das bodenwasser - hu-berlin.de

1

Pflanzenentwicklung und Anbaubedingungenim Klimawandelim Klimawandel

---Praktische Empfehlungen

des Deutschen Wetterdienstes

- Das Bodenwasser -

Falk BöttcherDeutscher Wetterdienst, Agrarmeteorologie Leipzig

Zunahme der Ertragseinbußen durch…

Experteneinschätzung zu klima-

wandelbedingten Ertragseinbußen

2

Quelle: Jaksch

2

3A. Becker 2015

Seit 1881 ist die Niederschlagssumme in Deutschland 1 geringfügig und nicht signifikant zurückgegangen2

4

3

Seit 1882 ist die Niederschlagssumme im Winter in Deutschland 1 um rund 26% gestiegen2

5

250,0

Angermünde Artern Chemnitz CottbusDresden Erfurt Gera GörlitzLeinefelde Magdeburg Meiningen NeuruppinOschatz Potsdam Schkeuditz SeehausenWittenberg Linear (Angermünde) Linear (Artern) Linear (Chemnitz)Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera)Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen)Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz) Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz)Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)

Änderung des Niederschlages zwischen April und Juni

150,0

200,0

der

sch

lag

shö

he

in m

m

100,0

150,0

19

51

19

53

19

55

19

57

19

59

19

61

19

63

19

65

19

67

19

69

19

71

19

73

19

75

19

77

19

79

19

81

19

83

19

85

19

87

19

89

19

91

19

93

19

95

19

97

19

99

20

01

20

03

20

05

20

07

20

09

20

11

20

13

Nie

d

6

4

275,0

Trend der Niederschläge Juli bis September

125,0

175,0

225,0

Nie

der

sch

lag

shö

he

in m

m

75,0

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

1973

1975

1977

1979

1981

1983

1985

1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013

JahreAngermünde Artern Chemnitz Cottbus Dresden Erfurt

Gera Görlitz Leinefelde Magdeburg Meiningen Neuruppin

Oschatz Potsdam Schkeuditz Seehausen Wittenberg Linear (Angermünde)

Linear (Artern) Linear (Chemnitz) Linear (Cottbus) Linear (Dresden) Linear (Erfurt) Linear (Gera)

Linear (Görlitz) Linear (Leinefelde) Linear (Magdeburg) Linear (Meiningen) Linear (Neuruppin) Linear (Oschatz)

Linear (Potsdam) Linear (Schkeuditz) Linear (Seehausen) Linear (Wittenberg)

800,0

Trend der Jahresniederschläge

500,0

600,0

700,0

Nie

der

sch

lag

shö

he

in m

m

400,0

1951

1953

1955

1957

1959

1961

1963

1965

1967

1969

1971

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2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013







5

700,0

750,0

Trend der Jahressumme der pot. Verdunstung über Gras (Penman/Wendling)

500,0

550,0

600,0

650,0

Ver

du

nst

un

g i

n m

m

450,0

1951

1953

1955

1957

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1961

1963

1965

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1971

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1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

2003

2005

2007

2009

2011

2013







Chemnitz Cottbus Doberlug-Kirchhain

Dresden-Klotzsche

Gera-Leumnitz

Görlitz Leipzig-Schkeuditz

Wittenberg

Stat.-ID 10577 10496 10490 10488 10567 10499 10469 10474

Breite 50°79’ 51°78’ 51°65’ 51°13’ 50°88’ 51°16’ 51°44’ 51°89’

Länge 12°87’ 14°32’ 13°58’ 13°76’ 12°13’ 14°95’ 12°24’ 12°65’

m ü. NN 418 69 96,8 227 311 238 131 105

Veränderungen des Auftretensvon Schauern und Gewittern

300

350

Mittel 179 168 120 135 164 176 143 127

Median 165 171 115,5 137 169 179 143 122

Max (Jahr) 310(1998)

239(1987)

198(1967)

171(2007)

270(1999)

282(1981)

245(1967)

219(2004)

Min (Jahr) 93(1974/75)

92(1963)

58(1989)

83(1975)

91(1974)

88(1975)

75(1980/89)

51(1989)

Stabw 56,93 33,86 28,7 22,68 40,80 47,83 37,28 33,59

Rel. Trend(%)

69,9 37,6 -6,7 23,6 47,1 38 7 27,9

10

0

50

100

150

200

250

300

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Jahr

Anza

hl der

Ere

ignis

se

Signifikanz des Trends:Schwarz: nicht signifikantBlau: schwach signifikantRot: signifikant

6

Bodenfeuchtesituation am 08.06.2015

und am 13.06.2015

Index Min 0 – keine Minima unterschritten1 – der drittniedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten2 – der zweitniedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten3 – der niedrigste Bodenfeuchtewert wird unterschritten – neues absolutes Minimum

Thermografischer Vergleich Wintergersteunterschiedliche Wasserversorgungsvarianten04 06 2010 13 MEZ04.06.2010, 13 MEZ

optimal wasserversorgt unter Trockenstress

12

Fridericus FridericusSorte: Campanile Campanile

7

Speichervermögen des Bodens

13

Werte der Saugspannungskurve aus einer Stechzyl-inderbeprobung bis 60 cm Tiefe im Leipziger Raum(Werte in der Tabelle geben den voluminarenWassergehalt an)

nFK in % Pflanzenentwicklung

< 30 die Pflanze steht unter Wasserstress, mit Ertragseinbußen ist

Auswirkungen unterschiedlicher Bodenfeuchten auf das Pflanzenwachstum

zu rechnen

30 - 50 noch ausreichende Wasserversorgung der Pflanzen

50 - 80 optimales Wasserangebot

80 - 100 Beginn der Überversorgung, Gefahr von Sauerstoffmangel

> 100 Überversorgung und Sauerstoffmangel

8

Bodenfeuchte (Ende der Winterruhe bis Ernte, Winterweizen)

Quelle: MA Julia Peter (HTW Dresden, 2014)

Beregnungsbedürftigkeit

16

Standort Leipzig, Grünland, WEREX IV Autor: Frank Heyner

9

Ertragsschwankungen bei Zwiebeln

-100

-50

0

50

100

150

chw

anku

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dt/

ha]

-100

-50

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50

100

150

200

250

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a]

ohne Beregnung mit Beregnung

17

-250

-200

-150

Ert

rag

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1995

1996

1997

1998

1999

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2001

2002

2003

2004

2005

2006

-250

-200

-150

100

Ert

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ss

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

160

Buschbohnen ohne und mit Beregnung,

20406080

100120140160

Fris

ch

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a


18

020

Classic

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Ca

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Venice

Paulista

Mitte

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10

800


Mittel ohne Bereg.. Mittel mit Bereg.

Kartoffelerträge (RG 3) am Standort Straußfurt von 1994 bis 2006

400

500

600

700

800

ktw

aree

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g

[dt/

ha]

421 dt/ha

602 dt/ha

19

200

300

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Mar

k

Ergebnisse zur Beregnungssteuerung von Kartoffeln in Straußfurt(Mittelwerte der fünf Speisekartoffelsorten)

300

400

500

600

700

800

arto

ffel

ertr

ag (

dt/

ha)

2004 2005 2006 2004 - 2006

345 431 590 455 425 482 604 504 448 526 706 560

11 % Mehrertrag

23 % Mehrertrag

20

0

100

200

unberegnet reduz. beregnet KWB-beregnet

Prüfvarianten

Ka 345 431 590 455 425 482 604 504 448 526 706 560

11

Kartoffel Cottbus30%nFK

Beregnungsbedürftigkeit

Sehr signifikante – hochsignifikante Trends

21

Bodenfeuchtemessungen mit FDR-Rohrsonde DWD-KU 3 LZ

Datum Uhrzeit 0-10 cm 10-20 cm 20-30 cm 30-40 cm 40-50 cm 50-60 cm Tiefe

2009.08.10 14:32:32 11.3 11.9 33.2 45.3 49.0 46.0 %nFK

2009.08.10 15:02:32 11.7 12.1 33.0 45.4 49.1 46.1 %nFK

Regenverdaulichkeit des Bodens(Grasfläche im Klimagarten DWD Leipzig-Holzhausen)

Ereignis: Schauer mit einer Niederschlagsmenge von 9 mm in der halben Stunde

Resultat: Diese recht hohe Niederschlagsmenge kommt kaum dem Boden zugute!

2009.08.12 19:02:32 11.7 9.8 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 19:32:32 16.2 10.9 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 20:02:32 16.5 10.8 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 20:32:32 19.0 10.8 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 21:02:32 19.0 10.7 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 21:32:32 18.8 10.6 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 22:02:32 20.5 10.6 30.5 44.2 49.0 46.0 %nFK

2009.08.12 22:32:32 21.2 10.5 30.5 44.2 49.1 46.0 %nFK2009.08.12 22:32:32 21.2 10.5 30.5 44.2 49.1 46.0 %nFK

2009.08.12 23:02:32 20.9 10.4 30.4 44.2 49.1 46.0 %nFK

2009.08.12 23:32:32 20.8 10.4 30.4 44.2 49.1 46.0 %nFK

2009.08.13 00:02:32 20.7 10.3 30.4 44.2 49.1 46.0 %nFK

Ereignis: Landregen mit insgesamt 4 mm Niederschlag über 5 Stunden.

Resultat: Von den gefallenen 4 mm werden ca. 3 mm in den oberen 10 cm gespeichert!

22

12

1 2

1,4

1,6

1,8

2,0m

m]

Infiltration des Niederschlages des Bodens(Beregnungsversuch des LfULG Sachsen, Lüttewitz)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Infiltrat

ion

[m

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11

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17

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19

20

Pflug

Konservierend

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2

Beregnungsminute

Wasserinfiltration und Bodenabtrag auf gepflügter und langjährig konservierend bearbeiteter Fläche(Sächsisches Lößhügelland, Niederschlag: 38 mm in 20 Minuten; Quelle: LfULG)

Infiltrationsraten: Pflug: 55 %; Konservierend: 93 %,Bodenabtrag: Pflug: 246 g/m² (2,46 t/ha); Konservierend: 36 g/m² (360 kg/ha) ca. Faktor 6,8

23

Bodenbearbeitungsverfahren und Bodenwasserhaushalt(Standort Lüttewitz; Daten LfULG und Südzucker AG)

24

13

Gravimetrische Bodenfeuchtemessungen in Cunnersdorfnach der Wintwerweizenernte 2014 und 2015 (0-60 cm)

Aktueller „Winter“

Zwischenfruchtanbau – Threna 2015/16

26

14

Wasserhaushalt im Zwischenfruchtanbau(Reale Verdunstung – Gefäßversuche)

27


12.0

15.0

18.0

un

g in

mm

0.0

3.0

6.0

9.0

19

.07

.20

12

21

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12

22

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24

.07

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25

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.20

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26

.07

.20

12

30

.07

.20

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31

.07

.20

12

01

.08

.20

12

02

.08

.20

12

04

.08

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12

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.08

.20

12

06

.08

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12

08

.08

.20

12

11

.08

.20

12

12

.08

.20

12

13

.08

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12

14

.08

.20

12

17

.08

.20

12

18

.08

.20

12

19

.08

.20

12

20

.08

.20

12

23

.08

.20

12

28

.08

.20

12

29

.08

.20

12

01

.09

.20

12

02

.09

.20

12

03

.09

.20

12

07

.09

.20

12

08

.09

.20

12

09

.09

.20

12

10

.09

.20

12

11

.09

.20

12

14

.09

.20

12

17

.09

.20

12

18

.09

.20

12

20

.09

.20

12

21

.09

.20

12

28

.09

.20

12

29

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.20

12

30

.09

.20

12

Rea

le V

erd

un

stu

Brache (gemischt) Gelbsenf Phacelia

28

(g )

15


5.0

6.0

7.08.0

9.0

stu

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m

0.0

1.02.0

3.0

4.0

19.

07.2

012

21.0

7.20

1222

.07.

2012

23.0

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1224

.07.

2012

25.0

7.20

1226

.07.

2012

30.0

7.20

1231

.07.

2012

01.0

8.20

1202

.08.

2012

04.0

8.20

1205

.08.

2012

06.0

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1208

.08.

2012

11.0

8.20

1212

.08.

2012

13.0

8.20

1214

.08.

2012

17.0

8.20

1218

.08.

2012

19.0

8.20

1220

.08.

2012

23.0

8.20

1228

.08.

2012

29.0

8.20

1201

.09.

2012

02.0

9.20

1203

.09.

2012

07.0

9.20

1208

.09.

2012

09.0

9.20

1210

.09.

2012

11.0

9.20

1214

.09.

2012

17.0

9.20

1218

.09.

2012

20.0

9.20

1221

.09.

2012

28.0

9.20

1229

.09.

2012

30.0

9.20

12

Rea

le V

erd

un

s

AET in mm Brache Gefäß 23 (unbew achsen) AET in mm Brache Gefäß 28 (ab 10.08. beginnender Bew uchs, ab 02.09. mit Unkraut bedeckt)

29


6

9

stu

ng

in m

m

0

3

01.

09.2

012

02.0

9.20

12

03.0

9.20

12

07.0

9.20

12

08.0

9.20

12

09.0

9.20

12

10.0

9.20

12

11.0

9.20

12

14.0

9.20

12

17.0

9.20

12

18.0

9.20

12

20.0

9.20

12

21.0

9.20

12

28.0

9.20

12

29.0

9.20

12

30.0

9.20

12Rea

le V

erd

un

s

AET in mm Brache (Gefäß 28, voll bew achsen) AET in mm Gelbsenf AET in mm Phacelia

30

16

Wasserhaushalt (Mitscherlichgefäße): Mulchvariante,Zwischenfruchtvariante und Brachevarianten

(relative Darstellung: unbearbeitete und bewuchsfreie Brache = 100%)

300

krau

tfre

i

0

50

100

150

200

250

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0

01.0

8.20

15

02.0

8.20

15

03.0

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15

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8.20

15

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8.20

15

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8.20

15

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8.20

15

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8.20

15

09.0

8.20

15

10.0

8.20

15

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8.20

15

12.0

8.20

15

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8.20

15

14.0

8.20

15

15.0

8.20

15

16.0

8.20

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15

AE

T i

n

Zwischenfrucht Planterra ZWH 4022 Vitalis extra Brache unbearbeitet, mit Unkraut

Brache unbearbeitet, unkrautfrei Brache bearbeitet, unkrautfrei

Weizenstrohmulch

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