Im Kontext der intelligenten Landwirtschaft hat sich die Beobachtung des Himmels (Meteorologie) deutlich verbessert, doch das Verständnis des Bodens weist weiterhin eine große Lücke auf. Der Boden, Grundlage des Pflanzenwachstums und Träger von Nährstoffen und Wasser, besitzt eine weitaus komplexere innere Dynamik als das Oberflächenklima. Das von HONDE entwickelte intelligente Bodensensorsystem für die Landwirtschaft erschließt dieses bisher unerforschte Gebiet mithilfe seines mehrstufigen und multiparametrischen dreidimensionalen Überwachungsnetzwerks und liefert klare, praxisrelevante Echtzeitdaten. Es bildet den Kern der Präzisionslandwirtschaft und treibt die Entwicklung von der Datenerfassung zur praktischen Umsetzung voran.
I. Systemkonzept: Von der Einzelpunktmessung zur profilbasierten ökologischen Wahrnehmung
Die herkömmliche Bodenüberwachung ist oft isoliert und punktuell. Das HONDE-System hingegen baut ein dreidimensionales und vernetztes Erfassungssystem auf:
Vertikale Dimension: Mithilfe von Sonden mit unterschiedlichen Längen (z. B. 6 cm, 10 cm, 20 cm und 30 cm) werden gleichzeitig die Feuchtigkeit, die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit (Salzgehalt) der Oberflächenschicht, der aktiven Wurzelschicht und der unteren Bodenschicht überwacht und vertikale Querschnittsdiagramme des Wassertransports und der Salzakkumulation erstellt.
Horizontale Dimension: Die Sensorknoten werden in einem Rastermuster im Feld angeordnet, um die räumliche Variabilität, die durch Faktoren wie Bodenbeschaffenheit, Bewässerungsgleichmäßigkeit und Gelände verursacht wird, aufzudecken und so eine Grundlage für eine Verordnungskarte für variable Betriebsabläufe zu schaffen.
Parameterdimension: Durch die Integration neuester Sensortechnologien können einige High-End-Modelle so erweitert werden, dass sie die Dynamik des pH-Werts im Boden und wichtiger Nährstoffe (wie Stickstoff, Phosphor und Kalium) überwachen und so eine umfassende Diagnose von der physikalischen bis zur chemischen Umgebung ermöglichen.
II. Kerntechnologie: Zuverlässiger, präziser und intelligenter „Untergrundwächter“
Hochpräzise Messung und Langlebigkeit: Dank Sensoren, die auf Prinzipien wie der Frequenzbereichsreflexion (FDR) basieren, gewährleistet die Sonde eine langfristig stabile Messung des volumetrischen Wassergehalts. Sie besteht aus korrosionsbeständigen Materialien und ihre elektronischen Komponenten sind vollständig abgedichtet, wodurch sie sich für raue Umgebungen eignet, in denen sie über längere Zeiträume vergraben werden kann.
Energiesparende IoT-Architektur: Sensorknoten werden über Solarzellen oder langlebige Lithiumbatterien mit Strom versorgt. Mithilfe von drahtlosen Technologien wie LoRa, NB-IoT oder 4G werden Daten in Echtzeit an die Cloud übertragen, was eine große Reichweite und eine kabellose Installation ermöglicht.
Edge-Computing und intelligente Frühwarnung: Ausgestattet mit intelligenten Algorithmen kann es auf Basis voreingestellter Schwellenwerte (wie z. B. Dürrewarnlinien und Salzgefahrenwerte) lokal Frühwarnsignale auslösen und Bewässerungsventile direkt verbinden, um einen schnellen geschlossenen Regelkreis von „Überwachung – Cloud – Entscheidungsfindung – Aktion“ zu erreichen.
III. Zentrale Anwendungsszenarien und Werte in der intelligenten Landwirtschaft
Der „ultimative Controller“ für intelligente Bewässerung
Dies ist die direkteste und vorteilhafteste Anwendung von Bodensensoren. Das System revolutioniert Bewässerungsentscheidungen durch die Echtzeitüberwachung der Bodenfeuchtespannung bzw. des Wassergehalts in der Wurzelschicht.
Bedarfsorientierte Bewässerung: Die Bewässerung startet nur dann, wenn die Pflanzen sie tatsächlich benötigen. Im Vergleich zu zeit- oder erfahrungsbasierten Modellen lassen sich so durchschnittlich 20–40 % Wasser einsparen.
Optimierung der Bewässerungsstrategien: Auf Basis von Wasserdaten aus verschiedenen Tiefen kann die Umsetzung von „Tiefenbewässerung zur Förderung des Wurzelwachstums“ oder „Flachbewässerung zur Auffüllung der Feuchtigkeit“ gesteuert werden, um ein robusteres Wurzelsystem zu formen.
Verhindern Sie Auswaschung und Oberflächenabfluss: Vermeiden Sie Nährstoffverluste und Wasserverschwendung durch übermäßige Bewässerung.
2. Der „Ernährungsexperte“ des integrierten Wasser- und Düngemittelmanagements
Durch die Integration von Salz- (EC) und Nährstoffsensoren erhöht sich der Nutzen des Systems nochmals deutlich:
Präzisionsdüngung: Überwachung der Ionenkonzentration in der Bodenlösung, um eine präzise Düngung auf Basis der Aufnahmerate der Pflanzen zu erreichen und die Düngemittelnutzung um 15-30% zu steigern.
Frühwarnung und Management von Salzschäden: Echtzeitüberwachung der EC-Werte, automatische Einleitung des Waschprogramms, bevor sich Salze im Wurzelsystem ansammeln und so die Pflanzengesundheit schützen.
Optimierung von Düngeformeln: Langfristige Daten helfen dabei, Wasser- und Düngeformeln besser an die Bedürfnisse spezifischer Böden und Kulturpflanzen anzupassen.
3. „Frühdiagnoseinstrument“ für Boden- und Pflanzengesundheit
Stresswarnung: Ungewöhnliche Veränderungen der Bodentemperatur können auf Frost- oder Hitzeschäden hinweisen. Plötzliche Feuchtigkeitsänderungen können auf Wurzelerkrankungen oder Rohrbrüche hindeuten.
Hinweise zu agronomischen Maßnahmen: Überwachen Sie die Bodenfeuchtigkeit und bestimmen Sie den besten Zeitpunkt für Bodenbearbeitung, Aussaat oder Ernte; Bewerten Sie die Auswirkungen von konservierenden Bodenbearbeitungsmaßnahmen wie Mulchen und Direktsaat anhand von Langzeitdaten.
Datengestütztes Bodenmanagement: Digitale Bodenarchive im Feld einrichten, langfristige Veränderungen der organischen Bodensubstanz, des Salzgehalts und anderer Indikatoren verfolgen und eine Grundlage für eine nachhaltige Landbewirtschaftung schaffen.
4. „Datenkorrelator“ zur Steigerung von Output und Qualität
Durch die Durchführung einer Big-Data-Korrelationsanalyse der Bodenumweltdaten während der gesamten Vegetationsperiode mit der endgültigen Ertragskarte und den Daten der Qualitätsprüfung (wie Zucker- und Proteingehalt) können die wichtigsten Bodenfaktoren, die den Ertrag und die Qualität der Ernte beeinflussen, aufgedeckt werden, wodurch die Managementmaßnahmen umgekehrt optimiert und eine „datengesteuerte Züchtung und Kultivierung“ erreicht wird.
IV. Systemvorteile und Kapitalrendite
Revolution in der Entscheidungsfindung: Transformation des erfahrungsbasierten Modells der Bewässerung und Düngung von „zeitlich festgelegt und quantifiziert“ zu einem datengesteuerten Modell von „bedarfsorientiert und variabel“.
Kostenreduzierung und Effizienzsteigerung: Direkte Einsparungen bei Wasser, Dünger, Energie und Arbeitskosten; die Amortisationszeit der Investition beträgt in der Regel 1 bis 3 Vegetationsperioden.
Verbesserung der Qualität und Stabilisierung der Produktion: Durch die Aufrechterhaltung eines optimalen Wurzelzonenmilieus, die Reduzierung von Pflanzenstress und die Steigerung der Konsistenz und Vermarktungsrate landwirtschaftlicher Produkte.
Umweltfreundlich: Reduziert die diffuse Verschmutzung durch die Landwirtschaft erheblich und trägt so zu den Zielen einer umweltfreundlichen Landwirtschaft und Klimaneutralität bei.
Skalierbarkeit: Als grundlegender Dateneingabepunkt des landwirtschaftlichen Internets der Dinge lässt es sich problemlos mit Wetterstationen, Drohnen und autonomen Fahrsystemen für Landmaschinen integrieren, um ein komplettes digitales Gehirn für den Bauernhof zu schaffen.
V. Empirischer Fall: Eine datengesteuerte Ernte
Ein großer Mais-Soja-Betrieb im Mittleren Westen der USA hat das Bodensensornetzwerk HONDE eingesetzt. Das System stellte fest, dass auf demselben Feld etwa 15 % der Fläche eine deutlich geringere Wasserspeicherkapazität aufwiesen. Dank einer präzisen Bewässerungsstrategie erhielten diese Bereiche mehr Wasser, während die Bereiche mit hoher Wasserspeicherkapazität entsprechend abnahmen. Nach einer Anbausaison sparte der Betrieb nicht nur insgesamt 22 % Wasser, sondern steigerte auch die Stabilität des Gesamtertrags um 18 %, da die durch lokale Trockenheit verursachten Produktionsausfälle beseitigt wurden. Der Landwirt erklärte: „Wir bewirtschaften jetzt nicht mehr nur ein einzelnes Feld, sondern Tausende und Abertausende winziger Bodeneinheiten mit unterschiedlichen Bedürfnissen.“
Abschluss
Das ultimative Ziel intelligenter Landwirtschaft ist die Steuerung der landwirtschaftlichen Produktion wie in einer Präzisionsfabrik. Der Boden ist dabei Werkstatt und Produktionslinie dieser „biologischen Fabrik“. Das intelligente Bodensensorsystem von HONDE stattet jeden Winkel dieser Werkstatt mit Überwachungsinstrumenten und Steuerungselementen aus. Es macht das Unsichtbare sichtbar, das Komplexe steuerbar und das Empirische berechenbar. Dies ist nicht nur ein technologischer Fortschritt, sondern auch eine Transformation der Produktionsverhältnisse – Landwirte werden von „Landarbeitern“ zu „Datenmanagern und Optimierern des Bodenökosystems“ erhoben und damit ein klarer, datenbasierter Weg für die nachhaltige Entwicklung der globalen Landwirtschaft unter Ressourcenknappheit geebnet.
Über HONDE: Als Entwickler digitaler Agrarinfrastruktur konzentriert sich HONDE darauf, Ackerland durch zuverlässige Sensorik, effiziente Vernetzung und intelligente Analyse in computerlesbare und optimierbare digitale Assets zu verwandeln. Wir sind überzeugt, dass die umfassende Digitalisierung des Bodens der Schlüssel zur Zukunft der Landwirtschaft ist.
Weitere Informationen zu Bodensensoren finden Sie hier:
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Veröffentlichungsdatum: 08.12.2025