Die Wasserknappheit beeinflusst zunehmend die Art und Weise, wie Landwirte ihre Felder bewirtschaften. Die Landwirtschaft ist für etwa 70 % des weltweiten Süßwasserverbrauchs verantwortlich, und in vielen Regionen ist Bewässerungswasser nach Arbeitskräften und Düngemitteln der größte Produktionskostenfaktor. Die traditionelle Bewässerungsplanung, bei der nach Gewohnheit oder in festen Intervallen bewässert wird, führt oft zu Über- oder Unterbewässerung, wodurch sowohl Wasser als auch Energie verschwendet werden.
Die Überwachung der Bodenfeuchtigkeit entwickelt sich zu einem der wirksamsten Instrumente, um dieser Herausforderung zu begegnen. Durch die direkte Messung der Wasserverfügbarkeit im Wurzelbereich können Landwirte Wasser nur dann zuführen, wenn es wirklich benötigt wird. In Kombination mit einer automatisierten Bewässerung schließen diese Systeme die Lücke zwischen den Anforderungen der Pflanzen und der Praxis der Landwirte, was zu erheblichen Einsparungen sowohl bei Wasser als auch bei den Kosten führt.
Das Problem: Ineffiziente Wassernutzung
Die meisten landwirtschaftlichen Betriebe setzen auf eine kalenderbasierte Bewässerung, d. h. sie bewässern alle 3–5 Tage, unabhängig vom tatsächlichen Bedarf der Pflanzen. Dies verringert zwar das Risiko von Pflanzenstress, führt jedoch häufig zu folgenden Problemen:
- Übermäßiger Wasserverbrauch, wodurch die Kosten für Pumpen und Energie steigen.
- Auswaschung von Nährstoffen, da Düngemittel über die Wurzelzone hinausgespült werden.
- Ertragsinstabilität, wenn Böden zwischen Übersättigung und Trockenstress schwanken.
Studien zeigen, dass in vielen Systemen 30–50 % des Bewässerungswassers aufgrund dieser Ineffizienzen effektiv verschwendet werden.
Die Lösung: Überwachung der Bodenfeuchtigkeit
Die Solutio-Bodenfeuchtesensoren – egal ob Kapazitätssonden, Tensiometer oder Widerstandsblöcke – erfassen in Echtzeit die Menge an pflanzenverfügbarem Wasser. Durch die Festlegung von Schwellenwerten zwischen Feldkapazität (maximale Wasserrückhaltefähigkeit des Bodens nach Entwässerung) und Welkepunkt (wenn Pflanzen kein Wasser mehr aufnehmen können) kann die Bewässerung so fein abgestimmt werden, dass die Wurzeln stets in ihrem optimalen Bereich bleiben.
Dieser datengestützte Ansatz:
- Reduziert den Wasserverbrauch, indem unnötige Bewässerungen vermieden werden.
- Senkung der Kosten für Wasserpumpen, Strom oder Diesel.
- Schützt Investitionen in Düngemittel, indem die Auswaschung von Nährstoffen reduziert wird.
- Stabilisiert die Erträge, indem Stress durch Trockenheit oder Staunässe vermieden wird: Bodenfeuchteüberwachung
Kosteneinsparungen und Nachhaltigkeit
Landwirte, die die Bodenfeuchteüberwachung einsetzen, berichten in der Regel von folgenden Vorteilen:
- 20–40 % weniger Wasserverbrauch
- 10–30 % Einsparungen bei den Pump-/Energiekosten
- 15–25 % Einsparungen bei Düngemitteln (durch Verringerung der Auswaschung)
- 5–15 % Ertragssteigerungen aufgrund stabilerer Bodenbedingungen
Über die wirtschaftlichen Aspekte hinaus trägt ein präzises Wassermanagement zur Grundwasserkonservierung, zur Verringerung des Nährstoffabflusses und zu widerstandsfähigeren Anbausystemen unter klimatischen Schwankungen bei.
Fazit
Die Überwachung der Bodenfeuchte verwandelt die Bewässerung von einer Spekulationssache in ein präzises Management. Ob bei Mais auf freiem Feld, Obstplantagen, Baumwolle unter Sprinklern oder Tomaten im Gewächshaus – die Wissenschaft ist sich einig: Die Messung dessen, worauf es ankommt – nämlich des Bodenwassers: führt zu einer intelligenteren Wassernutzung, geringeren Kosten und einer nachhaltigeren Landwirtschaft.
Dokumentierte Vorteile aus wissenschaftlichen Studien
Die Vorteile einer auf der Bodenfeuchte basierenden Bewässerung sind nicht theoretischer Natur, sondern für verschiedene Kulturen, Klimazonen und Bewässerungssysteme gut dokumentiert. Mehrere wichtige Studien belegen einen deutlichen Rückgang des Wasserverbrauchs und eine Verbesserung der Bewässerungseffizienz:
Datta & Taghvaeian (2023), Agricultural Water Management: Review of U.S. studies: soil-water-sensor scheduling saved up to 38% water compared to traditional scheduling, with similar or improved yields.
O’Shaughnessy et al. (2023), Frontiers in Plant Science: Cotton trial in Texas using automated sensor controllers saved ≥20% irrigation under deficit strategies, while maintaining yields.
El-Naggar et al. (2020), Agricultural Water Management: In peas and beans, wireless sensor scheduling applied 27–45% less irrigation than soil-water-balance scheduling, without yield loss.
Camporese et al. (2021), Frontiers in Water: In Italian maize, soil moisture sensors cut irrigation by ~16–35 mm, with projected ~8% cost savings and no yield penalty.
Millán et al. (2020), Sensors: Hedgerow olive orchards with automatic scheduling optimized irrigation timing and distribution, improving water productivity.
de Oliveira et al. (2021), Water: Greenhouse tomato trials in Brazil using automated drip irrigation triggered by VWC thresholds showed improved WUE and yield.
Jabro et al. (2020), Sensors: Sugar beet irrigation triggered at 50% available water via Watermark® sensors enhanced water-use efficiency and reduced unnecessary applications.
Vories et al. (2021), Precision Agriculture: Cotton under center-pivot variable-rate irrigation achieved higher irrigation water-use efficiency with sensor-driven prescriptions.
Vera et al. (2021), Journal of Horticultural Science & Biotechnology: Review of dielectric soil-moisture automation reported significant water, energy, and labor savings across systems.
Lakhiar et al. (2024), Agriculture: Comprehensive review of precision irrigation found consistent WUE gains and water-use reductions with soil moisture sensors across diverse crops and climates.