Landwirtschaft

Verdunstung und Bewässerungsbedarf berechnen

Geben Sie Höchst- und Tiefsttemperatur, Breitengrad und Datum ein. Mit Kc-Faktor, wirksamem Niederschlag und Zeitraum ermittelt der Rechner, wie viel Wasser Sie zuführen müssen.

Wetter, Ort und Kultur
Deutschland etwa 47 bis 55 Grad Nord; Süden negativ.
Nach FAO-56, zum Beispiel Rasen 0,8 bis 0,95, Mais in Vollentwicklung um 1,2. Wert prüfen.
Ergebnis

Wie viel Wasser verdunstet?

Pflanzen und Boden geben ständig Wasser an die Luft ab, über die Verdunstung aus dem Boden und die Transpiration der Blätter. Zusammen heißt das Evapotranspiration. Damit Werte vergleichbar sind, rechnet man zuerst die Referenzverdunstung ET0 einer gut versorgten Grasfläche aus und passt sie dann mit dem Kulturkoeffizienten Kc an die tatsächliche Kultur an.

Das genaueste Verfahren ist die Penman-Monteith-Gleichung nach FAO-56. Sie braucht aber Strahlung, Wind und Luftfeuchte. Wenn nur Temperaturen vorliegen, empfiehlt die FAO die Formel von Hargreaves und Samani aus dem Jahr 1985. Sie nutzt die Tagesmitteltemperatur und die Spanne zwischen Höchst- und Tiefstwert, denn große Tagesschwankungen gehen meist mit klarem Himmel und viel Sonne einher.

Dazu kommt die extraterrestrische Strahlung Ra, die Sonnenenergie am oberen Rand der Atmosphäre. Sie hängt nur von Breitengrad und Jahreszeit ab und wird hier nach den Gleichungen aus FAO-56 berechnet.

ET 0=0,0023⋅0,408⋅Ra⋅(Tmittel+17,8)⋅Tmax−Tmin; ETc=Kc⋅ET 0; Bedarf=max (0; ETc−wirksamer Niederschlag)\text{ET}\,0 = 0{,}0023 \cdot 0{,}408 \cdot \text{Ra} \cdot \left(\text{Tmittel} + 17{,}8\right) \cdot \sqrt{\text{Tmax} - \text{Tmin}};\ \text{ETc} = \text{Kc} \cdot \text{ET}\,0;\ \text{Bedarf} = \text{max}\,\left(0;\ \text{ETc} - \text{wirksamer Niederschlag}\right)

Beispiel: Am 15. Juli (Tag 196) bei 50 Grad Nord, 26 °C Höchst- und 14 °C Tiefsttemperatur: Ra = 40,21 MJ/m² je Tag. ET0 = 0,0023 · 0,408 · 40,21 · (20 + 17,8) · √12 = 4,94 mm. Mit Kc = 0,9 verdunstet die Kultur 4,45 mm, nach Abzug von 1 mm wirksamem Niederschlag bleiben 3,45 mm je Tag. In sieben Tagen sind das 24,1 mm oder rund 241 m³ je Hektar.

Ergebnisse einordnen

Hargreaves liefert für Monats- und Wochenmittel gute Werte, für einzelne Tage ist die Streuung größer. In feuchten Küstenlagen überschätzt die Formel die Verdunstung oft etwas, in trockenen, windigen Lagen unterschätzt sie sie. Für die Beregnungssteuerung über mehrere Tage ist sie dennoch ein brauchbares Hilfsmittel, wenn keine Klimastation in der Nähe ist.

Der Kulturkoeffizient ändert sich im Lauf der Saison. Junge Bestände mit wenig Blattmasse liegen deutlich unter 1, voll entwickelte Kulturen oft darüber, zur Abreife sinkt der Wert wieder. Die Tabellen in FAO-56 nennen Werte für Anfangs-, Haupt- und Endphase vieler Kulturen. Passen Sie Kc deshalb im Laufe des Jahres an.

Nicht jeder Regen kommt den Pflanzen zugute. Kleine Mengen unter etwa 5 Millimetern verdunsten oft direkt von Blättern und Bodenoberfläche, Starkregen fließt teilweise ab. Tragen Sie daher als wirksamen Niederschlag nur den Anteil ein, der tatsächlich in den Wurzelraum gelangt. Auch der Wasservorrat im Boden puffert, sodass nicht jeder Fehlbetrag sofort ausgeglichen werden muss.

Die Umrechnung ist einfach: Ein Millimeter entspricht einem Liter je Quadratmeter oder zehn Kubikmetern je Hektar. Wie lange die Anlage dafür laufen muss, berechnet der Beregnung-Rechner, Regenmengen der Niederschlag-Rechner.

Tipps und typische Fehler

Bewässerung steuern.

  • Kc: Je Phase anpassen.
  • Regen: Nur wirksamen Anteil.
  • Boden: Speicher nutzen.
  • Wochenwerte: Genauer.

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Häufige Fragen

Was ist ET0?

Die Referenzverdunstung einer gut mit Wasser versorgten, kurzen Grasfläche in mm je Tag.

Wann reicht die Hargreaves-Formel?

Wenn nur Temperaturen vorliegen; die FAO empfiehlt sie als Ersatz für Penman-Monteith.

Was bedeutet der Kc-Faktor?

Er rechnet die Referenzverdunstung auf eine bestimmte Kultur und Wachstumsphase um.

Wie viel verdunstet an einem Sommertag?

In Deutschland meist 3 bis 6 mm je Tag, an heißen, sonnigen Tagen auch mehr.

Was ist Penman-Monteith?

Die Standardgleichung der FAO für ET0, die Strahlung, Wind und Luftfeuchte nutzt.

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