemen wie die Bewässerungs-App eine sinnvolle Hilfe und Ergänzung zu vorhandenen Erfahrungen am Betrieb. Aus pflanzenbaulicher Sicht ist hierbei erforderlich, die Höhe der Einzelwassergaben an die situationsspezifischen Rahmenbedingungen anzupassen. Aus folgenden Gründen:

Zu große Einzelgaben führen zu Versickerung, wenn das zugeführte Wasser teilweise tiefer in den Boden eindringt, als die Wurzeln reichen. Es entstehen dann Sickerverluste. Zudem werden die im Sickerwasser gelösten Nährstoffe ausgewaschen. Diese Nährstoffverluste fehlen den Pflanzenbeständen zum weiteren Wachstum und belasten auf lange Sicht das Grundwasser.

Zu kleine Einzelgaben haben eine unzureichende Tiefenwirkung. Das Wurzelwachstum, die (natürliche) Nährstoffmobilisation des Bodens, die Verfügbarkeit von Mineraldüngern und die Nährstoffaufnahme der Pflanzen beschränken sich dann vorrangig auf die durchfeuchteten Bodenbereiche in Oberflächennähe. Folgen auf eine längere niederschlagsarme Bewässerungsperiode ergiebige Niederschläge, welche die Böden auch in tieferen Bereichen durchfeuchten, ist dieses Wasser und die darin gelösten Nährstoffe dann kaum pflanzenverfügbar, weil die Wurzel in der Tiefe wenig ausgebildet sind.

Je geringer die Höhe einzelner Beregnungsgaben ist, desto häufiger muss beregnet werden. Beim Beregnen wird der Blattapparat durchnässt und die Luftfeuchtigkeit vorübergehend stark erhöht - das Mikroklima wird feuchter. Jede zusätzliche Beregnungsmaßnahme erhöht daher den Krankheitsdruck und macht Gegenmaßnahmen, z.B. Pflanzenschutzmitteleinsatz, zunehmend erforderlich.

Bei anhaltend zu geringen Einzelwassergaben durch Tropfbewässerung konzentriert sich das Wurzelwachstum zusehends auf die räumlich stark begrenzten Durchfeuchtungszonen unmittelbar im Bereich der Tropfer. Das Risiko für ein Einwachsen von Wurzeln in die Tropfer und dadurch bedingte Verstopfungen steigt stark.

Die Bewässerungs-App beinhaltet ein Einzelgabenmodul, welches die unten genannten Aspekte situationsspezifisch berücksichtigt. Das Modell berechnet zu verabreichenden Einzelgaben zu jedem Zeitpunkt so, dass die Böden das Wasser vollständig pflanzenverfügbar im Wurzelraum aufnehmen können.

Folgende Faktoren sind bei der Bemessung der Höhe einzelner Zusatzwassergaben neben der genehmigten Gesamtmenge zu berücksichtigen:
► Nutzbare Feldkapazität des Bodens in Vol.-%
► Effektive Wurzeltiefe in Abhängigkeit der Durchwurzelbarkeit des Bodens, Kulturart und Entwicklungsstadien spezifisch
► Bewässerungsschwelle
► Art der eingesetzten Technik (Beregnung oder Tropfbewässerung mit gegebenem Schlauchabstand und Tropferabstand)
► Horizontale Ausbreitung der Durchfeuchtungszonen unter Tropfstellen bei Tropfbewässerung in Abhängigkeit von der Bodenart
► Zielbodenfeuchte (in der Regel 80%, vor allem bei wechselhafter Witterung oder mäßiger Verteilgenauigkeit)
► Infiltrationsvermögen des Bodens und Bewässerungsintensität der eingesetzten Technik
► Begrenzung der Bodenfeuchteschwankungen mit Einzelgaben bei Beregnung in Höhe von maximal 30 mm und bei Tropfbewässerung bis maximal 10 mm zur Sicherung einer gleichmäßigen Wasserversorgung und eines gleichmäßigen Wachstums und hoher Qualitäten

Herleitung der jeweiligen Beregnungshöhe (Einzelgabenhöhe) bei Anbausystemen mit 60 cm effektiver Wurzeltiefe anhand des jeweiligen Porenprofils eines typischen Sand-, Lehm- und Ton-Bodens; Beregnungsschwelle = 50% nFK, Ziel-Bodenfeuchte = 80% nFK, maximale Einzelgabenhöhe = 30 mm
Herleitung der jeweiligen Beregnungshöhe (Einzelgabenhöhe) bei Anbausystemen mit 60 cm effektiver Wurzeltiefe anhand des jeweiligen Porenprofils eines typischen Sand-, Lehm- und Ton-Bodens; Beregnungsschwelle = 50% nFK, Ziel-Bodenfeuchte = 80% nFK, maximale Einzelgabenhöhe = 30 mm

Berechnung des Aneignungsvermögens eines Pflanzenbestandes aus dem pflanzenverfügbaren Bodenwasservorrat

Die Menge an pflanzenverfügbarem Bodenwasser sinkt während Trockenphasen. Ab einem gewissen Grad der Austrocknung steigen außerdem die Saugkräfte sehr stark an, die das restliche pflanzenverfügbare Wasser im Boden binden. Diese Kräfte müssen die Pflanzen überwinden, um sich dieses Wasser anzueignen. Das kostet Energie. Die Folgen sind geringere Wasseraufnahmen und ein Rückgang der Verdunstung und verringertes Wachstum.

Für die modellhafte Berechnung des Aneignungsvermögens eines Pflanzenbestandes aus dem pflanzenverfügbaren Bodenwasservorrat wurden folgende Regeln festgelegt:

Bodenfeuchte ≥ 65% nFK → Aneignungsvermögen = 100%

Bodenfeuchte < 65% nFK → Aneignungsvermögen = Bodenfeuchte / (nFK x 0,65)

Der Bewässerungs-App zugrunde-liegendes relatives Aneignungsvermögen                                                                                                          eines Pflanzenbestandes in % in Abhängigkeit der Bodenfeuchte im effektiven Wurzelraum in % der nutzbaren Feldkapazität nFK
Der Bewässerungs-App zugrunde-liegendes relatives Aneignungsvermögen eines Pflanzenbestandes in % in Abhängigkeit der Bodenfeuchte im effektiven Wurzelraum in % der nutzbaren Feldkapazität nFK

Der Berechnungsansatz und die Grenze von 65% der nFK, ab der das Aneignungsvermögen eines Kulturbestands aus dem pflanzenverfügbaren Bodenwasservorrat allmählich abnimmt, wurden anhand von historischen Versuchsergebnissen der LWK Niedersachsen abgeleitet (Versuchsstandort Hamerstorf mit schwach lehmigem Sandboden, 33 Bodenpunkte). Betrachtet wurden hierbei zu unterschiedlichen landwirtschaftlichen Kulturen jeweils Varianten, die nicht oder mit Bewässerungsschwellen von 50% bzw. 35% der nFK beregnet worden sind.

Niederschlag und Beregnung benetzen den Blattapparat und durchfeuchten die Böden immer von oben nach unten. Erst nachdem in der oberen Bodenzone eine Aufsättigung stattgefunden hat, dringt das Wasser in die nächsttiefere Zone vor.

Bewässerungsschwellen und Wasserangebotsstufen

Je trockener die Böden sind, desto dringender ist die Bewässerung. Ein objektives Maß für diese Dringlichkeit ist die Bodenfeuchte in Prozent der nutzbaren Feldkapazität nFK. Diese lässt sich mit Hilfe der Bewässerungs-App auf Tagesbasis errechnen. Der Nutzer kann hierbei Voreinstellungen (siehe unten aufgeführte Tabelle) korrigieren und den gerade noch tolerierbaren Bodenfeuchtegrenzwert, die sogenannte Bewässerungsschwelle, im Verlauf einer Wachstumsperiode nach individuellem Ermessen festlegen. Erst bei Unterschreiten der Schwelle empfiehlt das System Bewässerungsgaben.

Wasserangebotsstufen der Erzeugung gemäß Bewässerungs-App
Wasserangebotsstufen der Erzeugung gemäß Bewässerungs-App

Neben der Bewässerungsschwelle ermöglicht die Bewässerungs-App außerdem durch die Wahl der „Wasserangebotsstufe“ den kalkulierten Wasserverbrauch eines Pflanzenbestandes und damit den Zusatzwasserbedarf stufenweise zu ändern.Zur Auswahl stehen vier Stufen, siehe Tabelle links. Bei der Wasserangebotsstufe „hoch“ wird mit den zugrunde liegenden kc-Werten gerechnet, bei „mittlerer“ Stufe mit 90% bis hin zu 70% der ursprünglichen Werte bei Auswahl der Stufe „gering“.

Die in der unten aufgeführten Werte zum maximalen Wasserbedarf an heißen und wolkenfreien Sommertagen und zum mittleren Wasserbedarf bei anhaltendem Sommerwetter entsprechen dem Wasserverbrauch voll entwickelter Pflanzenbestände gemäß Bewässerungs-App bei gegebenen Voreinstellungen.

Legende:
Bewässerungsperiode (Start und Ende kulturartspezifischer Bewässerungsperiode)
BWS (Bewässerungsschwelle)
Stufe (Wasserangebotsstufe)
Max. Wasserbedarf (maximaler Wasserbedarf an heißem Sommertag)
Ø Wasserbedarf (durchschnittlicher Wasserbedarf bei Sommerwetter)

Gras, Grünland, Weide, ET0

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Vegetationsbeginn bis Vegetationsende 30 % nFK hoch 5,8 mm / Tag 3,4 mm/Tag

Kartoffeln - Frühkartoffeln

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Ernte 60 % nFK hoch 7,5 mm / Tag 6,3 mm/Tag

Kartoffeln - Speise-, Stärke- und Veredelungskartoffeln

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Knollenansatz, Beginn; häufig ab 10-15 cm
Wuchshöhe bis ab Vergilbung
50 % nFK hoch 7,5 mm / Tag 5,9 mm/Tag

Mais

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Wuchshöhe Pflanzen 20 cm
bis Milchreife (BBCH 73)
35 % nFK hoch 6,9 mm / Tag 3,9mm/Tag

Sojabohnen

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Längenwachstum, Beginn (BBCH 31)
bis 30% der Hülsen mit Endgröße (BBCH 73)
45 % nFK hoch 8,1 mm / Tag 5,1 mm/Tag

Sommergerste

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Schossen, Beginn (BBCH 30)
bis Blüte, Ende (BBCH 69)
50 % nFK hoch 6,9 mm / Tag 5,1 mm/Tag

Sommerweizen

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Schossen, Beginn (BBCH 30)
bis Blüte, Ende (BBCH 69)
35 % nFK hoch 6,9 mm / Tag 4,3 mm/Tag

Triticale

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Schossen, Beginn (BBCH 30)
bis Blüte, Ende (BBCH 69)
35 % nFK hoch 6,3 mm / Tag 3,9 mm/Tag

Wintergerste

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Schossen, Beginn (BBCH 30)
bis Blüte, Ende (BBCH 69)
35 % nFK hoch 7,5 mm / Tag 4,7 mm/Tag

Winterraps

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Längenwachstum, Beginn (BBCH 30)
bis 30% der Schoten mit Endgröße (BBCH 73)
35% nFK hoch 6,9 mm / Tag 4,3 mm/Tag

Winterroggen

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Schossen, Beginn (BBCH 30)
bis Blüte, Ende (BBCH 69)
35 % nFK hoch 6,3 mm / Tag 3,9 mm/Tag

Winterweizen

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Schossen, Beginn (BBCH 30)
bis Blüte, Ende (BBCH 69)
35 % nFK hoch 6,9 mm / Tag 4,3 mm/Tag

Zuckerrüben

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Erscheinen 5. Blatt
bis 5 Wochen vor Ernte
35 % nFK hoch 6,9 mm / Tag 4,3 mm/Tag

Blumenkohl

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung bis Ernte 60 % nFK mittel 8,7 mm / Tag 6,6 mm/Tag

Brokkoli

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung bis Ernte 60 % nFK mittel 9,8 mm / Tag 7,1 mm/Tag

Bundzwiebeln

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Ernte 60 % nFK mäßig 7,5 mm / Tag 5,7 mm/Tag

Buschbohne

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Ernte 60 % nFK hoch 7,5 mm / Tag 5,9 mm/Tag

Erbsen - grün

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Ernte 60 % nFK hoch 7,5 mm / Tag 5,9 mm/Tag

Erdbeeren - Ertragsjahre

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Austrieb 60 % nFK hoch 5,2 mm / Tag 3,6 mm/Tag
Ernte, Ende 35 % nFK
Blütenanlagen Herbst, Beginn 60 % nFK
bis Blütenanlagen Herbst, Ende

Gurken - Einlegegurken

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen 50 % nFK
Ernte, Beginn (BBCH 71)
bis Ernte, Ende
60 % nFK mittel 7,5 mm / Tag 6,6 mm / Tag

Knollenfenchel - gepflanzt

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung bis Ernte 60 % nFK mäßig 8,3 mm / Tag 6,8 mm/Tag

Kopfkohl - gepflanzt, gesät

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung oder Auflaufen bis Ernte 50 % nFK hoch 6,3 mm / Tag 4,8 mm/Tag

Kopfsalat - Frühjahr, Sommer, Herbst

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung bis Ernte 60 % nFK mittel 8,1 mm / Tag 6,9 mm/Tag

Möhren

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Ernte 50 % nFK hoch 6,3 mm / Tag 4,8 mm/Tag

Petersilie

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Vegetationsende 60 % nFK hoch 7,5 mm / Tag 6,0 mm/Tag

Porree

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung bis Ernte 60 % nFK mäßig 8,3 mm / Tag 6,8 mm/Tag

Radieschen

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen bis Ernte 60 % nFK hoch 5,2 mm / Tag 4,4 mm/Tag

Zucchini

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Auflaufen 50 % nFK
Ernte, Beginn (BBCH 71)
bis Ernte, Ende
60 % nFK mittel 7,5 mm / Tag 7,0 mm / Tag

Zwiebeln - gepflanzt, gesät

Bewässerungsperiode (Start bis Ende) BWS Stufe Max. Wasserbedarf Ø Wasserbedarf
Pflanzung oder Auflaufen 35 % nFK
Erscheinen 5. Blatt
bis Ernte
50 % nFK mäßig 7,5 mm / Tag 5,7 mm / Tag

Nur bei anhaltender Frühjahrs-/ Frühsommertrockenheit und Bodenfeuchten < 30 % nFK, bezogen auf 30 cm Wurzeltiefe, sollten landwirtschaftliche Kulturen ggfs. bereits vor den oben genannten Starts der Bewässerungsperiode in verhaltenem Umfang bewässert werden, z.B. mit einer Beregnungsgabe in Höhe von 20 mm oder dreimal 5 mm Tropfbewässerung in mehrtägigem Abstand. Unter solch trockenen Verhältnissen verabreichtes Zusatzwasser sichert das ansonsten stark gebremste oder gänzlich ausbleibende Wurzelwachstum, die Nährstoffverfügbarkeit und den zeitigen Auflauf und die Frühentwicklung oberirdischer Pflanzenorgane.

Frische Pflanzungen und Aussaaten von Freilandgemüse:

Ergänzend zu den oben gelisteten Bewässerungsschwellen und Wasserbedarfsstufen wird für frische Pflanzungen und Aussaaten von Freilandgemüse folgendes „Startgabenmanagement“ empfohlen:

► Am Tag der Pflanzung / Saat: 5 mm
► Bis zum Auflauf / Anwachsen: 5 mm im Abstand von 1-2 Tagen (Böden feucht halten)

Bewässerung mit begrenzter Wasserverfügbarkeit oder mit Herabstufung des Wasserangebots

Die Bewässerungs-App unterstützt den sachgerechten und zugleich sparsamen Wassereinsatz, und wurde für ein Bewässerungsmanagement nach dem Prinzip einer „Defizitbewässerung“ konzipiert. Pflanzen passen Ihren Wasserverbrauch dem Angebot an. Bei knappem Angebot werden Mechanismen aktiviert, welche die Effizienz der Wassernutzung durch die Pflanzen steigern. Das kann in einem gewissen Bereich Wasser sparen, ohne dass es zu nennenswerten Ertrags- und Qualitätsrückgängen kommt. Der Versorgungsgrad eines Pflanzenbestandes lässt sich anhand der vom Anwender gewählten Bewässerungsschwelle in % nFK, und durch eine Anpassung der Wasserangebotsstufe steuern.

Wenn der pflanzenverfügbare Bodenvorrat zu dem im System festgelegen Anteil entleert ist - dies entspricht einem Unterschreiten der gewählten Bewässerungsschwelle - erfolgt die Systemempfehlung, zu bewässern.

Grundsätzlich gilt: Je geringer die gewählte Bewässerungsschwelle, ab der bewässert wird ist, desto kleiner wird der kalkulierte Bewässerungsbedarf insgesamt. Zum einen deshalb, weil der natürliche Bodenwasservorrat stärker ausgeschöpft wird. Zum anderen, weil mit sinkender Bodenfeuchte das Aneignungsvermögen der Pflanzen und in der Folge die Wasseraufnahme, die Verdunstung und somit der Wasserverbrauch zunehmend eingeschränkt sind.

Welcher Grenzwert im Einzelfall sinnvoll ist, hängt unter anderem von der betrachteten Kulturart, der Verwertung des Erntegutes, der Art der eingesetzten Technik, den verfügbaren Wasserressourcen und der vorhandenen Schlagkraft des Betriebes ab. Deshalb kann es durchaus sinnvoll sein, die im System hinterlegten Voreinstellungen, siehe Tabellen oben, der betriebsspezifischen Situation gemäß anzupassen.

Je geringer die gewählte Wasserangebotsstufe der Erzeugung ist, desto geringer ist der kalkulierte Wasserverbrauch des betrachteten Pflanzenbestandes. Es können die Wachstumsgeschwindigkeit und das Ertragsniveau sinken und es steigen die Risiken bezüglich der erzeugten Qualitäten.

Die geeignete Wasserangebotsstufe ist betriebsspezifisch zu wählen. Sie liegt im individuellen Ermessen und muss an die Intensität aller anderen Produktionsfaktoren, insbesondere an die Düngung und den Pflanzenschutz angepasst sein. Außerdem sind die Qualitätsansprüche an das Erntegut in besonderem Maße zu berücksichtigen.

Die kc-Werte für Gemüsearten (Hochschule Geisenheim) sichern die Erzeugung von Ernteprodukten mit hohen Qualitäten, wofür ein ausreichend hohes Wasserangebot der Gemüsekulturen garantiert werden muss. Dies wird insbesondere bei einem Bewässerungsmanagement erreicht, das gemäß den Systemeinstellungen „Bewässerungsschwelle 60% nFK“, „Wasserangebotsstufe hoch“ umgesetzt wird. Eine Senkung der Bewässerungsschwelle oder der Wasserangebotsstufe ist bei Frisch- und Feingemüsekulturen mit dem steigenden Risiko eines Totalausfalls der Ernte verbunden, sofern in der Folge Qualitätsanforderungen des Marktes nicht erfüllt werden können. Deshalb sollten die Bewässerungsschwelle sowie die Wasserangebotsstufe nur „mittel“ bis „mäßig“ reduziert und der Bestand dabei genau beobachtet werden.

Durch Klicken auf "Stadienspezifischer Feuchtegrenzwert" kann die Bewässerungsschwelle, bei deren Unterschreitung bewässert werden soll auch in Abhängigkeit der Entwicklungssstadien der Pflanzenbestände festgelegt werden.

Wahlweise kann der Nutzer Angaben zur Höhe der beabsichtigten Einzelwassergaben machen (siehe Auswahlfenster Wassergabe); alternativ wird die Höhe der einzelnen Wassergaben vom System berechnet. Ebenso läßt sich der Mindestabstand zwischen zwei Wassergaben definieren (Mindestintervall der Wassergaben), um modellbedingte Bewässerungsempfehlungen zu vermeiden, die aus arbeitswirtschaftlichen Gründen bzw. wegen begrenzter Kapazitäten des landwirtschftlichen Betriebs von vorne herein nicht umsetzbar sind.

Der Wasserbedarf von Kulturbeständen hängt neben klimatischen Faktoren ebenso von der Bestandesführung, aber auch von Sorteneigenschaften ab. Mastige Bestände mit reichlich oberirdischer Biomasse haben eine höhere Verdunstung und damit einen größeren Wasserbedarf als verhalten geführte lichte Bestände. Standardmäßig ist die der Anwendung zugrunde liegende Intensität der Erzeugung/ Bewässerung "hoch". Wird jedoch verhalten gedüngt, z.B. im ökologischen Anbau, oder sind die für Bewässerung zur Verfügung stehenden Kapazitäten stark begrenzt, kann eine "mittlere" oder "geringe" Intensität der Erzeugung/ Bewässerung ausgewählt werden. Hierdurch vermindert sich der berechnete Wasserbedarf und damit die empfohlenen Zusatzwassergaben während anhaltender Trockenphasen um etwa 17% (mittlere Intensität) bis 35% (geringe Intensität).

 

KORREKTUREN

Unter diesem Menüpunkt können Niederschläge und verabreichte Wassergaben korrigiert werden. Wichtig: Erst durch "Speichern" werden gemachte Korrekturen bei der Verrechnug und in der Ergebnisdarstellung berücksichtigt.

Wurde ein Benutzerkonto eingerichtet, werden die gemachten und gespeicherten Korrekturen automatisch arichviert.

 

WITTERUNGSERWARTUNG FÜR DIE KOMMENDEN TAGE

Grundsätzlich stehen dem System Wetterdaten (Messwerte) für Tage in der Vergangenenheit zur Verfügung. Um Bewässerung dennoch vorausschauend planen zu können, lässt sich die vom Nutzer zu erwartende Witterung für die kommenden Tage (Tag 1 = "heute", Tag 2 = "morgen", Tag 3 = "übermorgen", ... - gilt für LfL-Wetterstationen, bzw. Tag 1 = "gestern", Tag 2 = "heute", Tag 3 = "morgen", ... - gilt für DWD-Wetterstationen) in drei Klassen einteilen. Die Einstufungen haben Einfluss auf die veranschlagte Intensität der Verdunstung und bedingen die Höhe des täglich zu kalkulierenden Wasserbedarfs. Bei Sonnensschein ist der zugrunde gelegte Wasserbedarf angepasst an die Jahreszeit "hoch", bei heiter bis wolkigem Himmel "mittel" und bei starker Bewölkung "gering".

Sollen für die Planungen zusätzlich "zu erwartende Niederschläge" berücksichtigt werden, können diese unter dem Menüpunkt Korrekturen ergänzt werden.

Mit fortschreitender Zeit werden die den Erwartungswerten zugeordneten Wetterdaten automatisch mit täglich gemessenen Werten am Standort der ausgewählte Wetterstation überschrieben.

 

BERECHNUNGSZEITRAUM

Die Anzeige der Ergebnisse erfolgt immer für den festgelegten Berechnungszeitraum. Dieser lässt sich auch im nachhinein jederzeit anpassen und beeinflusst den Zeitraum, auf den sich die Berechnungen und Darstellungen der Ergebnisse beziehen.

Zum Berechnungsstart ist der Grad der Wassersättigung des Oberbodens (bis 30 cm Tiefe) und des Unterbodens (ab 30 cm Tiefe) zu bestimmen. Mit diesen Angaben starten die Berechnungen. Die Bestimmung kann durch Messung oder durch Schätzung erfolgen.

Meistens sind die Niederschläge in den Wintermonaten größer als die Verdunstung. Deshalb sind die Böden im Frühjahr oft weitgehend mit Wasser gesättigt. Besonders präzise lässt sich der Grad der Wassersättigung von Böden im Frühjahr nach Starkniederschlägen schätzen; dann liegen die Feuchtewerte nahe 100% der nFK. In trockenen Frühjahren sind jedoch Abschläge erforderlich, hauptsächlich im Bereich des Oberbodens.

Hilfemenü zur Bewässerungs-App

ERGEBNISAUSWAHL

Durch Anklicken des Menüpunkts Ergebnisauswahl lässt sich festlegen, welche Ergebnisse angezeigt werden:

Es gibt vier Ergebnisarten:

  • Summenwerte im Berechnungszeitraum: Die Auflistung der Summenwerte Bewässerung, Niederschlag, Verdunstung und Versickerung bezieht sich auf den im Menüpunkt Berechnungszeitraum festgelegten Berechnungszeitraum. Eine Anpassung diese Zeitraums ist jederzeit möglich. Die Angaben erfolgen für den Fall der Bewässerung und zum Vergleich zusätzlich für eine fiktive Vergleichsvariante ohne Bewässerung. Durch den Vergleich "bewässert" - "unbewässert" lässt sich die Zunahme der Kenngrößen durch die Bewässerung berechnen.

  • Witterungsverlauf und Verlauf des Bodenwassers: Bewässerung, Niederschlag, Verdunstung, Versickerung, Temperatur, Globalstrahlung und Wind werden im Berechnungszeitraum auf Tagesbasis graphisch dargestellt.

  • Bodenwasserbilanz: Nutzbaren Feldkapazität, Bewässerungsschwelle, pflanzenverfügbares Bodenwasser mit bzw. ohne Bewässerung werden im Berechnungszeitraum im zeitlichen Verlauf abgebildet. Die Nutzbare Feldkapazität und die Bewässerungsschwelle, ab der eine Bewässerung stattfinden soll, nehmen während des Wurzeltiefenwachstums der Kulturart kontinuierlich zu.

  • Vergleich mit mehrjährigen Mittelwerten: Das unter dem Menüpunkt Standort und Jahr bestimmte Auswertungsjahr lässt sich bezüglich Bewässerung, Niederschlag, Verdunstung, Versickerung, Temperatur, Globalstrahlung und Wind mit mehrjährigen Mittelwerten vergleichen. Die Anzahl der zurückliegenden Jahre, mit der in der Auswertung verglichen wird, lässt sich vom Nutzer ebenfalls unter dem Menüpunkt Standort und Jahr festlegen. Bitte beachten Sie: die Grundeinstellung ist hier kein Mittelwertvergleich. In diesem Fall wird keine Tabelle (Ergebnisdarstllung) generiert. Die Auswertung liefert dem Anwender konkrete Anhaltspunkte, wie sich das Wetter in einem bestimmten Jahr (z.B. dem aktuellen Jahr) gegenüber dem mehrjährigen Mittel verhält. Außerdem lässt sich bestimmen, wie hoch bei spezifischen Einstellungen der Zusatzwasserbedarf eines Jahres vom Durchschnitt der Jahre abweicht.

 

Ergebnisdarstellung

Legende zu "Witterungsverlauf und Verlauf des Bodenwassers"

Ergebnisart Abkürzung
Bewässerung [mm] Bewässerung [mm]
Niederschlag [mm] NS [mm]
Verdunstung [mm] Verdunstung [mm]
Versickerung [mm] Versickerung [mm]
Temperatur [°C] T [°C]
Globalstrahlung [kWh/m²] GS [kWh/m²]
Wind [m/s] Wind [m/s]
 

In dem darüber liegenden Menüpunkt Ergebnisauswahl (bitte anklicken) lässt sich auswählen, welche Ergebnisse angezeigt werden sollen.

Die Wassermenge von einem Millimeter (1 mm) entspricht der Wassermenge von einem Liter je Quadratmeter (1 l/m²).

Legende zu "Klimatische Wasserbilanz"

Ergebnisart Abkürzung
Bodenwasser ohne Bewässerung [mm] ohne [mm]
Bodenwasser mit Bewässerung [mm] Bodenwasser mit Bewässerung [mm]
Nutzbare Feldkapazität [mm] nFK [mm]
Bewässerungsschwelle [mm] Bewässerungsschwelle [mm]