ÜBERLEGUNGEN ZUR BEWÄSSERUNG ERTRAGREICHER GETREIDEFELDER

Mais ist eine wichtige Nutzpflanze für die Wirtschaft der Vereinigten Staaten. Im Jahr 2018 produzierten US-amerikanische Erzeuger mehr als 14,42 Milliarden Scheffel. Laut der National Corn Growers Association geht der höchste Prozentsatz dieses Mais an die Ethanolindustrie, dicht gefolgt von Viehfutter. 2018 wurden im ganzen Land mehr als 89 Millionen Hektar bepflanzt, wobei Iowa bei der Maisproduktion führend war, gefolgt von Illinois und Nebraska. Die richtige Bewässerung hilft diesen Produzenten, hohe Erträge zu erzielen, um die lokale Industrie anzukurbeln.

Troy Ingram, Dozent für bewässerte Anbausysteme an der University of Nebraska, arbeitet mit Maisbauern in Zentral-Nebraska zusammen und empfiehlt die Verwendung eines Bodenfeuchtesensors für eine präzise Bewässerungsplanung.

„Wenn Sie anhand der ET-Nummer wissen, wie viel Wasser sich im Boden befindet und wie viel die Pflanze täglich verbraucht, können Sie die Bewässerung für jede Pflanze, die Sie bewässern, wirklich gut planen“, sagte Ingram.

ET, oder Evapotranspiration, ist ein Maß dafür, wie viel Wasser von der Pflanze aufgenommen und aus dem Boden verdunstet wird.

Entwicklung der Maispflanze und Wasserstress

Wie jede Nutzpflanze hat Mais einen vorhersehbaren Wasserverbrauchszyklus, der dem Wachstumszyklus der Pflanze folgt. Je nach Wetter und ET-Variablen variiert der tatsächliche Wasserverbrauch von Jahr zu Jahr.

Die Wachstumsphasen von Mais beginnen mit dem vegetativen Wachstum, einschließlich des Auftretens, mehrerer Blattstadien und des Quastens, und durchlaufen dann die Fortpflanzungsstadien in der Reihenfolge Seidenbildung, Blasenbildung, Milch, Teig, Delle und Reife.

Mais ist in den frühen Fortpflanzungsphasen am anfälligsten für Wasserstress. Ein einziges Wasserstressereignis in der Zeit zwischen Quasten und Blasenbildung kann in einem trockenen Jahr zu einer Ertragsminderung von 30 bis 40% führen (Irmak & Rudnick, 2014).

Die Seidung erfolgt nur wenige Tage nach dem Quasten und ist an der Maisseide auf der Außenseite der Schalen zu erkennen. Die Seide fängt herabfallende Pollenkörner auf, die an der Seide herabwachsen. Zu den Auswirkungen von Wasserstress in dieser Zeit gehören ein verzögertes Auftauchen der Quasten, das Wachstum oder die Dehnung der Seide und trockene Seide. All diese Bedingungen führen zu einer verminderten Bestäubung.

Die zweitkritischste Phase für Wasserstress ist das frühe vegetative Stadium vor dem Quasten. Während der Getreidefüllung von der Milch bis zur Reife benötigt Mais weniger Wasser.

Planung der Bewässerung

Das Ziel der Bewässerungsplanung besteht darin, die Menge an verfügbarem Wasser in der Wurzelzone der Pflanzen abzuschätzen und zu verhindern, dass die Pflanzen unter Wasserstress leiden. Die Bodenbeschaffenheit und das Wasserhaltevermögen sowie die Wurzeltiefe der Pflanzen wirken sich auf die Wassermenge aus, die der Pflanze zur Verfügung steht.

Im Mittleren Westen sind Schlufflehm, schluffiger Lehm und sandiger Lehm übliche Bodentypen. Im Allgemeinen enthalten Böden mit feiner Textur wie Schluff und Lehm mehr Wasser als Böden mit grober Textur oder Sand. Böden mit geringem Wasserhaltevermögen erfordern häufigere Bewässerungsanwendungen.

Auf Feldern, in denen die Bodentexturen variieren, kann eine gleichmäßige Bewässerung zu einer Überbewässerung von Gebieten mit feiner Textur oder zu einer Unterbewässerung von Flächen mit grober Textur führen. Eine Alternative ist die Bewässerung mit variabler Rate (VRI). Mit dieser Methode können anhand kartografierter Felddaten Faktoren im Zusammenhang mit der Wasserhaltekapazität und der Ertragsproduktivität bestimmt und optimale Standorte für die Überwachung der Bodenfeuchte festgelegt werden. Anschließend können Bewässerungsvorschriften für bestimmte Zonen innerhalb eines Feldes erstellt werden.

Während sich Mais entwickelt, vertieft sich sein Wurzelsystem und erreicht schließlich etwa 5 bis 6 Fuß. Maispflanzen ziehen jedoch mehr Wasser aus den geringen Tiefen und weniger aus den tieferen Tiefen. Gemäß der 4-3-2-1-Regel beziehen Maispflanzen 40% ihres Wassers aus dem oberen Viertel der Wurzelzone, 30% aus dem zweiten Quartal usw. Im Allgemeinen kann bis zur letzten Bewässerungsanwendung von einer Wurzeltiefe von 3 Fuß ausgegangen werden, wenn die angenommene Tiefe auf 4 Fuß erhöht wird (Kranz et al., 2008).

Die Platzierung von Bodenfeuchtesensoren in verschiedenen Tiefen innerhalb der Wurzelzone der Pflanzen kann präzise Messwerte der aktuellen Bodenfeuchte liefern. Um die Bodenfeuchte in einem akzeptablen Bereich zu halten, müssen die Züchter die Menge an Wasser ersetzen, die aus dem Boden verdunstet und von der Pflanze abtransportiert wird (ET).

ET-Daten können von einem Abonnementdienst oder lokalen Medien abgerufen werden. ET-Veränderungen hängen von den Entwicklungsstadien der Pflanzen und von Wettervariablen wie Sonneneinstrahlung, Wind, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit ab.

Die Planung der Bewässerung kann mit einem Scheckbuch verglichen werden, in dem Regen und Bewässerung Ablagerungen sind und ET eine tägliche Entnahme ist (Melvin & Yonts, 2009). Wie bei anderen Wetterdaten wird ET anhand von Prognosen den Landwirten dabei helfen, die Bewässerung vorherzusagen und zu planen.

Wenn es mehr oder weniger Niederschlag als erwartet gibt, müssen die Züchter ihren Bewässerungsplan ändern. Laut Karla Noble, ehemaliger Bewässerungsmanagerin bei der Plains Equipment Group in York, Nebraska, setzen viele Züchter auf Fernüberwachungstechnologie.

„Feuchtigkeitssonden und Fernkommunikation erweisen sich als hervorragende Technologien für Landwirte“, sagte sie. „Sie können sehen, wie viel Wasser benötigt wird, und die Anwendungsrate ändern. Sie können das sofort tun, wenn sie nicht auf der Farm sind, ohne warten zu müssen, bis sie zurückkommen und wichtige Bewässerungsstunden verlieren.“

Wenn sich Mais der Reife nähert, sinkt der Wasserverbrauch der Pflanzen. Ein letzter Bewässerungsvorgang, sobald der Mais reif ist, kann je nach Boden- und Wetterbedingungen erforderlich sein oder auch nicht. Bei der Vorhersage der letzten Bewässerung der Saison sollten die Erzeuger das vorhergesagte Erntereifedatum, den prognostizierten Wasserverbrauch, das verbleibende verfügbare Wasser im Boden und die vorhergesagten Niederschläge vor der Erntereife berücksichtigen (Yonts, Melvin & Eisenhauer, 2008).

„Es ist so einfach, rauszugehen und diesen Knopf zu drücken. Einige Züchter legen am Ende der Saison als Versicherungspolice weitere 1 bis 2 Zoll zu, aber es kann zu Ertragseinbußen kommen“, sagte Ingram.

Wenn Sie den Boden vor der Ernte trocknen lassen, wird die Bodenverdichtung durch schwere Erntemaschinen verringert. Wenn Sie bei der endgültigen Bewässerungsanwendung vorsichtig vorgehen, sparen Sie auch Geld, das mit dem Pumpen von Wasser verbunden ist.

Durchschnittlicher Erntewasserverbrauch (ET) nach Wachstumsphasen für Mais mit einer Reifezeit von 113 Tagen, der in Süd-Zentral-Nebraska angebaut wird

Unabhängig davon, ob die Maisproduzenten die genauesten und modernsten Methoden der Bewässerungsplanung wählen oder ausschließlich auf der Grundlage von Umweltbeobachtungen und bekannten Erntedaten bewässern, werden die Produktionsergebnisse im Allgemeinen die unbewässerten Hektar übertreffen.

Mittelschwenksysteme sind eine gute Wahl, da sie im Allgemeinen die niedrigsten Installationskosten pro Hektar haben, einfach zu bedienen sind und energieeffizient sind, da sie mit niedrigem Druck betrieben werden. Reinke-Händler können spezielle Bewässerungssysteme empfehlen, die auf die einzelnen Felder zugeschnitten sind. Die Marke Reinke bietet eine Vielzahl von VRI-Lösungen für jedes Budget. ReinCloud®, das Fernüberwachungssystem von Reinke, ermöglicht es Ihnen, Sensordaten in Echtzeit einzusehen und Ihre Pivot (s) von Ihrem Smartphone, Tablet oder Computer aus zu steuern. Reinke-Händler können auch Bewässerungssysteme aller Marken mit Fernsteuerungstechnik nachrüsten. Finden Sie einen Reinke-Händler in Ihrer Nähe unter www.reinke.com/find-a-dealer.html.

Referenzen

Irmak, S., & Rudnick, D. R. (2014). Bewirtschaftung der Maisbewässerung unter wasserbeschränkenden Bedingungen. Lincoln-Erweiterung der Universität von Nebraska
‍Melvin, S., & Yonts, D.C. (2009) Bewässerungsplanung: Scheckbuchmethode. Lincoln-Erweiterung der Universität von Nebraska
Nationaler Verband der Maiszüchter. (2019). World of Corn 2019 [Webseite].
Kranz, WL, Irmak, S., Simon JV, Yonts, CD, & Martin, DL (2008). Bewässerungsmanagement für Mais. Lincoln-Erweiterung der Universität von Nebraska
Melvin, S. R. & Martin, DL (2018). Strategien zur Planung der Bewässerung bei der Verwendung von Bodenwasserdaten. Lincoln-Erweiterung der Universität von Nebraska
Yonts, DC, Melvin, SR und Eisenhauer, DE (2008). Vorhersage der letzten Bewässerung der Saison. Lincoln-Erweiterung der Universität von Nebraska
‍