Unterflurbewässerung

Unterflurbewässerung – kurz erklärt

Unterflurbewässerung – auch subterrane Bewässerung oder Subsurface Irrigation genannt – ist ein Bewässerungsverfahren, bei dem das Wasser unter der Bodenoberfläche direkt in den Wurzelbereich der Pflanzen geleitet wird. Sie steht im Gegensatz zur herkömmlichen Oberflächenbewässerung oder oberirdischen Tröpfchenbewässerung.

Unterflurbewässerung gibt es in mehreren technischen Varianten. Meist werden dafür unterirdische Bewässerungsrohre oder -schläuche mit kleinen Öffnungen oder Tropfern in einer Tiefe von circa 5 bis 50 Zentimetern verlegt. In Abhängigkeit von der Bodenstruktur tritt das Wasser dort langsam und gleichmäßig aus und wird von den Pflanzenwurzeln aufgenommen. Der Boden zwischen Oberfläche und Wurzeln wirkt wie ein Docht und verteilt die Feuchtigkeit gleichmäßig (Kapillareffekt).

Varianten der Unterflurbewässerung

Für die Unterflurbewässerung stehen verschiedene Systeme zur Verfügung, die sich vor allem in Aufbau, Wasserverteilung und Anwendungsbereich unterscheiden.

1) Rohrsysteme mit integrierten Tropfern (Subsurface Drip Irrigation, SDI)

Ob in der Landwirtschaft, Gartenbau oder Rasenflächen – Rohre mit integrierten Tropfern sind das am häufigsten verwendete System und auch als unterirdische Tropfbewässerung (SDI – Subsurface Drip Irrigation) bekannt. Dabei werden flexible Kunststoffrohre (PE-Rohre) mit integrierten Tropfern 5 bis 50 cm tief im Boden verlegt. In regelmäßigen Abständen angebrachte Tropfer geben Wasser mit konstantem Druck und langsamer Rate (1–2,3 Liter/Stunde) direkt in den Wurzelbereich ab. Das System ist sehr präzise in der Wasserabgabe und auch mit Düngung kombinierbar (Fertigation). Zu den Nachteilen zählen die aufwändige Installation und die Gefahr von Verstopfung beziehungsweise Versandung.

2) Poröse Schläuche/Sickerrohre (unterirdisch)

Bei dieser Variante tritt Wasser über die Wände von Schläuchen (Perlschläuche) oder Rohren aus porösem Material gleichmäßig aus. Da die Schläuche meist weniger tief verlegt werden (meist zehn bis 20 Zentimeter), ist der Einbau und die Kontrolle erleichtert. Allerdings weist das System eine geringere Lebensdauer auf und ist anfälliger für Verstopfungen und Wurzeleinwuchs. Daher kommt es in Deutschland vornehmlich auf kleinen Flächen und im privaten Bereich zur Anwendung (zum Beispiel Sportplätze, Hausgärten, Rasenflächen, Zierpflanzungen). Einsätze in der Landwirtschaft sind selten.

3) Kapillar- oder Dochtsysteme (passive Unterflurbewässerung)

Kapillar- oder Dochtsysteme kommen vor allem bei Substratkulturen oder zur Gewächshausbewässerung zum Einsatz. Sie nutzen den Kapillareffekt von speziellen Materialien (zum Beispiel Gewebeschläuche oder Dochte), um Wasser aus einem tiefer liegenden Reservoir langsam nach oben in den Boden oder in das Substrat zu ziehen. Das System funktioniert ohne Druck – das Wasser steigt kapillar zu den Wurzeln auf. Es ist energiesparend (kein Pumpendruck) und wartungsarm, weist jedoch eine eher geringe Reichweite auf und ist nur für kleine Flächen geeignet (zum Beispiel Pflanzkästen und Pflanztröge, urbane Gärten). Für Freilandanwendungen oder große landwirtschaftliche Flächen nicht geeignet.

4) Unterflur-Staudrainage (Grundwasseranhebung)

Die Staudrainage zählt technisch gesehen zur Grundwasserbewirtschaftung, kann aber zur Unterflurbewässerung genutzt werden, wenn der Wasserstand gezielt geregelt wird. Hierbei wird Wasser über geschlossene Rohrleitungen in Drainagerohre eingeleitet. Diese Rohre liegen tiefer (60 bis 120 Zentimeter) und halten durch Staupegelregelung den Grundwasserspiegel konstant im Wurzelbereich. Das System ist für großflächige, ebene Felder geeignet und findet dementsprechend vor allem in der Landwirtschaft statt – in Deutschland bisher jedoch sehr selten. Da Staudrainage auch mit Entwässerung kombiniert werden kann, kann sie auch in Feuchtgebieten und Moorstandorten angewendet werden. Nachteilig sind die hohen Baukosten, der hohe Planungsaufwand sowie die Pflege der Staupegelregelung.

5) Ebbe-Flut-Bewässerung

Bei der Ebbe-Flut-Bewässerung – einer Sonderform der Unterflurbewässerung – stehen die Pflanzen in einer Wanne, in Tischen oder auf anderen abgedichteten Flächen, die periodisch mit Wasser geflutet werden („Flut“). Nach einer definierten Zeit wird das Wasser wieder abgelassen („Ebbe“). Die Pflanzen nehmen Wasser über Kapillarität von unten auf. Das Verfahren kommt vor allem in der Gewächshaus- und Topfpflanzenproduktion, in Baumschulen und bei Zierpflanzen in Hydrokultur zum Einsatz.

Einsatzgebiete der Unterflurbewässerung

In Deutschland wird die Unterflurbewässerung zunehmend eingesetzt, vor allem in Regionen mit Wasserknappheit, leichten Böden oder hohem Bewässerungsbedarf. Sie kommt sowohl im landwirtschaftlichen als auch im kommunalen und privaten Bereich vor. Rentabel ist sie vor allem auf langfristig genutzten Flächen wie …

• Gemüse und Obstanbau (insbesondere Beerenobstanbau)
• Weinbau und Hopfen
• Sportplätze, Golfanlagen und Rasenflächen
• Bäume, Böschungen, Dachbegrünungen
• Hausanlagen und private Gärten (vor allem bei dauerhaften Pflanzungen)

Weniger beziehungsweise nicht geeignet ist Unterflurbewässerung für …

• kurzfristige oder saisonale Pflanzungen (zum Beispiel einjährige Blumenbeete, Ackerbau mit wechselnder Fruchtfolge): Hoher Installationsaufwand lohnt sich nicht.
• Kulturen mit flachen Wurzeln: Tropfer liegen oft zu tief
• sehr steinige oder unregelmäßige Böden: Rohre können beschädigt werden, ungleichmäßige Wasserverteilung
• sehr sandige Böden ohne Kapillarität: Wasser versickert zu schnell – geringe Effizienz
• kurzfristige Pachtflächen: Investition amortisiert sich erst langfristig.

Planung & Installation von Unterflurbewässerungs-Systemen

Die Einrichtung einer Unterflurbewässerung erfordert eine präzise Planung und die koordinierte Zusammenarbeit verschiedener Fachbereiche. Je nach Einsatzgebiet, Anwendung und Größe des Projekts zählen dazu Bewässerungsspezialisten, Garten- und Landschaftsbauer, Bodentechniker oder auch Agronomen. Zwar ist die Verlegung der unterirdischen Tropfrohre technisch überschaubar, doch die Dimensionierung der Leitungen, die Druckberechnung und die Bestimmung der Rohrabstände erfordern eine fundierte Konzeption.

Vor der Installation ist eine detaillierte Bodenanalyse nötig, um unter anderem Wasserverteilung, pH-Wert, Nährstoffstatus und Verdichtungsgrad zu prüfen. Die Tiefe und die Abstände, in der die Tropfer platziert werden, variieren je nach Kultur (aufgrund der unterschiedlichen Wurzeltiefen) und Bodenart (zum Beispiel Sand, Lehm, Ton). Auf Basis des Wasserbedarfs werden Fördermenge, Druck und Filterleistung berechnet.

Vor Baubeginn müssen die Flächen geebnet sowie Steine und Wurzeln entfernt werden. Erst dann können die Hauptleitungen installiert werden und die unterirdischen Tropfrohre (teilweise auch als Netz) in der für die Kultur benötigten Tiefe verlegt werden. Große Flächen können mit Verlegemaschinen bearbeitet werden, kleinere Flächen und Gärten per Hand. Die Tropfrohre werden an die Hauptleitung angeschlossen.

Weitere wichtige Schritte sind die Installation von Filtern und Ventilen sowie der Druckregler zur Sicherstellung eines konstanten Drucks. In einem Testlauf wird das System auf Dichtheit geprüft und gegebenenfalls nochmals angepasst. Anfangs sollte der Boden ausreichend befeuchtet sein, damit der kapillare Aufstieg funktioniert.

Unterflurbewässerung kann gut mit Automatisierung kombiniert werden: Zeitschaltuhren, Feuchtesensoren oder Smart-Steuerungen ermöglichen eine effiziente, automatisierte Bewässerung, insbesondere bei Sportanlagen, Stadtgrün oder Obstbau.

Wartung & Kontrolle von Unterflurbewässerung

Die langfristige Funktionsfähigkeit einer Unterflurbewässerung hängt von regelmäßiger Wartung und Kontrolle ab.

• Dazu gehört die Überprüfung und Reinigung der Filter, um Tropferverstopfungen zu vermeiden, sowie die Kontrolle der Tropferleistung auf gleichmäßige Wasserabgabe.
• Rohrleitungen sollten auf Undichtigkeiten und Beschädigungen untersucht werden, insbesondere nach Frost oder mechanischer Belastung.
• Sensoren, Ventile und Druckregler müssen regelmäßig kalibriert und auf korrekte Funktion geprüft werden.
• Vor Winterbeginn sollte das System vollständig entleert und die Spülventile geöffnet werden. Steuergeräte und Filter frostfrei lagern.

Eine systematische Kontrolle stellt sicher, dass die Pflanzen gleichmäßig mit Wasser und Nährstoffen versorgt werden und das System effizient arbeitet.

Unterflurbewässerung oder Oberflächenbewässerung?

Die Entscheidung für oder gegen Unterflurbewässerung oder Oberflächenbewässerung hängt stark von Pflanzenart, Standort, Boden, Bewässerungsziel und Wirtschaftlichkeit ab. Wir erklären Ihnen, wann welche Bewässerungsanlage tauglich ist. Grundsätzlich gilt:

• Unterflurbewässerung ist vor allem sinnvoll, wenn eine langfristige Nutzung geplant sowie die regelmäßige Wartung gewährleistet ist und sich das Wasser aufgrund der Bodenstruktur gut verteilt. Sie weist eine hohe Effizienz auf und ist perfekt als langfristige Lösung für Dauerkulturen und Grünanlagen geeignet.
• Oberflächenbewässerung ist vor allem sinnvoll, wenn Wind- und Verdunstungsverluste tolerierbar sind, die Pilzanfälligkeit der Pflanzen gering ist und die Wasserverfügbarkeit unkritisch. Sie punktet vor allem als flexible, kostengünstige Lösung für kurzlebige oder großflächige Kulturen