Gut zu wissen

Die Beregnung von landwirtschaftlichen Kulturen ist mit einer komplexen Matrix aus Fragestellungen verbunden: In welchen Vegetationsstadien benötigen die Pflanzen wie viel Wasser? Wie sieht der Wasserhaushalt in tieferen Bodenschichten aus? Wie entwickelt sich das Wetter und ab welchem Zeitpunkt führt Wassermangel zu Wachstumsdepressionen und Ertragseinbußen?
Wir haben uns in diesem Sommer dem richtigen Startzeitpunkt gewidmet und verschiedene Systeme ausprobiert. In diesem Beitrag berichten wir zum einen über die Erfahrungen zum mobilen und digitalen Bodenfeuchte-Messgerät SWM 5000 der Step Systems GmbH für rund 745 Euro inklusive Mehrwertsteuer. Zum anderen haben wir als analoge und preisgünstige Variante drei Tensiometer von Stelzner (Kasten „Tensiometer: Einbau und Aussage“) ausprobiert, die preislich bei etwa 50 Euro pro Gerät liegen. In den nächsten profi-Ausgaben stellen wir Ihnen außerdem zwei Systeme mit fest installierten Bodensonden und dazugehörigen Onlineplattformen vor.

Mobil und digital

Mit dem SWM 5000 ist der Anwender flexibel und kann es auf verschiedenen Flächen und in unterschiedlichen Kulturen einsetzen. Aufgebaut ist das Gerät aus einer 1 m langen Edelstahlsonde mit zwei seitlichen Handgriffen. Zwischen den Griffen ist eine Halterung für das abnehmbare Bedienteil vorgesehen, die etwas stabiler sein dürfte.
Unten — etwa 9 cm von der Einsteckspitze entfernt — ist in der 20 mm dicken Sonde innenliegend die Messtechnik integriert. Das Gerät arbeitet mit der FDR-Methode (Frequency Domain Reflectometry). Hierbei wird innerhalb der Messeinheit ein Magnetfeld erzeugt, das laut Hersteller den Bereich von 1 bis 2 cm um die Sonde herum erreicht.
Je nach Feuchtegehalt und Bodensubs­trat in diesem Bereich reflektiert der Boden die Wellen unterschiedlich stark, was von einer Empfängereinheit erfasst wird. Daraufhin bestimmt die Messtechnik für den jeweiligen Bodenpunkt den volu­metrischen Wassergehalt.

Einsatz in der Praxis

Nach Herstellerempfehlung sollte die Messung in der Hauptwurzelzone erfolgen. Je nach Kultur unterscheidet sich diese extrem. In Kartoffel- oder Zuckerrübenbeständen auf sandigen Lehmen war es schon in frühen Wachstumsstadien eine Herausforderung, die Sonde tiefer als 15 cm in den Boden zu bekommen.
Für Flachwurzler mag diese Tiefe ausreichen, bei tiefwurzelnden Feldfrüchten muss man mit einem Bohrstock vorbohren. Eine Einschlaghilfe gibt es leider nicht.
Zum Vorbohren darf der Bohrstock im Durchmesser nicht dicker als die Messsonde sein. Denn schon minimale Lufteinschlüsse um den Messbereich verfälschen die Ergebnisse. Dieser Effekt wird deutlich, wenn man die Sonde beim Einstechen ungewollt zur Seite bewegt, dann schwanken die Ergebnisse sofort.
Um die gewünschte Einstichtiefe optisch besser zu überblicken, hätten wir uns eine farbliche Darstellung der einzelnen Sonden­elemente gewünscht.
Eine Messung zu starten, ist simpel: Zuerst muss das Gerät eingeschaltet und dann in den Boden gesteckt werden. Anschließend beginnt die Messung über den Taster „OK“. Nach wenigen Sekunden zeigt das Gerät die Bodentemperatur und die Bodenfeuchte in Prozent an.
Doch Achtung: Oft hat man erst nach zehn bis 20 Einstichen eine ausreichende Zahl für ein gemitteltes Ergebnis. Abweichende Messwerte muss man manuell ausschließen. Auch wenn der Hersteller die Recheneinheit optimiert hat und die Werte gleichmäßiger ausfallen sollen, kommt man um eine Vielzahl an Einstichen nicht herum.
Gut gefallen hat uns die Bluetooth-Steuerung und Übertragung der Messwerte aufs Smartphone. Für Android- und Apple-Geräte stehen Apps zur Verfügung, die teilweise noch im Aufbau sind. In der App lassen sich zum Beispiel GPS-Punkte für die Einstichstellen hinterlegen. Zukünftig soll auch eine Kommunikation mit externen Portalen wie dem Raindancer möglich sein.

Alles Weitere in Kürze

Bildergalerie

Tabellen und Grafiken

Tensiometer: Einbau und Aussage

Als festeingebaute, preiswerte Lösung zur Bestimmung des Wasserhaushaltes haben wir drei Tensiometer von Stelzner in unterschiedlichen Horizonten in einen Süßkartoffel-Bestand eingebaut. Ein 30 cm langes Modell auf ca. 25 cm Tiefe, ein 60 cm langes Modul auf 40 cm und ein weiteres 60 cm langes auf 55 cm Tiefe.
Das Prinzip ist einfach: Am unteren Ende des wassergefüllten Kunststoffröhrchens ist eine wasserdurchlässige Keramikspitze montiert — es erfolgt ein Wasseraustausch mit dem Boden. Je nach verfügbarem Bodenwasser ist die Kraft für den Wasseraustausch zwischen Tensiometer und Bodenpartikeln mit mehr oder weniger Saugspannung behaftet: Je trockener der Boden, desto größer ist auch die Saugspannung, die auch von den Pflanzen aufgebracht werden muss.
Die Saugspannung lässt sich am oberen Ende des Kunststoffröhrchens an einem Manometer ablesen. Kleiner Nachteil: Die Manometer müssen stets im Feld kontrolliert werden. Bei uns waren dabei gleichmäßige Schemen zu erkennen: Einen Tag nachdem die Saugspannung in der oberen Schicht von bspw. 100 auf 250 mbar anstieg, folgte der parallelverlaufende Anstieg auch in der darunterliegenden Schicht.
Etwas aufwändig ist der ­Einbau von Tensiometern, da die durchfeuchtete Keramikspitze formschlüssig am Boden anliegen muss. Wir haben die Bohrlöcher zuvor mit einem Einschlag-Bohrhammer (280 Euro inklusive Mehrwertsteuer) vorgebohrt und die Tensiometer anschließend mit einem Gemisch aus Wasser und Bodenaushub eingeschlämmt. Da die Keramikspitze bei diesem Modell jedoch etwas breiter als das Kunststoffröhrchen ist und damit auch breiter als der empfohlene Bohrstock, fordert der Einbau unter steinigen Bedingungen heraus.
Unser Fazit: Die einfache Technik bietet eine gute Orientierung über den Wasserhaushalt in verschie­denen Bodenschichten.

Fazit

Fazit

In den vergangenen Jahren bekam die Bewässerung in einigen Regionen eine existenzielle Bedeutung. Umso wichtiger wird es, die Beregnungseinsätze effizient zu nutzen und zum richtigen Zeitpunkt zu beginnen. Unser Einsatz von einem mobilen und einem festeingebauten System hilft beim Startzeitpunkt — mit jeweiligen Vor- und Nachteilen.