Wasser im Gartenbau : Tagungsband zum Statusseminar am 9 ... - vTI

Landbauforschung – Sonderheft 328 (2009) 83
3 Forschungstrends und Projektbeispiele
Wageningen UR führt seit Jahrzehnten auf allen
Gebieten der Wasser- und Bewässerungsproblematik
zahlreiche Studien und Forschungsprojekte
aus. Nur wenige können im Rahmen dieses
Artikels exemplarisch etwas näher betrachtet
werden.
3.1 Sensoren und Messtechnik
Auf dem Sensorgebiet entwickelte Wageningen
UR den WET-Sensor, mit dem gleichzeitig der
Wassergehalt, die Leitfähigkeit und die Temperatur
eines Substrates gemessen werden kann
(Balendonck et al., 2001 und 2005). Momentan
wird im Rahmen des europäischen Projektes
Flow-aid (www.flow-aid.eu) ein dielektrisches
Tensiometer mit einem größeren dynamischen
Bereich entwickelt. Hierdurch kann auch unter
sehr trockenen Bedingungen (in semi-ariden
Gebieten) zuverlässig der Feuchtegehalt gemessen
werden. Die Problematik einer abreißenden
Wassersäule einer wassergefüllten Tensiometer
wird so umgangen.
Abbildung 3.1
Drahtloses Sensornetzwerk in der Versuchsanstalt
Ce.spe.vi für Baumschule in der Toskana, Italien
Ein weiteres aktuelles Thema sind drahtlose
Sensornetzwerke. Für die Installation solcher
Sensoren müssen keine Kabel verlegt werden,
was Kosten und Aufwand spart. Die Sensoren
werden lokal mit sog. Nodes (Knotenpunkten)
verbunden, welche die Messdaten in einem robusten
Funknetzwerk weitergeben (Meshnetwork,
Hopping data). Durch Installation mehrerer
Nodes kann eine Sensorkette aufgebaut
werden, wodurch die Datenübertragung auch
über größere Abstände (mehrere Kilometer) realisiert
werden kann. Selbst die Spannungsversorgung
dieser „Nodes“ erfolgt bei manchen Systemen
mit Sonnenzellen. Mit einem solchen System
ist es möglich, engmaschig regelmäßige
Messungen durchzuführen. Viele Systeme erlauben
das Auslesen der Daten von anderen
Standorten und Fernwartung (mit GSM- oder
GPRS-Datenverbindungen oder über das Internet).
Abbildung 3.1 zeigt einen Node (gelbes Objekt)
mit angeschlossenen Sensoren für Bodenfeuchte
und Bodentemperatur der Firma Crossbow
(www.xbow.com), mit dem Wageningen UR
Greenhouse Horticulture im Rahmen des Flowaid-Projektes
Versuche durchführt (Balendonck
et al., 2008).
3.2 Automatische Regelung
Viele Projekte beschäftigen sich mit dem Thema
automatische und optimale Bewässerungs- und
Düngerregelung, sowohl bei offenen als auch
geschlossenen Systemen. Eines der ersten Projekte
auf diesem Gebiet war Waterman (1996 bis
2000). Ziel dieses Projektes war es, die Sickerwassermenge
bei Freilandkulturen zu minimieren.
Hierzu wurde in verschieden Tiefen (in und
unter der Wurzelzone) Bodenfeuchte und Leitfähigkeit
gemessen. Zusammen mit Modellen für
Evapotranspiration (ET) und für die Nährstoffaufnahme
konnte somit ein virtuell geschlossenes
System realisiert werden (siehe z. B. Balendonck
et al., 1998; Meron et al., 2001).
Im geschützten Anbau wurde im Rahmen des
Hydrion-line Projektes ein Online-Mess- und
-Regelungssystem für Nährstofflösungen in geschlossenen
Anbausystemen entwickelt (Abbildung
3.2. In diesem Project wurde die Möglichkeit
untersucht, individuelle Nährstoffionen im
Wasser zu messen und entsprechend bedarfsorientiert
und selektiv zu düngen. Die Regeltechnik
konnte erfolgreich demonstriert werden. Die
selektiven Ionensensoren sind jedoch sowohl
ökonomisch als auch funktionell noch nicht praxisreif
(Gieling et al., 2005).