Claim Hochschule Weihenstephan-Triesdorf - University of Applied Sciences

Optimierung der Hopfenbewässerung

Um alljährlich, auch im Hinblick auf mögliche Klimaveränderungen konstante Erträge und optimale Qualitäten sicherzustellen wurde im Hopfenanbau in den letzten Jahren verstärkt in Tropfbewässerungssysteme investiert. Im Rahmen eines Forschungsprojektes (2012-2014) der LFL, der HSWT und der Firma Euringer & Friedel, finanziert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) soll die Bewässerung im Hopfenanbau optimiert werden. Unter anderem soll der optimale Bewässerungszeitpunkt, die richtige Tropfschlauchanordnung und mögliche Steueralgorithmen entwickelt werden.  Erste Ergebnisse aus dem Jahr 2012 und 2013 zeigen durchaus die Problematik der Hopfenbewässerung und weiteren Forschungsbedarf auf. Die dazu notwendigen Versuche wurden in Praxisbeständen der Hallertau an verschiedenen Standorten durchgeführt. Um den Einfluss verschiedener Bewässerungszeitpunkte bei einer Bodenfeuchteabhängigen Bewässerungssteuerung und die Auswirkung verschiedener Verlegemethoden  zu untersuchen wurde ein Standort mit einem sandigen Boden im Raum Mühlhausen und einer mit einem schweren Boden im Raum Mainburg (Attenhofen) ausgewählt.

Hopfenanbau

Witterungsrückblick 2012 und 2013

Blickt man auf das Jahr 2013 zurück, so könnte dies durchaus unter der Kategorie "Klimaveränderung" eingestuft werden. Besonders die Niederschlagsverteilung (Abb. 1) sowie starke Hagelschäden waren im Vergleich zu den langjährigen Mittelwerten sehr außergewöhnlich. Exemplarisch für den Standort Attenhofen wurde die versuchsnahe Wetterstation der LFL Dietrichsdorf ausgewählt.
Im Vergleich zum langjährigen Mittelwert lag die Niederschlagsmenge 2013 bis Vegetationsbeginn im April bei nur 75 % des langjährigen Mittels. Im Mai, Juni traten extreme Starkniederschläge mit Überschwemmungen auf. Im Juli nur 20,1 mm (langjähriges Mittel = 97 mm).

Abb.1: Niederschlagsverteilung am Standort Dietrichsdorf (Quelle: wetter-by.de)
Abb. 1: Niederschlagsverteilung am Standort Dietrichsdorf (Quelle: wetter-by.de)

Versuchsvarianten

Neben verschiedenen Bewässerungszeitpunkten 150, 300 und 600 hPa wurden die in der Praxis üblichen Verlegemethoden untersucht.

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Tabelle

Aus der Kombination der bodenfeuchteabhängigen Einschaltzeitpunkte und der Verlegemethode ergaben sich die in Tabelle 1 dargestellten Varianten.

Tab. 2: Bewässerungsversuch

Verlauf der Bodenfeuchte

In den Versuchsparzellen wurden in mehrfacher Wiederholung Bodenfeuchtesensoren installiert. Da Wasserspannungen über 800 hPa zu erwarten waren wurden Watermarksensoren und parallel dazu Volumetrische Sensoren (10 HS der Fa. Decagon) installiert. Die Anordnung der Sensoren zum Tropfschlauch bei den verschiedenen Varianten ist Abb.2  zu entnehmen.

Abb. 2: Anordnung der Bodenfeuchtesensoren bei den verschiedenen Varianten
Abb. 2: Anordnung der Bodenfeuchtesensoren bei den verschiedenen Varianten

Aufgrund der Vielzahl der Messdaten können nicht alle Verläufe dargestellt werden. Exemplarisch sollen die Ergebnisse an den zwei folgenden Abbildungen diskutiert werden.

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Abb. 3: Saugspannungsverlauf der Variante AB300 in 30 und 60 cm Tiefe aufgezeichnet mit Watermarksensoren
Abb. 3: Saugspannungsverlauf der Variante AB300 in 30 und 60 cm Tiefe aufgezeichnet mit Watermarksensoren

Die Abb.3 zeigt den Saugspannungsverlauf der Variante AB300 im Zeitraum 06.07.-02.09.2013 der drei Wiederholungen jeweils in 30 und in 60 cm Tiefe sowie die verabreichten Wassergaben und die gefallenen Niederschläge am Standort Attenhofen. Die Sensoren in 30 cm Tiefe reagierten anfangs teilweise nicht auf Bewässerungsgaben. Nachdem die Einzelwassergaben am 13.07.2013 reduziert wurden, ist ein leichter Anstieg bei den Sensoren in 60 cm festzustellen. Dies deutet darauf hin, dass die Gießwassermengen richtig gewählt wurden und eine Wasserversickerung durch Bewässerungsvorgänge ausgeschlossen werden kann.
Abb. 4 zeigt die Werte der unbewässerten Kontrolle.


Abb. 4: Saugspannungsverlauf der unbewässerten Kontrolle in 30 und 60 cm Tiefe
Abb. 4: Saugspannungsverlauf der unbewässerten Kontrolle in 30 und 60 cm Tiefe aufgezeichnet mit Watermarksensoren

Ertrag und Alphasäure

Die Versuchsernte in Attenhofen erfolgte 2013 am 17.09.2013. Die Ergebnisse sind in Abbildung 5 dargestellt. Aufgrund von Bodenverdichtungen kam es im kompletten Versuch zur Ernteminderung. Außerhalb des Versuches zeigt die unbewässerte LW Variante einen Mehrertrag von über 20 %. Eine Zusatzbewässerung konnte keinen signifikanten Mehrertrag bringen.

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Abb. 5: Ertrag und Alpha-Säure-Gehalt
Abb. 5: Ertrag (kg/ha) und ?-Säure-Gehalt (%) am Lehmbodenstandort Attenhofen bei unterschiedlichen Bewässerungsstrategien (Kontrolle = unbewässert, AB = Tropfschlauch auf dem Bifang bei Saugspannungswerten 150, 300 und 600 hPa), NB = Tropfschlauch neben dem Bifang verlegt, ZB = Tropfschlauch in der Fahrgassenmitte verlegt; NB und ZB wurden gleichzeitig mit AB300 bewässert); n=6. Die Variante LW steht für die vom Landwirt betriebsüblich bewirtschafte Fläche; n=3. Sowohl die Ertragsermittlung als auch die ?-Säure-Gehalte zeigten signifikante Unterschiede getestet mit ANOVA (FErtrag: 2,196; pErtrag = 0,06; F?: 9,467; p? < 0,001 ***). Die Unterschiede der Varianten wurden mit einem posthoc nach Bonferoni Holm getestet und sind mit jeweilig unterschiedlichen Buchstabenkombinationen dargestellt

Wasserverbrauch und Bewässerungsvorgänge

Tab. 3: Wichtigste Ernteergebnisse und Wassermengen

Zusammenfassung

Auch wenn 2013 die Voraussetzungen, bedingt durch übermäßige Trockenheit im Juli und August, für die Beurteilung von Bewässerungseinfluss auf Hopfen gegeben waren, so konnten die groß angelegten Feldversuche einerseits geschädigt durch Hagel und anderseits durch fehlerhafte Bodenbearbeitung im Vorjahr nicht bzw. nur bedingt ausgewertet werden. Wie in den Vorjahren konnte bei einer Zusatzbewässerung keine statistisch absicherbaren Ertragsvorteile nachgewiesen werden. Bei einem Einschaltpunkt von 300 hPa wurden zusätzlich 318 m³/ha = 31,8 l/m² gegeben. Pro Bewässerungsvorgang wurde bei einer Bewässerungsdauer von 3 h 3,3 l pro Tropfstelle und Gabe verabreicht. Bei 0,55 Tropfstellen pro m² entspricht dies 1,8 l/m². Die in einer Tiefe von 60 cm installierten Feuchtesensoren zeigten einen leichten Anstieg der Wasserspannung so dass eine Wasserversickerung und damit Nährstoffauswaschung ausgeschlossen werden kann. Insgesamt ist festzustellen, dass im Hopfenanbau eine kabelgebundene Bodenfeuchteerfassung bedingt durch die laufende Bodenbearbeitung sehr aufwändig und mit Problemen verbunden ist. Um diese Probleme zu vermeiden, werden funkbasierte Systeme bzw. auch modellbasierte Steuerungsmethoden weiter untersucht.

Das Forschungprojekt wird von der DBU finanziert. Die HSWT und die LFL bedanken sich für die Unterstützung.

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Infodienst Weihenstephan - Dezember 2013 | Januar 2014

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