Bewässerung in Deutschland

1 EINLEITUNG 2 HERKUNFT, TRANSPORT UND SPEICHERUNG DES WASSERS 3 BEWäSSERUNGSVERFAHREN

3.1 STAUVERFAHREN 3.2 RIESELVERFAHREN 3.3 UNTERFLURBEWäSSERUNG 3.4 TROPFBEWäSSERUNG 3.5 BEREGNUNG

4 WAHL UND GRENZEN DER BEWäSSERUNGSVERFAHREN 5 VORTEILE UND PROBLEME DER BEWäSSERUNG

1 EINLEITUNG

Bewässerung wird schon seit über 5000 Jahren betrieben. Obwohl es Bewässerungssysteme in vielen Klimazonen der Erde gibt, ist der warme Tropen- und Subtropengürtel seit Jahrtausenden das Hauptgebiet des Bewässerungsfeldbaus gewesen und die antiken Hochkulturen betrieben schon seit altersher die Bewässerung in den Gebiete um die Flüsse Indus, Euphrat, Tigris und Nil.

Bewässerungsfeldbau ist das Gegenstück zum Regenfeldbau. Beim Regenfeldbau hängt die Dauer der Nutzung von der jährlichen Temperatur- und Niederschlagsverteilung ab, also mehr oder minder von den "Launen der Natur". Die Bewässerung dagegen dient zum Ausgleich der für die Bodennutzung fehlenden Niederschläge, häufig auch zur Düngung durch mitgeführte Nährstoffe und damit zur Ertagssicherung und der Ertragssteigerung. Diese Vorteile führen dazu, dass immer mehr Ackerfläche künstlich bewässert wird. So wurden weltweit 1994 17,2% der Ackerfläche künstlich bewässert (FAO Production Yearbook 1995) und erzeugten nach Schätzungen Spielmanns rund ein Drittel aller Nahrungsmittel der Erde.

Abbildung 1 zeigt die Schwerpunkte der Bewässerung. Nimmt man den Anteil der bewässerten Fläche am Kulturland als Maßstab, so liegen Ägypten, Pakistan, Surinam, Japan, Korea und China mit über 50% an der Spitze (vgl. Sick 1983, 126). Hierbei fällt auf, dass auch außerhalb der Trockengebiete eine hohe Bewässerungsintensität zu verzeichnen ist (zum Zwecke der Produktionssteigerung), dagegen aber in machen Trockengebieten, wo man typisch Bewässerung vermuten könnte, nur in geringem Maße Bewässerung betrieben wird. Der Grund hiervon ist wohl in der technischen Unterentwicklung zu sehen.

Grundsätzlich lassen sich die Formen der Bewässerung in zwei Oberkategorien unterteilen. Dies wären zum einen die Formen mit unkontrollierter Wasserzufuhr ("Naßfeldbau") und zum anderen die Formen mit kontrollierter Wasserzufuhr, die als künstliche Bewässerung bezeichnet wird und von Hirth dahin definiert wird, dass "durch menschliches Zutun auf irgendeine Weise Wasser zu landwirtschaftlichen Zwecken an die Stelle gebracht wird, an die es von Natur aus nicht gelangt wäre." (zitiert nach Arnold 1985, 209).

Unter die Formen unkontrollierter Wasserzufuhr fallen zum Beispiel die natürliche Überschwemmungsbewässerung, die Regenstaubewässerung umdämmter Feldparzellen oder die Nutzung natürlicher Feuchtgebiete. All diesen Bewässerungsmethoden ist gemein, dass sie sich natürliche Gegebenheiten zu Nutze machen und deswegen auch stark von den natürlichen Entwicklungen abhängen.

Anders bei den Formen kontrollierter Wasserzufuhr, die grade nach einer weitestgehenden Unabhängigkeit von natürlichen Schwankungen streben.

Abbildung 1: Bewässerte Fläche in Prozent der Ackerfläche 1985 (Spielmann 1989, 31)

Hier ist eine Typisierung möglich nach Wasserherkunft, nach Art der Wasserzuleitung, nach Wasserspeicherung und nach der Art des Bewässerungsverfahrens.

2 HERKUNFT, TRANSPORT UND SPEICHERUNG DES WASSERS

Das für die Bewässerung erforderliche Wasser wird meist natürlich vorkommenden Oberflächengewässern (Wasserläufen, Seen, Teichen) oder dem Grundwasser (Brunnen) entnommen. Daneben spielen aber auch angelegte Wasserspeicher (Stauseen, Becken, Tanks, Behälter) bei der Wasserbereitstellung eine wichtige Rolle. In den Trockengebieten stehen die vorwiegend zur Regenwassersammlung dienenden Zisternen und Erdbecken im Vordergrund (Achtnich/ Lüken, 1986, 305).

Einige besondere Systeme der Wasserbereitstellung seien im Folgenden noch kurz ausgeführt. Dazu gehören zum Beispiel die Quanate (auch als Kanate, Ghanate, Kares oder Foggaras bezeichnet). Das Wasser, das sich in den Schutthalden der Berghänge ansammelt, wird hierbei durch große künstlich angelegte Schächte angeschnitten und mit geringem Gefälle über weite Strecken, manchmal über mehr als 40 km geführt Im Iran werden so z.B. mehr als 3 Mio. ha. Ackerfläche künstlich bewässert und auch ein großer Teil der Wohnbevölkerung mit Trinkwasser versorgt.

Bei der Sturzwasserbewässerung (rain harvesting), die nur in geeignetem Gelände, also bei festen, versickerungsarmen Hängen, betrieben werden kann, wird das Regenwasser gesammelt und in Auffangbehälter oder gleich auf die zu bewässernde Fläche geleitet. Das Verhältnis zwischen Bewässerungsfläche und Auffangfläche beträgt hier etwa 1:25 und besittz so auch einen gewissen landschaftsprägenden Charakter.

Immer häufiger wird wegen Wassermangel auch Abwasser und salzhaltiges Wasser bei der Bewässerung verwandt. Dies ist je nach Boden, Pflanzenbestand und Bewässerungsmenge zu bewerten, aber jedoch zumindest bei einigen Unternehmungen von Erfolg gekrönt.

Die Wasserzuleitung erfolgt meist durch einfache Erdkanäle, welche als die Urform des Wasserzuleiters anzusehen ist. Das größte Problem hierbei liegt in den unter Umständen enormen Wasserverlust durch Verdunstung und Versickerung während des Wassertransports, der bis zur Hälfte des eingeleiteten Wassers betragen kann. Diese Kanäle können entweder aufgeschüttet oder eingegraben sein und sind verhältnismäßig leicht anzulegen. Ihre Nachteile (außer dem Wasserverlust auch noch Verunkrautung und häufige Beschädigungen der Böschung durch Erosion) lassen sich durch Auskleidung mit Ton, Beton oder Kunststoffolien begrenzen, aber besonders durch die aufkommende Maschinisierung werden diese offenen Zuleiter als Hindernisse gesehen und, wo finanziell möglich, durch unterirdische Rohrleitungen ersetzt.

3 BEWäSSERUNGSVERFAHREN

Die Vielzahl von Arten der Bewässerung ist Ergebnis jahrhundertelanger Praxis und technischer Entwicklung. Heutzutage lassen sich folgende Bewässerungsverfahren unterscheiden (vgl. Achtnich/Lüken, 1986, 311ff):

3.1 STAUVERFAHREN

Ackerfurchen oder planierte umdämmte Flächen werden unter Wasser gesetzt:

* Flächenüberstau zeichnet sich dadurch aus, dass Wasser während der Versickerung nicht mehr fließt, sondern großflächig ein undämmtes, ebenes Gebiet (1 bis 20 ha) bedeckt. Die Stauhöhe beträgt etwa 15 bis 30 cm und setzt somit voraus, dass relativ viel Wasser gleichzeitig aufgebracht werden kann.

2: Bewässerung durch geregelten Flächenüberstau (Achtnich 1980, 309)

* Beckenbewässerung ähnelt der Flächenüberstauung, allerdings ist die bewässerte Fläche kleiner. Die Becken werden häufig zu Blocks zusammengefaßt, die nacheinander, beginnend mit dem höchstgelegenen Becken bewässert werden. In Hanglagen mit einem Gefälle bis 2,5% werden Bewässerungsbecken als Konturbecken angelegt, wobei die Dämme den Höhenlinien folgen.

* Furcheneinstau arbeitet mit 20 bis 30 cm tiefen Gräben, in denen das Wasser zum Stillstand kommt. Durch die eingelassenen Furchen erreicht das Wasser fast direkt die Wurzeln und es wird weniger Wasser gleichzeitig benötigt, als bei den anderen Stauverfahren.

3.2 RIESELVERFAHREN

Wasser fließt durch Ackerfurchen und leicht geneigte Flächen:

* Landstreifenberieselung bedeutet, dass eine Fläche mit leichtem Gefälle langsam von einer eher geringen Menge Wasser überströmt wird. Die Landstreifenbreite beträgt üblicherweise 10 bis 20 m und die Länge bei 150 bis 400 m je nach Bodendurchlässigkeit. Allgemein ist hierbei wichtig, dass die Fläche keine Mulden, Erhebungen, Querrinnen oder Längsfurchen aufweisen, um eine gleichmäßige Bewässerung zu gewährleisten.

* Furchenberieselung findet hauptsächlich dort Anwendung, wo Kulturen in Reihen angebaut werden (z.B. Kartoffeln, Mais, Zuckerrohr). In den 15-25 cm breiten Furchen ist das Wasser in ständiger Bewegung. Das Wasser wird aus fest installierten Zuleitungs- und Verteilerleitungen in die Furchen gebracht und das eventuelle Restwasser endet in Entwässerungskanälen.

a Sperre zum Aufstau des Wasses im Zuleiter, b Zuleiter aus Aluminium oder Kunststoff mit regulierbaren Öffnungen, c Auslassbauwerk, d Verteilergraben, e Stechschütz, f Entwässerungsgraben

Abbildung 3: Furchenrieselung - unterschiedliche Wassereinspeisung (Achtnich 1980, 337)

3.3 UNTERFLURBEWäSSERUNG

Durch Unterflur- oder Untergrundbewässerung findet eine Wasseranreicherung im Boden, also unterhalb der Oberfläche statt. Dies kann durch Anhebung des Grundwasserspiegels oder mit Hilfe unterflur verlegter Leitungen erfolgen, die entweder porös oder mit Schlitzen versehen sind. Hierbei ließe sich auch wieder unterscheiden, ob in den Leitungen mit Stau- oder Rieselverfahren gearbeitet wird.

Vorteile dieses Verfahrens sind besonders die Ausschaltung der Verdunstung und die ungestörte mechanisierte Bearbeitung der Fläche, was allerdings wiederum mit hohen Errichtungskosten für die unterirdischen Leitungen bezahlt werden muss. Der Erfolg der Unterflurbewässerung hängt stark von der Anbaufrucht ab, und ist besonders bei flachwurzelnden Pflanzen weniger geeignet.

3.4 TROPFBEWäSSERUNG

Besonders in Israel entwickelt, funktioniert die Tropfbewässerung durch perforierte, oberirdisch verlegte Schlauch- oder Rohrleitungen, aus denen Wasser nach Pflanzenbedarf dosiert austritt. Es werden kontinuierlich geringe Wassermengen aus sogenannten Tropfern ausgegeben werden, die zielgerichtet den engen Bereich um die Pflanze (Wurzelbereich) befeuchten und so unnötigen Wasserverbrauch vermeiden. Hierbei ist auch leicht eine gerichtete Zugabe von Dünger möglich. Allerdings wird an die Sauberkeit des verwendeten Wassers hohe Anforderungen gestellt, um die Verstopfungsgefahr der kleinen Tropföffnungen gering zu halten. Hohe Anlagekosten (besonders bei Kulturen mit engem Reihenabstand) und eine gewisses technisches Verständnis des Bedienungspersonals sind ebenfalls gewisse Nachteile.

Abbildung 4: Schema einer Tropfbewässerungsanlage (Achtnich 1980, 356)

3.5 BEREGNUNG

Unter Beregnung sind die Verfahren zusammengefaßt, bei denen eine Bewässerung mittels stationärer oder mobiler Sprühanlagen erfolgt. Dabei lässt sich noch genauer zwischen Einzelberegnung, Kreisberegnung, Rollzugberegnung oder Rollende (selbstfahrende) Beregnung unterscheiden. Auch hier spielen hohe Anlagekosten eine wichtige Rolle, ebenso wie der gewisse Ausbildungsgrad des bedienenden Personals. Allerdings stellen Beregnungsverfahren wenig Ansprüche an die Oberflächenbeschaffenheit und so lassen sich auch unebenes und hängiges Gelände beregnen, so dass unter Umständen aufwendige Planierungsarbeiten entfallen, ebenso wie Gräben oder Dämme. Nicht stationäre Anlagen können außerdem auf verschiedenen Feldern eingesetzt werden und allgemein können Beregnungsanlagen nicht nur zur Wasserausbringung, sondern beispielsweise auch zur Düngung oder Verbreitung von Pflanzenschutzmitteln verwandt werden.

Zuletzt kann auch die Frostschutzberegnung zu den Formen der Bewässerungslandwirtschaft gezählt werden. Hierbei liegt jedoch die Wirkung dieser Beregnungsart nicht in der Aufhebung des agrarbegrenzenden Faktors Niederschlag, sondern in der Aufhebung des Faktors Temperatur (in diesem Fall Früh- und Spätfröste), weswegen sie sich von den genannten "typischen" Bewässerungsarten unterscheidet.

4 WAHL UND GRENZEN DER BEWäSSERUNGSVERFAHREN

Das Ziel bei der Wahl des Bewässerungsverfahrens ist dem Idealzustand möglichst nahe zu kommen. Durch gewisse Einschränkungen, wie z.B., die Bodenbeschaffenheit, das Wasserdargebot, den zu bewässernden Pflanzenbestand, vorhandene Arbeitskräfte und deren technische Fähigkeiten und auch die Topographie stoßen jedoch alle Bewässerungsverfahren an ihre Grenzen (vgl. Achtnich 1980, 300).

So kommt bei ebenem Gelände neben der Beckenbewässerung besonders die Unterflur- und Tropfbewässerung in Frage, während mäßige Hanglage eher Landstreifenbewässerung begünstigt. Weist das Gelände steile Hänge auf, so wird man auf Tropfbewässerung oder Beregnung zurückgreifen müssen, außer man unternimmt aufwendige Terrassierungsarbeiten.

Die Bodenart ist ein weiteres einschränkendes Element. Bei leichtem Sand- und Lehmboden wird wegen erhöhter Durchlässigkeit die Landstreifen- und Furchenstaubewässerung unwirtschaftlich. Solche Böden ermöglichen eher gute Ergebnisse mit Rieselverfahren.

Hat man nicht genügend Wasser zur Verfügung, so lassen sich Bewässerungen mit Stau- und Rieselverfahren schwerlich realisieren.

Ganz entscheidend sind auch die Eigenarten und Ansprüche des zu bewässernden Pflanzebestandes. So kommt bei bewässertem Reis normalerweise nur die Beckenbewässerung in Frage. Furchenbewässerung dagegen eignet sich besonders für Hackfrüchte, die ohnehin meist in Reihen angebaut werden und weniger für Getreide oder Grünland, bei denen sich Landstreifen bewährt haben. Sieht man vom Reisbau ab, so sind Unterflurbewässerung und Beregnung für nahezu alle Kulturen geeignet

Es eröffnen sich große Unterschiede was den erforderlichen Arbeitsaufwand und den technischen Ausbildungsstand des Bedienungspersonals anbelangt. So sind Oberflächenbewässerungsmethoden sehr handarbeitsintensiv und es besteht kaum die Möglichkeit die Anlagen zu mechanisieren, geschweige denn zu automatisieren. Demzufolge brauchen die Angestellten auch keinerlei besonderen technischen Ausbildungen, was allgemein auch eine Frage des zur Verfügung stehenden Kapitals ist. Für die Bedienung und Wartung von Unterflur- und Tropfbewässerung und auch der Beregnung bedarf es hingegen einiger technischer Kenntnisse und Fähigkeiten. Dies alles darf jedoch nicht den Eindruck erwecken, das traditionelle Oberflächenmethoden altmodisch und unrentabel seien. Mit moderner Handhabung und dem Einsatz von Neuentwicklungen können diese Methoden durchaus interessant sein, z.B. besonders im Hinblick auf die immer teurer werdenden Kraftstoffe zur Betreibung großer Anlagen (vgl. Achtnich 1980, 300ff)

5 VORTEILE UND PROBLEME DER BEWäSSERUNG

Bewässerung dient einerseits der Erschließung von Anbauregionen jenseits der Grenze des Regenfeldbaus und andererseits zur Produktionssteigerung auf alten Anbauflächen. So schreibt Andreae: "Während die Erschließung von Nahrungsreserven in der ersten Hälfte unsres Jahrhunderts vornehmlich durch die Verstärkung der Mineraldüngung gelang, hat sich das Schwergewicht in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts zur Entwicklung der Bewässerungswirtschaft hin verschoben." (Andreae 1983, 414).

Tabelle 1: Mengenertragsverhältnis (je ha) von Regen-

und Bewässerungsfeldbau in Spanien

REGENFELDBAU

BEWäSSERUNGSFELDBAU

Weizen

1

6

Luzerne

1

6

Kartoffeln

1

6

Baumwolle

1

5

Mais

1

8

Zuckerrüben

1

12

Aus: Arija Rivares: Geografia de Espãna, Madrid 1975, Band III, Seite 75 (nach Spielmann 1989, 29)

Dass die Bewässerungswirtschaft deutliche Ertragsunterschiede zur Bewirtschaftung auf Regenbasis aufweist zeigt die folgende Tabelle:

Gründe für Ertragssteigerungen und die allgemeinen Vorteile der Bewässerung nennt Ruthenberg:

* Höhere Roherträge je Hektar (Hektarerträge der einzelnen Kulturen sind höher, mehrere Ernten pro Jahr, Anbau von ertragsreicheren Kulturen möglich)

* Dauerhafte Bodennutzung durch die schonende Wirkung des Bewässerungsfeldbaus

* Gleichmäßigkeit der Leistungen (geringere Ernteschwankungen, gleichmäßige Auslastung von Arbeit, Kapital und Geräten)

* Bessere Anpassung an den Markt und die Bedürfnisse möglich, durch höhere Flexibilität gegenüber dem Regenfeldbau

* Relativ hohe Erträge ohne den Einsatz aufwendiger Arbeitshilfsmittel erzielbar

(Ruthenberg 1967, 153f)

Die Probleme der Bewässerungswirtschaft sind vor allem die Verfügbarkeit des Wassers. So weist Andreae mehrmals darauf hin, dass in den Trockenklimaten, wo nur spärlich oder streng periodische Niederschläge fallen und deswegen Bewässerung besonders hilfreich wäre, das Wasser besonders knapp ist und auch im Zuge der volkswirtschaftlichen Entwicklung der Wasserbedarf anderer Wirtschaftszweige und der Wohnbevölkerung rapide steigt.

Besonders also dort, wo die Wasserfrage prekär ist, müssen Regelungen getroffen, wer wann wieviel Wasser entnehmen darf. Ebenso müssen hierbei Institutionen geschaffen werden, die diese Wasserrechtsregelungen beschließen und überwachen.

Andere Probleme sind die hohen Investitionskosten, der Arbeitsaufwand und die damit verbundenen Kooperationserfordernisse und der hohe Organisationsgrad. Nicht zuletzt auch noch die Gefahren der Bodenschädigung durch Vernässung und Versalzung.

Die Ursachen für Versalzung führt Manshard, der dieses Phänomen in der Indusebene untersuchte, auf folgende Ursachen zurück: arides, heißes Klima, Hebung der Grundwasseroberfläche, Aufsteigen und Verdunsten von Wasser aufgrund des geringen Flurabstandes des Porensaugraumes.

Die Vernässung ist dagegen weitgehend auf die ganzjährige Bewässerung zurückzuführen, wobei dann auch die Wasserverluste auf den Transportwegen (Versickerung in Gräben) und die schlechten Abflußmöglichkeiten der starken saisonalen Niederschläge durch Kulturbauten wie Bahndämme und Straßen zu einem rapidem Anstieg der Grundwasseroberfläche mitführten. Dadurch wird das Land sumpfig und für die landwirtschaftlich Nutzung unbrauchbar (Manshard 1968, 123).

Nichts desto Trotz birgt die Anwendung der Bewässerung in vielen Gebieten der Erde noch enormes Potential und alles Autoren sind sich einig darüber, dass die Bedeutung der Bewässerungs für die landwirtschaftliche Produktion auch in Zukunft noch zunehmen wird.

LITERATURVERZEICHNIS

* ACHTNICH, WOLFRAM & LüKEN, HALO: Bewässerungslandbau in den Tropen und Subtropen, in: Rehm, Sigmund (Hrsg.): Grundlagen des Pflanzenbaus in den Tropen und Subtropen, 2.Auflage, Stuttgart 1986, Seite 305-326.

* ACHTNICH, WOLFRAM: Bewässerungslandbau, Stuttgart 1980.

* ANDREAE, BERND: Agrargeographie, 2. Auflage, Berlin - New York 1983.

* ARNOLD, ADOLF: Agrargeographie, Paderborn 1985.

* FAO: Production Yearbook, Band 49, Rom 1995.

* MANSHARD, WALTER: Einführung in die Agrargeographie der Tropen, Mannheim 1968.

* RUTHENBERG, HANS: Organisationsformen der Bodennutzung und Viehhaltung in den Tropen und Subtropen, in: Blanckenburg, Peter von (Hrsg.): Handbuch der Landwirtschaft und Ernährung in den Entwicklungsländern, Stuttgart 1967, Seite 153-170.

* SICK, WOLF-DIETER: Agrargeographie, Braunschweig 1983.

* SPIELMANN, HANS: Agrargeographie in Stichworten, Unterägeri 1989.

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