Angesichts der globalen Wasserknappheit und der ineffizienten Wassernutzung in der Landwirtschaft sind traditionelle, erfahrungsbasierte oder auf festen Abläufen beruhende Bewässerungsmodelle nicht mehr tragfähig. Präzisionsbewässerung basiert auf bedarfsgerechter Wasserversorgung, wobei die präzise Erfassung und effiziente Übermittlung des Bedarfs die entscheidende Herausforderung darstellen. HONDE hat hochpräzise Bodenfeuchtesensoren mit energieeffizienter LoRaWAN-Technologie zur Datenerfassung und -übertragung integriert und damit eine neue Generation intelligenter IoT-Bewässerungslösungen entwickelt. Dieses System, das sich durch beispiellose Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit und Abdeckung auszeichnet, transformiert Bewässerungsentscheidungen von Schätzungen hin zu datengestützten Entscheidungen auf Basis der tatsächlichen Wasserverhältnisse auf den Feldern und schafft so eine solide technische Grundlage für die digitale Transformation der Bewässerungslandwirtschaft.
I. Systemzusammensetzung: Eine nahtlose Verbindung von „Bodenlebenszyklus“ zu „Cloud-Entscheidungsfindung“
Wahrnehmungsschicht: Der „Wasserspäher“ tief im Wurzelsystem
Der HONDE-Bodenfeuchtesensor mit mehreren Messtiefen (z. B. 20 cm, 40 cm, 60 cm) misst präzise den volumetrischen Wassergehalt, die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit (EC) des Bodens. Die Messdaten geben direkt Aufschluss über das verfügbare Wasservolumen der Pflanzen und die Konzentration der Bodenlösung und bilden somit die Grundlage für eine gezielte Bewässerung.
Strategische Punktanordnung: Basierend auf den Variationen in Bodenbeschaffenheit, Geländebeschaffenheit und Anbauplänen des Feldes wird eine rasterbasierte oder repräsentative Punktanordnung durchgeführt, um die räumliche Verteilung des Wassers auf dem gesamten Feld realitätsnah abzubilden.
Transportschicht: Eine riesige „unsichtbare Datenautobahn“
Der HONDE LoRa-Datensammler ist mit Bodensensoren verbunden und übernimmt die Datenerfassung, -verarbeitung und drahtlose Übertragung. Dank seines extrem niedrigen Stromverbrauchs und kleiner Solarmodule ist ein wartungsfreier Feldeinsatz von 3 bis 5 Jahren möglich.
LoRaWAN-Gateway: Als regionale Drehscheibe empfängt es Daten von allen Datensammlern im Umkreis von 3 bis 15 Kilometern und lädt sie per 4G/Ethernet in die Cloud hoch. Ein einzelnes Gateway kann problemlos Tausende oder sogar Zehntausende Hektar Ackerland abdecken, und die Kosten für den Netzwerkausbau sind extrem niedrig.
Entscheidungs- und Ausführungsebene: Ein intelligenter, geschlossener Regelkreis von den Daten zur Handlung
Cloudbasierte Bewässerungsentscheidungs-Engine: Die Plattform berechnet automatisch den Bewässerungsbedarf auf Basis von Echtzeit-Bodenfeuchtedaten, Pflanzenarten und Wachstumsstadien sowie meteorologischen Verdunstungsanforderungen (die integriert werden können) und generiert Bewässerungsvorschriften.
Vielfältige Steuerungsschnittstellen: Über API- oder Internet-of-Things-Protokolle kann es verschiedene Bewässerungsgeräte wie zentrale Pivot-Bewässerungsanlagen, Tropfbewässerungs-Magnetventile und Pumpstationen flexibel steuern und eine präzise Ausführung in Bezug auf Zeitpunkt, Menge und Zonen erreichen.
II. Technische Vorteile: Warum LoRaWAN + Bodenfeuchtesensor?
Extrem große Reichweite und leistungsstarke Abdeckung: Die LoRa-Technologie bietet erhebliche Kommunikationsvorteile in offenen landwirtschaftlichen Gebieten. Dank der großen Übertragungsdistanz pro Hop löst sie das Problem der Signalabdeckung in großen landwirtschaftlichen Flächen perfekt, ohne dass teure Relaisgeräte benötigt werden.
Extrem niedriger Energieverbrauch und minimale Betriebs- und Wartungskosten: Die Sensorknoten befinden sich die meiste Zeit im „Schlafzustand“ und wachen nur wenige Male am Tag auf, um Daten zu senden. Dadurch kann das Solarenergieversorgungssystem auch bei anhaltendem Regen stabil arbeiten, was einen nahezu energieautarken Betrieb und eine Installation ohne Verkabelung ermöglicht und die Gesamtbetriebskosten erheblich reduziert.
Hohe Dichte und große Kapazität: Das LoRaWAN-Netzwerk unterstützt einen massiven Endgerätezugriff, wodurch Sensoren in angemessener Dichte im Feld eingesetzt werden können. Dadurch lässt sich die räumliche Variation der Bodenfeuchtigkeit genau charakterisieren und die Grundlage für eine variable Bewässerung schaffen.
Hervorragende Zuverlässigkeit: Da es im lizenzfreien Sub-GHz-Frequenzband arbeitet, verfügt es über eine hohe Störfestigkeit und gute Signaldurchdringung und kann auch mit komplexen Umgebungsbedingungen wie Kronenveränderungen und Regenfällen während der Vegetationsperiode stabil zurechtkommen.
III. Kernanwendungsszenarien und Strategien für die Präzisionsbewässerung
Schwellenwertgesteuerte automatische Bewässerung
Strategie: Für verschiedene Kulturpflanzen und Wachstumsstadien werden obere und untere Grenzwerte für den Bodenfeuchtegehalt festgelegt. Sobald der Sensor einen Feuchtigkeitsgehalt unterhalb des unteren Grenzwerts erkennt, öffnet das System automatisch das Bewässerungsventil im entsprechenden Bereich. Es schließt sich automatisch, sobald der obere Grenzwert erreicht ist.
Nutzen: Sicherstellen, dass der Feuchtigkeitsgehalt in der Wurzelzone der Pflanzen stets im idealen Bereich gehalten wird, Trockenheit und Überschwemmungsstress vermeiden und eine „bedarfsgerechte Wasserzufuhr“ erreichen, wodurch durchschnittlich 25-40 % Wasser eingespart werden können.
2. Variable Bewässerung basierend auf räumlicher Variation
Strategie: Durch die Analyse der Daten der gitterförmig angeordneten Sensoren wird eine Karte der räumlichen Bodenfeuchteverteilung im Feld erstellt. Darauf basierend steuert das System Bewässerungsanlagen mit variablen Funktionen (z. B. VRI-Zentralkreisberegnungsanlagen) so, dass in trockenen Gebieten mehr und in feuchten Gebieten weniger oder gar nicht bewässert wird.
Nutzen: Die Gleichmäßigkeit der Wasserverteilung auf dem gesamten Feld wird deutlich verbessert, Ertragseinbußen aufgrund ungleichmäßiger Bodenbeschaffenheit werden beseitigt, eine ausgewogene Produktionssteigerung bei gleichzeitiger Wassereinsparung wird erreicht und die Wassereffizienz um mehr als 30 % gesteigert.
3. Integriertes intelligentes Management von Wasser und Dünger
Strategie: Die Daten von Boden-EC-Sensoren werden kombiniert, um die Veränderungen des Salzgehalts im Boden nach der Bewässerung zu überwachen. Während der Bewässerung werden, basierend auf dem Nährstoffbedarf der Pflanzen und dem EC-Wert des Bodens, die Menge und der Zeitpunkt der Düngemittelgabe präzise gesteuert, um eine optimale Wasser- und Düngemittelverteilung zu erreichen.
Nutzen: Verhindert Salzschäden und Nährstoffauswaschung durch übermäßige Düngung, erhöht die Düngemittelverwertung um 20-30% und schützt die Bodengesundheit.
4. Leistungsbewertung und Optimierung von Bewässerungssystemen
Strategie: Durch die kontinuierliche Überwachung der dynamischen Veränderungen der Bodenfeuchte in verschiedenen Tiefen vor, während und nach der Bewässerung lassen sich die Infiltrationstiefe, die Gleichmäßigkeit und die Bewässerungseffizienz des Bewässerungswassers genau beurteilen.
Nutzen: Probleme im Bewässerungssystem diagnostizieren (z. B. verstopfte Düsen, Rohrlecks und unzweckmäßige Konstruktion) und das Bewässerungssystem kontinuierlich optimieren, um ein schlankes Management des Bewässerungssystems selbst zu erreichen.
IV. Grundlegende Veränderungen, die durch das System hervorgerufen wurden
Von „zeitgerechter Bewässerung“ zu „bedarfsgerechter Bewässerung“: Die Entscheidungsgrundlage verschiebt sich von der Kalenderzeit hin zu den tatsächlichen physiologischen Bedürfnissen der Pflanzen, wodurch eine optimale Verteilung der Wasserressourcen erreicht wird.
Von der „manuellen Inspektion“ zur „Fernerkundung“: Manager können sich mithilfe von Mobiltelefonen oder Computern einen umfassenden Überblick über die Bodenfeuchtigkeitsbedingungen aller Felder verschaffen, wodurch der Arbeitsaufwand erheblich reduziert und die Managementeffizienz verbessert wird.
Von „gleichmäßiger Bewässerung“ zu „präzisen Variablen“: Die Anerkennung und der Umgang mit der räumlichen Heterogenität im Feld, um die Bewässerung von extensiver zu präziser Bewirtschaftung zu verändern, entspricht dem Kern der modernen Präzisionslandwirtschaft.
Vom „einzelnen Ziel der Wassereinsparung“ zur „Mehrziel-Synergie aus gesteigerter Produktion, verbesserter Qualität und Umweltschutz“: Durch die Sicherstellung eines optimalen Wasserzustands der Nutzpflanzen zur Förderung gesteigerter Produktion und verbesserter Qualität werden Tiefenversickerung und Oberflächenabfluss reduziert und das Risiko diffuser landwirtschaftlicher Verschmutzung verringert.
V. Empirischer Fall: Ein datengestütztes Wunder der Wassereinsparung und Produktionssteigerung
Auf einem 850 Hektar großen, kreisförmig beregneten landwirtschaftlichen Betrieb im Mittleren Westen der USA installierten die Betriebsleiter das HONDE LoRaWAN-Bodenfeuchtemessnetz und verbanden es mit dem VRI-System der zentralen Kreisberegnungsanlage. Nach einer Vegetationsperiode zeigte sich, dass aufgrund ungleichmäßiger Sandigkeit des Bodens etwa 30 % der Feldfläche eine extrem geringe Wasserspeicherkapazität aufwiesen.
Traditionelles Modell: Gleichmäßige Bewässerung im gesamten Gebiet, unzureichendes Wasser in ariden Regionen und tiefe Wasserversickerung in sandigen Gebieten.
Intelligenter variabler Modus: Das System weist den Regner an, die Wassermenge beim Durchfahren sandiger Bereiche automatisch zu reduzieren und beim Durchfahren von Bereichen mit geringer Wasserspeicherkapazität zu erhöhen.
Ergebnis: Trotz einer Reduzierung des gesamten Bewässerungswasserverbrauchs um 22 % während der gesamten Wachstumsperiode stieg der durchschnittliche Maisertrag auf dem Feld um 8 %, da die durch Trockenstress verursachten Ertragseinbußen beseitigt wurden. Allein die direkten wirtschaftlichen Vorteile durch Wassereinsparung und Produktionssteigerung ermöglichten die vollständige Amortisation der Systeminvestition innerhalb eines Jahres.
Abschluss
Die Zukunft der Bewässerungslandwirtschaft wird unweigerlich von Datenintelligenz geprägt sein. Das intelligente Bodenfeuchteüberwachungssystem von HONDE auf LoRaWAN-Basis, das sich durch seine herausragenden Vorteile wie große Reichweite, geringen Stromverbrauch, hohe Zuverlässigkeit und einfache Installation auszeichnet, hat die zentralen Probleme der großflächigen Präzisionsbewässerung – ungenaue Messung, fehlende Rückübertragung und unpräzise Steuerung – erfolgreich gelöst. Es funktioniert wie ein neuronales Netzwerk für die Ackerflächen, das den Wasserfluss erfasst und so jeden Tropfen Wasser bedarfsgerecht und präzise verteilt. Dies ist nicht nur eine technologische Innovation, sondern ein Paradigmenwechsel im Bewässerungsmanagement. Die landwirtschaftliche Produktion hat sich damit endgültig von der Abhängigkeit von natürlichen Niederschlägen und großflächiger Überflutungsbewässerung hin zu einer Ära intelligenter und präziser Bewässerung auf Basis von Echtzeit-Bodendaten in der gesamten Region entwickelt. So entsteht eine replizierbare und skalierbare, moderne Lösung zur Sicherung der globalen Wasser- und Ernährungssicherheit.
Über HONDE: Als aktiver Anwender des Agrar-Internets der Dinge und intelligenter Wasserwirtschaft hat sich HONDE der Integration geeigneter Kommunikationstechnologien mit präzisen landwirtschaftlichen Sensortechnologien verschrieben. So bieten wir unseren Kunden intelligente Bewässerungslösungen aus einer Hand – von der Datenerfassung über die Datenübertragung bis hin zur Entscheidungsfindung und Umsetzung. Wir sind überzeugt, dass die datenbasierte Nutzung jedes einzelnen Wassertropfens der effektivste Weg zu einer nachhaltigen landwirtschaftlichen Entwicklung ist.
Weitere Informationen zu Bodensensoren erhalten Sie bei Honde Technology Co., LTD.
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Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2025