Sensoren für die Beregnung: Welche Alternativen gibt es zu kapazitiven oder tensiometrischen Sonden?

Die Bewässerung in der Landwirtschaft ist ein schwieriges Thema. Der Klimawandel und die steigenden Temperaturen führen dazu, dass der Wasserbedarf der Pflanzen immer größer wird. Der Druck auf die Wasserressourcen führt jedoch auch dazu, dass die Nutzung stärker reglementiert wird. Daher ist es wichtig, das Bewässerungsmanagement zu optimieren, indem man den Wasserbedarf des Bodens genau verfolgt.

Dies ermöglicht eine gute Pflanzenentwicklung bei gleichzeitiger Begrenzung des Wasserverbrauchs und der Kosten.

Bodensonden oder bodenunabhängige Sensoren: Jede Technik ermöglicht es, die Wasserverfügbarkeit Ihres Bodens auf unterschiedliche Weise zu bewerten. Sie haben also die Wahl, welche Messlösung für Ihren Zweck am besten geeignet ist.

Unter- oder oberirdischer Sensor: Wählen Sie die beste Option

Ob Bodensonden oder andere Sensoren, mit diesen Messinstrumenten können Sie die Wasserverfügbarkeit Ihres Bodens beurteilen. 2 Arten von Instrumenten werden hauptsächlich im Rahmen des Beregnungsmanagements in der Landwirtschaft eingesetzt:

• Bodensonden (kapazitive und tensiometrische Sonden) sind die am häufigsten verwendeten Instrumente. Sie ermöglichen eine direkte Überwachung von Temperatur und Feuchtigkeit im Boden. Jede dieser Sonden verwendet eine eigene Messmethode, die im Folgenden erläutert wird.
  
• Eine Lösung aus Wetterstationen besteht aus mehreren Sensoren, darunter das Pyranometer. Mit diesen Sensoren kann die Sonneneinstrahlung gemessen werden, die für die Berechnung des ETP und der Wasserbilanz erforderlich ist.

Egal, ob Sie den Wasserbedarf Ihres Bodens je nach Kultur bestimmen, die automatische Beregnung zum richtigen Zeitpunkt auslösen, ein Wasserdefizit vermeiden, Ihre Kulturen bis an die Grenze des Wasserstresses bringen (im Weinbau) oder die letzte Wasserrunde der Ernte einleiten wollen, diese Instrumente werden Ihnen eine große Hilfe sein.

Die kapazitiven Sonden

Messverfahren

Kapazitive Sonden sind Geräte, die die Bodenfeuchtigkeit anhand der Reaktion des Bodens auf die Aussendung eines elektrischen Feldes messen. Mit ihr lässt sich also die Menge des durch Regenfälle zugeführten Wassers, das tatsächlich bis zu den Wurzeln vordringt, aber auch die tatsächliche Evapotranspiration messen.

Funktionsweise

Es gibt 2 Arten von kapazitiven Sonden :

• Feste Sonden, die kontinuierlich die Bodenfeuchtigkeit an einem bestimmten Ort
• Feld messen, und mobile Sonden, die man an verschiedene Stellen auf einem oder mehreren Feldern verlegt, wo bereits Rohre implantiert sind.

Kapazitive Sonden haben Sensoren (Elektroden), die untereinander angeordnet sind, in der Regel in Abständen von 10 cm. Für jeden 10-cm-Horizont des Bodens wandelt ein Algorithmus die elektronische Messung in einen Prozentsatz der Feuchtigkeit um, der von der Zusammensetzung des Bodens abhängt. Die Parametrisierung dieser Sonden ist also sehr fein, um die Bodenfeuchtigkeit in den verschiedenen Tiefen der Sonde genau berechnen zu können.

Ablesen der Ergebnisse

Das Gerät ist mit einem Fernübertragungssystem verbunden, das eine Grafik ausgibt. Dort kann man die Entwicklung der Bodenfeuchtigkeit zwischen der Feldkapazität (Boden, der vollständig mit Wasser gesättigt ist) und dem unteren Ende der leicht nutzbaren Bodenreserve (RFU) sehen, anhand derer man erkennen kann, wenn die Pflanze unter Wasserstress steht.

Installationsbedingungen

Für die Installation ist ein Erdbohrer erforderlich. Es muss darauf geachtet werden, dass sich keine Lufteinschlüsse im Boden bilden, um die Zuverlässigkeit der Messungen zu gewährleisten. Außerdem müssen Informationen über die Zusammensetzung des Bodens vorliegen.

Eine anfängliche Bewertung der spezifischen Standortbedingungen ist unerlässlich, um die Zusammensetzung Ihres Bodens an dem Ort zu kennen, an dem Sie die Sonde einbauen wollen. Wenn Ihr Boden sehr heterogen ist, empfiehlt es sich, mehrere Sonden auf Ihrer Parzelle zu installieren oder die Sonde an einer für diese Heterogenität repräsentativen Stelle anzubringen. Die Tiefe der Sonde hängt von der Art der Kultur und ihrer Durchwurzelung ab.

⚠️ Wenn die Sonden in der Fahrspur des Traktors installiert werden, müssen sie bei jeder Überfahrt der landwirtschaftlichen Maschine entfernt werden, bevor sie wieder installiert werden. Während dieser Phasen kommt es zu einem Verlust von Daten.

Tensiometer

Messverfahren

Mit Tensiometern lässt sich die Kraft quantifizieren, die die Wurzeln Ihrer Pflanzen ausüben müssen, um dem Boden Wasser zu entziehen (Messung in Centibar). Diese Geräte messen das Matrix-Wasserpotenzial (kPa).

Funktionsweise

Das Wasser fließt durch eine poröse Kerze und stellt einen elektrischen Kontakt her. Der Sensor am Ende der Sonde reagiert auf die unterschiedlichen Spannungen des Wassers im Boden. Diese elektrischen Schwankungen werden dann an ein Lesegerät weitergeleitet, das diesen elektrischen Zustrom in Spannung umwandelt.

Ablesen der Ergebnisse

Je höher der Tensiometerwert ist, desto mehr Kraft müssen die Wurzeln aufwenden, um Wasser zu entnehmen, und desto höher ist das Risiko von Wasserstress.

Daher gibt es zahlreiche Raster, um die von offiziellen Stellen veröffentlichten Werte zu ermitteln, ab denen eine Beregnung ratsam ist. Der Umgang mit dieser Art von Sonden und ihre Interpretation sind recht komplex und erfordern oft eine Schulung.

Installationsbedingungen

Die Installation ist ähnlich wie bei der kapazitiven Sonde. Sie sollten auf Ihrem Feld an verschiedenen Stellen Sonden positionieren um den unterschiedlichen Bodengegebenheiten Rechnung zu tragen. Es ist empfehlenswert, sich bei der Installation und Überwachung dieser Sonden begleiten zu lassen, um eine hohe Messgenauigkeit zu gewährleisten.

⚠️ Wie bei der kapazitiven Sonde ist zu beachten, dass diese Sonden bei jeder Vorbeifahrt der landwirtschaftlichen Maschinen entfernt werden müssen, bevor sie wieder eingebaut werden. Während dieser Phasen kommt es zu einem Datenverlust.

Das Pyranometer - entscheidend für das Beregnungsmanagement

In den letzten Jahren sind neue, innovative Messgeräte entstanden, die Sie bei dem Beregnungsmanagement unterstützen: Pyranometer (oder Strahlungs-Sensoren).

Messverfahren

Es handelt sich um ein Gerät, das die Sonnenstrahlung (oder Bestrahlungsstärke), die es empfängt, in ein elektrisches Signal umwandelt. Diese Sonneneinstrahlung ist die Grundlage für die Berechnung des ETP und des Wasserhaushalts: 2 unverzichtbare Instrumente für eine optimale Beregnung Ihrer Kulturen. Diese Messung muss daher absolut genau sein, damit die Berechnung zuverlässig ist.

Funktionsweise

Das Gerät misst ultrapräzise die Sonneneinstrahlung. Es fehlen also die Messungen von Wind, Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um die tatsächliche Evapotranspiration zu erhalten und die Wasserbilanz zu erstellen.

Ablesen der Ergebnisse

Verfolgen Sie von der mit dem Tool verbundenen App aus, wie viel Wasser (in Millimetern) durch Evapotranspiration verloren geht und wie viel Wasser (ebenfalls in Millimetern) durch Regen und Beregnung zufließt. Wenn Sie die Variablen Ihrer Bodenart und Ihrer Kultur hinzufügen, erhalten Sie eine vereinfachte Visualisierung des ETP und des Wasserhaushalts.

Installationsbedingungen

Diese Lösung erfordert nur eine einzige Installation im Herzen Ihrer Parzellen. Um die Sonneneinstrahlung richtig zu messen, muss darauf geachtet werden, dass keine Schatten stören. Daher ist es notwendig, die Anlage nach Süden auszurichten.

Abschließend

Bodensonden oder Wettersensoren: Beide Lösungen werden Wasserbilanzen erstellen, die es Ihnen dann ermöglichen, Ihre Wasserzufuhr auf überlegte Weise anzupassen. Die Wasserbilanz ist eine einfache Methode, um den verfügbaren Wasservorrat im Boden in Echtzeit zu verfolgen. Sie ergibt sich aus den granulometrischen Daten Ihres Bodens und dem Bedarf der Kulturen während der gesamten Saison. So treffen Sie die besten Entscheidungen, um zum richtigen Zeitpunkt zu beregnen.