Sensorgestützte Beregnung von Kartoffeln: Entwicklung des Crop Water Stress Index für Nordostniedersachsen - Dominic Meinardi; Johanna Schröder; Angela Riedel; Klaus Röttcher; Martin Kraft; Jürgen Grocholl; Klaus Dittert (Johann Heinrich von Thünen-Institut, 2021)
Die Beregnungssteuerung ist ein wichtiges Instrument für eine effiziente Wassernutzung bei der Feldbewässerung. Die Ermittlung des Wasserbedarfs der Pflanzen in einem Bestand kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Neben Beregnungsempfehlungen von offiziellen Stellen können unter anderem Berechnungen der Wasserbilanz angestellt werden, eine Inaugenscheinnahme des Bodens erfolgen, oder Messwerte von Sensoren, z.B. zur Bodenfeuchte genutzt werden. Das im Rahmen von EIP-Agri geförderte Projekt 'Sensorgestützte Beregnungssteuerung in Kartoffeln (SeBeK)' befasste sich mit der Entwicklung einer innovativen Methode, den Bewässerungsbedarf in Kartoffeln anhand des Crop Water Stress Index (CWSI) zu ermitteln. Dazu wurden an mehreren Kartoffelschlägen Sensormessnetze installiert, die neben der Blatttemperatur der Kartoffelpflanzen auch Wetterdaten aufgezeichnet haben. Neben den Feldversuchen mit einem regionalen Landwirtschaftsbetrieb wurden auf den Versuchsflächen der Landwirtschaftskammer Niedersachsen Exaktversuche durchgeführt, die verschiedene Beregnungswassermengen zur Entwicklung, Kalibrierung und Prüfung des CWSI, aber auch die Wechselwirkungen zwischen der Wasserversorgung und der Kalidüngung untersucht haben. Für die Vergleichbarkeit der Ergebnisse wurden weitere Ansätze zur Beregnungssteuerung betrachtet. Um den Einfluss der Variabilität lokaler Wetterbedingungen auf die Wasserversorgung der Bestände zu untersuchen, wurden im Projektgebiet Wetteraufzeichnungen an verschiedenen Standorten betrachtet. Die mit Hilfe des CWSI ermittelten Beregnungsempfehlungen decken sich mit den Ergebnissen auf Basis der gravimetrisch ermittelten nutzbaren Feldkapazität. Die Untersuchungen zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, anhand einer Sensorüberwachung aussagekräftige Beregnungsempfehlungen zu ermitteln. Das erforderliche Sensormessnetz ist allerdings zu diesem Zeitpunkt nicht praxistauglich. Eine Vereinfachung der Messung und Auswertung zur Bestimmung des CWSI muss das Ziel weiterer Untersuchungen sein. Denkbar sind unter anderem Messungen mit Temperatursensoren, die an landwirtschaftlichen Fahrzeugen (Schlepper) oder an Drohnen montiert sind. – – Irrigation management is an important contribution to efficient water usage in field irrigation. Different approaches are used to determine crop water demand and the best time for irrigation, such as irrigation recommendations by official consulting services, water balance modelling, visual and physical inspection, and sensor based informations like soil moisture. The 'Sensor based irrigation' research project within the EIP-Agri funding scheme by the European Commission focussed on the development of an innovative method to determine the water demand of potato plants using the Crop Water Stress Index (CWSI). Sensor networks have been installed at different potato fields to monitor not only the (plant) leaf temperature but also to record meteorological parameters. Trials have been set up at different fields of a local farmer and in the research station operated by the chamber of agriculture in the federal state of Lower Saxony to develop, calibrate and test the CWSI as well as studying the interactions between water supply and potash based fertilizers. To compare the results, different approaches to identify the water demand were considered. To study the impact of local variations of weather conditions, several monitoring stations in the region have been evaluated. The findings on the irrigation management following the CWSI approach are congruent to the results based on gravimetrically analysed water holding capacity. The results indicate, that it is possible to develop a sensor based irrigation management with reliable irrigation management information. However, the required sensor network is not practical at this time. A simplification of the monitoring and evaluation process to determine the CWSI should be the focus of further research. It is conceivable that future monitoring will be performed by sensors installed on tractors or drones.
urn:nbn:de:gbv:253-202108-dn063811-8
Keywords: 630; Kartoffel; Feldberegnung; Beregnungssteuerung; Crop Water Stress Index; CWSI; Bestandstemperatur; Blatttemperatur; Wassernutzungseffizienz; Kalidüngung; Nordostniedersachsen