IrriGrass

Allgemeine Projektinformationen

Titel (deutsch)

Anforderungen an eine Bewässerung des österreichischen Grünlandes unter veränderten Klimabedingungen

Titel (englisch)

Irrigation needs for Austrian grassland under changing climate

Abstract (deutsch)

In den vergangenen Jahren traten in verschiedenen Grünlandregionen Österreichs immer wieder Trockenperioden auf, die teilweise zu beträchtlichen Ertragsminderungen führten. Der Trend hin zu häufigeren und extremeren Dürreereignisse wird sich in Zukunft aufgrund der Klimaveränderung mit zunehmend höheren Temperaturen bei gleichzeitig ungleichmäßig verteilten Niederschlägen verstärken. Das Grünland weist in unterschiedlicher Artenzusammensetzung eine hohe Nutzungselastizität auf und wird deshalb sowohl in Gunstlagen als auch in benachteiligten Gebieten kultiviert. Eine wichtige Voraussetzung ist allerdings eine hohe Wasserverfügbarkeit, da Grünland im Vergleich zu Ackerkulturen nur eine geringe Wassernutzungseffizienz aufweist. Da der Alpenraum gegenüber den Klimaveränderungen als besonders vulnerabel eingestuft wird, ist gerade in diesen Regionen eine rechtzeitige Anpassung von größter Dringlichkeit. Wie die Erfahrung von Landwirten in anderen Alpenländern zeigt, ist künstliche Bewässerung ein geeignetes Mittel, Trockenperioden mit ihren negativen Auswirkungen auf die Landbewirtschaftung auch im Grünland zu überbrücken und Ernteausfälle zu verhindern. Wenngleich in Österreich noch kaum eingesetzt, sind Beregnungssysteme in einigen Grünlandregionen des Alpenraums, wie beispielsweise in den mittleren Lagen Südtirols und in der Schweiz, häufig anzutreffen. Eine zeitlich begrenzte Beregnung dient der Überbrückung von extrem trockenen Bedingungen mit dem Ziel der Vermeidung von Ertragsausfällen und irreversiblen Folgeschäden. Einem effizienten und bedarfsgerechten Wasserverbrauch kommt größte Bedeutung für eine zielgerichtete Implementierung dieser Klimaanpassungsmaßnahme zu. Während es für Bewässerungen im Acker-, Obst- und Gemüsebau eine lange Tradition mit viel Erfahrung, Know-how und technischen Entwicklungen gibt, ist im Grünland noch vergleichsweise wenig erforscht. Insbesondere die Untersuchung des Zusammenwirkens von pflanzenphysiologische und hydrologischen Aspekten kann wichtige Grundlagen für Art, Menge, Dauer und Zeitpunkt von grünlandspezifischen Bewässerungsmaßnahmen liefern. Von besonderem Interesse ist dabei, wie sich die Rahmenbedingungen in einem künftigen Klima verändern und auf welche Weise sich diese auf Bewässerungsparameter auswirken. Sie sollen im Rahmen des vorliegenden Projektes systematisch erforscht werden.

Abstract (englisch)

In recent years, dry periods have occurred frequently in various grassland regions of Austria, sometimes leading to considerable yield reductions. The trend towards more frequent and more severe drought events will increase in the future due to climate change with higher temperatures and irregular precipitation. Grassland has a high utilisation elasticity with different plant compositions and is cultivated both in advantaged and disadvantaged areas. However, an important prerequisite is high water availability, as grassland has a low water use efficiency compared to arable crops. As the Alpine region is considered particularly vulnerable to climate change, timely adaptation is of utmost urgency, especially in these regions. As the experience of farmers in other Alpine countries shows, irrigation is a suitable means to bridge dry periods with their negative impacts on grassland management and to prevent yield losses. Although hardly used in Austria yet, sprinkler systems are frequently found in some grassland regions of the Alpine area, such as in the middle altitudes of South Tyrol and Switzerland. Temporary irrigation serves to bridge extremely dry conditions to avoid yield losses and subsequent irreversible damages. Efficient and appropriate water use is of great importance for implementing this climate adaptation activity effectively. While there is a long tradition of irrigation in arable, fruit and vegetable production with a lot of experience, know-how and technical developments for its optimisation, comparatively little research has been done in grassland. In particular, investigating the interaction of plant physiological and hydrological aspects provides an important basis for decisions on the type, quantity, duration and timing of grassland-specific management. Of particular interest is how the conditions will change in a future climate and affect irrigation parameters. They are to be systematically investigated within the framework of the proposed project.

Schlagwörter (deutsch)

Grünlandertrag,Trockenheit,Klimaanpassung,Bewässerung

Schlagwörter (englisch)

grassland yield,drought,climate adaptation,irrigation

Projektleitung

Schaumberger Andreas

Forschungseinrichtung

Höhere Bundeslehr- und Forschungsanstalt für Landwirtschaft Raumberg-Gumpenstein

Finanzierungspartner

Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus

Projektnummer

101790

Projektlaufzeit

-

Projektziele

Die Landwirtschaft gilt weltweit und auch in Österreich als einer der am stärksten vom Klimawandel betroffenen Sektoren. So reagiert die landwirtschaftliche Produktion nicht nur sehr empfindlich auf Veränderungen der mittleren Klimaparameter, sondern vor allem auf Wetterextreme wie beispielsweise Trockenheit oder Starkniederschläge. In Österreich gibt es aufgrund der Topographie starke klimatische Gradienten und damit verbunden eine hohe räumliche Variabilität und Differenzierung der Anbau- und Bewirtschaftungssysteme, die im Zuge des Klimawandels komplexe und schwerwiegende Verschiebungen der wetterbedingten landwirtschaftlichen Produktionsbedingungen erwarten lassen. Das Grünland mit etwa der Hälfte der landwirtschaftlichen Nutzfläche ist die dominierende Kulturart im Berggebiet und aufgrund seines relativ hohen Wasserbedarfs besonders vulnerable, wenn es aufgrund der prognostizierten Temperaturzunahme und ungleichmäßigen Verteilung von Niederschlägen in diesen Regionen verstärkt zu Dürreperioden kommt. So traten bereits in den letzten Jahren in den verschiedenen Grünlandregionen Österreichs immer wieder Dürreperioden auf, die teilweise zu erheblichen Ertragseinbußen führten. Gerade der Alpenraum gilt als besonders anfällig für den Klimawandel, eine rechtzeitige Anpassung ist daher von größter Dringlichkeit. Im Vergleich zu vielen intensiv genutzten Grünlandflächen in Europa gibt es in Österreich eine große Vielfalt an Bewirtschaftungsformen, die größtenteils auf traditionellen, nachhaltigen und ökologisch standortangepassten Prinzipien beruhen. In vielen Fällen wird bewusst auf eine Produktionsmaximierung verzichtet und der multifunktionalen Bedeutung des Grünlandes ein hoher Stellenwert eingeräumt. Der Erhalt einer flächendeckenden Bewirtschaftung mit entsprechender Vielfalt ist daher von hohem sozialen, aber auch von ökologischem Interesse.

Die unmittelbare Abhängigkeit der Grünland- und Viehwirtschaft von der Bereitstellung ausreichender Raufuttermengen für eine kontinuierliche Versorgung des Viehbestandes wirft die Frage auf, ob die derzeitige Form der Grünlandbewirtschaftung ausreichend resilient gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels ist. Stehen Überschüsse in benachbarten Regionen zur Verfügung, können Verluste bis zu einem gewissen Grad und meist zu hohen Kosten durch Futterzukauf kompensiert werden, doch bei großflächigen und extremen Dürre- oder Verbundereignissen mit massiven Ertragsausfällen bleibt als Sofortmaßnahme nur die Anpassung des Viehbestandes. Die Reduktion des Viehbestandes bedeutet jedoch einen schwerwiegenden und langfristigen Eingriff in die Bewirtschaftung eines auf Kreislaufwirtschaft basierenden Betriebes mit erheblichen negativen wirtschaftlichen Auswirkungen. Um dem Risiko wiederkehrender und extremer Trockenperioden zu begegnen, sind also geeignete Anpassungsmaßnahmen erforderlich.

Wie die Erfahrungen von Landwirten in anderen Alpenländern zeigen, ist die unterstützende Bewässerung eine mögliche Option, um Trockenperioden mit ihren negativen Auswirkungen auf die Grünlanderträge zu überbrücken und Ertragsausfälle zu verhindern. Obwohl in Österreich noch kaum genutzt, sind Beregnungsanlagen in einigen Grünlandregionen der Alpen wie in Südtirol oder in der Schweiz häufig anzutreffen, wenngleich auch hier nur wenige Forschungsergebnisse im Zusammenhang mit der Bewässerung von Grünland zur Verfügung stehen. Insbesondere die Untersuchung des Zusammenspiels von pflanzen-/ökosystemphysiologischen und hydrologischen Aspekten liefert wichtige Entscheidungsgrundlagen für die Art, Menge, Dauer und den Zeitpunkt von grünlandspezifischen Bewässerungsmaßnahmen. Von besonders großem Interesse ist es, wie sich die Rahmenbedingungen in einem zukünftigen Klima verändern werden und wie sich diese auf den potentiellen Wasserbedarf von Grünland und die damit verbundenen Bewässerungsparameter auswirken. Daher ist eine detaillierte Kenntnis des potenziellen Wasserbedarfs für optimale Biomasseerträge und damit zusammenhängende optimierte Bewässerungspläne und -optionen unter Berücksichtigung einer möglichst effektiven Nutzung der Wasserressourcen von größter Bedeutung für die Entwicklung nachhaltiger Anpassungsstrategien für das produktive Grünland. Das vorliegende Projekt stellt sich diesen Herausforderungen, indem es folgende Forschungsfragen zu beantworten sucht:

  • Wie wirken sich verschiedene Bewässerungsoptionen auf den Ertrag und die Qualität von Grünlandbestanden aus?

Ziel ist die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen wasserstressbedingten Ertragsdefiziten und eines Bewässerungsregimes, dass dafür geeignet ist, Trockenperioden zu überbrücken. Die Kenntnis von Bewässerungsoptionen, die der Erhaltung eines gewissen Mindestertrags dienen, ist Voraussetzung für eine effiziente und ressourcenschonende Wassernutzung und bildet damit eine Planungsgrundlage für die Errichtung einer geeigneten Bewässerungsinfrastruktur.

  • Wie wirkt sich ein zukünftiger Temperaturanstieg im Rahmen der Klimaerwärmung in Kombination mit einer erhöhten atmosphärischen CO2-Konzentration auf den Wasserbedarf eines typischen Grünlands aus, das unterschiedlich starkem Wasserstress ausgesetzt ist?

Im Rahmen des vorliegenden Projekts wird die einzigartige ClimGrass-Versuchsanlage mit der Möglichkeit, Klimaerwärmung, erhöhtes CO2 (Free Air CO2 Enrichment - FACE) und Trockenheit zu simulieren, genutzt. Damit können ökosystem- und pflanzenphysiologische Untersuchungen durchgeführt werden, deren Ziel die Evaluierung von Produktivität, Wassernutzungseffizienz und Wasseraufnahme der Pflanzen ist. Mit dieser Versuchsanlage ist es möglich, Grünland gleichzeitig den aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen auszusetzen und alle Reaktionen des Pflanzenbestandes (Ertrag, Qualität, Phänologie, Zusammensetzung) auf die unterschiedliche Trockenstressintensität direkt miteinander zu vergleichen.

  • Wie unterscheidet sich der Wasserbedarf unter heutigen und zukünftigen Klimabedingungen von Grünlandgemeinschaften, die einerseits auf Produktivität und andererseits auf Trockentoleranz optimiert sind?

Alle Behandlungen und Untersuchungen werden auf zwei unterschiedlichen Pflanzenbeständen, deren Sortenspektrum auf die wichtigsten Bestandesbildner eingeschränkt wurde, durchgeführt. Einerseits handelt es sich um eine traditionell bevorzugte und leistungsfähige Sortenzusammensetzung und andererseits um eine Mischung aus trockenheitstoleranten Arten. Damit soll das Potenzial einer angepassten Arten- und Sortenauswahl bei der Zusammenstellung einer Grünlandmischung für eine Bewässerung unter aktuellen und zukünftigen Klimabedingungen untersucht werden.

Praxisrelevanz

Eine wichtige Voraussetzung für die Planung von effizienten Bewässerungssystemen ist die möglichst umfassende Kenntnis über notwendige Wassermengen, deren Dosierung und Ausbringungszeitpunkte. Um die Grünlandflächen, die einer zunehmend häufigeren und intensiveren Trockenheit ausgesetzt sind, in ihrer Leistungsfähigkeit zu erhalten, ist die Bewässerung als Überbrückung von extremer Dürre und der Vermeidung von damit einhergehenden Ertragsausfällen eine geeignete Anpassungsmaßnahme, wie es Beispiele in Südtirol und der Schweiz zeigen. In den letzten Jahren mehren sich die Anfragen von Landwirten, wie sie Bewässerungssysteme für Grünland umsetzen sollen und welche Rahmenbedingungen dabei zu beachten sind. Der Informationsbedarf dahingehend ist groß, da es kaum wissenschaftliche Untersuchungen zum Thema Grünlandbewässerung gibt. Das vorliegende Projekt dient dazu, Zusammenhänge zwischen Klimawandel, Biomasseentwicklung, Qualität, Wasserbedarf und Ertragssicherung zu untersuchen, um der landwirtschaftlichen Praxis entsprechende Handlungsempfehlungen an die Hand geben zu können.