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Bewässerungssteuerung nach Vorlage des Geisenheimer Modells

Sowohl aus ökologischer, als auch ökonomischer Sicht ist der nachhaltige Einsatz von Wasser ein wesentlicher Bestandteil der ressourcenoptimierten Produktion. Zu diesem Zweck wird eine praxisnahe Methode als Basis zur Ermittlung der bedarfsorientierten Bewässerung benötigt. Die Erstellung einer klimatischen Wasserbilanz mittels Geisenheimer Modell lässt nicht nur die Berücksichtigung  der Standortgegebenheiten zu, sondern bietet weiterhin die Möglichkeit der präzisen Anpassung der Bewässerung an die unterschiedlichen Bedürfnisse der Kulturen im Verlauf der Fruchtentwicklung. Die tägliche Wasserbilanz ergibt sich aus der potentiellen Verdunstung von Pflanze und Boden berechnet nach Penman-Monteith (, dem kc-Wert, einem pflanzen- und entwicklungsstadienspezifischen Wichtungsfaktor, und der Niederschlagsrate (Pascholdt et al., 2010). Auf Grundlage der errechneten täglichen Wasserbilanzen und der zuvor ermittelten optimalen Wassergabe, unter Berücksichtigung der bodenphysikalischen Eigenschaften und der nutzbaren Feldkapazität in der mittleren Durchwurzelungstiefe, ist eine Bestimmung des Bewässerungszeitpunktes möglich (Paschold et al., 2009).

FAO, 1998. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements. Chapter 2 – Penman-Monteith equation. FAO Irrigation and drainage paper 56.

 

Paschold, P.J., Kleber, j., Mayer, N., 2009. Bewässerungssteuerung bei Gemüse im Freiland. Landbauforschung, 328, 43-48.

Paschold, P.J., Kleber, J., Mayer, N., 2010. Geisenheimer Bewässerungssteuerung. Forschungsanstalt Geisenheim.30.07.2016,
botanik.forschungsanstalt-geisenheim.de/uploads/media/Geisenheimer_Steuerung.pdf


Der Weg zum Ziel

Im Projekt Aqua C+ wird zunächst die klimatische Wasserbilanzierung für die Bewässerungssteuerung in 6 Obstanlagen eingeführt. Als wirtschaftlich bedeutend wurde Süßkirsche, Apfel und Heidelbeere mit jeweils 2 Sorten ausgewählt. An drei Standorten der Produzenten in der OG werden Wetterstationen mit Sensoren installiert, um eine Wasserbilanzierung entsprechend des Geisenheimer Modells durchzuführen.

Die Wetterdaten werden über den Kontrollring für die OG Partner und nach dem 3. Projektjahr auf Anmeldungsbasis auch darüber hinaus verfügbar gemacht.

Die 6 Anlagen werden hinsichtlich ihrer Bodenvariabilität charakterisiert, wofür das ATB Karten der elektrischen Bodenleitfähigkeit erstellt, lokale Messungen zum Bodeneindringwiderstand durchführt und Tropfbilder anfertigt. Das Geisenheimer Modell wird für jede Anlage auf Basis der Bodendaten angepasst.

Darüber hinaus werden in den 6 Anlagen Überfliegungen mit RGB- und Thermal-Kameras vom ATB vorgenommen, um die räumliche Variabilität des Bestandes zu charakterisieren. Auf Basis der Boden- und Bestandsdaten werden am ATB mit Hilfe von Hotspot-Analysen das Bestandsmittel und Extrempositionen analysiert. Mit Hilfe dieser Daten werden die Positionen der einzubringenden Dendrometer sowie die Orte der Probennahme für die Laboranalysen festgelegt.

Dendrometer werden im zweiten Projektjahr installiert und der Maximum Daily Shrinkage, MDS, täglich bestimmt. Feldmessungen werden an Früchten mit unterschiedlichen Fruchtsensoren durchgeführt, die sich ggf. für die Bestimmung der Fruchtentwicklung eignen. Im Labor werden die Fruchtentwicklungsphasen (bspw. Zellteilung, Zellstreckung, Reifung) mit einem konfokalen Laserscanning Mikroskop am ATB bestimmt.

Zur Analyse werden ebenfalls parallele Messungen der physiologischen Eigenschaften (Gaswechsel, Textureigenschaften, Brixwert) und phänologischen Daten (verstetigt im Bestand bewertbar) herangezogen.

Erwartet wird, dass die Analysen für jeweils zwei Sorten bei Kern-, Steinobst und Beeren deutliche Unterschiede aufzeigen werden. Die Bewertung hinsichtlich des Wasserbedarfs erfolgt auf der Basis der Fruchtentwicklungsstadien mit Hilfe von Literaturangaben.

Als Referenz werden über den gesamten Projektzeitraum am Versuchsstandort Marquardt des ATB Messungen durchgeführt. Workshops werden im 3. Projektjahr sowie im 5. Projektjahr am Versuchsstandort Marquardt ausgerichtet.

Ab dem 3. Projektjahr werden die Labordaten zur Fruchtentwicklung und die Dendrometer-Daten aus dem Feld in die Bewertung des effektiven Wasserbedarfs einbezogen. Ein Algorithmus für die Bewässerung wird von ATB und Kontrollring entwickelt und in die Weboberfläche integriert.

Ab dem 4. Projektjahr: Die automatisierten, täglichen Messungen der Pflanzendaten umfassen Messungen mit Dendrometern und Fruchtsensoren, welche nach einem ersten Plausibilitätstest auch für den Kontrollring zugänglich gemacht werden.

Als Dienstleistung durch einen Berater findet eine ständige externe Draufsicht auf das Projekt und der Transfer zu anderen Produzenten statt.