Da im Südosten der USA die Zahl der Dürrejahre die der Jahre mit reichlich Niederschlag übersteigt, ist die Bewässerung eher zu einer Notwendigkeit als zu einem Luxus geworden. Dies veranlasst die Landwirte, nach effizienteren Methoden zu suchen, um zu bestimmen, wann und wie viel bewässert werden muss, beispielsweise durch den Einsatz von Bodenfeuchtigkeitssensoren.
Forscher im Stripling Irrigation Park in Camilla im US-Bundesstaat Georgia untersuchen alle Facetten der Bewässerung, darunter den Einsatz von Bodenfeuchtigkeitssensoren und die Funktelemetrie, die zur Datenübertragung an die Landwirte erforderlich ist, sagt Calvin Perry, Leiter des Parks.
„Die Bewässerung in Georgia hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen“, sagt Perry. „Wir haben mittlerweile über 13.000 Kreisberegnungsanlagen im Bundesstaat und bewässern damit über 400.000 Hektar Land. Das Verhältnis von Grundwasser zu Oberflächenwasser beträgt etwa 2:1.“
Die Konzentration der Center Pivots liege im Südwesten Georgias, fügt er hinzu, wobei sich mehr als die Hälfte der Center Pivots des Staates im unteren Flint River Basin befänden.
Die wichtigsten Fragen bei der Bewässerung lauten: „Wann bewässere ich und wie viel?“, sagt Perry. „Wir sind der Meinung, dass die Bewässerung optimiert werden kann, wenn sie zeitlich besser geplant wird. Möglicherweise können wir gegen Ende der Saison Bewässerungen einsparen, wenn die Bodenfeuchtigkeit den Anforderungen entspricht, und so möglicherweise auch die Kosten für die Bewässerung einsparen.“
Es gebe viele verschiedene Möglichkeiten, die Bewässerung zu planen, sagt er.
„Erstens können Sie es auf die altmodische Art und Weise tun, indem Sie aufs Feld gehen, den Boden umgraben oder sich die Blätter der Pflanzen ansehen. Oder Sie können den Wasserverbrauch der Pflanzen vorhersagen. Sie können Bewässerungsplanungstools einsetzen, die Bewässerungsentscheidungen auf der Grundlage von Bodenfeuchtigkeitsmessungen treffen.
Eine andere Option
„Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Bodenfeuchtigkeitsstatus mithilfe von Sensoren im Feld aktiv zu verfolgen. Diese Informationen können an Sie weitergeleitet oder direkt vor Ort gesammelt werden“, sagt Perry.
Die Böden in der südöstlichen Küstenebene seien sehr unterschiedlich, so der Experte, und die Anbauer hätten auf ihren Feldern nicht nur einen einzigen Bodentyp. Deshalb lasse sich eine effiziente Bewässerung dieser Böden am besten durch eine standortspezifische Bewirtschaftung und möglicherweise sogar durch Automatisierung mithilfe von Sensoren erreichen, sagt er.
„Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Bodenfeuchtedaten von diesen Sonden zu erhalten. Am einfachsten ist der Einsatz von Telemetrie. Landwirte sind sehr beschäftigt und möchten nicht jedes Feld einzeln befahren und die Bodenfeuchtesensoren ablesen müssen, wenn es nicht unbedingt nötig ist. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Daten zu erhalten“, sagt Perry.
Die Sensoren selbst lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: die Watermark-Bodenfeuchtesensoren und einige der neueren kapazitiven Bodenfeuchtesensoren, sagt er.
Es gibt ein neues Produkt auf dem Markt. Durch die Kombination von Pflanzenbiologie und Agrarwissenschaft kann es hohe Stresslevel, Pflanzenkrankheiten, den Gesundheitszustand der Pflanzen und den Wasserbedarf der Pflanzen anzeigen.
Die Technologie basiert auf dem USDA-Patent BIOTIC (Biologically Identified Optimal Temperature Interactive Console). Die Technologie nutzt einen Temperatursensor, um die Temperatur der Blätter Ihrer Pflanzen zu überwachen und so Wasserstress zu ermitteln.
Dieser auf dem Feld des Landwirts platzierte Sensor erfasst die Messwerte und leitet die Informationen an die Basisstation weiter.
Es sagt voraus, dass Ihre Pflanzen unter Feuchtigkeitsstress leiden, wenn sie mehrere Minuten lang Temperaturen über der Maximaltemperatur ausgesetzt sind. Durch Bewässerung sinkt die Temperatur im Blätterdach. Für verschiedene Pflanzen wurden Algorithmen entwickelt.
Vielseitiges Werkzeug
„Funktelemetrie bedeutet im Grunde, Daten von einem Punkt im Feld zu Ihrem Pickup am Feldrand zu übertragen. So müssen Sie nicht mit einem Laptop aufs Feld gehen, ihn an eine Box anschließen und die Daten herunterladen. Sie können kontinuierlich Daten empfangen. Alternativ können Sie ein Funkgerät in der Nähe der Sensoren im Feld platzieren, vielleicht etwas höher, und die Daten an eine Bürostation zurücksenden.“
Im Bewässerungspark im Südwesten Georgias arbeiten Forscher an einem Mesh-Netzwerk, bei dem kostengünstige Sensoren im Feld platziert werden, sagt Perry. Diese kommunizieren miteinander und dann mit einer Basisstation am Feldrand oder einem zentralen Drehpunkt.
Es hilft Ihnen, die Fragen zu beantworten, wann und wie viel bewässert werden sollte. Wenn Sie die Daten des Bodenfeuchtesensors beobachten, können Sie den Rückgang der Bodenfeuchtigkeit erkennen. So erhalten Sie eine Vorstellung davon, wie schnell die Bodenfeuchtigkeit gesunken ist und wann Sie bewässern müssen.
„Um zu wissen, wie viel Sie ausbringen müssen, beobachten Sie die Daten und prüfen Sie, ob die Bodenfeuchtigkeit zu diesem bestimmten Zeitpunkt bis in die Tiefen der Pflanzenwurzeln zunimmt.“
Beitragszeit: 03.04.2024