Service-Navigation

Suchfunktion

Agrarforschung

Wasserverbrauch und Wassernutzungseffizienz der Pseudocerealien  Amarant, Reismelde und Buchweizen im Vergleich zu Hafer im Haupt-   und Zwischenfruchtanbau

Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenbau und Grünland
Prof. Dr. W. Aufhammer und Dipl.-Ing.agr. M. Kalbhenn                 
April 1994 - Dezember 1996

Problemstellung

Das Korngut der Getreidearten Buchweizen, Reismelde und Amarant weist ernährungsphysiologisch und diätetisch wertvolle Inhaltsstoffe auf. Für die Lebensmittelindustrie ist das Korngut dieser Arten daher ein interessanter Zusatzrohstoff zum Korngut der bekannten Getreidearten. Daher ist ein Anbau dieser Arten auch in Mitteleuropa zu prüfen. Bisher liegen nur wenige Informationen vor, in welchem Ausmaß die Arten die Wachstumsfaktoren Licht, Wasser und Nährstoffe unter Feldbedingungen nutzen. Damit zusammenhängend stehen die pflanzenbaulichen Maßnahmen zur Optimierung des Anbaus zur Körnernutzung in Frage. Darüberhinaus ist auch die Eignung der Arten zum Zwischenfruchtanbau von Bedeutung.

Ziel

In der vorliegenden Arbeit soll schwerpunktmäßig die Nutzung des Wachstumfaktors Wasser durch pflanzenbaulich variierte Bestände der genannten Arten vergleichend untersucht werden. Da Hafer als angepaßte Getreideart den Pseudogetreidearten bezüglich seiner ernährungsphysiologischen Eigenschaften und seiner Vegetationszeit am ähnlichsten ist, wird Hafer als Vergleichsfruchtart in die Versuche einbezogen und stellt die Bezugsbasis für die Versuchsergebnisse dar. Dabei soll vor allem geklärt werden, in welchem Ausmaß und mit welcher Effizienz die Bestände das Wasserangebot zur Sproßtrockenmasseproduktion nutzen. Dies gilt sowohl für einen Anbau als Hauptfrucht als auch für die Nutzung als Zwischenfrucht. Relevante Faktoren produktionstechnischer Variation sind die Bestandesdichte, die N-Düngung, die Sorte, die Bodenbearbeitung und Unkrautbekämpfungsmaßnahmen.

Untersuchungsmethode

Anhand von zweijährigen Feldversuchen wurde der Einfluß der oben genannten pflanzenbaulichen Maßnahmen auf den Wasserverbrauch und die Wassernutzungseffizienz untersucht. Der Wasserverbrauch wurde dabei aus der Differenz des Wasserangebots in Form der Niederschlagsmenge und der Wasserverbrauchsmenge, die sich wiederum aus der Differenz der Bodenwassergehalte und des anfallenden Interzeptionswassers zwischen zwei Probenahmeterminen zusammensetzt, ermittelt. Die Bodenwassergehalte konnten mit Hilfe von Bodenproben bis 90 cm Tiefe gemessen werden. Die Sproßtrockenmasse- und die Kornerträge wurden per Handernte ermittelt. Der Wasserverbrauch ließ sich nach einem Modell von Cooper et al. (1983) weiter in seine Komponenten Evaporation und Transpiration zerlegen, die dafür notwendigen Witterungsdaten wurden mit einer mobilen Wetterstation auf den Versuchsflächen gesammelt. Zur Klärung der Frage, wie effizient die Bestände der angebauten Arten das Wasser für ihre Trockenmasseproduktion einsetzen, wird die Wassernutzungseffizienz (WUE) berechnet, die angibt, wieviel g Sproß-/Korntrockenmasse pro Liter verbrauchten Wassers in einem bestimmten Zeitraum gebildet wurde.

Ergebnisse
  1. Im Hauptfruchtanbau verbrauchten Hafer, Amarant und Buchweizen knapp über 300 l/m² Wasser innerhalb der artspezifischen Vegetationszeit, Reismelde wies mit einer evapotranspirierten Wassermenge von rund 400 l/m² innerhalb von 150 Tagen den Maximalwert auf. Die Höhe des Wasserverbrauchs entsprach bei den Pseudocerealien weitgehend dem Niederschlagsangebot, nur bei Hafer fand aufgrund hoher Sättigungsdefizite der Luft und geringer Niederschläge in der Reifephase keine Wiederauffüllung der Bodenwassermenge statt. Bei einer maximalen Trockenmasseproduktion von 120 dt/ha besaßen Hafer und Amarant aufgrund der gleichen Evapotranspirationsmengen auch ein ähnliches WUE-Niveau von 4 g Sproß-TM/l verbrauchtem Wasser. Reismelde erzielte wie Buchweizen nur ein WUE-Wert von 2 g/l. Die gegenüber Buchweizen um 50% höheren TM-Erträge der Reismelde wurden nur bei einem gleichzeitig hohen Wasserverbrauch aufgrund seiner längeren Vegetationszeit erreicht. Bedingt durch eine verkürzte Abreife bei Trockenheit bildete Hafer 1994 nur einen Kornertrag von 28 dt/ha, 1995 lag der Kornertrag bei 45 dt/ha. Der Kornertrag für Amarant betrug im Versuchsmittel 24 dt/ha, für Reismelde 27 dt/ha und für Buchweizen 15 dt/ha.
  2. Im Zwischenfruchtanbau wiesen die Pseudogetreidearten bis zu ihrem artspezifischen Vegetationsende durch Abfrieren eine ähnliche Sproßtrockenmasseentwicklung auf. Amarant und Reismelde konnten 1994 um 70 dt/ha und Buchweizen um 60 dt/ha Trockenmasse bilden, 1995 lag der TM-Ertrag jeweils 10 dt/ha niedriger. Alle Arten verbrauchten bis zur Ernte 150 l/m², nur Amarant benötigte 1994 20 l/m² weniger. Amarant erzielte daher mit 8 g Sproß-TM/l Wasser auch die höchste WUE, der Wert für Reismelde und Buchweizen lag bei 6 g/l. Innerhalb der ersten sechs Wochen zeigte Buchweizen dank seines schnellen Trockenmassezuwachses höhere WUE-Werte als Amarant und Reismelde.
  3. Der Wasserverbrauch wurde in den vorliegenden Versuchen nur durch die N-Düngung stärker beeinflußt. Mit angehobenem N-Angebot und der damit verbundenen Erhöhung der Trockenmasse und der Blattfläche stieg die transpirierte Wassermenge an. Dieser Effekt wurde jedoch weitgehend durch eine verringerte Evaporation kompensiert. Die Wassernutzungseffizienz stieg mit zunehmendem Trockenmassewachstum an, da der Wasserverbrauch in den einzelnen Entwicklungsabschnitten in geringerem Maße zunahm als der entsprechende Trockenmassezuwachs.
Konsequenzen für die Praxis

Bei Böden mit hohem Wasserspeichervermögen und guter Nährstoffversorgung sowie einem Niederschlagsangebot von 300-400 mm während der Vegetationszeit der untersuchten Pseudogetreidearten sind Kornerträge (aT) von 27 dt/ha für Reismelde, 24 dt/ha für Amarant und 15 dt/ha für Buchweizen realisierbar. Während Hafer und Buchweizen auf kurze Trockenperioden insbesondere während der Blühphase sehr empfindlich mit Anzeichen von Wassermangel reagieren, zeigen Amarant und Reismelde in diesen Phasen auch bei hohem Sättigungsdefizit der Luft eine unverminderte Trockenmasseproduktion bei relativ geringem Wasserverbrauch. Hier deutet sich die Möglichkeit eines Anbaus dieser beiden Arten an wärmeren Standorten mit dem Vorteil eines früheren Saattermins bei gleichzeitig hohen Keimtemperaturen an. Die zügige Entwicklung eines gleichmäßigen geschlossenen Bestandes verhindert den unproduktiven Wasserverbrauch durch Evaporation und durch Unkraut. Die Arten eignen sich für den Zwischenfruchtanbau. Während Buchweizen nach den ersten Nachtfrösten sicher abfriert, weisen Amarant und insbesondere Reismelde aufgrund ihrer Frostresistenz noch bis Mitte November einen Bodendeckungseffekt auf.

Literatur:

  • Abschlußbericht, (Dezember 1996)
  • Cooper, P.J.M., Keatinge, J.D.H. & Hughes, G. (1983). Crop evapotranspiration - a technique for calculation of ist components by field measurements. Field Crops Research, 7, 299-312

 

Fördernde Institution:   MLR

Förderkennzeichen:  23 - 94 . 12




MLR   |   Agrarforschung   

 

Fußleiste