mini|Sahara aus der Luft: Durch rotierende Pivot-Bewässerung mit Zentralpumpe entstehen kreisförmige Anbauflächen mini
Bewässerung (in kleinerem Maßstab auch Gießen genannt) ist die Versorgung des Kulturlandes mit Wasser, um das Wachstum von Pflanzen zu fördern und fehlenden Regen zu ersetzen. Dabei wird vor allem in ariden Regionen zwischen den Wendekreisen bewässert, um den Sonnenreichtum und die hohen Temperaturen auszunutzen. Aber auch in humiden Regionen wird für sehr wasserbedürftige Pflanzen – wie Reis – oder für die Überbrückung saisonaler Trockenphasen bewässert.
2023 wurde „Traditionelle Bewässerung: Wissen, Technik und Organisation“ für sieben europäische Staaten in die UNESCO-Liste des immateriellen Kulturerbes der Menschheit aufgenommen.Traditional irrigation: knowledge, technique, and organization. UNESCO Intangible Cultural Heritage, 2023.
Für die Bodenbewirtschaftung unter Zuhilfenahme von Bewässerungsmethoden siehe Bewässerungsfeldwirtschaft.
Bewässerungsverfahren mini|Sprinkler zur Bewässerung
Bei der Bewässerung werden teilweise uralte Techniken der Landwirtschaft verwendet. In vielen frühen Hochkulturen, wie in Ägypten, Mesopotamien, Indien, China, Ostafrika oder im vorkolumbischen Amerika, konnte durch intensive Anwendung von Bewässerungstechniken die landwirtschaftliche Produktion so deutlich gesteigert werden, dass auch eine merkliche Zunahme der Bevölkerung möglich war. Mitunter wird argumentiert, dass die erheblichen zu bewerkstelligenden Arbeiten zur Errichtung der Bewässerungssysteme einen wesentlichen Impuls zur Bildung organisierter gesellschaftlicher Strukturen bildeten.
Heute unterscheidet man im Allgemeinen zwischen drei Bewässerungsformen:
1) Die anfeuchtende Bewässerung ist als Ergänzung natürlicher Niederschläge gedacht und stellt den Pflanzen die für eine optimale Gedeihung bzw. Fruchtproduktion benötigte Wassermenge bedarfsgerecht zur Verfügung. Die anfeuchtende Bewässerung kann grob in zwei Unterkategorien gefasst werden: a) Die Anfeuchtung durch „unkontrollierte“ Wasserzufuhr (auch Nassfeldbau), und b) Anfeuchtung mit kontrollierter Wasserzufuhr, oft als künstliche Bewässerung bezeichnet. Unter Bewässerung mit unkontrollierter Wasserzufuhr fällt beispielsweise die natürliche Überschwemmungsbewässerung, die Regenstaubewässerung oder die Nutzung natürlicher Feuchtgebiete. All diesen Bewässerungsmethoden ist gemein, dass sie sich natürliche Gegebenheiten zu Nutze machen und deswegen auch stark von natürlichen Entwicklungen, wie Temperatur- und Niederschlagsverteilung, abhängen. Anders als bei Verfahren mit kontrollierter Wasserzufuhr, die gerade nach einer weitestgehenden Unabhängigkeit von natürlichen Schwankungen streben. 2) Die düngende Bewässerung führt dem Boden mit dem Wasser auch Pflanzennährstoffe zu. 3) Durch die bodenreinigende Bewässerung (Entwässerung) werden lösliche, pflanzenschädliche Stoffe und durch vorhergegangene Bewässerungen angelagerte Salze aus dem Boden entfernt.
Das für die Bewässerung erforderliche Wasser wird meist natürlich vorkommenden Oberflächengewässern (Wasserläufen, Seen, Teichen) oder dem Grundwasser (Brunnen) entnommen. Daneben spielen auch angelegte Wasserspeicher (Stauseen, Becken, Wassertanks) bei der Wasserbereitstellung eine wichtige Rolle. In den Trockengebieten stehen vorwiegend zur Regenwassersammlung dienende Zisternen und Erdbecken im Vordergrund.
Die meisten heute angewandten Bewässerungsverfahren sind das Ergebnis jahrtausendelanger Praxis und technischer Entwicklung.
Oberflächenbewässerung mini|Bewässerung eines Reisfeldes in Indien: In trockenen Gebieten ist die künstliche Bewässerung unabdingbar für den Nahrungsmittelanbau
Viele Verfahren der Oberflächenbewässerung werden seit Jahrtausenden praktiziert. Die meisten von ihnen haben auch heute noch große Bedeutung, da sie kostengünstig und ohne aufwändige technische Anlagen zu betreiben sind.
Zur Oberflächenbewässerung zählen diverse Stau- und Rieselverfahren. Die folgenden Verfahren können an sehr verschiedenen Reliefgegebenheiten angewandt werden. Ein gemeinsames Problem aller Oberflächenbewässerungsmethoden sind die hohen Verdunstungs- und Versickerungsraten.
Stauverfahren Bei Stauverfahren werden Ackerfurchen oder planierte bzw. umdämmte Flächen unter Wasser gesetzt. Stauverfahren gehören zu den weltweit am häufigsten angewandten Verfahren der Bewässerungswirtschaft.
Beckenstau Beim Beckenstau werden 20 bis 40 cm hohen Beckendämme horizontal ausgelegt und können auf leichtes Gefälle abgestimmt werden. Durch Zuleitungs- und Entwässerungskanäle werden sie zu Blocks zusammengefasst, die nacheinander, beginnend mit dem höchstgelegenen Becken, bewässert werden. Von der einen Seite des Blocks wird die Anbaufläche mit Wasser versorgt, und an der anderen schmalen Seite der Becken wird das Wasser wieder entlang der Dämme abgeleitet.
Der Beckenstau eignet sich für Felder mit geringem Gefälle (< 0,1 %) und geringer bis mäßiger Wasserleitfähigkeit (< 1 cm/h). Überschreitet das Gefälle 0,1 %, müssen Terrassen angelegt werden, um weiterhin Bewässerung mittels Becken praktizieren zu können. In Hanglagen mit einem Gefälle bis 2,5 % werden Bewässerungsbecken als Konturbecken (Terrassen) angelegt, wobei die Dämme den Höhenlinien folgen.
mini|Flächenstauverfahren in einer Weizenkultur in Arizona Überschreitet die gesättigte Wasserleitfähigkeit 1 cm/h, ist der Einsatz der Beckenbewässerung nicht sinnvoll, da hohe Versickerungsverluste entstehen. Das Hauptproblem der Beckenbewässerung machen nicht die Versickerungsraten, sondern hohe Verdunstungsverluste aus, da während der gesamten Vegetationsperiode eine offene Wasserfläche vorhanden ist. Somit liegt die Wassernutzungseffizienz bei der Beckenbewässerung sehr niedrig, bei etwa 40 bis 50 %. Die Becken selbst stellen eine Behinderung bei der Bearbeitung der Anbaufläche dar.
Getreidearten wie Reis, zahlreiche Gemüsesorten sowie sonstige Futterpflanzen werden in ariden Gebieten meist durch Beckenstau bewässert.
Flächenstau Flächenüberstauung ähnelt der Beckenbewässerung, allerdings ist die bewässerte Fläche größer. Flächenüberstau zeichnet sich dadurch aus, dass Wasser während der Versickerung nicht mehr fließt, sondern großflächig ein umdämmtes, ebenes Gebiet von 1 bis 20 ha bedeckt. Die Stauhöhe beträgt etwa 15 bis 30 cm und setzt somit voraus, dass relativ viel Wasser gleichzeitig aufgebracht wird.
Furcheneinstau Durch den Furcheneinstau wird nicht die gesamte Anbaufläche mit Wasser gefüllt, sondern einzelne Furchen zwischen den in Reihe gesetzten Pflanzen. Dies hat den Vorteil, dass die freie Wasseroberfläche kleiner wird und somit weniger Wasser verdunstet.
Furcheneinstau arbeitet mit 20 bis 30 cm tiefen Gräben, im Abstand von 0,6 bis 1 Meter, die mit 0,2 % bis 0,5 % Steigung angelegt werden. Ein Zulauf von Wasser füllt die Furchen schnell auf. Es erfolgt eine gleichmäßige ebene Wasserausbreitung. Das Wasser kommt zum Stillstand. Durch zusätzlich eingelassene Furchen kann das Wasser beinahe direkt die Wurzeln erreichen. Es wird weniger Wasser als bei anderen Stauverfahren benötigt.
Bei der Wahl des Furchenabstandes ist die Wasserleitfähigkeit des Bodens ein wichtiges Kriterium.
Das Verfahren findet hauptsächlich in ariden Gebieten für in Reihenkulturen angelegte Obst- und Gemüsesorten Anwendung.
Rieselverfahren Beim Rieselverfahren fließt das Wasser durch Ackerfurchen und leicht geneigte Flächen.
Anders als bei den Stauverfahren werden bei der Berieselung Becken oder Furchen nicht dauerhaft überstaut. Vielmehr wird das Wasser entlang eines Gefälles über die Bewässerungsfläche laufen gelassen. Deshalb kommen für die Berieselung nur Flächen mit einem Gefälle von mehr als 0,1 % in Frage. Durch wiederholtes Überrieseln wird der Arbeitsaufwand zwar erhöht, jedoch werden die Verdunstungs- und Versickerungsverluste verringert, da das Wasser nicht dauerhaft auf der Fläche steht. Durch wiederholtes Berieseln kann eine annähernd genaue Wasserdosierung erfolgen. Um Berieselungsverfahren effektiv anwenden zu können, muss die gesättigte Wasserleitfähigkeit des Bodens gering bis mäßig sein. Des Weiteren muss auf der Seite, auf der das Wasser zugeleitet wird, ein Streifen ohne Gefälle vorhanden sein, damit sich das Wasser erst auf die Breite des Feldes verteilen kann, ehe es entlang des Gefälles abfließt.
Streifenberieselung Bei der Streifenberieselung, auch Hangberieselung oder wilde Überflutung genannt, wird das Wasser aus Bächen oder Flüssen, oft bei steigendem Hochwasser, abgeleitet und rieselt aus Zuleitungsgräben ungeregelt über den Boden. Der bewässerte Landstreifen weist dabei, je nach Bodendurchlässigkeit, eine leichte Neigung auf und ist üblicherweise 10 bis 20 m breit und 150 bis 400 m lang. Die Bewässerungsfläche darf keine Mulden, Erhebungen, Querrinnen oder Längsfurchen aufweisen, damit eine regelmäßige Bewässerung gewährleistet werden kann. Der Arbeits- und Betriebsaufwand bei der Methode fallen gering aus, jedoch wird das Wasser trotz Anstrengungen oft ungleichmäßig verteilt. Die Folgen sind Unter- bzw. Überbewässerung, Wasserverschwendung und Erosion. Das Verfahren wird zumeist in ariden Gebieten eingesetzt.
Furchenrieselung/Rillenrieselung Nach der Beckenbewässerung ist Furchenrieselung das gebräuchlichste Oberflächenbewässerungsverfahren. Sie findet meist Verwendung bei Pflanzenkulturen, die in Reihen angebaut werden, wie z. B. Kartoffeln, Tomaten, Mais, Zuckerrohr und andere.
Die Furchen besitzen U- oder V-Form, sind 15 bis 20 cm breit und ca. 25 bis 30 cm tief. Bei vorwiegend weitstehenden Pflanzenreihen können sie auch flacher und bis zu einem Meter breit ausfallen. Das Gefälle kann zwischen 0,5 und 2 % betragen. In den Furchen ist das Wasser in ständiger Bewegung. Es wird aus fest installierten Zuleitungs- und Verteilerleitungen in die Furchen zugeführt. Dabei ist sicherzustellen, dass die Furche schnell genug auf volle Länge gefüllt wird, um eine gleichandauernde Bodenanfeuchtung zu ermöglichen. Das eventuell verbliebene Restwasser endet in Entwässerungskanälen. Die Höhe der Wassermengen, Furchengefälle und Furchenlänge bestimmen die Gleichmäßigkeit der Verteilung.
Beregnung
mini|Beregnung von Baumwolle
Unter Beregnung sind die Verfahren zusammengefasst, bei denen eine Bewässerung mittels stationärer oder mobiler Sprühanlagen erfolgt. Die Beregnung wird hauptsächlich in humiden Klimabereichen betrieben.
Wasser wird über Rohre zu den Anlagen im Feld gepumpt. Je nach Bauart unterscheidet man: Beregnung mit ortsfesten, teilortsfesten und mobilen bzw. vollbeweglichen Komplettanlagen. Dabei lässt sich noch genauer zwischen Einzelberegnung, Kreisberegnung, Rollzugberegnung oder Rollender (selbstfahrender) Beregnung unterscheiden.
Die Beregnung stellt wenige Ansprüche an die Oberflächenbeschaffenheit der Anbaufläche. Dementsprechend lässt sich auch unebenes und hängiges Gelände beregnen, so dass unter Umständen aufwändige Planierungsarbeiten ebenso wie das Errichten von Gräben oder Dämmen entfallen.
Über die Anlagen kann auch Mehrzweckbewässerung durchgeführt werden. So werden Beregnungsanlagen zur Frostschutzberegnung und zum Aufbringen von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln verwendet.
Die (Mehrzweck-)Bewässerung kann zum Großteil automatisiert werden. Kleinere Wasserzuläufe pro Fläche und genauere Dosierung führen zur geringen Versickerung und kontrollierten Anfeuchtungstiefe. Dadurch wird Versalzungsgefahr durch Überwässerung und kapillare Ansaugung vermindert.
Da bei der Beregnung das Wasser nicht direkt dem Boden zugeführt, sondern über den Bestand verregnet wird, ergibt sich durch hohe Verdunstungs- und Interzeptionsverluste eine relativ geringe Wassernutzungseffizienz von 65 bis 75 %. Weiters entsteht eine ungleichmäßige Wasserverteilung bei Wind und an den Rändern der Felder.