Automatische Bewässerung mit Bodenfeuchtesensoren: Wie funktioniert Präzisionsbewässerung?

In der modernen Landwirtschaft sind die Schlüsselbegriffe für Produktivität „Daten“ und „Automatisierung“. Traditionelle Bewässerungsmethoden überlassen die Entscheidung, „wann“ und „wie viel“ bewässert werden soll, meist der Erfahrung des Landwirts oder einem festen Zeitschaltplan. Dieser „zeitgesteuerte“ Ansatz ignoriert jedoch den tatsächlichen Bedarf des Bodens oder der Pflanze. Infolgedessen werden entweder Ressourcen (Wasser, Energie, Dünger) durch übermäßige Wassernutzung verschwendet, oder die Pflanze gerät durch unzureichende Bewässerung unter Stress, was zu Ertragseinbußen führt.

Intelligente Bewässerungssysteme verändern dieses Paradigma grundlegend. Anstelle einer „zeitgesteuerten“ Bewässerung erfolgt der Übergang zu einer „bedarfsgesteuerten“ Bewässerung. Im Zentrum dieser Revolution stehen Bodenfeuchtesensoren, die die Sprache des Bodens sprechen und dessen tatsächlichen Wasserbedarf in Echtzeit messen.

Doch wie löst ein Bodenfeuchtesensor das Bewässerungsventil automatisch aus? Wie funktioniert dieser Prozess der Präzisionsautomatisierung?

Unterschied zwischen herkömmlichem Timer und intelligentem Sensor

Um den Unterschied zu verstehen, vergleichen wir zwei Szenarien:

• Herkömmliches System (zeitgesteuert): Ihr Bewässerungsventil ist so eingestellt, dass es jeden Morgen um 05:00 Uhr für 2 Stunden läuft. Wenn es jedoch in dieser Nacht unerwartet geregnet hat, weiß das System dies nicht. Um 05:00 Uhr öffnen sich die Ventile und der bereits nasse Boden wird unnötigerweise erneut bewässert. Dies ist eine Verschwendung von Wasser, Energie und Dünger (falls Fertigation betrieben wird).
• Intelligentes System (sensorgesteuert): Der Bodenfeuchtesensor misst, dass die Feuchtigkeit des Bodens aufgrund des Regens bei 80 % (Feldkapazität) liegt. Da das System die von Ihnen festgelegte „Bewässerungsstartschwelle“ (z. B. 40 %) nicht unterschreitet, überspringt es die Bewässerung an diesem Tag automatisch. Die Bewässerung beginnt erst, wenn der Boden trocken ist und wirklich Bedarf besteht.

Der Prozess der automatischen Bewässerungsauslösung: Schritt für Schritt

Moderne Plattformen für digitale Landwirtschaft wie Esular verwalten diesen Prozess nach dem Prinzip „Einstellen und Vergessen“. Hier sind die technischen Schritte dieses Automatisierungszyklus:

Schritt 1: Messung (Sensortechnologie)

Alles beginnt mit der Messung. Auf dem Markt gibt es zwei Hauptsensortechnologien: TDR (Time-Domain Reflectometry) und Kapazitiv (FDR). Esular bevorzugt kapazitive (FDR) Sensoren aufgrund ihres geringen Energieverbrauchs, ihrer schnellen Reaktionszeit und ihrer hohen Genauigkeit.

Ein kapazitiver Sensor nutzt den Boden so, als befände er sich zwischen den beiden Platten eines Kondensators. Die Dielektrizitätskonstante des Bodens steht in direktem Zusammenhang mit der enthaltenen Wassermenge (Wasser = ~80, Luft = 1). Der Sensor misst die Dielektrizitätskonstante des Bodens und wandelt diese direkt in einen volumetrischen Feuchtigkeitsgehalt (z. B. 35 %) um.

Schritt 2: Datenübertragung (Drahtlose Technologie)

Der Sensor muss diese gemessenen 35 % Feuchtigkeitsdaten an eine zentrale Steuereinheit (Gateway) übertragen. Esular nutzt hierfür die LoRaWAN-Technologie. Dank dieser Technologie können Sensoren Daten über Entfernungen von 5 bis 10 km bei geringem Stromverbrauch (über 5 Jahre Batterielebensdauer) senden.

Schritt 3: Entscheidungsfindung (Software und Setpoint-Einstellung)

Die Daten erreichen die Esular-Cloud-Plattform oder die zentrale Steuereinheit. Hier wird die Entscheidung zur „Auslösung“ getroffen.

Der Benutzer (Landwirt) legt über die mobile App kritische Feuchtigkeitsschwellen (Setpoints) für seine Pflanze fest:

• Welkepunkt (untere Schwelle): Z. B. 25 %. Wenn die Feuchtigkeit auf dieses Niveau sinkt, BEGINNT die Bewässerung.
• Feldkapazität (obere Schwelle): Z. B. 45 %. Wenn die Feuchtigkeit auf dieses Niveau steigt, STOPPT die Bewässerung.

Die Plattform vergleicht die Echtzeitdaten vom Sensor (35 %) mit dieser Regel. (Beispiel: 35 % liegen nicht unter 25 %. Es ist noch keine Bewässerung erforderlich.)

Schritt 4: Auslösung (Automatische Ventilsteuerung)

Einige Tage später sendet der Sensor eine neue Messung: 24 %.

Die Software empfängt diese Daten und führt den Entscheidungsmechanismus aus: „Die eingehenden Daten (24 %) liegen unter der festgelegten unteren Schwelle (25 %). Die Bewässerung muss ausgelöst werden.“

Das System sendet diesen Befehl an die entsprechende drahtlose intelligente Ventilsteuerungseinheit von Esular im Feld. Die Ventileinheit sendet mit dem erhaltenen Befehl ein elektrisches Signal an ein 9V-Latch-Magnetventil, wodurch das Ventil geöffnet und die Bewässerung gestartet wird.

Schritt 5: Abschluss des Zyklus (Stoppen)

Während die Bewässerung läuft, misst der Sensor kontinuierlich weiter. Nach einer Weile erreicht der Feuchtigkeitsgehalt 45 % (die festgelegte obere Schwelle). Die Software empfängt diese Daten: „Die eingehenden Daten (45 %) haben die obere Schwelle erreicht. Die Bewässerung muss gestoppt werden.“

Das System sendet einen „AUS“-Befehl an die Ventilsteuerungseinheit und die Bewässerung stoppt automatisch.

Im Ergebnis erhält der Boden genau so viel Wasser, wie er benötigt. Verschwendung und Pflanzenstress werden vermieden.

Das Esular-Ökosystem: Vollautomatisierung vom Sensor bis zum Ventil

Der Erfolg dieses Präzisionsbewässerungszyklus hängt davon ab, dass alle Komponenten nahtlos zusammenarbeiten. Esular bietet dieses Ökosystem auf einer einzigen Plattform an:

1. Drahtloser Esular-Bodenfeuchtesensor

Dies sind die „Augen“ der Automatisierung. Es sind Modelle verfügbar, die in verschiedenen Tiefen (1, 2, 3 oder 4 Stufen) messen können. So können Sie nicht nur die Oberfläche, sondern auch die aktive Wurzelzone der Pflanze überwachen. Optional werden auch EC- (Salzgehalt) und Temperaturmessungen angeboten.

Drahtlose Bodenfeuchtesensoren von Esular mit verschiedenen Stufenoptionen.

2. Intelligente Ventilsteuerungseinheit von Esular

Dies sind die „Hände“ der Automatisierung. Sie öffnet oder schließt das Ventil basierend auf der Entscheidung, die vom Sensor kommt. Da diese Einheiten ebenfalls drahtlos und solarbetrieben/batteriebetrieben sind, ist keine elektrische Infrastruktur im Feld erforderlich. Sie können sie auf der Shop-Seite einsehen.

3. Esular Mobil-/Web-Plattform

Dies ist das „Gehirn“ der Automatisierung. Hier werden alle Regeln (Setpoints) eingestellt, Daten analysiert und Berichte erstellt. Der Landwirt verwaltet diesen gesamten komplexen Prozess über eine einfache Schnittstelle auf seinem Telefon.

Schlussfolgerung: Datenbasierte Bewässerung ist kein Luxus, sondern eine Notwendigkeit

Die automatische Bewässerung mit Bodenfeuchtesensoren ist eine Technologie, die die Schätzung „vielleicht sollte ich bewässern“ in das Wissen „Bewässerung ist erforderlich“ umwandelt. Dank dieser präzisen Steuerung erleben Ihre Pflanzen niemals Wasserstress, das Risiko von Wurzelfäule wird eliminiert und vor allem verschwenden Sie keine wertvollen Ressourcen wie Wasser, Energie und Dünger.

Das drahtlose und integrierte Ökosystem von Esular macht diese Technologie für Landwirte jeder Größe zugänglich. Im Zeitalter der digitalen Landwirtschaft gewinnt derjenige, der auf seinen Boden hört.

Für weitere Informationen

Haben Sie weitere Fragen zu Bodenfeuchtesensoren und automatischer Bewässerung? Sie können unseren Blogbeitrag zu häufig gestellten Fragen lesen oder unser Expertenteam kontaktieren, um eine kostenlose Besichtigung Ihres Geländes anzufordern.

Vertrauen Sie auf Esular, um Ihre Landwirtschaft in die Zukunft zu führen.

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