Bewässerung im Obst- und Gartenbau: Grundlagen für eine effiziente Wasserversorgung
Die Bedeutung der Bodenart
Die Fähigkeit eines Bodens, Wasser aufzunehmen und zu speichern, hängt maßgeblich von seiner Korngrößenzusammensetzung ab. Man unterscheidet dabei zwischen Sand, Schluff, Ton und Lehm. Sandige Böden bestehen aus groben Partikeln und lassen Wasser schnell versickern, ohne wesentlich zu speichern. Tonböden besitzen sehr feine Partikel und dementsprechend sehr feine Poren, diese können große Wassermengen speichern, geben diese jedoch nur eingeschränkt an Pflanzen ab. Lehmige Böden sind eine Mischung aus Sand, Schluff, Ton und stellen häufig den besten Kompromiss dar, da sie sowohl viel Wasser speichern, der auch zum Großteil pflanzenverfügbar ist. Neben der Korngrößenverteilung, die nicht verändert werden kann, spielen zusätzlich aber noch der Humusgehalt und die Bewirtschaftung für die Wasserspeicherfähigkeit eine Rolle.
Wasser im Boden
Im Boden verteilt sich Wasser auf verschiedene Porenräume. Nach einem Niederschlagsereignis kann ein Teil oberflächlich abfließen und der Rest wird zunächst vom Boden aufgenommen. Zuerst füllen sich die Feinporen und die mittelgroßen Poren. Grobporen können zwar kein Wasser speichern und lassen überschüssiges Wasser durchsickern, sie sind aber für die Belüftung des Bodens von großer Bedeutung.
Sind alle Mittel- und Feinporen des Bodens gefüllt, ist die maximale Speicherkapazität erreicht, diesen Zustand bezeichnet man als Feldkapazität. Nicht das gesamte gespeicherte Wasser kann jedoch von Pflanzen genutzt werden. Nur der überwiegend in den Mittelporen gespeicherte Anteil steht als pflanzenverfügbares Wasser zur Verfügung.
Mit zunehmender Austrocknung eines Bodens müssen die Pflanzen auf immer kleinere Poren zugreifen, wo das Wasser immer stärker gebunden ist. Ist nur mehr nicht verfügbares Wasser (sogenanntes Totwasser) vorhanden, ist der permanente Welkepunkt erreicht. Der Bereich zwischen Feldkapazität und permanentem Welkepunkt wird als nutzbare Feldkapazität bezeichnet.
Sind alle Mittel- und Feinporen des Bodens gefüllt, ist die maximale Speicherkapazität erreicht, diesen Zustand bezeichnet man als Feldkapazität. Nicht das gesamte gespeicherte Wasser kann jedoch von Pflanzen genutzt werden. Nur der überwiegend in den Mittelporen gespeicherte Anteil steht als pflanzenverfügbares Wasser zur Verfügung.
Mit zunehmender Austrocknung eines Bodens müssen die Pflanzen auf immer kleinere Poren zugreifen, wo das Wasser immer stärker gebunden ist. Ist nur mehr nicht verfügbares Wasser (sogenanntes Totwasser) vorhanden, ist der permanente Welkepunkt erreicht. Der Bereich zwischen Feldkapazität und permanentem Welkepunkt wird als nutzbare Feldkapazität bezeichnet.
Saugspannung und Pflanzenverfügbarkeit
Je trockener ein Boden wird, desto stärker hält er das verbleibende Wasser fest. Diese Kraft wird als Saugspannung bezeichnet und meist als pF-Wert angegeben. Sie entspricht dem Unterdruck, den Pflanzen aufbringen müssen, um Wasser aufzunehmen. Für die meisten Kulturen liegt der pflanzenverfügbare Bereich zwischen pF 1,8 und 4,2. Die Saugspannung wird vom aktuellen Wassergehalt und auch von der Bodenart als auch beeinflusst.
Wie viel Wasser kann ein Boden speichern?
Die nutzbare Feldkapazität variiert stark zwischen den Bodenarten. Während Sandböden nur etwa 7% ihres Volumens an pflanzenverfügbarem Wasser speichern können, erreichen Lehmböden rund 20%. Zusätzlich interessant ist noch der Humusgehalt: Humus verbessert die Porenstruktur und trägt dazu bei, die Wasserversorgung der Pflanzen insbesondere in Trockenperioden zu verbessern.
Auch die Tiefe des durchwurzelbaren Bodenraums ist entscheidend. Bei Obstbäumen kann unter günstigen Bodenbedingungen häufig von einer effektiv durchwurzelten Tiefe von etwa 50 cm ausgegangen werden. Abhängig von der Bodenart ergibt sich daraus eine pflanzenverfügbare Wassermenge von etwa 30 - 100 mm. Dies entspricht 30 - 100 Litern Wasser pro Quadratmeter. Verdichtungen in oberflächennahen Bodenschichten können diesen Wert stark vermindern.
Auch die Tiefe des durchwurzelbaren Bodenraums ist entscheidend. Bei Obstbäumen kann unter günstigen Bodenbedingungen häufig von einer effektiv durchwurzelten Tiefe von etwa 50 cm ausgegangen werden. Abhängig von der Bodenart ergibt sich daraus eine pflanzenverfügbare Wassermenge von etwa 30 - 100 mm. Dies entspricht 30 - 100 Litern Wasser pro Quadratmeter. Verdichtungen in oberflächennahen Bodenschichten können diesen Wert stark vermindern.
Wasserführungseigenschaften verschiedener Böden
Leichte, sandige Böden besitzen viele Grobporen. Dadurch kann Niederschlagswasser rasch in den Boden eindringen und versickern. Aufgrund ihres geringen Anteils an Mittel- und Feinporen ist ihre Wasserspeicherfähigkeit jedoch begrenzt, sodass Trockenstress häufiger auftreten kann. Schwere, tonreiche Böden enthalten dagegen mehr Feinporen und können größere Wassermengen speichern. Ein Teil dieses Wassers wird jedoch so stark gebunden, dass er den Pflanzen nicht mehr zur Verfügung steht. Zudem sind schwere Böden anfälliger für Verschlämmung, oberflächlichen Abfluss bei Starkregen und Staunässe.
Die richtige Bewässerung
Die optimale Bewässerungsmenge hängt von mehreren Faktoren ab. Dazu zählen die Bodenart, die Bodenbedeckung sowie die Hangneigung. Je nach Gegebenheit können Beregnungsintensitäten von etwa 4 - 20 mm pro Stunde sinnvoll sein.
Der Wasserbedarf wird vor allem durch die Kulturart, die Blattfläche, die Witterung sowie die Entwicklungsphase der Pflanzen bestimmt. So bestehen beispielsweise zwischen Zellteilungsphase, Fruchtwachstum und Reifezeit deutliche Unterschiede.
Bei ausgewachsenen Obstanlagen liegt der tägliche Wasserverbrauch während sommerlicher Witterungsperioden in einer Größenordnung von etwa 2 - 4 Litern pro Quadratmeter bezogen auf den durchwurzelten Baumstreifen. In Trockengebieten mit einem Jahresniederschlag von etwa 500 mm (60% während der Vegetationsperiode) gibt es den Richtwert, dass Intensivobstanlagen im Idealfall ein Zusatzbewässerung von 250 mm während der Vegetationsperiode bekommen.
Erfolgt die Zusatzbewässerung mit einem Tropfsystem, so kann diese den fehlenden Niederschlag im Baumobstbau in der Regel nicht vollständig kompensieren, da die Tropfer das Wasser nur punktuell abgeben und keine flächige Durchfeuchtung des gesamten Wurzelraums erreicht wird. Sie ist daher primär als ergänzende bzw. unterstützende Bewässerungsform zu verstehen und nicht als alleinige Methode zur vollständigen Deckung des Wasserbedarfs.
Eine Strategie mit häufigen (täglichen) und dafür kleinen Wassergaben ist dabei besonders effizient. Größere Wassergaben in längeren Abständen sind weniger effizient, da sie verstärkt zu Sickerwasserverlusten und punktueller Nährstoffauswaschung führt.
Der Wasserbedarf wird vor allem durch die Kulturart, die Blattfläche, die Witterung sowie die Entwicklungsphase der Pflanzen bestimmt. So bestehen beispielsweise zwischen Zellteilungsphase, Fruchtwachstum und Reifezeit deutliche Unterschiede.
Bei ausgewachsenen Obstanlagen liegt der tägliche Wasserverbrauch während sommerlicher Witterungsperioden in einer Größenordnung von etwa 2 - 4 Litern pro Quadratmeter bezogen auf den durchwurzelten Baumstreifen. In Trockengebieten mit einem Jahresniederschlag von etwa 500 mm (60% während der Vegetationsperiode) gibt es den Richtwert, dass Intensivobstanlagen im Idealfall ein Zusatzbewässerung von 250 mm während der Vegetationsperiode bekommen.
Erfolgt die Zusatzbewässerung mit einem Tropfsystem, so kann diese den fehlenden Niederschlag im Baumobstbau in der Regel nicht vollständig kompensieren, da die Tropfer das Wasser nur punktuell abgeben und keine flächige Durchfeuchtung des gesamten Wurzelraums erreicht wird. Sie ist daher primär als ergänzende bzw. unterstützende Bewässerungsform zu verstehen und nicht als alleinige Methode zur vollständigen Deckung des Wasserbedarfs.
Eine Strategie mit häufigen (täglichen) und dafür kleinen Wassergaben ist dabei besonders effizient. Größere Wassergaben in längeren Abständen sind weniger effizient, da sie verstärkt zu Sickerwasserverlusten und punktueller Nährstoffauswaschung führt.
Berechnung des Bewässerungsbedarfs
Nicht jeder Niederschlag ist für die Pflanzen vollständig nutzbar, da ein Teil abfließt oder versickert. Kleine Niederschlagsereignisse können je nach Boden und Vegetationsbedeckung weitgehend genutzt werden, während bei höheren Niederschlagsintensitäten ein Teil des Wassers oberflächlich abfließt oder unterhalb des Wurzelraums versickert. Der nutzbare Anteil hängt dabei stark von Bodenart, Hangneigung, Bodenbedeckung und Niederschlagsintensität ab und ist daher standortabhängig zu bewerten.
Die theoretische Grundlage für die Berechnung des Bewässerungsbedarfs bildet die klimatische Wasserbilanz. Sie ergibt sich aus der Differenz zwischen Niederschlag und potenzieller Evapotranspiration. Für die potenzielle Evapotranspiration gibt es Richtwerte je Kultur, Entwicklungsstadium und Witterung.
Immer stärker etabliert sich heute die direkte Messung der Bodenfeuchte mithilfe von Sensoren. Diese Systeme ermöglichen eine kontinuierliche Erfassung des Wassergehalts im Boden und können - bei entsprechender Technik - auch mobil abgerufen und zur Steuerung der Bewässerung genutzt werden. Für aussagekräftige Ergebnisse ist jedoch nicht nur die Sensortechnik entscheidend, sondern vor allem der fachgerechte Einbau an repräsentativen Standorten im Wurzelraum.
Trotz moderner Messtechnik bleibt die regelmäßige Kontrolle im Feld wichtig. Ergänzend zur Sensorik hat sich die einfache Bodenprobe bewährt, bei der die Bodenfeuchte haptisch beurteilt wird. Die Kombination aus technischen Messwerten und praktischer Feldbeobachtung liefert in der Regel die zuverlässigsten Entscheidungen für eine bedarfsgerechte Bewässerung.
Die theoretische Grundlage für die Berechnung des Bewässerungsbedarfs bildet die klimatische Wasserbilanz. Sie ergibt sich aus der Differenz zwischen Niederschlag und potenzieller Evapotranspiration. Für die potenzielle Evapotranspiration gibt es Richtwerte je Kultur, Entwicklungsstadium und Witterung.
Immer stärker etabliert sich heute die direkte Messung der Bodenfeuchte mithilfe von Sensoren. Diese Systeme ermöglichen eine kontinuierliche Erfassung des Wassergehalts im Boden und können - bei entsprechender Technik - auch mobil abgerufen und zur Steuerung der Bewässerung genutzt werden. Für aussagekräftige Ergebnisse ist jedoch nicht nur die Sensortechnik entscheidend, sondern vor allem der fachgerechte Einbau an repräsentativen Standorten im Wurzelraum.
Trotz moderner Messtechnik bleibt die regelmäßige Kontrolle im Feld wichtig. Ergänzend zur Sensorik hat sich die einfache Bodenprobe bewährt, bei der die Bodenfeuchte haptisch beurteilt wird. Die Kombination aus technischen Messwerten und praktischer Feldbeobachtung liefert in der Regel die zuverlässigsten Entscheidungen für eine bedarfsgerechte Bewässerung.
Fazit
Eine effiziente Bewässerung setzt fundierte Kenntnisse über Bodenart, Wasserspeicherung und Wasserbedarf der Kultur voraus. Während leichte Böden häufiger bewässert werden müssen, können schwere Böden größere Wassermengen speichern. Durch die Berücksichtigung von Feldkapazität, Niederschlag und Verdunstung lässt sich der Wasserbedarf gut bestimmen und die Bewässerung standortgerecht anpassen. Zunehmend kommt auch Sensorik zur direkten Messung der Bodenfeuchte zum Einsatz. Damit wird nicht nur die Wassernutzung optimiert, sondern auch die Produktivität im Obst- und Gartenbau gesichert.
