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Dem Wasser kluge Wege ebnen (Aquarius)
Projekt
Förderkennzeichen: TI-AT-08-PID1543
Laufzeit: 01.01.2009
- 31.03.2014
Fördersumme: 171.000 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
In den vergangenen Jahrzehnten war es das Ziel der Forschung und der Industrie, Wasser mit der Beregnungstechnik so gleichmäßig wie möglich auf dem Feld zu verteilen. Mit heutigen Kenntnissen bezüglich der Bodenheterogenität und zunehmenden Schlaggrößen, in Ostdeutschland um die 50 ha, die von einer Beregnungsmaschine beregnet werden, wird der Bedarf nach teilflächenspezifischer Wasserverteilung offenkundig. Ziel der teilflächenspezifischen Beregnung ist es, durch Berücksichtigung der ortspezifischen Heterogenität des Bodens und des Pflanzenbestandes den produktbezogenen Aufwand, hier Wasser und Energie, zu reduzieren und Umweltziele besser zu berücksichtigen. Teilflächenspezifisches Management bzw. Beregnung erfordert detaillierte Informationen über die Heterogenität von Feldern, um die Beregnungshöhe den lokalen Bodenverhältnissen anpassen zu können. Konventionelle Methoden (Bodenproben und anschließender Laboranalyse) sind jedoch zu teuer und zu zeitaufwendig. Es sollten daher schnelle, zerstörungsfreie Methoden zur Ermittlung der benötigten Informationen verfügbar sein. Für eine Bewertung der teilflächenspezifischen Technologie wurden auch die Erträge herangezogen, um den Einfluss differenzierter Wassergaben zu prüfen und um eine ökonomische Aussage zu treffen. Um eine Strategie einer teilflächenspezifischen Beregnung aufzubauen, sind zunächst die Anfertigung einer Applikationskarte und die Bestimmung der Managementzonen notwendig. Der Weg zur Applikationskarte geht über die Hofbodenkarte, die elektrische Leitfähigkeit (EM38, Veris) und Entnahme von Bodenproben zur punktuellen Bestimmung der Bodenwasserspeicherfähigkeit. Die technische Umsetzung im Projekt erfolgt mit einer Kreisberegnungsmaschine. An der Kreisberegnungsmaschine wurde eine spezielle Düsensteuerung mit Magnetventilen installiert. Erste Informationen für die teilflächenspezifische Beregnung sind in der Hofbodenkarte enthalten. Diese Angaben sind aber zu grob, um sie zur teilflächenspezifischen Applikationskarte zu nutzen. Als nächster Schritt erfolgte mit einem EM 38 Gerät, das Scannen der Fläche. Für die elektrische Leitfähigkeitsmessung (EC) wurde die Fläche im ca. 5 m Abstand überfahren und jedem gemessenen EC-Wert wurde ein GPS Wert zugeordnet. Gemessen wurde hierbei bis zu einer Tiefe von 150 cm des Bodens. Nach der Auswertung der Messung ergab sich ein Bild über die Bodenunterschiede in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit. In dieser Leitfähigkeitskarte wurde die Fläche wegen der unterschiedlichen EC-Werte des Bodens in drei Managementzonen eingeteilt. In den Zonen wurden 24 Monitoring Punkte festgelegt und an jedem Punkt wurden Bodenproben zur Bestimmung der Feldkapazität und des Welkepunktes entnommen. Der Wasserausgleich erfolgte nach der Strategie der teilflächenspezifischen Beregnung. Das bedeutet, dass die Managementzone, die zuerst eine Bodenfeuchtigkeit von 50% nFK erreicht hat, angesteuert wird und anschließend bis zu einer Bodenfeuchtigkeit von 80% der nFK beregnet wird. Zur Überwachung des täglichen Einsatzzeitpunktes wurde mit dem Beregnungssteuermodell AMBER vom DWD die klimatische Beregnungsbilanz erstellt. Die fünftägige Vorausberechnung des Wasserbedarfs ermöglichte den weiteren gezielten Beregnungseinsatz.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenbau
- Landtechnik Pflanzenproduktion
- Agrarhydrologie
- Bodenkunde