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Beregnung als Anpassungsstrategie
an den Klimawandel

2 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Gliederung
1.
Der Klimawandel und dessen Auswirkungen
2.
Anpassungsmaßnahmen in Verbindung
mit der Bewässerung
3.
Wirtschaftlichkeit und Praxiserfahrungen
4.
Stand und Perspektiven
5.
Zusammenfassung

3 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Gliederung
1.
Der Klimawandel
und dessen Auswirkungen

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4 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
deutliche Zunahme der Temperatur vor
allem im Winter ermöglicht
Pflanzenwachstum und bodenbiologische
Prozesse
Trockenperioden, besonders im
Frühsommer
Verlängerung der Andauer der
thermischen Vegetationsperiode
bis zu 30 Tagen möglich
(2,5 Tage in 10
Jahren)
Verschiebung und Verkürzung der
Entwicklungsphasen bei Kulturpflanzen
Veränderung des Spektrums an tierischen
und pilzlichen Schaderregern und
Unkräutern
Auswirkungen
des Temperaturanstieges

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5 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
thermische
Vegetationsperiode
Dauer der thermischen Vegetationsperiode (Tage) in Sachsen
Zeitraum 1961 - 2000
Projektion für 2041
-
2050

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6 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Abnahme des Niederschlages in der
Hauptvegetationszeit (20 %) und
leichte Zunahme im Winter (30 %)
dürrebedingte Ertragsausfälle vor
allem auf leichten Standorten
Zunahme der Winderosion bei stark
ausgetrockneten Bodenoberflächen
verstärktes Auftreten von
Extremniederschlägen mit hohem
Risiko von Wassererosion und
Überschwemmungen
Klimatische Wasserbilanz wird
geringer
Auswirkungen der
Niederschlagsveränderungen

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Gleitendes 30-jähriges Mittel der Niederschlagshöhe
der
Vegetationsperiode April - Juni
an der Station Görlitz im Zeitraum 1901 - 2008
Niederschlag

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8 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
potenzielle Verdunstung
ist abhängig von der Temperatur- und Globalstrahlungsverteilung
mittlere Jahressumme der potentiellen Verdunstung (mm) in Sachsen
Zeitraum 1961 - 1990
Zeitraum 1991
-
2005

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9 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Bodenwasserhaushalt
- winterliche Nitratauswaschung
Wind - /Wassererosion
- Bodenverluste
Ertragseinbußen
- Beeinträchtigung der Kulturpflanzen
- Verlagerung von Saatgut,
Dünge- und Pflanzenschutzmitteln
Humusgehalt / Boden-
- Humusgehalt
CO² - Freisetzung
fruchtbarkeit
- Stickstofffreisetzung
- positive Wirkung der Frostgare entfällt
Auswirkungen auf Boden
und Pflanze

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10 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Erträge
- bis 2050 halten sich Auswirkungen in Grenzen
- Steigerung möglich, aber nicht in
bisherigen Wachstumsraten
- stärkere Schwankungen
- Einbußen bei Sommerkulturen
- Ertragsrisiko
Pflanzenschutz
- Schad- und Unkrautarten
- Krankheiten mit
hohen Temperatur-
ansprüchen
- wärmeliebende Insekten
- Überwinterung
von Schädlingen
Auswirkungen auf Boden
und Pflanze

11 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Relative Ertragsänderungen
in 2021 - 2050 im Vergleich zu 1976 - 2005
von Winterweizen, Winterraps, Silomais für Simulationsvarianten
(pessimistisch, optimistisch) und zwei WEREX -Realisierungen (Feucht-
und Trockenlauf) für Sachsen
Fruchtart
Realisierung
Relative Ertragsänderungen 2021/2050
gegenüber 1976/2005 in %
Variante 1
Variante 2
pessimistisch
optimistisch
Winterweizen
Feuchtlauf
-4,6
17
Trockenlauf
-5,2
17,2
Winterraps
Feuchtlauf
-6,1
19,8
Trockenlauf
-13,7
12,4
Silomais
Feuchtlauf
-8,9
-2,7
Trockenlauf
-10,9
-4,2
Variante 1: pessimistisches Szenario
ohne CO
2
-Düngungseffekt und ohne wiss.-techn. Fortschritt
Variante 2: optimistisches Szenario
mit CO
2
-Düngungseffekt und mit wiss.-techn. Fortschritt

12 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
In Trockenjahren stärkere
Ertragseinbußen vor allem bei
wasserbedürftigen Fruchtarten
wie Mais, Kartoffeln, Rüben
und Gräsern sowie
abgeschwächt bei
Wintergetreide und Raps
In Ostsachsen stärkere
Ertragsschwankungen und
in trockenen Jahren
Ertragsdepression vor
allem bei Sommerkulturen
Bei ausgeglichener Wasserversorgung Ertragsanstieg vor allem bei Winterungen
und bei Fruchtarten mit hohen Wärmeanspruch wie Mais und Rüben
Boden- und Klimaregion
Erzgebirgskamm und -vorland, Vogtland
Mittelsächsisches Lößgebiet
Oberlausitz, Sächsische Schweiz
Sächsisches Heidegebiet, Riesaer-Torgauer Elbtal
Geringe Beeinflussung des Ertragsverhaltens auf den
Lössböden in Westsachsen
Langfristige regionale
Betroffenheit der Erträge

13 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Gliederungspunkt
2. Anpassungsmaßnahmen in Verbindung
mit der Bewässerung

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14 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Boden / Bodenwasser
Bodenerosion senken
Optimierung Bodenfeuchtehaushalt und
Wassernutzungseffizienz
Speicherkapazität der Böden erhöhen durch:
- verbesserte Infiltration
- kapillaren Wasseraufstieg unterbrechen
- reduzierte Bodenbearbeitungsintensität
gute Humusversorgung
angepasste
Bestandesdichte
Pflug
Konservierend

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15 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Niederschlagsereignis
Bodenfeuchtemessungen mit FDR-Rohrsonde DWD-KU 3 LZ
Schauer
mit einer Niederschlagsmenge
von
9 mm
in der
halben Stunde
Diese recht hohe Niederschlagsmenge
kommt kaum dem Boden zugute!
Quelle: DWD, Herr Böttcher
Landregen
mit insgesamt
4 mm
Niederschlag über
5 Stunden
Von den gefallenen 4 mm werden ca.
3 mm in den oberen 10 cm gespeichert!!

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16 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Düngung
Anpassung der N-Düngung an die Bodenwasserverhältnisse
Anpassung der Kaliumversorgung
K verbessert Wassernutzungseffizienz
- deutlich mehr Bedeutung der K-Düngung
- weniger als Fruchtfolgedüngung
- öfter direkt zu jeder Kultur
Mikronährstoffe sind
unter trockenen Bedingungen
ebenfalls schlechter verfügbar

17 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Gliederungspunkt
3. Wirtschaftlichkeit und Praxiserfahrungen

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18 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Rentabilität
wird maßgeblich bestimmt durch:
die Höhe der Energiepreise
(Strom, Diesel)
die Wasser- und Wasser-
bereitstellungskosten
(regional stark differenziert)
die gewählte Beregnungs-
technologie
(Investitionskosten)
die Mehrerträge und den am Markt erzielbaren
Preisen für Produkte

19 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Erfahrungen der Praxis
zu Erträgen
Ertrag
ohne
Bewässerung
Ertrag
mit
Bewässerung
Mehr-
ertrag
Anteil
Bemerkung
dt/ha
dt/ha
dt/ha
%
Mais
420
520
100
23
mehr
Marktfruchtfläche
frei
Kartoffeln
300
405
250
35
bessere Qualität
schnellere Abreife
Körner-
mais
90
120
30
30
ertragssteigernd
Hopfen
17
27
10
58
bessere Qualität
mehr Bitterstoffe
Sommer-
braugerste
48
66
18
38
Anbau möglich

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20 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Kosten
auf Grund Wasserbereitstellung – enorme
Schwankungen, 1-2 €/mm variable Kosten
Energie ist der größte Kostenanteil,
gefolgt von den Kapitalkosten
Praxis hat auf großem Betrieb meist mehrere technische
Varianten und Systeme, je nach Standort
Förderung für Beregnungsanlagen möglich

21 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Geschätzte Auswirkung
der Beregnung auf das finanzielle Ergebnis
ME
un-
beregnet
beregnet
un-
beregnet
beregnet
Ertrag
dt/ha
350
425
350
425
Preis
EUR/dt
7,30
7,30
12,30
12,30
Erlös
EUR/ha
2.555
3.103
4.305
5.228
Erlösdifferenz
EUR/ha
548
923
Kosten Beregnung 50 mm
EUR/ha
150
150
Kosten Beregnung 100 mm EUR/ha
300
300
Kosten Mehrertrag
EUR/ha
113
113
Ergebnis 50 mm
EUR/ha
285
660
Ergebnis 100 mm
EUR/ha
135
510
Kosten Beregnung
3,00 EUR/mm
Ertragsbedingte Mehrkosten
Kartoffeln
1,50 EUR/dt

22 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Kosten Beregnung
3,00 EUR/mm
Ertragsbedingte Mehrkosten
Winterweizen
4,25 EUR/dt
ME
unber.
beregnet
unber.
beregnet
Ertrag
dt/ha
60
80
60
80
Preis
EUR/dt
14,00
14,00
19,00
19,00
Erlös
EUR/ha
840
1.120
1.140
1.520
Erlösdifferenz
EUR/ha
280
380
Kosten Beregnung 50 mm
EUR/ha
150
150
Kosten Beregnung 100 mm
EUR/ha
300
300
Kosten Mehrertrag
EUR/ha
85
85
Ergebnis 50 mm
EUR/ha
45
145
Ergebnis 100 mm
EUR/ha
-105
-5
Kosten Beregnung bei mehreren Fruchtarten
1,08 EUR/mm
Ergebnis 50 mm
EUR/ha
141
241
Ergebnis 100 mm
EUR/ha
87
187

23 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
spezielle Standorte (sandreich und niederschlagsarm)
spezielle Kulturarten bevorzugt
1. Gemüsebau
2. Obstbau
3. Kartoffeln
4. Sonderkulturen
5. Ackerfrüchte in Fruchtfolgen der oben genannten Kulturarten
Eine Wirtschaftlichkeit kann unter diesen Bedingungen erreicht
werden.
Schwerpunkte
für eine wirtschaftliche Beregnung
:

24 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Gliederungspunkt
4. Stand und Perspektiven

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25 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
kaum staatliche Forschung
Beregnung und Beregnungssteuerung
wird in Deutschland kaum bearbeitet
nur eine landwirtschaftliche Fach-/Hoch-
schule mit diesem Lehrfach – Bernburg
alte vorhandene Leitungssysteme
nicht mehr gepflegt
Praxis bemängelt fehlende wissen-
schaftliche Begleitung,
keine unabhängige Betriebs-
beratung, Behörden bereits mit
Investitionsförderung überfordert
jetzt völliger Neuanfang
Stand der Beregnung

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26 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Ziele der Bewässerung
Deckung des Wasserdefizits der Pflanzen
Sicherung und Steigerung des Ernteertrages
Erreichen bester Qualitäten
Einsparen von Fläche für andere Fruchtarten
unproduktiven Wasserverbrauch deutlich senken
(bodennahe Systeme)
gezielte Steuerung nach Bodenfeuchte

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27 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Zukünftige Schwerpunkte des
Landes Sachsen
Wasser aus Speichern
und Stauanlagen
Beregnungssteuerung
zur Ressourcenschonung
Überblick über Situation in Sachsen schaffen
Ableitung des künftigen Wasserbedarfs und der
künftigen nachhaltigen Wasservorräte für die
Bewässerung
betriebswirtschaftliche Bewertung

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28 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Beregnung nachts – viel effektiver
Nährstoffe gleich mit zum
Beregnungswasser geben
(Spurenelemente, Bittersalz)
Bedeutung der Abwasser-/
Klarwasserberegnung steigt
(ist warm, Nährstoffe drin, keine Wasser- und Brunnenkosten)
Berücksichtigung der Variabilität eines Schlages
durch teilflächenspezifische Bewirtschaftung
warmes Wasser z.B. aus Stausee günstiger für
Pflanzenwachstum
guter Mix verschiedener Maßnahmen
Zukunftsaussichten

29 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Gliederungspunkt
5. Zusammenfassung

30 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Zusammenfassung
Es besteht ein zunehmendes Ertrags- und Qualitätsrisiko
durch den Klimawandel.
Zahlreiche Maßnahmen für ein effizientes Wassermanagement
in der Pflanzenproduktion sind möglich.
Zur Stabilisierung der Ertrags- und Qualitätsbildung besonders
auf leichten Böden wird die Sicherstellung einer bedarfsorientierten
zusätzlichen Bewässerung notwendig.
Der Einsatz von Wasser sparenden, auf Bodenfeuchte basierenden,
Bewässerungsverfahren mit hoher Wassernutzungseffizienz ist
zu empfehlen.

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31 | Reinholdshain, 24.11.2009 |
Dr. Kerstin Jäkel
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Beregnung für den Hausgebrauch!
Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie
Name: Dr. Kerstin Jäkel
E-Mail:
kerstin.jaekel@smul.sachsen.de
Telefon:0341 9174-172