In den letzten Jahrzehnten ist die Pivot- oder Kreisberegnung zu einem festen Bestandteil der modernen Landwirtschaft geworden. Aber was genau ist ein Kreisberegnungs-System, welche Szenarien eignen sich am besten und was sind die Kosten und Vorteile? Hier ist eine kurze Einführung in die Kreisberegnung.
Kurz gesagt, gilt die Kreisberegnung als die effizienteste Methode zur Bewässerung großer landwirtschaftlicher Flächen. Seit den 1950er Jahren haben sich Pivot- und Linear Systeme sowohl in den USA als auch in Übersee zur ersten Wahl für ambitionierte Landwirte entwickelt. Aber fangen wir mit den Grundlagen an.
Die Struktur. Eine Kreisberegnungsanlage besteht im Wesentlichen aus mehreren Radtürmen, die an der Spitze durch horizontale Rohre (meist aus verzinktem Stahl oder Aluminium) verbunden sind. Das Wasser wird mit Hilfe von hydraulischen Systemen oder Motorpumpen von einem Versorgungspunkt angesaugt, durch die Rohre geleitet und durch die Regner, die in bestimmten Abständen entlang der Rohrleitung installiert sind, abgegeben.
Verschiedene Arten. Ein fixes Kreisberegnungssystem (zu Englisch Center Pivot) ist an einem stationären Drehpunkt in der Mitte des Feldes angebracht; dort tritt das Wasser in die Rohre ein und dort befindet sich auch die Systemsteuerung (Control Panel). Ein Motor an jedem Radturm sorgt dafür, dass sich die Struktur wie der Zeiger einer Uhr selbstständig um den Drehpunkt bewegt. Das Ergebnis ist das kreisförmige Erntemuster, das vor allem in den ländlichen Teilen der USA zu einem vertrauten Anblick geworden ist.
Landwirte, die die rechteckige Form ihres Feldes beibehalten wollen (z.B. wenn sie vorher mit Furchenbewässerung gearbeitet haben), können sich für ein System mit linearer Bewegung entscheiden, das nach einem ähnlichen Prinzip funktioniert – allerdings fahren die motorisierten Radtürme in geraden Linien, während das Wasser aus einem Versorgungsgraben entnommen wird, der parallel zum Feld verläuft. Lineare Systeme sind in der Baumwollindustrie sehr beliebt und werden häufig auf australischen Farmen eingesetzt.
Ein ziehbares Pivot-System erzeugt ebenfalls ein kreisförmiges Erntemuster. Allerdings ist nur ein Endturm mit Rädern ausgestattet und muss von einem Traktor gezogen werden. Ein ziehbares System kann eine wirtschaftliche Option für die Bewässerung mehrerer Felder sein, bringt aber einen höheren Arbeitsaufwand und bestimmte Einschränkungen mit sich, wie zum Beispiel eine maximale Länge für sicheres Manövrieren.
Größe der Anlagen. Die einfachste verfügbare Kreisberegnungsanlage besteht aus einem Bogen mit einem Überhang (80 m / 260 ft). Die gebräuchlichste Länge für lineare- und Kreisberegnungs-Systeme ist 400 Meter (1/4 Meile) – das entspricht etwa 50 Hektar (125 Acres) Land. Bei Bedarf können lineare- und Kreisberegnungs-Systeme eine Länge von etwa 1.000 Metern (3,280 ft) erreichen, während ziehbare Systeme 500 Meter (1,640 ft) nicht überschreiten sollten.
Das Regnerpaket. Das Ziel bei der Installation eines Regnerpakets ist es, eine möglichst gleichmäßige Wasserverteilung zu erreichen, wobei 90 % als sehr hoch angesehen werden. Die genaue Wahl des Regners hängt von der Kultur und der Bodenart, dem Klima und den individuellen Eigenschaften des Feldes ab. Einige der zu berücksichtigenden Produkteigenschaften sind der Druckbereich, für den der Regner ausgelegt ist (da sich dieser direkt auf den Energieverbrauch auswirkt), sein Verteilungsmuster sowie die Konstruktion der Düsen und Wasserablenker.
Um eine Unter- oder Überbewässerung an verschiedenen Abschnitten des Systems zu vermeiden, muss an jedem Auslasspunkt die richtige Wassermenge in den Regner geleitet werden. Dies wird durch den Einbau eines Druckreglers vor dem Regner erreicht.
Um Windverwehungsverluste und Verdunstung zu begrenzen, werden die Regner in der Regel nicht höher als ein paar Meter über den Pflanzen positioniert – oft über „Fallschläuche“, die an einem U-förmigen Rohr, dem sogenannten Schwanenhals, hängen. Bei hohen Pflanzen können die Regner auch oben auf dem Rohr installiert werden.
Regner Typen. Auf dem Markt wird grob zwischen Schlagregnern und Sprühdüsen unterschieden. Schlagregner arbeiten mit höherem Druck und haben eine größere Wurfweite. Sie werden immer am oberen Ende der Pivot-Rohrleitung montiert – oft am Ende der Pivot-Maschine („End-Regner“).
Sprühdüsen gibt es in zahlreichen Ausführungen – von einfachen Düsen und Ablenkplatten bis hin zu komplexeren Designs mit rotierenden, drehenden oder oszillierenden Ablenkern mit verschiedenen Verteilungswinkeln und Flugbahnen. Das kann den Auswahlprozess ziemlich komplex machen. Um sich einen Überblick zu verschaffen, sind Beregnungshändler, technische Vertriebsmitarbeiter und die Komet Beregnungs-Akademie eine gute Anlaufstelle. Es ist auf jeden Fall ratsam, mehr über dieses Thema zu erfahren, denn ein gut durchdachtes Regnerpaket, das für die Bodenart, die Kultur und die klimatischen Bedingungen eines bestimmten Feldes optimiert ist, ist ein sehr wichtiger Bestandteil einer erfolgreichen Kreisberegnung.
Anwendungsgebiete. Aufgrund ihrer hohen Anpassungsfähigkeit können Kreisberegnungsanlagen in vielen verschiedenen Geländeformen eingesetzt werden – auch auf hügeligem Boden und (bei richtiger Auslegung) auf Steigungen von bis zu 30 % – wobei ein Gefälle von höchstens 15 % empfohlen wird. Dadurch eignen sich Kreisberegnungsanlagen nicht nur für ein breites Spektrum an geografischen Regionen, sondern auch für arbeitsintensive Vorbereitungen wie das Einebnen von Feldern. Kreisberegnungsanlagen eignen sich für praktisch alle Pflanzenarten – von Mais, Sojabohnen und Getreide bis hin zu Luzerne, Kartoffeln und Gemüse – und können sogar für Obstplantagen und Weinberge angepasst werden. Kreisberegnungsanlagen werden auch häufig für die Düngung und Chemigation eingesetzt.
Während die Kreisberegnung normalerweise mit großflächiger Landwirtschaft in Verbindung gebracht wird, wird sie auch bei kleinbäuerlichen Kollektiven immer beliebter. Das liegt zum Teil an den technologischen Fortschritten der letzten Jahre, die Kreisberegnungssysteme noch energieeffizienter, anpassungsfähiger, erschwinglicher und einfacher in der Anwendung gemacht haben.
Vorteile. Die Kreisberegnung gehört zu den ressourcenschonendsten Methoden der landwirtschaftlichen Beregnung, mit einer Wassernutzungseffizienz von bis zu 98 % im Vergleich zu Low-Tech-Methoden wie der Flutbewässerung. Moderne Regner sind in der Regel für den Niederdruckbetrieb ausgelegt (ein gutes Beispiel dafür ist der Hochleistungs-Pivotregner KPT mit einem Mindestbetriebsdruck von 6 psi oder 0,4 bar), was zu deutlich niedrigeren Energiekosten führt. Einmal eingerichtet, arbeiten lineare- und Kreisberegnungssysteme autonom und erfordern abgesehen von der jährlichen Routinewartung nur sehr wenig Arbeit. Außerdem können Faktoren wie Tropfengröße, Strahlwinkel und Ausbringungsmenge so eingestellt werden, dass das Wasser besser vom Boden aufgenommen wird – während bei weniger ausgefeilten Methoden bis zu 50 % des ausgebrachten Wassers durch Abfluss verloren gehen können. Gleichzeitig können die Landwirte mit der immer fortschrittlicheren Pivot-Software Parameter wie Betriebsleistung und Energieverbrauch genau überwachen und die notwendigen Anpassungen für optimale Ergebnisse vornehmen.
Ein wenig Geschichte. 1948 baute ein genialer Landwirt aus Nebraska namens Frank Zybach seinen ersten Prototyp für eine Erfindung, die die Welt der Landwirtschaft verändern sollte: 1952 wurde sein „Self Propelled Sprinkling Irrigation Apparatus“ offiziell patentiert. Zybach versuchte zunächst, das System in seiner Region zu verkaufen, aber der „neumodische Apparat“ stieß eher auf Skepsis als auf Erfolg. Als er sein Design an eine kleine Produktionsfirma lizenzierte, die auf einer Farm außerhalb von Valley, Nebraska, ansässig war, begann sich die Lage zu bessern. Bald darauf stellte das Unternehmen jeden Jahr 50 Stück seines „apparatus“ her – und andere US-Hersteller taten es ihnen gleich.
Jenseits des Atlantiks erkannte ein weiterer Pioniergeist das Potenzial der mechanisierten Bewässerung: ein junger Unternehmer namens Roland Drechsel – dessen drei Söhne heute an der Spitze von Komet Irrigation stehen. In den frühen 1950er Jahren führte Drechsel den europäischen Markt mit seiner neuartigen Produktionsstätte für Großflächenregner an. Und der Rest ist, wie man so schön sagt, Geschichte.
Kosten. Die Anschaffungskosten von ca. 100.000 USD (basierend auf einem Standardsystem nach amerikanischem Vorbild mit einer Fläche von ca. 120 Acres/50 Ha und einem Regnerpaket von 5.000 bis 10.000 USD) sind natürlich ein Punkt, über den jeder nachdenken sollte, der auf eine Kreisberegnungsanlage umstellen möchte. Angesichts der sich ändernden Klimabedingungen, der Wasserknappheit und der steigenden Energie- und Arbeitskosten ist dies jedoch eine einmalige Investition, die sich langfristig auszahlen wird. Eine Kosten-Nutzen Rechnung kann auch helfen, die Dinge in die richtige Perspektive zu rücken, wenn man bedenkt, dass Kreisberegnungsanlagen eine durchschnittliche Lebensdauer von etwa zwanzig bis fünfundzwanzig Jahren haben.
Die Zukunft des Beregnungsmarktes. Auf Kanada und die USA entfallen derzeit etwa 50 % des weltweiten Kreisberegnungs-Marktes, die anderen 50 % auf den Rest der Welt. Dies ändert sich jedoch langsam. Andere Länder nehmen diese hocheffektive Methode der landwirtschaftlichen Bewässerung schnell an – während Nordamerika (wo Center Pivots seit den frühen 1950er Jahren eingesetzt werden) ein reifer Markt mit wenig Raum für weiteres Wachstum ist. Kreisberegnung ist die wichtigste Bewässerungsmethode in den amerikanischen Great Plains. Im Jahr 2011 gab es allein in Nebraska schätzungsweise 55.000 Kreisberegnungsanlagen – eine Zahl, die heute sicher noch höher ist. Brasilien hingegen, dessen Agrarsektor seit langem ein wichtiger wirtschaftlicher Eckpfeiler ist, gilt als der nächste große Player wenn es um mechanisierte Bewässerung geht.