Räumliche und zeitliche Wasserverteilung unter Bewässerungsmaschinen (4D-Rain)

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Forschung trifft Bewässerungslandwirtschaft

Mit dem Beginn des Jahres 2025 hat das Forschungsprojekt „4DRain“ begonnen. Ziel des Projektes ist es, einen effizienteren Einsatz des Bewässerungswassers zu schaffen, unter Verwendung von mobilen und autonomen Bewässerungsmaschinen. Das Projekt ist von einem Zeitraum vom 01.01.2025 bis zum 31.12.2026 angesetzt.

Entwicklung des Wasserverbrauches

Wasser wird immer kostbarer. Das Niedersächsische Wasserversorgungskonzept geht davon aus, dass bis zum Jahr 2050 der Wasserbedarf um knapp 30% ansteigen wird. Der größte Zuwachs ergibt sich dabei durch die Feldberegnung. Dies spielt in Niedersachsen eine besondere Rolle, da hier im Jahr 2019 rund 14% der Ackerflächen bewässert werden konnten, während es im Bundesdurchschnitt nur 5% sind. Insgesamt ist die bewässerte Fläche in Deutschland von 2009 bis 2019 um 36% gestiegen. Dieser Trend wird auch in der Zukunft weiter anhalten und sich verstärken. Dabei wird sich nicht nur die bewässerte Fläche vergrößern sondern auch der Wasserbedarf auf den bewässerten Flächen durch die klimatischen Veränderungen steigen. Für den effizienten Einsatz des Bewässerungswassers ist entscheidend, dass die Pflanze zum richtigen Zeitpunkt eine ausreichende Menge an Wasser erhält.

Daraus ergeben sich zwei Fragen:

1.) Was ist für die jeweilige Kultur die ausreichende Menge und der richtige Zeitpunkt?

2.) Wie kann es technisch gewährleistet werden, dass die Pflanze die erforderliche Wassermenge möglichst präzise mit geringem technischem Aufwand erhält?

Während es zum Wasserbedarf der verschiedenen Kulturpflanzen in unterschiedlichen Wachstumsphasen eine Reihe von wissenschaftlichen Untersuchungen gibt, haben bisher nur sehr wenige Untersuchungen geprüft, wie das Wasser bedarfsgerecht, flächenspezifisch verteilt werden kann, beziehungsweise, welche Genauigkeitsanforderungen dabei zu stellen sind. Bisherige Möglichkeiten der teilflächenspezifischen Beregnung haben sich als vergleichsweise aufwändig herausgestellt, und diese Möglichkeiten sind an bestimmte Bewässerungssysteme gebunden, die nur unter bestimmten Randbedingungen eingesetzt werden können, zum Beispiel der Kreisberegner.

Im Rahmen des Projektes werden drei Punkte genauer untersucht, bzw. der Fokus auf diese gesetzt:

Im Rahmen des Projektes wird die flächige Verteilung des Wassers, durch Beregnung in
verschiedenen Kulturen z.B. der Kartoffel untersucht. Ein Fokus liegt dabei auf verschiedenen mobilen Beregnungsmöglichkeiten. Weitere Untersuchungen umfassen den Einfluss von Beregnungssteuerung und neuen technischen Möglichkeiten, die Auswirkung der Wasserverteilung auf das Einsickern in den Boden und die Bodenfeuchteverteilung in den untersuchten Kulturen. Dabei stellt sich auch die Frage, wie lange benötigt das Bewässerungswasser, um die Tiefe zu erreichen, aus der die Pflanze in ihrem jeweiligen Wachstumsstadium das Wasser entnimmt. Unmittelbar mit dem vorherigen Punkt verbunden ist die Frage der zeitlichen Entwicklung der Wasserverteilung im Boden. Dabei ist zu untersuchen, welche Vorteile häufigere, aber kleinere Bewässerungsgaben bringen können, insbesondere wenn sie beispielsweise mit autonomen Beregnungsmaschinen leichter umsetzbar sind.

Daraus ergibt sich 4DRain, flächige Wasserverteilung, erweitert um die Ausbreitung im Boden und beobachtet über die Zeit. Aus den Ergebnissen sollen Optimierungen abgeleitet werden, sowohl für die bestehende ungesteuerte Beregnung mit einer Beregnungskanone, wie auch mit einer gesteuerten Beregnungskanone.

In bisheriger Forschung gab es bereits versuche zur Untersuchung von Bewässerungstechnik.

Im Projekt 4DRain werden Untersuchungen in einem ähnlichen Schema durchgeführt, technisch ist eine Umsetzung der Versuchsmethodik gewährleistet.

Für weitere Informationen sind wir gerne für Sie da;

Projektmanager

Projektmitarbeiter