Einstieg in die Bewässerung – was ist zu beachten?

Eine ausreichende Wasserversorgung ist Grundvoraussetzung für gute Erträge und vermarktungssichere Qualitäten im Acker- und Gartenbau. Besonders in der Kartoffel- und Gemüseproduktion reichen die natürlichen Niederschläge allein häufig nicht aus. Deshalb ist für diese Kulturen meistens eine zusätzliche Bewässerung notwendig.

Voraussetzung für eine Wasserentnahme zur Bewässerung ist das Vorliegen einer wasserbehördlichen Genehmigung. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Wasserentnahme aus einem Oberflächengewässer (Flüsse, Kanäle, Teiche, Seen) oder aus dem Grundwasser erfolgt. Die Genehmigungsbehörde ist die untere Wasserbehörde, die bei der jeweiligen Landkreisverwaltung ansässig ist. Die Genehmigung, die für die landwirtschaftliche Bewässerung in fast allen Fällen erteilt wird, ist eine wasserrechtliche Erlaubnis.

Bevor die Unterlagen für den Antrag zusammengestellt und eingereicht werden, sollte der Antragsteller sein Anliegen persönlich einem Mitarbeiter der unteren Wasserbehörde vorstellen und erläutern. Neben detaillierten Hinweisen zum Umfang der Unterlagen können z.B. geplante Brunnenstandorte besprochen und evtl. Fehlinvestitionen an nicht geeigneten Standorten vermieden werden.

Mit einem Antrag auf eine wasserrechtliche Erlaubnis sind beim Landkreis üblicherweise folgende Unterlagen einzureichen: Vorhabenbeschreibung, Wasserbedarfsermittlung, Karten und Lagepläne mit Angabe der zu beregnenden Flächen, der geplanten Brunnenstandorte, der schützenswerten Landschaftselemente und Biotope usw. In vielen Fällen ist heute auch ein hydrogeologisches Gutachten, mindestens jedoch eine Berechnung des Absenkungstrichters des Brunnens einzureichen. Nachdem der Brunnen gebohrt ist, ist auch das Brunnenausbauprofil und das Schichtenverzeichnis bei der Wasserbehörde nachzureichen.

Den notwendigen Wasserbedarf für einen landwirtschaftlichen Betrieb oder einen Beregnungsverband berechnet z.B. die Landwirtschaftskammer Niedersachsen. Die Berechnung erfolgt nach dem Merkblatt M-590 der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA). Dabei wird unter Berücksichtigung der jeweiligen Klimaregion in der der Betrieb wirtschaftet, der vorhandenen Bodenarten und für jede Kultur ein spezifischer Bedarf für ein durchschnittliches Jahr ermittelt. Die gesamte zu beantragende Wassermenge für ein Durchschnittsjahr ergibt sich dann aus dem jeweiligen Anbauumfang der verschiedenen Kulturen.

In Niedersachsen empfiehlt das Umweltministerium den unteren Wasserbehörden eine wasserrechtliche Erlaubnis auf 20 Jahre zu befristen und die im Einzeljahr benötigte Wassermenge in einem 10-jährigen Zeitraum zu bilanzieren. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Beregnungsbetrieb in einem trockenen Jahr mehr als die durchschnittliche Jahresmenge verregnen darf und in einem feuchten Jahr wird dies durch geringere Entnahmemengen wieder ausgeglichen. Wichtig ist nur, dass im gleitenden 10-Jahresmittel die erlaubte Wassermenge nicht überschritten wird. Ist dies der Fall, drohen empfindliche Ordnungswidrigkeitsgelder.

Die von den unteren Wasserbehörden zu bewirtschaftenden Wassermengen entsprechen dem nutzbaren Grundwasserdargebot im jeweiligen Grundwasserkörper. Dieses nutzbare Dargebot wurde für jeden der etwa 120 Grundwasserkörper in Niedersachsen vom Landesamt für Bergbau, Energie und Geologie (LBEG) ermittelt und entsprechend der Flächenanteile der Grundwasserkörper in den jeweiligen Landkreisen verteilt. Da die Landkreisgrenze nicht identisch ist mit den Grenzen der Grundwasserkörper, ergibt sich die Gesamtmenge an nutzbarem Dargebot im Gebiet eines Landkreises aus den einzelnen Mengen der verschiedenen Grundwasserkörperanteile. Diese Gesamtmenge kann die Wasserbehörde bewirtschaften und an die verschiedenen Wassernutzer (Wasserversorger, Landwirtschaft, Industrieunternehmen, …) in Form von Genehmigungen (Erlaubnisse oder Bewilligungen) verteilen. Ist das nutzbare Dargebot ausgeschöpft, heißt das nicht, dass keine wasserrechtlichen Erlaubnisse mehr erteilt werden dürfen. Es muss dann mit aufwendigen hydrogeologischen und naturschutzfachlichen Gutachten geklärt werden, ob weitere Wassermengen aus dem jeweiligen Grundwasserkörper – unschädlich für andere Naturgüter - entnommen werden können.

Die Ressource Wasser ist Allgemeingut und kein Privatbesitz. Von daher kann jeder einen Antrag auf eine wasserrechtliche Erlaubnis zur Entnahme für einen bestimmten Zweck stellen. Ob der Antrag positiv beschieden wird, hängt von verschiedenen Rahmenbedingungen ab. In allen Fällen ist allerdings mit entsprechenden Auflagen zur Laufzeit, zur Entnahmemenge, zum Entnahmestandort, … und verschiedenen Nebenbestimmungen zu rechnen. Ein Wasserrecht „auf Vorrat“ zu beantragen, falls zu einem späteren Zeitpunkt (in einigen Jahren), eine Beregnungsanlage gebaut werden soll, ist nach Wasserhaushaltsgesetz (WHG) nicht möglich.

Bevor die Entscheidung für einen Antrag auf eine wasserrechtliche Erlaubnis getroffen wird, sind Überlegungen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit anzustellen, da die Beregnung kostenintensiv ist.

Die Investitionskosten hängen von vielen Faktoren ab, wie z.B. Herkunft des Wassers (Oberflächen-, Grundwasser), Lage und Größe der Flächen, gewählte Technik. Daher haben sie eine große Spannbreite, die häufig im Bereich zwischen 1.500 bis 2.500 € je ha liegt. Die variablen Kosten im Betrieb fallen hauptsächlich für die benötigte Energie zur Wasserförderung sowie für Arbeitszeit an. Bei den im Ackerbau überwiegend verwendeten Rohrtrommel-Beregnungsmaschinen kann mit etwa 0,18 € – 0,25 € je m³ Wasser kalkuliert werden. In einigen Bundesländern sind zusätzlich Wasserentnahmegebühren zu berücksichtigen.

Ob sich die Aufwendungen lohnen, ist abhängig von den mit Beregnung zu erwartenden Ertragssteigerungen der angebauten Kulturen in einem mehrjährig zu betrachtenden Zeitraum.

Die langjährig durchgeführten Beregnungsversuche der Landwirtschaftskammer Niedersachsen zeigen auf, mit welchen Mehrerträgen und Qualitätsverbesserungen durch Beregnung in Ackerkulturen gerechnet werden kann.  Auch der Bedarf an Zusatzwasser für die einzelnen Kulturen, der zur Verhinderung von finanziellen Einbußen durch Trockenstress nötig ist, wird in diesen Versuchen ermittelt. Die Versuchsreihe läuft bereits seit 2006 auf dem Versuchsfeld Hamerstorf im beregnungsintensiven Nordosten Niedersachsens. Die Niederschläge erreichen hier im langjährigen Durchschnitt ca. 620 mm. Der Standort der Beregnungsversuche hat etwa 33 Bodenpunkte. Der sandige, im Untergrund leicht lehmige Boden kann bis zu einer Durchwurzelungstiefe von 60 cm etwa 80 mm Wasser (das entspricht 80 l/m²) pflanzenverfügbar speichern. Tief wurzelnde Kulturen wie z.B. die Zuckerrübe können den Boden auch bis in 90 cm Tiefe und mehr erschließen. Dann stehen ihnen mindestens 120 mm Wasser zur Verfügung.

Die in den Versuchen gewonnenen Ergebnisse lassen sich mit Einschränkungen auch auf andere Standorte übertragen. Bei trockenerem Klima und/oder Böden mit geringerer Wasserspeicherfähigkeit werden die Ertragsunterschiede durch Beregnung höher ausfallen, bei besseren Standortbedingungen entsprechend niedriger. Bei der Abschätzung der Auswirkungen für den eigenen Betrieb hilft es, die Erträge der bisher angebauten Kulturen aus den zurückliegenden 10-15 Jahren mit feuchter, normaler und trockener Witterung gegenüberzustellen und die jeweiligen Unterschiede in den Erlösen zu ermitteln.

Auf dem Versuchsfeld Hamerstorf stehen 6 Kulturen in einer Fruchtfolge. Mit Hilfe von 3 Beregnungsvarianten werden die Reaktionen der Pflanzen auf eine unterschiedliche Wasserversorgung geprüft. Als Kriterium für den Beregnungseinsatz dient der Bodenwassergehalt. In der ersten Variante werden die Pflanzen optimal mit Wasser versorgt, so das kein ertragsmindernder Trockenstress auftritt. Das ist in Abhängigkeit von der Kultur ab 40 bis 55 % der nutzbaren Feldkapazität (nFK) der Fall. In der zweiten Variante wird die Beregnung reduziert. Sie setzt erst bei einem trockeneren Boden ab 25 bis 40 % der nFK ein (abhängig von Kultur und Entwicklungsstadium). Diese Variante soll Auskunft darüber geben, bei welchen Kulturen die wirtschaftlichen Einbußen durch Einsparung von Wasser am geringsten sind. Bei begrenzten Wasserrechten ist diese Information wichtig, um eine Rangfolge der Kulturen für den Beregnungseinsatz zu bilden. Außerdem wird untersucht, in welchem Entwicklungsstadium besonders starke Ertragseffekte durch Beregnung erzielbar sind, damit die Beregnung möglichst effizient erfolgen kann. Die dritte Variante wird nicht beregnet. Sie dient als Kontrolle für den Beregnungserfolg.

In der Abbildung sind die Erträge als Relativertrag dargestellt, wobei die optimale Beregnung gleich 100 Prozent gesetzt ist. Die Pfeile geben die prozentualen Mehrerträge der optimalen Beregnung im Verhältnis zur unberegneten Variante wieder.

Die im langjährigen Mittel höchsten Mehrerträge durch eine optimale Beregnung konnten im Getreide (32-43 %) und in Speisekartoffeln (28 %) realisiert werden. Ohne Beregnung wurden hier nur 70-75 % des möglichen Ertrages erreicht. Bei Zuckerrüben und Silomais fiel die Ertragssteigerung mit 17-18 % deutlich geringer aus. Der Raps reagierte mit nur 6 % Mehrertrag kaum auf Beregnung. In extremen Trockenjahren wie 2018 waren jedoch alle Kulturen ohne Beregnung gleichermaßen von Ertragseinbrüchen betroffen.

Auch durch eine reduzierte Beregnung konnten die Ertragsverluste im Vergleich zur unberegneten Kontrolle in allen Kulturen deutlich verringert werden. Dabei wurden 30 bis 55 mm Wasser (300 bis 550 m³/ha) eingespart. Allerdings erreichten die Erträge meistens nicht das Niveau der optimal beregneten Varianten. Bei reduzierter Beregnungsstrategie erzielten die Kulturen gegenüber der optimalen Beregnung einen Ertrag zwischen 89 % (Wintergerste) und 98 % (Zuckerrübe). Die Zuckerrübe gehört damit zu den trockenheitstoleranten Kulturen, die den Wasservorrat des Bodens sehr gut ausnutzen und in Ertrag umsetzen können.

Für die wirtschaftlichen Auswirkungen der unterschiedlichen Intensitäten bei der Beregnung ist neben der Wassereffizienz der Kulturen auch die Preis- und Kostensituation sowie die Verwertungsrichtung mit den jeweiligen Qualitätserfordernissen zu berücksichtigen. Letzteres spielt vor allem bei Kartoffeln und Braugerste eine wichtige Rolle. In der Tabelle 1 sind die "variablen beregnungskostenfreien Leistungen" als Maß für den wirtschaftlichen Nutzen der Beregnung angegeben. Sie wurden durch den Abzug der variablen Beregnungskosten sowie weiterer ertragsabhängiger Kosten (wie Ersatz der entzogenen Nährstoffe und Transportaufwand) von den durch Beregnung erzielten Mehrerlösen errechnet. Die Berücksichtigung der Qualitäten erfolgte durch eine Anpassung der Erzeugerpreise.

Bei den Kulturen des Ackerbaus ragt die Speisekartoffel als die beregnungswürdigste Frucht heraus. Sie erzielte im 14-jährigen Mittel bei durchschnittlichen Preisen und Berücksichtigung nur der variablen Kosten eine Leistung von 1.875 € pro ha und Jahr. Kartoffeln benötigen stets eine optimale Wasserversorgung, weil bei Trockenheit nicht nur der Ertrag leidet, sondern auch Qualitätsmängel auftreten können. Bei einer Reduzierung der Beregnung sank daher die Wirtschaftlichkeit um 170 €/ha ab. Die übrigen untersuchten Kulturen liegen in der Wirtschaftlichkeit deutlich hinter der Speisekartoffel. Mehr als 200 €/ha an beregnungskostenfreier Leistung erreichten Sommerbraugerste und Winterweizen. Bei der Braugerste ist ein Anbau ohne Beregnung nur schwer möglich, weil ein niedriger Proteingehalt sonst nicht sicher erreicht werden kann. Eine optimale Beregnung dankte die Braugerste mit einer um 85 €/ha höheren Wirtschaftlichkeit. Dagegen kam der Weizen auch mit reduzierter Beregnung gut zurecht. Im Mittel der Versuchsjahre war hier die Leistung sogar etwas besser als bei intensiver Beregnung. Die Wintergerste steht in der Wirtschaftlichkeit der Beregnung deutlich hinter dem Weizen. Sie reagierte außerdem eher empfindlich auf zeitweisen Trockenstress, weshalb die reduzierte Beregnung noch etwas schlechter abschnitt. Ein ähnliches Ergebnis zeigte sich auch beim Mais. Bei Zuckerrüben und Raps fiel die Wirtschaftlichkeit der Beregnung an dem untersuchten Standort am schlechtesten aus. Nur die reduzierte Beregnung zeigte ein positives Ergebnis, während die pflanzenbaulich optimale Beregnung im Mittel und auch in fast allen Versuchsjahren nicht wirtschaftlich war.

Von den erzielten Leistungen müssen auch noch die festen Kosten gedeckt werden. Sie liegen häufig zwischen 150 und 250 € pro ha. Vor diesem Hintergrund konnten Wintergerste, Silomais, Zuckerrüben und Raps nicht wirtschaftlich beregnet werden. Nur wenn die festen Kosten von sehr beregnungswürdigen Kulturen wie Kartoffeln oder auch Gemüse getragen werden, wäre nach diesen Ergebnissen auch die Beregnung der übrigen Kulturen wirtschaftlich zu rechtfertigen. Bei den Überlegungen zur Wirtschaftlichkeit einer Investition in Bewässerung spielt allerdings auch die Absicherung gegenüber massiven Ertragseinbrüchen in Trockenjahren – besonders im Vertragsanbau – aber auch der finanzielle Vorteil durch eine bessere Ausnutzung knapper und teurer Flächen eine Rolle. Außerdem steigt die Wirtschaftlichkeit der Beregnung in allen Kulturen bei schlechteren Standortverhältnissen gegenüber dem Versuchsstandort Hamerstorf.

Ein weiterer Nutzen der Bewässerung ist die verbesserte Ausnutzung der Nährstoffe, was vor dem Hintergrund des neuen rechtlichen Rahmens zur Düngung an Bedeutung gewinnt. Der nach der Düngeverordnung zu ermittelnde N-Bedarf kann sich wegen des steigenden Ertragsniveaus durch Beregnung erhöhen und die Abfuhr der Grundnährstoffe wird dadurch ebenfalls ansteigen. Die Wirksamkeit von späten Düngemaßnahmen wie etwa die qualitätsbetonte dritte N-Gabe beim Weizen, wird durch die Beregnung abgesichert.

Wenn nur begrenzte Wassermengen oder technische Kapazitäten für die Bewässerung zur Verfügung stehen, muss sich die Reihenfolge der Kulturen nach ihrer Beregnungswürdigkeit richten:

Kartoffel >> Braugerste> Winterweizen> Wintergerste, Mais > Zuckerrübe > Roggen

Die Bewässerung sollte darüber hinaus immer so effizient wie möglich, d.h. in der richtigen Menge zum richtigen Zeitpunkt erfolgen. Damit die Effizienz und damit auch die Wirtschaftlichkeit der Bewässerung gesteigert wird ist es sinnvoll, Hilfsmittel zum Management einzusetzen. Dazu bieten sich verschiedene Beratungsleistungen, Bewässerungs-Apps oder Messungen des Bodenwassergehalts an. Auf jeden Fall sollten eigene Beobachtungen der Pflanzenbestände und des Bodens sowie die Berechnung der Wasserbilanzen aus Niederschlag, Beregnung und Verdunstung erfolgen.

Eine Richtschnur für die Beregnungsstrategie verschiedener Kulturen gibt Tabelle 2. Allgemein gilt, dass die Wasserversorgung besonders in den ertragssensiblen Entwicklungsphasen stimmen sollte. Diese Phasen sind daher gleichzusetzen mit den kulturspezifischen Hauptberegnungszeiträumen. Es ist meistens nicht anzuraten, mit der Beregnung zu früh zu beginnen, damit die Pflanzen nicht „verwöhnt“ werden, sondern von Anfang an ein kräftiges, tief reichendes Wurzelwerk ausbilden, den Blattapparat dagegen nicht zu üppig entwickeln. Zu dichte, blattreiche Bestände bilden nicht unbedingt einen höheren Ertrag, benötigen durch eine gesteigerte Verdunstung aber mehr Wasser. Bei der Beregnung sollte auch auf die Wetterbedingungen geachtet werden Bei länger anhaltenden heißem und sonnigem Wetter ist die Verdunstungsintensität sehr hoch. Dadurch kommt es bei Wassermangel eher zu Schäden, weshalb dann frühzeitiger und häufiger beregnet werden sollte, jedoch möglichst nicht in der Mittagszeit. Anders verhält es sich in Zeiten mit mäßigen Temperaturen und Bewölkung. Hier kann die Beregnung verschoben bzw. reduziert werden.