Wasser - Technik - Jeder Tropfen zur rechten Zeit

Die klimatische Wasserbilanz

Die von einer Pflanze benötigte Wassermenge ist abhängig von der Abgabe von Wasserdampf durch die Spaltöffnungen der Pflanzen (Transpiration) und der Verdunstung des im Boden gespeicherten Wassers (Evaporation). Beides zusammen wird als Evapotranspiration bezeichnet und kann nur empirisch berechnet werden. Die klimatische Wasserbilanz zeigt das Verhältnis zwischen Evapotranspiration und der Wasserzufuhr durch Niederschlag und Bewässerung. Die Wassermenge, die der Pflanze zugeführt werden muss, hängt ab von der Evapotranspiration, den unterschiedlichen Bedürfnissen der Pflanze während einer Vegetationsperiode und der herrschenden Witterung.

Bei einer Versuchsanordnung an der Uni Hohenheim werden mittels einer Wetterstation auf dem Anbaugelände alle zehn Sekunden die Variablen Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung und Windgeschwindigkeit gemessen. Anhand dieser Werte schätzt ein Datenlogger an der Wetterstation mit Hilfe eines von Sinn und Aguila entwickelten Softwareprogramms stündlich die potentielle Evapotranspiration.

Ist diese größer als die ebenfalls von der Wetterstation gemessene Niederschlagsmenge, wird den Pflanzen die Differenz über Mikrojet-Bewässerung zugeführt.

Bei einer weiteren Versuchsanordnung misst Aguila die aktuelle Bodenfeuchte über Feuchtesensoren im Boden. Sie entspricht dem im Boden gebundenen Wasser, Haftwasser genannt. Umso größer die Haftwassermenge, desto kleiner die Saugspannung mit der die Pflanze das Wasser aus dem Boden saugen muss.

Verschiedene Pflanzenarten bevorzugen unterschiedliche Saugspannungen bei der Wasseraufnahme. Wird sie zu hoch, kann die Pflanze kein Wasser mehr aus dem Boden saugen, das restliche Haftwasser ist für die Pflanze nicht mehr verfügbar, der so genannte Welkepunkt ist erreicht.
Die Wassermenge, die ein Boden maximal aufnehmen kann, wird als Feldkapazität bezeichnet und variiert je nach Bodenart. Wird beregnet, obwohl der Boden bereits gesättigt ist, versickert das Wasser. Das Sickerwasser steht der Pflanze ebenfalls nicht zur Verfügung. "Bei einer bedarfsgerechten Bewässerung muss die Bodenfeuchte in dem Bereich zwischen Welkepunkt und Feldkapazität liegen", erläutert Sinn.

Bedarfsgerechte Bewässerung

Feuchtesensoren im Boden melden die aktuelle Bodenfeuchte an einen Datenlogger. Er vergleicht den Ist- mit dem Sollwert und startet bei Bedarf die Beregnung.
Im Idealfall werden dem Datenlogger sowohl die Werte von der Wetterstation als auch die der Feuchtesensoren zugeführt und zur Berechnung des Bewässerungsbedarfes verwendet. Den positiven Erfolg dieser hoch spezialisierten Regelsysteme konnten die Wissenschaftler am Pflanzenwachstum und am Ertrag feststellen.

Wirtschaftlichkeit der Regelsysteme

Wirtschaftlich eignen sich die Regelsysteme besonders in Gegenden, in denen über weite Gebiete dieselben Bedingungen herrschen, wie in Mexiko, der Heimat von Aguila. Dort haben die Daten einer einzigen Wetterstation für weite Landstriche Gültigkeit und können somit vonvielen Bauern genützt werden. In den Alpenländern dagegen variieren die Werte sehr stark, je nachdem, ob sich die Wetterstation im Tal, am Berghang, am Waldrand, auf der Sonnenseite usw. befindet. Somit müßte sich ein Landwirt eventuell mehrere der kostspieligen Messstationen anschaffen.

Guter Wille ist gefordert

Ob die ausgeklügelten Regelsysteme großflächig zur Anwendung kommen, wird nicht nur von der Bezahlbarkeit der notwendigen Wetterstationen und Sensoren abhängen, sondern auch von der Bereitschaft der Landwirte, zur Schonung der wertvollen Ressource Wasser beizutragen. Denn in mitteleuropäischen Breitengraden zwingen sie weder Knappheit noch hohe Preise des Wassers dazu.