Wasser und Frostberegnung im Obstbau
Der Klimawandel stellt den Obstbau vor zunehmende Herausforderungen: Die Temperaturen steigen, jedes Jahr gibt es neue Hitzerekorde. Die Prognose für 2050 ist im optimistischen Fall eine Temperaturerhöhung von plus 1,8 Grad Celsius mit 40 Hitzetagen pro Jahr und einer um 20 Tage längeren Vegetationsperiode. Die Niederschlagsmenge soll zwar gleich bleiben, allerdings wird es immer mehr Starkregenereignisse geben und damit weniger nutzbaren Niederschlag.
Spätfrostgefahr
Ein immer früherer Blühbeginn erhöht die Spätfrostgefahr. Es können weiterhin noch bis Mitte Mai Frosttage eintreten. Mit zunehmender Vegetationsentwicklung wirken sich Minus-Temperaturen deutlich stärker aus. Die Verfügbarkeit von Wasser im Obstbau wird daher nicht nur im Sommer zur Bewässerung wichtiger, sondern auch für die Frostschutzberegnung.
Was das Recht sagt
Die Wassernutzung ist in Österreich im Wasserrechtsgesetz klar geregelt. Zudem gilt die EU-Wasserrahmenrichtlinie und die Qualitätszielverordnung, die darauf ausgerichtet ist, Gewässer in einem möglichst guten Zustand zu erhalten oder zu verbessern. Auch Naturschutzgesetz, Forst- und Baurecht sind zu beachten. Wasserentnahmen aus Grundwasser und Oberflächengewässer (Bäche, Flüsse) sind bewilligungspflichtig. Ob es sich um ein Oberflächengewässer handelt, sagt die GIS-Karte.
Wassernutzung
Betriebe mit Zugang zu einem Gewässer können bei der Bezirkshauptmannschaft einen Antrag auf wasserrechtliche Bewilligung einer Entnahme stellen. Dazu sind der Wasserbedarf und die gewünschte Entnahmemenge neben einem Lageplan und einer Projektbeschreibung einzureichen. Dazu gehören auch die Wasser- und Mengenbilanz und Angaben zu Untergrund und Standsicherheit des Dammes. Die Genehmigungsfähigkeit ist vom Gewässerzustand abhängig. Kleine Gewässer in dicht besiedelten Gebieten sind hier oft kritisch, weil meist schon Wasserrechte bestehen und die Wassermenge nicht sehr hoch ist. Brunnen für die Bewässerung sind ebenfalls bewilligungspflichtig. Das Sammeln von Oberflächenwasser und Drainagewasser ist meist der einfachere Weg. Hier sind Hügellagen vorteilhaft, vor allem wenn es gelingt, das abfließende Wasser aus der Frostberegnung wieder im Speicherteich zu sammeln.
Mit Beregnung Schäden reduzieren – auch Lage wichtig!
Expertin Anna Brugner beantwortet die Kernfragen über den praktischen Einsatz von gängigen Frostberegnungsanlagen:
Warum wird die Möglichkeit zur Frostberegnung immer wichtiger?
ANNA BRUGNER: Das Spätfrostrisiko nimmt durch den verfrühten Austrieb ständig zu. Die Schäden, die durch den Frost entstehen, sind nicht nur Ernteausfälle im Frostjahr, sondern auch Qualitätsschäden, Alternanz im Folgejahr und damit auch Probleme in der Vermarktung. Mit zunehmend knapper werdender Wirtschaftlichkeit werden regelmäßige Erträge immer wichtiger. Dem gegenüber stehen die Kosten für die Beregnungsinfrastruktur und den Wasserspeicher. Ersteres ist gut einschätzbar, die Kosten für den Teichbau hängen stark vom Gelände und Untergrund ab.
In welchen Lagen ist eine Frostberegnung maßgeblich?
Ein typisches Frostereignis entsteht bei Hochdruckwetterlagen mit wenig Luftbewegung. Wärme wird an den kalten Nachthimmel abgegeben und die kalte Luft sinkt ab.
Bei diesen Strahlungsfrösten sind tiefe Lagen gefährdeter als Höhenlagen. In den vergangenen Jahren ist es aber zunehmend häufiger zu Kaltlufteinbrüchen mit einer stärkeren Luftbewegung gekommen. Windfröste verursachen auch in Hanglagen Schäden, oft besonders auf den Kuppen. Für die Lagenwahl ist nicht nur die Frostgefahr ein Kriterium, sondern auch die Bewirtschaftbarkeit sowie die Böden und damit das Ertragspotenzial einer Fläche. Mit einer Frostberegnung kann für diese Lagen die Frostgefahr reduziert werden.
Welche Systeme gibt es?
Das Wirkprinzip der Frostberegnung besteht im Freiwerden von Wärme beim Gefrieren von Wasser. Die gängigen Schlagregnersysteme (etwa 40 Kubikmeter je Hektar und Stunde) sind am zuverlässigsten, benötigen jedoch eine hohe Wassermenge. Die se kann bei Windstille und nur leichten Minustemperaturen reduziert und bei höheren Windgeschwindigkeiten sowie sehr geringer Luftfeuchtigkeit erhöht werden.
Neu sind Niedrigdrucksysteme (Wobbler, Meganet). Diese reduzieren die ausgebrachte Wassermenge um etwa 20 Prozent. Sie arbeiten mit geringerem, aber konstantem Druck und haben eine sehr gute Wasserverteilung.
Mit wassersparenden Regnersystemen (Aquasmart, Supernet, Flipper) ist eine Reduktion der Wassermenge um 35 bis 40 Prozent möglich. Es ist aber eine leistungsfähige und zuverlässige Wasserfilterung erforderlich. Die Temperaturuntergrenze und Betriebssicherheit ist kritischer und der Installations- und Wartungsaufwand deutlich höher.
Worauf ist bei der Umsetzung zu achten? Wo liegen die Herausforderungen?
Für die Errichtung des Speicherteiches ist eine gute Planung wichtig, um böse Überraschungen beim Bau möglichst zu minimieren. Leitungen und Regner werden routinemäßig von den Anbietern geplant, damit die Dimensionierung der Zuleitungen dem Wasserverbrauch entspricht. Beim Bau einer Beregnungsanlage ist darauf zu achten, dass jederzeit eine vollständige Entleerung der Leitungen möglich ist. Beim Einschalten ist auf die Temperatur und die vorhandene Luftfeuchtigkeit zu achten. Bei trockener Luft verdunstet mehr Wasser. Dabei entsteht Verdunstungskälte, die Pflanzenoberfläche wird zunächst abgekühlt, bevor durch das Gefrieren Wärme entsteht. Je trockener die Luft, umso frühzeitiger, bezogen auf die Lufttemperatur, muss die Anlage in Betrieb genommen werden. Wichtig ist, die Temperatur mit einem Feuchtthermometer zu messen, damit die Beregnung rechtzeitig eingeschaltet wird.
Wo liegen die Grenzen der Frostberegnung?
Eine Frostberegnung ist die kostengünstigste und effektivste Frostschutzmaßnahme. Dennoch ist sie nicht in jeder Frostsituation wirksam. Bei Windgeschwindigkeiten über drei Meter pro Sekunde (Blätter und größere Zweige bewegen sich) ist eine Frostberegnung wirkungslos, sie verursacht Schäden. Bei minus acht Grad Celsius Trockentemperatur und darunter werden die Grenzen der Frostberegnung erreicht. Bei geringer Luftfeuchte (unter 50 Prozent) ist diese Grenztemperatur noch kritischer einzustufen.
Wie schaut es mit der Wirtschaftlichkeit aus?
Die Wirtschaftlichkeit im Obstbau hängt davon ab, ob hohe Erntemengen bei guter Qualität über die Standzeit der Anlage erzielt werden. Die Erstellungskosten einer Obstanlage sind weitgehend konstant. Die Bewirtschaftungskosten und die Erträge hängen vom Gelände und den Böden ab. Gute Böden haben eine gute Wasserführung, sind aber durchlässig, sodass keine Staunässe entsteht. Werden solche Anlagen mit einer Frostberegnung ausgestattet, überwiegen die Vorteile der regelmäßig hohen Ernten, verglichen mit den entstehenden Zusatzkosten der Beregnung.
Warum wird die Möglichkeit zur Frostberegnung immer wichtiger?
ANNA BRUGNER: Das Spätfrostrisiko nimmt durch den verfrühten Austrieb ständig zu. Die Schäden, die durch den Frost entstehen, sind nicht nur Ernteausfälle im Frostjahr, sondern auch Qualitätsschäden, Alternanz im Folgejahr und damit auch Probleme in der Vermarktung. Mit zunehmend knapper werdender Wirtschaftlichkeit werden regelmäßige Erträge immer wichtiger. Dem gegenüber stehen die Kosten für die Beregnungsinfrastruktur und den Wasserspeicher. Ersteres ist gut einschätzbar, die Kosten für den Teichbau hängen stark vom Gelände und Untergrund ab.
In welchen Lagen ist eine Frostberegnung maßgeblich?
Ein typisches Frostereignis entsteht bei Hochdruckwetterlagen mit wenig Luftbewegung. Wärme wird an den kalten Nachthimmel abgegeben und die kalte Luft sinkt ab.
Bei diesen Strahlungsfrösten sind tiefe Lagen gefährdeter als Höhenlagen. In den vergangenen Jahren ist es aber zunehmend häufiger zu Kaltlufteinbrüchen mit einer stärkeren Luftbewegung gekommen. Windfröste verursachen auch in Hanglagen Schäden, oft besonders auf den Kuppen. Für die Lagenwahl ist nicht nur die Frostgefahr ein Kriterium, sondern auch die Bewirtschaftbarkeit sowie die Böden und damit das Ertragspotenzial einer Fläche. Mit einer Frostberegnung kann für diese Lagen die Frostgefahr reduziert werden.
Welche Systeme gibt es?
Das Wirkprinzip der Frostberegnung besteht im Freiwerden von Wärme beim Gefrieren von Wasser. Die gängigen Schlagregnersysteme (etwa 40 Kubikmeter je Hektar und Stunde) sind am zuverlässigsten, benötigen jedoch eine hohe Wassermenge. Die se kann bei Windstille und nur leichten Minustemperaturen reduziert und bei höheren Windgeschwindigkeiten sowie sehr geringer Luftfeuchtigkeit erhöht werden.
Neu sind Niedrigdrucksysteme (Wobbler, Meganet). Diese reduzieren die ausgebrachte Wassermenge um etwa 20 Prozent. Sie arbeiten mit geringerem, aber konstantem Druck und haben eine sehr gute Wasserverteilung.
Mit wassersparenden Regnersystemen (Aquasmart, Supernet, Flipper) ist eine Reduktion der Wassermenge um 35 bis 40 Prozent möglich. Es ist aber eine leistungsfähige und zuverlässige Wasserfilterung erforderlich. Die Temperaturuntergrenze und Betriebssicherheit ist kritischer und der Installations- und Wartungsaufwand deutlich höher.
Worauf ist bei der Umsetzung zu achten? Wo liegen die Herausforderungen?
Für die Errichtung des Speicherteiches ist eine gute Planung wichtig, um böse Überraschungen beim Bau möglichst zu minimieren. Leitungen und Regner werden routinemäßig von den Anbietern geplant, damit die Dimensionierung der Zuleitungen dem Wasserverbrauch entspricht. Beim Bau einer Beregnungsanlage ist darauf zu achten, dass jederzeit eine vollständige Entleerung der Leitungen möglich ist. Beim Einschalten ist auf die Temperatur und die vorhandene Luftfeuchtigkeit zu achten. Bei trockener Luft verdunstet mehr Wasser. Dabei entsteht Verdunstungskälte, die Pflanzenoberfläche wird zunächst abgekühlt, bevor durch das Gefrieren Wärme entsteht. Je trockener die Luft, umso frühzeitiger, bezogen auf die Lufttemperatur, muss die Anlage in Betrieb genommen werden. Wichtig ist, die Temperatur mit einem Feuchtthermometer zu messen, damit die Beregnung rechtzeitig eingeschaltet wird.
Wo liegen die Grenzen der Frostberegnung?
Eine Frostberegnung ist die kostengünstigste und effektivste Frostschutzmaßnahme. Dennoch ist sie nicht in jeder Frostsituation wirksam. Bei Windgeschwindigkeiten über drei Meter pro Sekunde (Blätter und größere Zweige bewegen sich) ist eine Frostberegnung wirkungslos, sie verursacht Schäden. Bei minus acht Grad Celsius Trockentemperatur und darunter werden die Grenzen der Frostberegnung erreicht. Bei geringer Luftfeuchte (unter 50 Prozent) ist diese Grenztemperatur noch kritischer einzustufen.
Wie schaut es mit der Wirtschaftlichkeit aus?
Die Wirtschaftlichkeit im Obstbau hängt davon ab, ob hohe Erntemengen bei guter Qualität über die Standzeit der Anlage erzielt werden. Die Erstellungskosten einer Obstanlage sind weitgehend konstant. Die Bewirtschaftungskosten und die Erträge hängen vom Gelände und den Böden ab. Gute Böden haben eine gute Wasserführung, sind aber durchlässig, sodass keine Staunässe entsteht. Werden solche Anlagen mit einer Frostberegnung ausgestattet, überwiegen die Vorteile der regelmäßig hohen Ernten, verglichen mit den entstehenden Zusatzkosten der Beregnung.
Teichbau und Genehmigungsverfahren
Die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Wassernutzung sind im Wasserrechtsgesetz geregelt. Beim Teichbau lohnt es sich, auf sachkundige Planer zu setzen.
Die Nutzung von öffentlichen Gewässern ist bewilligungspflichtig, die zuständige Behörde ist die jeweilige Bezirkshauptmannschaft. Voraussetzung ist die Einreichung fachkundig erstellter Projektunterlagen. Da die örtlichen Gegebenheiten sehr unterschiedlich sein können, empfiehlt es sich, vorab beziehungsweise in der Planungsphase mit der Behörde Rücksprache zu halten.
Mit der Wasserrechtsverhandlung wird auch eine etwaige naturschutzrechtliche und eine baurechtliche Genehmigung verhandelt. Müssen Waldflächen gerodet werden, ist eine Rodebewilligung der Forstbehörde notwendig.
Die Nutzung von öffentlichen Gewässern ist bewilligungspflichtig, die zuständige Behörde ist die jeweilige Bezirkshauptmannschaft. Voraussetzung ist die Einreichung fachkundig erstellter Projektunterlagen. Da die örtlichen Gegebenheiten sehr unterschiedlich sein können, empfiehlt es sich, vorab beziehungsweise in der Planungsphase mit der Behörde Rücksprache zu halten.
Mit der Wasserrechtsverhandlung wird auch eine etwaige naturschutzrechtliche und eine baurechtliche Genehmigung verhandelt. Müssen Waldflächen gerodet werden, ist eine Rodebewilligung der Forstbehörde notwendig.
Grundsätze Wasserrecht
- Bewilligungsfrei: privates Wasser (Drainagen, Dachwässer), sofern keine fremden Rechte beeinträchtigt werden. Dazu muss das Wasser vom eigenen Grund gesammelt und auch auf eigenem Grund genutzt werden.
- Bewilligungspflichtig: Nutzung öffentlicher Gewässer (Bäche, Flüsse, Brunnen). Die EU-Wasserrahmenrichtlinie stellt sicher, dass der ökologische Zustand von Gewässern erhalten oder verbessert wird. Das bedeutet konkret für die Produzenten:
- Entnahme nur bei ausreichender Wasserführung und unter Nutzung geeigneter Entnahmebauwerke.
- Festlegung einer Restwassermenge, die im Gewässer verbleiben muss. Besonders kleine Gewässer mit hoher Belastung durch bestehende Wasserrechte sind problematisch. Speicherbecken dürfen nur neben einem Gewässer errichtet werden und müssen mindestens zehn Meter Abstand zum Gewässer haben. Nicht zulässig ist direktes Aufstauen.
Genehmigung
Im Wasserrechtsverfahren wird die Einhaltung wasserrechtlicher, baurechtlicher, naturschutzrechtlicher und fallweise forstrechtlicher Anforderungen überprüft. Die Einreichunterlagen müssen technische Beschreibungen, Pläne, Wasser- und Mengenbilanzen sowie Angaben zu Untergrund und Standsicherheit des Dammes beinhalten. Auch bei wasserrechtlich bewilligungsfreien Teichen sind die baurechtlichen Bestimmungen einzuhalten.
Planung und Umsetzung
Die Landwirtschaftskammer bietet eine Situationsanalyse zur idealen Standortwahl an. Ideale Voraussetzungen sind:
- Nutzung von Eigenflächen und die Sammlung von Oberflächenwasser.
- Möglichkeit, Wasser aus der Frostberegnung in Speicherbecken zurückzuführen.
- Minimierung von Eingriffen in natürliche Gewässer. Ein GIS-basierter Lageplan hilft, relevante Gegebenheiten wie Geländeverhältnisse, bestehende Rechte und Gewässerdaten zu bewerten. Der Kontakt zu Behörden sowie ein sachkundiger Planer ist essenziell. Durch eine frühzeitige Abstimmung können kostspielige Fehlplanungen vermieden werden.
Bewässerung in Trockenzeiten
Wann und für wen ist Bewässerung wichtig?
Dauerkulturen benötigen nicht so kontinuierlich Wasser wie beispielsweise Gemüse. Dennoch ist in bestimmten Entwicklungsphasen, wie der Zellteilung und vor der Ernte, eine ausreichende Wasserversorgung für eine gute Fruchtqualität wichtig. Zusätzliche Bewässerung war bisher nicht in jedem Jahr nötig, wird künftig aber immer häufiger von Vorteil sein.
Welche praxistauglichen Systeme gibt es? Welche Infrastruktur braucht es?
Trockenberegnung sollte möglichst effektiv und wassersparend erfolgen. Die gängige Technik sind hier Tropfberegnungssyteme, sie versorgen die Baumreihe und haben kaum Wasserverluste.
Wie funktioniert es, worauf ist zu achten?
Die Bewässerung im Sommer ist meist ein Zusatznutzen aus der Investition in eine Frostberegnung. Wasser- und Energiebedarf sind hier vergleichbar gering. Die Systeme sind automatisierbar, Bodenfeuchtesensoren und Wetterstationen messen den Bedarf und die Steuerung erfolgt elektronisch.
Was sind die Herausforderungen?
Die Wassernutzung im Obstbau ist anders als bei anderen Kulturen zu sehen. Durch den hohen Bedarf für die Frostberegnung sind Speicherteiche eine Voraussetzung für den Betrieb. Das Wasser wird zu Zeitpunkten gesammelt, in denen es im Übermaß vorhanden ist. Damit werden Vorfluter und Bäche entlastet, in Trockenzeiten muss keine Entnahme erfolgen. Über diese Teiche kann Wasser in der Region gehalten und über die Bewässerung wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. Bei entsprechender Gestaltung sind Bewässerungsteiche ökologisch sehr wertvoll und bieten Lebensraum für viele Arten, die sich ohne Wasserflächen nicht halten würden.
Dauerkulturen benötigen nicht so kontinuierlich Wasser wie beispielsweise Gemüse. Dennoch ist in bestimmten Entwicklungsphasen, wie der Zellteilung und vor der Ernte, eine ausreichende Wasserversorgung für eine gute Fruchtqualität wichtig. Zusätzliche Bewässerung war bisher nicht in jedem Jahr nötig, wird künftig aber immer häufiger von Vorteil sein.
Welche praxistauglichen Systeme gibt es? Welche Infrastruktur braucht es?
Trockenberegnung sollte möglichst effektiv und wassersparend erfolgen. Die gängige Technik sind hier Tropfberegnungssyteme, sie versorgen die Baumreihe und haben kaum Wasserverluste.
Wie funktioniert es, worauf ist zu achten?
Die Bewässerung im Sommer ist meist ein Zusatznutzen aus der Investition in eine Frostberegnung. Wasser- und Energiebedarf sind hier vergleichbar gering. Die Systeme sind automatisierbar, Bodenfeuchtesensoren und Wetterstationen messen den Bedarf und die Steuerung erfolgt elektronisch.
Was sind die Herausforderungen?
Die Wassernutzung im Obstbau ist anders als bei anderen Kulturen zu sehen. Durch den hohen Bedarf für die Frostberegnung sind Speicherteiche eine Voraussetzung für den Betrieb. Das Wasser wird zu Zeitpunkten gesammelt, in denen es im Übermaß vorhanden ist. Damit werden Vorfluter und Bäche entlastet, in Trockenzeiten muss keine Entnahme erfolgen. Über diese Teiche kann Wasser in der Region gehalten und über die Bewässerung wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. Bei entsprechender Gestaltung sind Bewässerungsteiche ökologisch sehr wertvoll und bieten Lebensraum für viele Arten, die sich ohne Wasserflächen nicht halten würden.
