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Automatisch bewässern – aber wie?

Wie man den pflanzennutzbaren Bodenwasservorrat wieder auffüllt…

Automatische Bewässerungsanlagen können grob in Rasen-Versenkberegnungssysteme mit aus dem Erdreich ausfahrenden Regnern und Düsen und in Tropfbewässerungssysteme mit aufliegenden, etwa daumendicken Schläuchen bzw. millimeterdünnen Mikrorohren unterteilt werden.

Sinngemäß bringen beide Systeme Wasser aus, beide gießen automatisch. Soweit ist das klar, doch schon beginnen die Unterschiede.

  • Der maßgeblichste Unterschied ist die grundsätzlich andersartige Befeuchtungsmethode:

Versenkberegnungssysteme sprühen oder strahlen Wasser in die Luft, welches beim Herabfallen die Pflanzen und den Boden befeuchtet. Je nach Qualität der Bewässerungsanlage führt diese Befeuchtungsmethode zu einer regenähnlichen Benetzung. Die Bewässerung erfolgt also von oben, Pflanzen werden ebenso benetzt wie das Erdreich. Kurz gesagt: alles im Beregnungsbereich wird nass.

Anm.: Mit Qualität der Bewässerungsanlage ist einerseits die Herstellungsqualität der einzelnen Düsen bzw. Regner (auch Ausbringorgane genannt) und deren jeweiliges Wasserverteilmuster gemeint, andererseits aber auch die Bauausführung – sprich die Platzierung der Ausbringorgane zueinander und auf das Gelände bezogen (Garten, Haus, Hindernisse).

Anders gestaltet sich die Befeuchtungsmethode bei der Tropfbewässerung:

Hier erfolgt die Wasserausbringung eher punktuell direkt auf dem Erdreich. Bei richtig ausgeführten Tropfsystemen wird die Saugwirkung des Erdreiches ausgenutzt, um trotz kleinflächiger Wasserausbringung eine ganzflächige Bewässerung zu erzielen. Ähnlich einem Küchenschwamm („Wettex“) saugt die Erde das punktuell eintreffende Wasser weiter und führt so zu einer Befeuchtung, die deutlich über die direkte Eintropfstelle hinausreicht. Je nach Erdzusammensetzung (sandig, lehmig, tonig, etc.), Austropfstärke und Befeuchtungsdauer kann man von einer „Weitersaugstrecke“ des Wassers von etwa 30 cm bis zu 1 m entfernt von der Eintropfstelle ausgehen. Da sich das Wasser bei ebenem Gelände und homogenen Untergrundverhältnissen grundsätzlich etwa kreisförmig fortsetzt, ist diese Distanz als Radius zu verstehen; im Durchmesser gesehen, wäre sie doppelt so groß.

Ist eine Tropfbewässerungsanlage richtig konzipiert, kommt es durch die Auswahl des richtigen Tropferintervalls (wie weit ist ein Tropfer von seinem/seinen benachbarten Tropfer/n entfernt),  aufgrund dieser Weitersaugung zu einer ganzflächigen Befeuchtung trotz punktuellem Eintropfens. Poröse Gummischläuche, die auf ihrer gesamten Länge Wasser „ausschwitzen“, sind bei dieser Betrachtung wie sehr viele nebeneinander angeordnete Einzeltropfer mit dementsprechend ineinander übergehenden Befeuchtungen zu sehen.

Kommen wir nun von der Betrachtung beider Bewässerungsarten zum gemeinsamen Ziel: Pflanzen mit Wasser zu versorgen!

Korrekterweise muss man sagen, dass das Hauptziel beim Bewässern die gleichmäßige Befeuchtung des Bodens ist und nicht die Befeuchtung der Pflanzen –  der Wasservorrat im Boden soll wieder aufgefüllt werden.

Man kann sich den Boden – den Erdkörper – ähnlich wie einen (synthetischen) Schwamm mit einer gewissen Schichtdicke vorstellen.

Nehmen wir als Beispiel einen Badeschwamm, der – ohne ihn zu Quetschen – locker in der Hand gehalten wird. Jeder kennt das Phänomen, dass ein Badeschwamm im trockenen Zustand Wasser nur zögerlich aufnimmt. Er hat fast schon wasserabstoßende Eigenschaften. Gibt man auf den trockenen Schwamm zu schnell Wasser, wird dieses oberflächlich ablaufen, weil die Saugfähigkeit erst durch das Nassmachen aktiviert werden muss. In weiterer Folge wird der Schwamm dann Wasser speichern und zwar solange, bis er voll ist und kein weiteres Wasser mehr aufnehmen kann. Darüber hinaus gehende Wassergaben führen mit jedem weiteren zugeführten Tropfen Wasser zum Durchtropfen. Der Schwamm kann sozusagen nur eine gewisse Menge Wasser entgegen der Schwerkraft festhalten. Was darüber hinaus geht, wird durchtropfen.

Lassen Sie uns jetzt auf das Bewässern zurückkommen. Stellen wir uns also den Boden – die Erdschichte in der Pflanzen wachsen – vereinfacht als einen großen Schwamm vor. Denken wir uns den Garten so, als ob alle Pflanzen in einem großen, 30 cm dicken Schwamm wachsen würden und aus diesem Schwamm ihr Wasser aufnehmen. Ist der Schwamm gut mit Wasser gefüllt – auf einen ganzen Garten gesehen wären das mehrere Tausend Liter Wasser – können die Pflanzen einige Tage gut von dem Vorrat zehren und leicht die Menge Wasser aufnehmen, die sie brauchen.

Anm.: Wozu brauchen Pflanzen überhaupt Wasser? Hauptsächlich um ihren Temperaturhaushalt im richtigen Bereich zu halten – um sich zu kühlen. Pflanzen verdunsten Wasser und nutzen so die Möglichkeit, Wärme an die Umgebung abzugeben (Wärmeentzug durch Verdunstung). Darüber hinaus nehmen Pflanzen mit dem Wasser auch Nährstoffe auf, die sie ebenfalls zum Überleben und Wachsen benötigen.

Nach einigen Tagen wird es für die Pflanzen zunehmend schwieriger, das restliche im „Bodenschwamm“ befindliche Wasser aufzunehmen. Der Boden gibt das Wasser sozusagen immer unwilliger ab, er will es „behalten“. Für die Pflanzen steigt der Aufwand, um an dieses Restwasser zu kommen. Irgendwann ist ein Zeitpunkt erreicht, ab dem es den Pflanzen nicht mehr möglich ist, weiteres Wasser aus dem Boden zu entnehmen. Der fachliche Ausdruck dafür ist: permanenter Welkepunkt. Das jetzt noch im Boden verbleibende Wasser ist für Pflanzen nicht mehr nutzbar, da es zu stark im Boden gebunden ist; man spricht auch von Totwasser. Aus diesem Grund sollte mit dem Bewässern begonnen werden, bevor das pflanzenverfügbare Bodenwasser – auch nutzbare Feldkapazität genannt – vollständig aufgebraucht ist, damit es nicht zu Schäden an den Pflanzen kommt und ein optimales kontinuierliches Wachsen möglich ist. Selbstverständlich sind für optimales Wachstum auch noch andere Faktoren wie Licht, Temperatur und Nährstoffe zu berücksichtigen.

Um eine effiziente Nachfüllung des Bodenwasservorrates zu erreichen, sollte beim Beregnen eine sinnvolle Wassergabe bei etwa 10 -25 Liter Wasser je Quadratmeter (L/m²) liegen, je nach Bodenart (bei sandigem Boden weniger als bei lehmig/tonigem Boden, weil Sand ein schlechter Wasserspeicher ist und es dadurch schnell zum Durchsickern in tiefere Bodenschichten kommt. Das Wasser ist dann nicht mehr pflanzennutzbar).

Tägliches Bewässern?

Da die Pflanzen täglich Wasser entnehmen, stellt sich die Frage, ob tägliches Wassernachfüllen, also Bewässern, nicht die sinnvollste Vorgehensweise darstellen würde. Die Antwort ist so klar wie zweideutig: beim Beregnen nein, beim Betropfen ja!

Wie kommt es zu dieser scheinbaren Widersprüchlichkeit?

Kommen wir dazu nochmals auf die beiden unterschiedlichen Bewässerungsmethoden „Beregnen“ und „Betropfen“ zurück. Betrachten wir zuerst die Ausbringmethode beim Beregnen: Wasser wird in die Luft gesprüht und fällt dann auf Pflanzen und Boden herab. Es wird sozusagen eine große Fläche nass gemacht, obwohl das Wasser eigentlich nur in den Boden soll. Wird täglich beregnet, macht man täglich alles nass. Dies hat mehrere NachteileErstens steigt dadurch die direkte Verdunstung von Wasser an, weil sie täglich, also häufig, stattfindet (die Oberfläche trocknet nach jedem Bewässern erneut ab und das bringt einen eigentlich vermeidbaren Wasserverlust mit sich). Zweitens erhöht sich der Krankheitsdruck für Pflanzen: häufig feuchte Pflanzenoberflächen (Blätter) bringen beispielsweise ein höheres Risiko für Pilzinfektionen mit sich. Drittens wird tendenziell beim täglichen Wässern zu kurz – und damit zu wenig – beregnet, als dass das Wasser tief genug in den Boden eindringt, um dort gespeichert zu werden. Es wird eher mit zu kleinen Wassergaben (ca. 3 – 5 L/m²) gearbeitet, was zu einer seichten Bewässerung führt. Seicht bedeutet, das Wasser dringt nicht tief genug in den Boden ein und bleibt nahe der Oberfläche. Zu seichtes Bewässern erhöht den Wasserverbrauch, weil sich in der oberflächennahen Bodenschicht die Verdunstung stärker auswirkt, als in den tieferen Schichten (mehr Erwärmung, über die Oberfläche streichende, Feuchtigkeit abführende Luft, Sättigungsdefizit der Luft in Bezug auf Wasserdampf, usw.). Kurz gesagt: die Oberfläche wird schneller trocken, als die Erde darunter.

Außerdem kann zu seichtes, flaches Bewässern zu einer reduzierten Durchwurzelung des Bodens führen. Weil es für die Wurzeln keinen Sinn macht, in trockene Bodenschichten einzuwachsen, bleiben sie bei seichter Bewässerung oberflächlich.

Die Wurzeln wachsen dem Wasser sozusagen hinterher bzw. sind dort, wo Wasser leicht verfügbar ist. Durch richtiges, tiefgründiges Beregnen kann man die Wurzeltiefe – und damit einhergehend auch die Nährstoffausnutzung des Bodens – beeinflussen. Bei Rasen beispielsweise führt richtiges Beregnen zu einer besseren Scherfestigkeit, weil die Verwurzelung tiefer in den Boden reicht und damit der Rasen fester verankert ist.

Zusammengefasst lautet die eindeutige Empfehlung beim Beregnen, dass nicht jeden Tag bewässert werden soll, da die Ausbringmethode dafür nicht geeignet ist. Es soll stattdessen seltener, dafür aber mehr gegossen werden. Der Bodenwasservorrat soll beim Beregnen in einem Zug fast bis zum Maximum aufgefüllt werden, dann wird mehrere Tage bis zur nächsten Wassergabe gewartet. Die Bodenoberfläche darf in dieser Zeit ruhig abtrocknen, die Pflanzen holen sich das Wasser aus der Tiefe. Wichtig ist, das Beregnen mit einer Niederschlagsrate (= Liter Wasser je Quadratmeter je Zeiteinheit) durchzuführen, die die Aufnahmekapazität (= Infiltrationsrate) des Bodens nicht übersteigt, weil es ansonsten zum ungenutzten Abfließen von Wasser kommen kann.

Anm.: Die Infiltrationsrate ändert sich im Laufe der Wassergabe, da sich u. a. die Saugwirkung mit zunehmender Befeuchtung verbessert. Auf sehr trockenem Boden soll zu Beginn das Wasser langsam ausgebracht werden, mit fortschreitender Feuchtigkeitsausbreitung kann die Wassermenge behutsam erhöht werden. Alternativ kann, wenn z. B. nur Regner mit hoher Niederschlagsrate zur Verfügung stehen, eine Vorwegbefeuchtung erfolgen: die Bodenoberfläche wird kurz angenässt, dann wird gewartet, bis sich das Wasser verteilt hat und eingezogen ist (beispielsweise 30 Minuten). Danach erst setzt die längerdauernde „Hauptberegnung“ ein. Es muss generell immer darauf geachtet werden, dass es nicht zu einem oberflächlichen oder auch oberflächennahen (z.B. seitliche Sickerbewegungen bei Hanglage) Abfließen von Wasser in nicht nutzbare Bereiche kommt.

Eine abgetrocknete Bodenoberfläche führt auch zu einem geringeren Unkrautdruck, weil aufkeimende Unkrautsämlinge, die oberflächlich aufliegen, bei kontinuierlicher Wasserzufuhr bessere Wachstumsbedingungen vorfinden, als bei trockener Oberfläche.

Und bei der Tropfbewässerung? Hier sehen wir uns zunächst ebenfalls wieder die Ausbringmethode an. Wasser wird auf die Erde getröpfelt, von dieser aufgesaugt und weitertransportiert. Die tropfenweise Wasserabgabe funktioniert so, dass der Wassertropfen die Erde erreicht und nach einem kurzen, etwa 1-3 cm langen, Eintropfkanal zwiebel- bis karottenförmig auseinandergezogen und weitergesaugt wird. Dabei bleibt die oberste Erdschicht bis auf einen kleinen Kreis rund um die Eintropfstelle trocken und das ist völlig in Ordnung so. Es ist normal, wenn bei einer Tropfbewässerung die alleroberste Bodenschicht trocken aussieht. (Eine ständig feuchte Oberfläche bei Tropfbewässerung kann ein Indikator dafür sein, dass die Anlage nicht optimal arbeitet).

Die Befeuchtung passiert also, ohne die Pflanzen zu benetzen. Wir nähern uns bei der Tropfbewässerung dem Ziel, das Bodenwasser nachzufüllen, ohne den Umweg das Wasser erst zu Versprühen, um es danach auf Pflanzen und Boden landen zu lassen. Pflanzen werden also erst gar nicht nass gemacht, verdunsten somit auch nichts sinnlos und das gesamte Bewässerungswasser kommt direkt dem Boden zugute. Durch die Ausbringmethode der Tropfbewässerung ist es möglich, die Oberfläche des Bodens trocken zu halten und trotzdem unmittelbar darunter ideal feuchte Bodenverhältnisse zu schaffen. Die Tropfbewässerung bewässert sozusagen ohne den unerwünschten Nebeneffekt der nassen Oberfläche.

Kommen wir nochmals auf unser Beispiel mit dem Bodenschwamm zurück: Nur ein feuchter Schwamm kann Wasser richtig gut aufnehmen und weiterleiten. Auf die Erde übertragen bedeutet dies, dass der Wassertransport nur dann gut funktioniert, wenn die Erde nicht völlig ausgetrocknet war. Wir wollen beim Tropfbewässern erreichen, dass das punktuell aufgebrachte Wasser gut aufgesaugt und weitertransportiert wird und dadurch der Boden ganzflächig feucht gemacht wird. Bei einem ausgetrockneten Boden funktioniert dieser Mechanismus nicht gut. Wasser zieht nur zögerlich ein und läuft vielleicht sogar ab, weil der Boden noch nicht im „Aufnahmemodus“ ist. Weil die Tropfbewässerung das Wasser aber nur punktförmig abgibt, ist sie auf eine gute Saugwirkung des Bodens angewiesen. Die Saugwirkung muss bei der Tropfbewässerung durch häufige Gaben (täglich bis alle 2 Tage) erhalten bleiben. Ansonsten ist ein erhöhter Aufwand zur Wiederbefeuchtung des Bodens erforderlich und es kann längere Zeit dauern, bis die optimale Saug- bzw. Schwammwirkung wiederhergestellt ist.

Anm.: Die alleroberste Schicht des Bodens ist wiederum gesondert zu betrachten, da es auch bei der Tropfbewässerung nicht wünschenswert ist, die gesamte Bodenoberfläche durchgehend feucht zu halten – siehe erwähnte Nachteile beim täglichen Beregnen. Die ausgebrachte Wassermenge darf nicht so groß gewählt werden, dass der Boden vernässt.

Die richtig angewandte Tropfbewässerung gibt häufig kleine Gaben an Wasser und hält den Bodenwasservorrat auf einem ideal pflanzenverträglichen Niveau.

Anders gesagt: man hält die nutzbare Feldkapazität – den von Pflanzen nutzbaren Anteil des im Boden gespeicherten Wassers – auf einem leicht zugänglichen Wert (idealerweise sollte die nutzbare Feldkapazität immer im Bereich von 80% gehalten werden – es sind hierfür Nachschlagetabellen für verschiedene Bodenarten und Durchwurzelungstiefen verfügbar).

Der Anteil an Wasser und Luft im Boden kann mit einer Tropfbewässerung leichter im optimalen Bereich gehalten werden, als mit der – gezwungenermaßen – nur alle paar Tage stattfindenden Beregnung.

Ein Zitat der Universität Florida bringt es schön auf den Punkt: „Mikrobewässerung umfasst alle Methoden der häufigen Wasserausbringung in kleinen Mengen auf oder unter die Erdoberfläche. Idealerweise wird Wasser direkt zur Wurzelzone geleitet und zwar in solchen Mengen, die dem Verbrauch der Pflanzen entsprechen. Durch eine gute Betriebsweise der Mikrobewässerung kann der Feuchtigkeitsgehalt im Wurzelbereich die ganze Saison über nahe der Feldkapazität gehalten werden und somit eine ausbalancierte Wasser/Luftmenge im Sinne eines optimalen Pflanzenwachstums erhalten werden.“ Principles of Micro Irrigation, D.Z. Haman, Forrest T. Izuno AE 70. Universitiy of Florida.

Fazit: Pflanzen brauchen zwar jeden Tag Wasser, welches sie dem Boden leicht entnehmen können sollten, aber dennoch kann die Nachfüllung des Bodenwasservorrates nicht unbedingt täglich erfolgen. Mit einer Beregnung ist es nicht empfehlenswert täglich zu bewässern, mit einer Tropfbewässerung schon. Keinesfalls sollte bei einer automatischen Bewässerungsanlage Beregnung und Betropfung an einem gemeinsamen Strang „gemixt“ werden.

Artikel-Pdf „Automatisch bewässern – aber wie?“ von SV Stefan Widhalm zum Download – Anm.: Aus Gründen der schnelleren Erfassbarkeit wurden vereinzelte Abläufe etwas vereinfacht dargestellt.

Stefan Widhalm, allg. beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger für Bewässerungstechnik, Salzburg

 

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