Die unterschiedliche Beregnungsintensität beider Bewässerungssysteme beeinflusst die Wahl der Systeme im äquatorialen Afrika. Die Maschinenberegnung hat den Vorteil, jederzeit mit variablen Wassergaben pro m² bewässern zu können. Die Tropfschlauchberegnung erlaubt nur die Wassermenge auszubringen, die durch Verlegungsabstand, Abstand und Auslassmenge der Tropfer an den Schläuchen, gemessen in Ltr./h/m, festgelegt ist. Grundlage einer Bewertung sind Daten des vorhandenen Bohrloches, der Tropfschlauch- sowie der Maschinenbewässerung

Bohrloch- und Pumpendaten

• Messungen der Firma HYDRO WATER WELL (K) LTD/Nairobi:
• Ein vorhandenes Bohrloch in TIMAU – farm group David
• Bohrlochtiefe von 120 m
• Wasserzuflußmenge pro Minute bis zu 991 Ltr.
• Zufluss in Dauerleistung: 35m³ pro Stunde
• Unterwasserpumpe in 98 m Tiefe, Leistung 20,23 kW für 38 m³/h Wasserförderung
• Druck oder Haltekraft der Pumpe, gemessen in NSPHvorh. beträgt 7 bar

Diagramm für 38m³ Wasserförderung Grundfos Typ: SP 30 – 20

Tropfschlauchbewässerungsdaten

• T-Tape 515, Durchmesser 16 mm
• Tropferabstand 0,30m, Reihenabstand 0,30m für eine
  Bewässerung dicht am Wurzelwerk.
• Wasserabgabe 3,40 Ltr./h/m (pro Stunde) oder 340 Ltr.pro Stunde und 100 m Tropfschlauch.
  Eingangsdruck 0,6 bar mit Hilfe eines Druckreglers.
• Benötigte Schlauchmeter pro ha 33.333 m (100 m x 333,33 Schlauchreihen).
• Benötigte Wasserzuführungsschläuche 800 m.
• Wasserabgabe pro m²: ((333,33 x 340 Ltr./h)/10.000 m²) 11,32 Ltr./m²/h.

Maschinenberegnungdaten

• Berechnungsgrundlage 11,32 Ltr./m².
• Kann von 5 Ltr. bis 60 Ltr. pro m²/h jederzeit bewässern.
• Trommel mit Schlauchlänge 600m (Timau hat Schlaglängen dieser Größenordnung)
• Benötigte Zuführungsschläuche für zwei farm groups und GGA Ltd. 1.600 m.
• 75 PS Dieselpumpaggregat erzeugt Saug- und Druckkraft von 8 bis 12 bar.

Tropfschlauchberegnung

Die Sonne liefert in Kenia am Tag wirksame Solarenergie über 8 Stunden. Die mit Solarenergie betriebenen

Bohrlochpumpen können somit 8 Stunden am Tag Wasser fördern. Die dauerhafte Förderleistung eines vorhandenen Bohrloches wird mit 35,7 m³ Wasser in der Stunde angeben, bei einem maximalen Wasserzufluss des Bohrloches von 59,5 m³ in der Stunde.

Zur Bewässerung stehen täglich in 8 Stunden (35.700Ltr./h x 8 Std.) 285.600 Ltr. Wasser für eine dauerhafte Bewässerung zur Verfügung. Das ergibt (285.600 Ltr. dividiert mit 25.000 m² – ein Bohrloch bedient die Feldfläche -2,5 ha- einer farm group) 11,42 Ltr. pro Stunde und m², eine Beregnungsmenge, die mit den oben genannten T-Tape Tropfschläuchen und der dauerhaften Wasserzuflussmenge des Bohrloches optimal erreichbar ist. Um die Bewässerung mit 11,42 Ltr./m² auf 2,5 ha zu gewährleisten, müssen 2,5 ha in 8 Ventileinheiten unterteilt werden. Der dauerhafte Zufluss des Bohrloches bewässert dann 3.125 m² einer Ventileinheit mit 11,42 Ltr. pro m² und Stunde. Die Bewässerung wechselt stündlich ventilgesteuert von einer Ventileinheit zur nächsten. Der Eingangsdruck zu jeder Ventileinheit muss für die genannte Bewässerungsmenge pro m² von 0,6 bar betragen und darf nur minimal über- oder unterschritten werden. Unterschreitungen führen zur Verstopfung der Tropfer. Der Druck der Bohrlochpumpe von 7,2 bar nimmt durch den Widerstand der Kopplungstücke des Zuführungsschlauches, des Filters vor Eingang in die Ventileinheit, und in Abhängigkeit der Länge des Zuführungsschlauches bis zu den Ventileinheiten ab und muss deshalb mit Hilfe eines Druckreglers, auch hinsichtlich untererdiger Verlegung der T-Tape Schläuche, auf 0,6 bar eingestellt werden. Eine T-Tape Version für 2,84 Ltr./m² im Wechsel von 4 Stunden für nur 2 Ventileinheiten á 1,25 ha ist anbautechnisch vorteilhafter und spart die Investition von 4 Druckreglern.

Ist die Verlegung T-Tape Schläuche nach genannten Parametern erfolgt, ist die Beregnungsmenge relativ fix über die Zeit der Kulturdauer (Zeit vom Pflanzen/Einsaat bis zur Ernte). Sie ist minimal veränderbar durch Pumpendruck. Die Zug- und Biegebelastung der empfohlenen Tropfschläuche T-Tape 515 machen das Bergen der T-Tape Schläuche mit hydraulischen Aufrollgeräten möglich.

Maschinenberegnung
Die Beregnungsliter z.B. für 11,42 Ltr./h/m² werden in Abhängigkeit der Düsen des Beregnungswagens   über ein Programmgerät an der Beregnungsmaschine gesteuert. Ebenso der Vorlauf des Beregnungswagen mit z. B. 50 m Beregnungsbreite: er beträgt (3.153/50) 63 m/h mit der sich der Beregnungswagen mittels Pumpendruck auf die Beregnungsmaschine zubewegt, um 11,42 Ltr./h/m² auszubringen. Auch hier limitiert der dauerhafte Bohrlochwasserzufluss von 35.700 Ltr./h die Beregnungsmenge von 11,42 Ltr./ h/ m². Jedoch können größer Beregnungsmengen auf partiell kleineren Flächen nach Wasserbedarf der Pflanzen ausgebracht werden. Während die Maschinenberegnung generell variabel jederzeit jede Wassermenge zwischen 5 bis 60Ltr. pro m² beregnen kann, ist nach Verlegen der Schläuche die Bewässerungsmenge der Tropfschlauchberegnung pro m² relativ fix.

Bei sehr kurzen Ackerschlägen muss die Beregnungsmaschine und der Beregnungswagen mehrmals neu positioniert werden gegenüber langen Ackerschlägen, das nimmt sehr viel Zeit in Anspruch. Die Zeitinanspruchnahme steigt auf Feldlängen unter 300 m gegenüber der Tropfschlauchberegnung deutlich, die Flächenleistung sinkt, bei gleicher Beregnungsmenge pro m² und Zeiteinheit. Feldlängen der Macharia (Karimbah) sind kürzer als 300 m.

Resümee
Die Beregnungsleistung ist für eine vom Bohrloch vorgegebene dauerhafte Wasserzuflussmenge pro Zeiteinheit für beide Systeme nahezu gleich groß. Da ein Druckausgleich zwischen der Ansaugkraft des Dieselaggregates und der Pumpendruck des Bohrloches nicht hergestellt werden kann, muss das Dieselpumpaggregat das Wasser aus dem Wasserreservoir eines Tanks nehmen. Um wirksam flächenvariabel zu beregnen sind für das Verlegen der Zuführungsschläuche vom Tank zum Dieselaggregat hydraulische Schlauchhaspeln erforderlich. Insofern ist der Beregnungsbedarf der Gemüsepflanzen mit zwei Maschinenberegnungseinheiten auf 7,5 ha zu erfüllen.   Die Zuführungsschläuche brauchen zu den Feldern der farm group David in kürzester Entfernung 800 m, die der farm group Macharia 600 m.

Die Investitionen für zwei Maschineneinheiten betragen ca. EUR 178.800, die der Tropfschlauchberegnung dagegen ca. EUR 73.300 für 7,5 ha – siehe Investitionsvergleich Maschinenberegnung und Tropfschlauchberegnung. Für den Start überfordern sowohl die eine wie die andere Investition die finanziellen Möglichkeiten der GGA Ltd.

Die geringere Investitionsbelastung und die Möglichkeit einer erheblichen Senkung der Evaporation sowie die wurzelnahe Bewässerung der Tropfschlauchberegnung, soll den Ausschlag für dieses Bewässerungssystem geben schon hinsichtlich der Grundwassertiefe im äquatorialen Afrika.

Die Produktionsgemeinschaft beginnt mit Beflutung der 7,5 ha auf Grund der Hanglage der Anbauflächen. Die Beflutung erfolgt zunächst mit Wasserzuleitung in Erdwall-Staubecken, die zur gleichmäßigen Bewässerung (< 1cm/h) nach Bedarf stufenweise erfolgen sollte.

Tropfschlauchinstallation auf 7,5ha sind vorgesehen, sobald aus Erträgen und/oder Fördermitteln die Investitionen dafür finanziert werden können. Tropfschlauchbergungsgeräte stehen noch in der Entwicklung. Ein obererdiges Auslegen und Aufnehmen der Tropfschläuche kann bei moderaten Arbeitslöhnen vorerst manuell erfolgen. Verlege- und Bergungsgeräte für Tropfschläuche sind Innovationsfelder der Landmaschinenindustrie.

Bewässerung orientiert am Wasserbedarf der Kulturpflanzen?

Wie kann die Tropfschlauchberegnung Bedarfsmenge unter und über 11,32 Ltr. pro qm anpassen?

Die angestellten Wassermengenberechnungen pro qm und die Flächenleistung sind unabhängig vom klimabedingten, durchschnittlichen Wasserbedarf der Gemüsekulturen. Die Firma YARA WATER SOLUTION stellt Geräte für Bedarfsmessungen am Pflanzenblatt für Dauerkulturen her. So kann man davon ausgehen, dass Messungen auch für kurze Kulturdauern möglich sind oder werden.
Die Anpassung des fixen Wasserbedarfes unter 11,32 Ltr. pro m² sind leicht über unterstündliche Beregnungszeiten steuerbar. Schwieriger wird es für über 11,32 Ltr./m² hinausgehende Wassergaben auf reduzierter Ventilbewässerungsfläche. Mit steigendem Druck kann die Ausflussmenge der Tropfer nur leicht erhöht werden. Acht Sonnenstunden stellt Solarstrom Pumpenantrieb für 8 Stunden am Tag zur Verfügung. Die doppelte Wassermenge pro m² ist insofern nur an zwei Bewässerungstagen erreichbar. Nachtbewässerung, die die Evaporation senkt, wäre nur mit teuren Batterieinvestitionen möglich, solange kein Stromnetz zur Verfügung steht. Werden Trockenperioden immer länger bei steigendem Wasserbedarf, kann eine Anpassung nur über reduzierte Anbauflächen unter 2,5 bzw. 7,5 ha erreicht werden, aber auch durch Pipelines zugeführten Wasserabfluss des nahen Mt. Kenya, das stellt eine beachtenswerte Möglichkeit dar.