Datengesteuerte Bewässerung: ein Paradigmenwechsel
Die herkömmliche Bewässerung basiert auf festen Zeitplänen, die zu Beginn der Saison festgelegt werden. Bei diesem Ansatz wird sowohl bei Regen als auch bei einer Hitzewelle bewässert, wodurch 20 bis 40 % Wasser verschwendet werden und die Pflanzen durch Über- oder Unterbewässerung gestresst werden können. Die Fernüberwachung der Bewässerung kehrt diese Logik um, indem sie die Bewässerung entsprechend dem tatsächlichen Bedarf der Kultur steuert, der in Echtzeit gemessen und berechnet wird.
Dieser Ansatz, der lange Zeit großen Betrieben mit Agraringenieuren vorbehalten war, steht heute dank IoT-Sensoren und agrarwissenschaftlichen Cloud-Plattformen Betrieben jeder Größe zur Verfügung.
Sensoren und Geräte einer Komplettlösung
Bodenmessung
- Tensiometer: misst die Saugspannung des Bodens (Centibar). Einfach, robust, erfordert jedoch Wartung (jährliche Entlüftung).
- Kapazitiver Sensor: misst den Volumenwassergehalt (m³/m³). Wartungsfrei, jedoch empfindlich gegenüber Salzgehalt.
- Mehrschichtiges Bodenprofil: Kombinierte Sonde zur Messung der Feuchtigkeit in 20, 40 und 60 cm Tiefe, um die Befeuchtungsfront zu verfolgen.
Wettermessung
- Regenmesser mit Kippschalen: Genauigkeit ±0,2 mm pro Schale, automatische Aufzeichnung.
- Wetterstation: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind, Sonneneinstrahlung zur Berechnung des ETo.
Steuerung und Verteilung
- Ferngesteuerte Magnetventile: Öffnen/Schließen nach Sektoren von der Plattform aus.
- Elektromagnetischer Durchflussmesser: Messung der tatsächlich zugeführten Menge pro Sektor.
- 4G-Gateway: Erfassung der Sensordaten und Steuerung der Ventile über die Cloud.
Wichtigste Funktionen der vernetzten Bewässerungsplattform
Die Plattform zur Überwachung der Bewässerung bietet:
- Parzellenkarte mit Echtzeit-Feuchtigkeitsstatus nach Bereichen.
- Automatische Berechnung der ETc (Evapotranspiration der Kultur) anhand des Kulturkoeffizienten Kc.
- Automatisches Bewässerungsprogramm, das täglich anhand von ETc, tatsächlichen Niederschlagsmengen und Wettervorhersagen angepasst wird.
- Warnmeldungen bei Wasserstress: Erkennung von Bereichen, in denen die Feuchtigkeit vor der nächsten geplanten Bewässerung unter den kritischen Schwellenwert fällt.
- Verbrauchsberichte pro Parzelle, pro Saison, Vergleich mit der Vorjahresperiode.
- Manueller Modus für spezifische Maßnahmen (Pflügen, Frost, Behandlung).
Kapitalrendite
| Parameter | Ohne Überwachung | Mit Überwachung |
|---|---|---|
| Wasserverbrauch | 100 % | 65 – 75 % |
| Pumpenergie | 100 % | 65 – 75 % |
| Arbeitsaufwand für die Bewässerung | 3 – 5 Std./Woche | < 30 Min./Woche |
| Ernteertrag | Basis | +5 bis +15 % |
| Typische Amortisationszeit | — | 18 – 36 Monate |
Anwendungsfall: Gemüseanbau im Gewächshaus
Im intensiven Gewächshausanbau sind die Bodenfeuchte und die Wasserbilanz entscheidende Faktoren für Qualität und Ertrag. Die Fernüberwachung ermöglicht es:
- Die Tropfbewässerung je nach Sonneneinstrahlung halbstundengenau steuern.
- Ein Leck im Tropfbewässerungsnetz (ungewöhnlich hoher Durchfluss) sofort erkennen.
- Das Programm bei einem Pumpenausfall anpassen (Umschaltung in den Notbetrieb über das Smartphone).
- Bewässerungsprotokolle für die GlobalG.A.P.- oder Bio-Zertifizierung erstellen.