Logo des Forschungsinformationssystems Agrar und Ernährung

Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung

Informationsportal des Bundes und der Länder

Entwicklung einer automatisierten Entscheidungshilfe zur ressourcenschonenden und effizienten Bewässerung in Gartenbau und Landwirtschaft mit dem Ziel Wasserverteilung und Stickstoffausnutzung zu optimieren (Ressourcenschonende und automatisierte Bewässerung in Landwirtschaft und Gartenbau)

Projekt

Produktionsverfahren

Dieses Projekt leistet einen Beitrag zum Forschungsziel „Produktionsverfahren“. Welche Förderer sind dazu aktiv? Welche Teilziele gibt es dazu? Schauen Sie nach:
Produktionsverfahren


Förderkennzeichen: A/19/21
Laufzeit: 01.02.2020 - 31.03.2023
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Stichworte: Bewässerung, Digitale Landwirtschaft, Ressourceneffizienz

Durch die Sommertrockenheit ist das Thema Wasser und Agrarproduktion in allen Bereichen präsent, in der Gesellschaft, der Politik, der Wasserwirtschaft und natürlich in den landwirtschaftlich gärtnerischen Betrieben. Die geringen Niederschläge mussten vielfach durch zusätzliche Bewässerungsgaben ausgeglichen werden. Die Entnahmekapazitäten wurden erreicht bzw. überschritten. Ferner bereitet auch der Nitratgehalt der Trinkwasserquellen Anlass zum Handeln. Der Zusammenhang zwischen der Nitratauswaschung und der Bewässerung ist evident. Die Gesellschaft wünscht Produkte aus der Region, die ressourcenschonend produziert werden. Es ist zu erwarten, dass Politik und auch der Handel mit verstärkten Auflagen und dem Nachweis der Wasserverwendung reagieren. Der Anbauer steht unter Druck die Effizienz der Bewässerung weiter zu verbessern. Die derzeit angewandten Verfahren sind teilweise zu ungenau bzw. werden von den Benutzern aufgrund der Komplexität und dem Aufwand bezüglich Pflege und Bedienung nicht angenommen. Eine Vereinfachung und Verbesserung ist von der Praxis gefordert.

Ziel des Projektes ist die sparsame Verwendung der wertvollen Ressource Wasser in Gartenbau und Landwirtschaft, wobei Wassereinsatz und Stickstoffdüngung aufeinander abgestimmt werden sollen. Hierbei werden alle relevanten Faktoren der Bewässerung (Pflanze, Boden, Witterung, Technik, Kapazitätsausstattung am Betrieb) verknüpft. Vorhandene wissenschaftliche Erkenntnisse und technische Entwicklungen sollen in die Praxis eingeführt und den aktuellen Erfordernissen angepasst werden. Den Betrieben werden Entscheidungshilfen und praxistaugliche Lösungen angeboten, um unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten auf Folgen des Klimawandels, auf gesteigerte Anforderungen des Marktes sowie auf veränderte rechtliche Vorgaben reagieren zu können. Daraus ergeben sich unter anderem folgende Teilziele: • Weiterentwicklung und kostenfreie Bereitstellung der "ALB-Bewässerungs-App", ein webbasiertes Entscheidungssystem zur Planung, Steuerung und Dokumentation von Bewässerungsmaßnahmen • Aufbau und Betrieb von automatisierten Pilotanlagen in Praxisbetrieben zur Erhöhung der Wassereffizienz, Reduzierung der Arbeitskosten und Steigerung der Benutzerfreundlichkeit • Verfahrenstechnischer Vergleich von Bewässerungssystemen und -verfahren unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf Kultur, Ökologie und Ökonomie • Verbesserung der Wasserverteilgenauigkeit von Bewässerungssystemen um den Wasserverbrauch zu senken und die Stickstoffeffizienz durch Reduktion von Sickerwasser und Nitratauswaschung zu erhöhen • Vernetzung und Schulung der Nutzer und Berater durch Demonstrationsanlagen, Lehrfahrten und Workshops • Versachlichung der teils hitzigen Diskussionen durch Kommunikation und Bereitstellung der ermittelten Daten an Landwirtschaft, Behörden und Öffentlichkeit

Das Projekt baut auf vorhandene wissenschaftliche Erkenntnisse und bereits entwickelte Produkte auf. Durch eine Ist-Analyse sollen die Bedürfnisse und Probleme der Praxis, der Beratung und der Wasserwirtschaftsämter frühzeitig berücksichtigt werden. Die betriebsindividuellen und regionsspezifischen Verfahren werden abgebildet sowie Pilotbetriebe akquiriert. Aufgrund neuer Technologien im Bereich der funkbasierten Automatisierung besteht die Möglichkeit auch Flächen ohne eigene Stromversorgung zu automatisieren. Durch eine drastische Verbesserung der Funkreichweiten können Entfernungen von 10-15 km kostengünstig überbrückt werden. Die OpenData Initiative bietet innovative Ansätze im Bereich der Bewässerungssteuerung. Bodendaten und Witterungsdaten können so den Betrieben ohne eigene Erhebung zur Verfügung gestellt werden, was den Aufwand und die Bedienung von modellbasierten Steuerungsverfahren wesentlich vereinfachen kann. Die Entwicklungen im Bereich der Smartphone- und Tabletsysteme erschließen neue und flexible Möglichkeiten der Datenerfassung und Bedienung. Im Zuge der Weiterentwicklung der Bewässerungs-App zu einem vollautomatisierten Steuerungssystem mit schlagpräziser Auflösung wird eine Geodatenbank (z. B. mit flächenbezogenen nutzbaren Feldkapazitäten) aufgebaut. Schnittstellen zur Steuerung der Bewässerungstechnik werden geschaffen und bereitgestellt. Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind z. B. eine terminbezogene Kalkulation von Entwicklungsstadien, mobile Dokumentation und Koordination der eingesetzten Technik. Die Bewässerung ist, insbesondere bei ungleichmäßiger Wasserverteilung über Rohrberegnung, im engen Zusammenhang mit der Nitratproblematik zu sehen. Eine ungleichmäßige Bewässerung auf der Fläche erzeugt inhomogene Kulturbestände und Ertragseinbußen durch Teilflächen mit Wassermangel oder N-Mangel aufgrund von Sickerwasserbildung und Verlagerung von Nitrat in das Grundwasser. Folglich wird in der Praxis mehr bewässert und mehr gedüngt als es bei einer homogenen Wasserverteilung notwendig wäre. Zur Verbesserung der Wasserverteilung, der Ermittlung von praxisnahen Basisdaten zum Einsatz von Tropfbewässerungssystemen und der Automatisierung werden verfahrenstechnische Vergleiche in den Praxisbetrieben und bei den Projektpartnern in den Forschungseinrichtungen der LWG und HSWT durchgeführt. Zur Evaluierung der Systeme werden neben den klassischen Methoden der Versuchsauswertung moderne Techniken wie Bodenscanner, Bodensensoren und Drohnenflüge eingesetzt. Verwertung der Ergebnisse Zielgruppen sind in erster Linie Betriebe, betriebliche Zusammenschlüsse (z. B. Wasserverbände) sowie die Verbundberatung. Im Projekt sollen auch Abstimmungen mit den für die Wasserwirtschaft zuständigen Fachbehörden (Landesamt für Umwelt, Wasserwirtschaftsämter) erfolgen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in den Versuchsbetrieben der HSWT und der LWG sowie vor allem in Praxisbetrieben vorzugsweise in den Schwerpunktgebieten der Bewässerung evaluiert. Die Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V. (ALB), die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) mit der von ihr betriebenen Webseite www.wetter-by.de sowie aufgeschlossene private Dienstleister werden diese Erkenntnisse in ihre Softwareprodukte integrieren und somit die Verwertung der Ergebnisse sicherstellen. Das 2019 aufgestellte „Bewässerungsforum" Bayern wird in die Kommunikation aktiv miteinbezogen.

mehr anzeigen weniger anzeigen

Fachgebiete

Erweiterte Suche