Optimierte Verteilung photovoltaisch geförderten Wassers mit Hilfe eines Wachstumsmodells

Heyland, K.-U.; Fett, F. N.; Lang, H.; Kruikelmann, E.

Ziel der in den Versuchsjahren 1991 und 1992 durchgeführten solaren Bewässerungsversuche war erstens, ein technisch optimiertes photovoltaisches Bewässerungssystem im praktischen Einsatz zu überprüfen, und zweitens, mit Hilfe des Pflanzenwachstumsmodells EPIC (= Erosion Productivity Impact Calculator) nach reproduzierbaren, objektiven Kriterien Bewässerungsentscheidungen zu treffen. Mit Hilfe des technisch optimierten photovoltaischen Bewässerungssystems werden Nutzpflanzenarten durch eine täglich ausschließlich vom Strahlungsangebot der Sonne gesteuerte Bewässerung im Vergleich zur unbewässerten Variante zu erheblichen Ertragssteigerungen geführt. Um eine bedarfsspezifische Verteilung mit Hilfe des Modells vornehmen zu können, wurde zunächst am Beispiel von Zuckerrüben und Wintergerste gezeigt, daß die Ertrags- und Bodenfeuchteverläufe für variierende Einsatzbedingungen in hinreichend genauem Maße mit Hilfe des Modells beschrieben werden können. Die von einer optimierten photovoltaischen Bewässerungsanlage in direkter Abhängigkeit von der Einstrahlung nahezu täglich geförderten Wassermengen können unter Zuhilfenahme des Modells EPIC objektiv, nachvollziehbar, witterungsbezogen, artenindividuell und entwicklungsstadiengerecht entsprechend des Bedarfs verteilt werden. Schließlich kann ein bewässernder Landwirt durch eine vorausgerichtete Quantifizierung der Auswirkungen begrenzt verfügbarer Wassermengen eine objektive Entscheidungshilfe zur Einstufung zeitgleich angebauter Nutzpflanzenarten hinsichtlich ihrer ertragsoptimalen Bewässerung dringlichkeit vornehmen.

In the years 1991 and 1992 solar irrigation trials were performed in cooperation between the Institute of Energy Technology of the University of Siegen, the Institute of Agronomy and Plant Breeding of the University of Bonn and the BASF AG at the Agricultural Research Center in Limburgerhof with the plant species sugarbeet, winterwheat, winter-barley, maize, cauliflower (early and late) and celery. The present study was conducted firstly to test an optimized photovoltaic irrigation system under practical conditions and secondly to irrigate according to objective and reproductive criteria by means of the plant growth model EPIC (= Erosion Productivity Impact Calculator). In comparison to unirrigated plots irrigation by means of an optimized photovoltaic irrigation system which consists of the balanced elements solar generator, DC motor pumping system and drip irrigation tubes results in an enormous yield decrease. In this case irrigation is completely controlled without any further technical and manual help by the daily radiation supply. Different irrigation strategies of the representing plant species winter - barley and sugarbeet show acceptable differences between simulated and measured data according to yields and plant available water contents. The daily irrigation advice of the EPIC model is objective and reproductive. lt respects the wheather data and is dependent on plant species and growth stages. So the model becomes a suitable instrument in order to distribute the radiation dependent water quantaties of an optimized photovoltaic irrigation system daily. If the farmer uses wheather forecasts he will be able to quantify the consequences of limited water supply in advance and gets an objective help to estimate plant species growing at the same time according to their necessity of irrigation.

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Heyland, K.-U. / Fett, F. / Lang, H. / et al: Optimierte Verteilung photovoltaisch geförderten Wassers mit Hilfe eines Wachstumsmodells. 1997. Eugen Ulmer GmbH & Co., Stuttgart.

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