https://www.faz.net/-ilp-9dgpc

Techniken der Bewässerung : Tröpfchen für Tröpfchen

  • -Aktualisiert am

Hier wird im Juli ein Maisfeld in Niedersachsen bewässert, und neben dem kühlen Nass dürfen sich die Pflanzen auch an dem entstehenden Regenbogen freuen. Bild: Picture-Alliance

Rund 70 Prozent des Wasserverbrauchs in aller Welt entfallen auf die Landwirtschaft. Und etwa 20 Prozent der globalen Anbaufläche werden künstlich bewässert – mit zum Teil raffinierter Technik.

          6 Min.

          Ernteausfälle drohen bei Weizen, Mais und Kartoffeln. Schon wird gemutmaßt, dass Pommes frites ihr gewohntes Erscheinungsbild verändern werden. Im kommenden Jahr werden sie kürzer ausfallen, da die Kartoffel aufgrund der anhaltenden Dürre und Hitze ihr Wachstum verlangsamt oder gänzlich eingestellt hat. Folgerichtig, und wie zu erwarten, melden die unter der Trockenheit besonders leidenden landwirtschaftlichen Betriebe Ausgleichs- und Hilfszahlungen an. Sie werden fließen, das gilt als sicher. Nur über die Höhe wird noch gestritten.

          Von diesem immer wieder aufkochenden Ritual während und nach zu heißen oder zu nassen Sommern bekommt der Stadtmensch wenig mit, sind doch die Regale der Supermärkte randvoll gefüllt. Engpässe bei Lebensmitteln zeichnen sich nicht ab. Dass die Preise für einige Produkte steigen, wird zwar registriert, gilt aber als verschmerzbar. Was auch daran liegt, dass Deutschland ein wohlhabendes Land ist. So geben die Haushalte alljährlich allein für Gartenpflege und -anlage gut zehn Milliarden Euro aus. Steingärten müssen angehäuft und Blumenrabatte gestaltet werden. Große Summen verschlingt auch eine ausgetüftelte Bewässerungstechnik, die nicht nur wegen zu erwartender Arbeitserleichterung angeschafft wird. Auch nüchterne Wirtschaftlichkeitsüberlegungen sprechen dafür. Ist es doch wenig sinnvoll, Dutzende Euro für Gartenpflanzen auszugeben und sie dann vertrocknen zu lassen. Entsprechend schnell machen sich „intelligente“ Bewässerungstechniken bezahlt.

          Noch in den fünfziger und sechziger Jahren konnten Kleingärtner davon nur träumen. Die ums Haus angelegten Nutzgärten für Bohnen, Kartoffeln und Kohlköpfe wurden mit einer Zinkkanne aus dem Regenwasserfass feucht gehalten. Erst die Hinwendung zum Ziergarten mit dem obligatorischen, oft nur handtuchgroßen Rasenstück ließ neue Techniken aufkommen. Das war auch nötig, hatte die damals übliche Wassertechnik doch gewaltige Nachteile: Die Verbindungen zwischen Schlauch und Wasserhahn leckten in der Regel, und ihr Zusammenbau war nur mit Zange, Schraubenzieher und Schlauchklemme möglich. Als Kupplungen dienten die noch heute in der Industrie und von Feuerwehren verwendeten Klauen- oder Nockenkupplungen, bei denen ein Teil durch einen Dreh um 180 Grad auf die leicht ansteigende Gewindebahn des Gegenstücks geschraubt wird. Die unter Fachleuten als Geka-Verbindung gehandelte Technik wird vor allem im (Garten-)Profibereich gern weiter genutzt, sind die Einzelteile doch aus Messing gefertigt und damit extrem widerstandsfähig. Ein darüber rollender Lastwagenreifen kann ihnen nichts anhaben. Die vergleichsweise aufwendige Handhabe nimmt man dafür in Kauf.

          Hahnstück und Schlauchstück wie Steckdose und Stecker

          Doch klar ist: Mit besagten Klauenkupplungen zwischen Gartenschlauch und Wasserhahn wäre der Boom der heute allenthalben zu bestaunenden Kleingarten-Rasen-Bewässerungs-Technik nicht möglich gewesen. Erst der von dem österreichischen Designer Dieter Raffler 1968 für das Ulmer Unternehmen Gardena entwickelte, aus Kunststoff gefertigte Schlauch-Kupplungsstecker bescherte den erforderlichen Komfort, der es auch weniger kraftvollen Händen ermöglicht, Gartenspritzen in Betrieb zu nehmen. Hahnstück und Schlauchstück werden wie Steckdose und Stecker ineinandergefügt. Das Anschließen von Regnern, Sprengern, porösen und damit wasserabgebenden Schläuchen wie auch von Tropfsystemen ist ein Kinderspiel. Und da der Patentschutz für den Gardena-Stecker seit geraumer Zeit abgelaufen ist, bedienen den Markt auch andere Hersteller, zum Teil freilich mit fragwürdiger Qualität. Doch noch immer dominieren grau-rote Gardena-Produkte die einschlägigen Regale in den Gartencentern der Baumärkte.

          Bleibt die Frage nach dem richtigen Verteilsystem. Für die in deutschen Vorstädten meist rechteckig oder quadratisch angelegten Gärten hat sich der Viereckregner bewährt. Ein beweglicher, mit Düsen bestückter Bügel schwenkt gemächlich hin und her. Damit er das tut, nutzt man die Kraft des einströmenden Wassers, das ein Turbinenrad antreibt. Ein „Turbogetriebe“ transformiert die schnelle Rotation des Schaufelrads in eine ruhige Schwenkbewegung. Deutlich komplizierter ist das automatische Umstellen der Schwenkrichtung. Dazu muss die Drehrichtung des Turbinenrads verändert werden. Dafür ist eine Art Pendel- oder Kippventil zuständig, das am Ende zweier parallel laufender, auf das Turbinenrad zuführender Kanäle sitzt. Durch Anrempeln an die manuell einstellbaren Schwenkbereichstifte wird der erforderliche Impuls erzeugt, das Kippventil angesprochen und umgelegt. Einer der beiden Kanäle wird so freigegeben, der andere geschlossen. Die Drehrichtung des Turbinenrads und damit auch die Schwenkrichtung des Düsenarms ändern sich.

          Im hohen Bogen durch die Luft

          Das klingt kompliziert und ist es auch, hat aber den Vorteil, dass keine (etwa elektrische) Zusatzenergie benötigt wird, um Wasser großflächig zu verteilen. Daher werden diese Systeme in deutlich größerem Maßstab und in robusterer Ausführung auch in der Landwirtschaft eingesetzt. Vor allem die ebenfalls von der Kraft des Wassers getriebenen Impuls-und Klopfregner lassen sich derzeit auf den Feldern bestaunen. Im hohen Bogen schleudern sie das Wasser durch die Luft. Vollkreise und auch Kreissegmente können so beregnet werden, wobei Streuverluste und hohe Verdunstungsraten immer wieder kritisiert werden. Und so funktionieren sie: Ein seitlich mit Federkraft an den Wasserstrahl gedrückter Hammer übernimmt hier gleich zwei Aufgaben. Er zerschlägt den Strahl so, dass sich das Wasser gleichmäßig verteilt und sich keine Lachen bilden. Und er holt sich beim regelmäßigen Zurückpendeln so viel Kraft, dass er die Spritzdüse für einen weiteren Durchlauf in ihre Ausgangsposition zurückschieben kann.

          Diese Sprühtechnik ist ein alter Hut. Ihr Einsatz war aber lange ein überaus mühsames Geschäft, musste der Regner doch im Zuge einer Bewässerungsaktion immer wieder umgesetzt werden. Dazu war es nicht nur erforderlich, den Wasserhammer abschnittsweise stets einige Meter weiter zu transportieren. Auch die Zuleitungen mussten immer wieder neu konfiguriert werden. Lange wurden hier unhandliche Schnellkupplungsrohre aus Stahl eingesetzt. Erst als Polyethlen-Rohre mit Nennweiten von 110 Millimeter in den späten fünfziger Jahren verfügbar wurden, änderte sich das Szenario. Vom Hydranten aus oder von der an einem wassergefüllten Graben stehenden Motorpumpe leitete man das Wasser durch zu einem durchgehenden Strang zusammengesetzte und flexible bis zu 18 Meter lange PE-Rohrstücke.

          Es dauerte jedoch noch rund zehn Jahre, bis die heute den Markt beherrschende Trommelberegnungsmaschine marktreif war. Ihr Vorteil: Sie ist extrem flexibel. Sie kann von einer Person bedient werden. Haspel mit Schlauch und der einachsige Regenwagen können mit einem Trecker problemlos transportiert werden. Und so geht es: Der Bauer stellt die Schlauchtrommel am Feldende ab und schließt sie an die bereitliegende Wasserversorgung an. Dann zieht er den Regner ans andere Ende. Der Schlauch rollt ab. Sobald Wasser strömt, spritzt der Kreisregner. Und die Trommel beginnt sich dank eines an der Haspel angebrachten Strömungsgetriebes langsam zu drehen, wickelt den Schlauch auf und zieht so den Regner in Ausgangsposition zurück.

          Man muss es eigentlich gar nicht erwähnen: Längst werden alle Arten von Beregnungsanlagen von „intelligenten“ Computersystemen gesteuert. So lässt sich die Durchflussmenge wie auch die Geschwindigkeit, mit welcher der Regner zur Trommel zurückgeholt wird, in Abhängigkeit vom Feuchtegrad des Bodens, vom Durst der Pflanzen und von der Bodenart beziehungsweise -beschaffenheit genau steuern. Auch lokale Wetterprognosen mit zu erwartenden Niederschlägen werden einbezogen.

          Mit Trommelberegnen lassen sich knapp 100 Meter breite und mehr als 500 Meter lange Felder wässern. Das ist beachtlich, reicht aber zum Beregnen richtig großer Flächen, wie sie im Osten Deutschlands und etwa im Südwesten Nordamerikas bewirtschaftet werden, nicht aus. Hier setzt man auf zwei sich ähnelnde Systeme, die beide den Vorteil haben, dass die Sprühdüsen von einem horizontal verlaufenden Gestänge bis nah an die Pflanzen herunterhängen. Verdunstungsverluste und das durch böige Winde verursachte Verwehen des Wassers werden so vermieden. Zudem lassen sich die Düsen individuell ansteuern, der Wasserfluss sich so gezielt regeln. Mehr Luxus geht nicht.

          Die Blätter der Pflanzen bekommen nichts ab

          Es bleibt die Frage, wie die Düsenbalken jeweils übers Feld bewegt werden. Beim Linearsystem, der Name verrät es schon, stecken diese erhaben auf einzeln angetriebenen Stützrädern und läuft so im rechten Winkel zur Feldkante. Nicht ganz einfach ist entsprechend die Wasserversorgung. Die ist beim Wettbewerbssystem, bei dem sich der Düsenträger um einen zentralen Drehpunkt (Center Pivot) bewegt, deutlich einfacher. Damit gelten die große grüne Kreise in die Landschaft zeichnenden Regner als weniger störungsanfällig. Mitunter wird dieser Vorzug verspielt. Immer dann, wenn Konstrukteure sich damit nicht abfinden können, dass bei mehreren dicht zusammenstehenden Pflanzenkreisen an den Ecken trocken liegende Zwickel – immerhin rund 15 Prozent der Fläche – anfallen, die sie mit teleskopierbaren Düsenträgern zu schließen versuchen.

          Künstliche Bewässerung ist nicht nur teuer, sie kann auch Schäden verursachen. So ist das Versalzen der Böden ein allgegenwärtiges Problem, vor allem bei der Bewässerung in ariden Regionen. Denn sehr häufig wird der Grundsatz „keine Bewässerung ohne ausreichende Entwässerung“ missachtet. Beim Bewässern werden stets im Boden vorhandene Salze gelöst, so dass immer dann, wenn die Verdunstungsrate über der Niederschlagshöhe liegt, das gelöste Salz durch den kapillaren Aufstieg des Wassers an die Oberfläche des Bodens drängt – und das Pflanzenwachstum zumindest negativ beeinflusst.

          Fast vollständig verhindern lässt sich das Versalzen des Bodens mit der in Israel entwickelten und perfektionierten Mikro- oder Tröpfchenbewässerung. In homöopathischen Mengen wird das Wasser über ein Schlauch- und Düsensystem direkt in den Wurzelbereich geleitet. Die Blätter der Pflanzen bekommen nichts ab, was das Risiko von Pilzinfektionen mindert. Eigentlich eine perfekte Sache. Nachteilig sind die hohen Kosten. Und die Möglichkeit, in Trockenzonen wasserintensive Kulturen anbauen zu können. Ein gutes Bespiel ist die Mango, die in den siebziger Jahren den Weg in die israelische Landwirtschaft fand. Heute erzielt die eigentlich aus dem tropischen Regenwald stammende Steinfrucht hier die weltweit höchsten Hektarerträge und schluckt jede Menge Wasser, wenn auch nur jeweils in kleinen Dosen.

          Topmeldungen

          Nach einer langen Nacht in Brüssel ging es für Bundesfinanzminister Olaf Scholz am Mittwoch in Berlin weiter.

          Corona-Bonds : Büchse der Pandora

          Die Behauptung, Corona-Bonds würden ein Ausnahmefall bleiben, zeigt bestenfalls politische Naivität. Wer die Büchse der Pandora öffnet, kann sie nie wieder schließen.

          Newsletter

          Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
          Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.
          Race to Feed the World

          Race to Feed the World ist ein Projekt der Frankfurter Allgemeinen Zeitung, gefördert durch das European Journalism Centre über dessen Programm „Innovationen im Entwicklungsjournalismus“.faz.net/feedtheworld