Da im unteren Südosten der USA die Dürrejahre die Jahre mit reichlichen Regenfällen mittlerweile übertreffen, ist die Bewässerung eher zu einer Notwendigkeit als zu einem Luxus geworden, was die Landwirte dazu veranlasst, nach effizienteren Methoden zu suchen, um zu bestimmen, wann und wie viel bewässert werden soll, beispielsweise durch den Einsatz von Bodenfeuchtigkeitssensoren.
Forscher im Stripling Irrigation Park in Camilla, Georgia, untersuchen alle Aspekte der Bewässerung, einschließlich des Einsatzes von Bodenfeuchtesensoren und der Funktelemetrie, die erforderlich ist, um Daten an die Landwirte zurückzuübermitteln, sagt Calvin Perry, Leiter des Parks.
„Die Bewässerung hat in Georgia in den letzten Jahren deutlich zugenommen“, sagt Perry. „Wir haben jetzt mehr als 13.000 Kreisberegnungsanlagen im Bundesstaat, mit denen über 1.000.000 Acres bewässert werden. Das Verhältnis von Grundwasser zu Oberflächenwasser als Bewässerungsquelle beträgt etwa 2:1.“
Die meisten Kreisberegnungsanlagen befinden sich im Südwesten Georgias, fügt er hinzu, wobei sich mehr als die Hälfte der Kreisberegnungsanlagen im Unterlauf des Flint River befinden.
„Die wichtigsten Fragen bei der Bewässerung sind: Wann bewässere ich und wie viel Wasser brauche ich?“, sagt Perry. „Wir glauben, dass sich die Bewässerung optimieren lässt, wenn der Zeitpunkt besser gewählt und die Bewässerung besser geplant wird. Möglicherweise können wir gegen Ende der Saison Bewässerungen einsparen, wenn der Bodenfeuchtigkeitsgrad optimal ist, und so die Kosten für die Bewässerung senken.“
Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, die Bewässerung zu planen, sagt er.
„Zum einen kann man es auf die altmodische Art machen, indem man aufs Feld geht, den Boden durchtritt oder die Blätter der Pflanzen betrachtet. Oder man kann den Wasserbedarf der Pflanzen vorhersagen. Man kann Bewässerungsplanungsprogramme einsetzen, die Bewässerungsentscheidungen auf Grundlage von Bodenfeuchtigkeitsmessungen treffen.“
Eine weitere Option
„Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Bodenfeuchtigkeitsstatus aktiv mithilfe von Sensoren zu überwachen, die im Feld platziert werden. Diese Informationen können Ihnen übermittelt oder direkt im Feld erfasst werden“, sagt Perry.
Die Böden in der südöstlichen Küstenebene weisen eine große Variabilität auf, bemerkt er, und die Landwirte haben keinen einheitlichen Bodentyp auf ihren Feldern. Aus diesem Grund lässt sich eine effiziente Bewässerung dieser Böden am besten durch standortspezifische Bewirtschaftungsmethoden und gegebenenfalls sogar durch Automatisierung mithilfe von Sensoren erreichen, sagt er.
„Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Bodenfeuchtigkeitsdaten von diesen Sonden zu erhalten. Am einfachsten ist der Einsatz von Telemetrie. Landwirte sind sehr beschäftigt und möchten nicht jedes Mal auf ihre Felder fahren und die Bodenfeuchtigkeitssensoren ablesen müssen, wenn es nicht unbedingt nötig ist. Es gibt mehrere Wege, diese Daten zu erfassen“, 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 Stresswerte, Pflanzenkrankheiten, den Gesundheitszustand von Nutzpflanzen und den Wasserbedarf der Pflanzen anzeigen.
Die Technologie basiert auf dem USDA-Patent BIOTIC (Biologically Identified Optimal Temperature Interactive Console). Sie nutzt einen Temperatursensor, um die Temperatur der Blattoberfläche Ihrer Pflanzen zu überwachen und so Wasserstress zu erkennen.
Dieser Sensor, der auf dem Feld des Landwirts platziert wird, nimmt diese Messwerte auf und leitet die Informationen an die Basisstation weiter.
Das System sagt voraus, dass Pflanzen unter Trockenstress leiden, wenn sie eine bestimmte Anzahl von Minuten über der maximalen Temperatur verweilen. Durch Bewässerung sinkt die Temperatur der Pflanzenkrone. Es wurden Algorithmen für verschiedene Nutzpflanzen entwickelt.
Vielseitiges Werkzeug
„Funktelemetrie bedeutet im Prinzip, dass Daten von einem Punkt im Feld zu Ihrem Empfangsgerät am Feldrand übertragen werden. So müssen Sie nicht mehr mit einem Laptop ins Feld gehen, ihn an eine Box anschließen und die Daten herunterladen. Sie können kontinuierlich Daten empfangen. Alternativ könnten Sie ein Funkgerät in der Nähe der Sensoren im Feld platzieren, es vielleicht etwas höher anbringen und die Daten an eine Bürozentrale senden.“
Im Bewässerungspark im Südwesten Georgias arbeiten Forscher an einem Mesh-Netzwerk, bei dem kostengünstige Sensoren auf dem Feld platziert werden, erklärt Perry. Diese kommunizieren untereinander und senden die Daten dann an eine Basisstation am Feldrand oder an einen zentralen Kreisberegnungspunkt.
Es hilft Ihnen, die Fragen nach dem richtigen Zeitpunkt und der benötigten Wassermenge für die Bewässerung zu beantworten. Anhand der Daten des Bodenfeuchtigkeitssensors können Sie den Rückgang der Bodenfeuchtigkeit erkennen. So erhalten Sie einen Eindruck davon, wie schnell die Feuchtigkeit 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 bis in die Tiefe der Wurzeln Ihrer Pflanzen zu diesem Zeitpunkt zunimmt.“
Veröffentlichungsdatum: 03.04.2024