Nachhaltiger Heidelbeeranbau: Eine Fallstudie
Der Anbau von Heidelbeeren erfordert regelmäßige Bewässerung, um die Früchte saftig und groß wachsen zu lassen. Doch natürlich sollte Bewässerung intelligent eingesetzt werden.
Die Experten von pcfruit vzw und dem Proefstation voor de Groenteteelt haben sich im Interreg-Projekt 'Smart Growers' zusammengetan, um neue Wege zu finden, noch mehr Wasser beim Anbau von Heidelbeeren einzusparen.
In diesem Blog stellen wir Ihnen die Ergebnisse dieses bahnbrechenden Forschungsprojekts vor!
Warum Wasser für Heidelbeeren unverzichtbar ist
Heidelbeeren bestehen zu 85 % aus Wasser (Anbauleitfaden für Heidelbeeren). Schon kurze Trockenperioden können katastrophale Folgen für die Ernte haben. Das Wachstum der Beeren stoppt, und kleinere Früchte erzielen für den Landwirt einen deutlich geringeren Preis.
Präzisionsbewässerung für Heidelbeeren
Wenn der Boden bereits mit Regenwasser gesättigt ist, ist zusätzliche Bewässerung nicht notwendig. Bodensensoren messen die Bodenfeuchtigkeit und helfen, die Bewässerung gezielt zu steuern.
Bei unzureichendem Niederschlag gedeihen Heidelbeersträucher am besten, wenn sie Präzisionsbewässerung erhalten: kleine, genau dosierte Wassermengen, die direkt in die verhältnismäßig kleine Wurzelzone gelangen. Die Menge des Bewässerungswassers kann individuell angepasst werden.
Saurer Boden für gesunde Pflanzen
Heidelbeeren gehören wie viele Pflanzen aus der Familie der Heidekrautgewächse (Ericaceae) zu den kalkmeidenden Pflanzen. Sie benötigen nicht nur sauren Boden, sondern auch saures Wasser, beispielsweise Regenwasser. Die Nutzung von Regenwasser hilft zudem, den Verbrauch von Leitungswasser zu reduzieren!
Nachhaltiger Heidelbeeranbau zahlt sich aus
Das Smart-Growers-Projekt testete Bewässerung mit einem Wasserbilanzmodell. Dabei wird die "Bilanz" zwischen der Wassermenge, die täglich aus der Wurzelzone verdunstet (Evaporation), und der Wassermenge, die durch Regen und Bewässerung hinzugefügt wird, ermittelt. Die Bewässerung erfolgt dabei so präzise, dass die Bodenfeuchte genau im optimalen Bereich bleibt.
Aber ist wirklich nur eine so minimale Wassermenge erforderlich, um eine perfekte Ernte zu erzielen – selbst bei trockenheitsempfindlichen Pflanzen wie Heidelbeeren? Die Antwort lautet: Ja!
Ein Heidelbeerbauer, der das Wasserbilanzmodell in Kombination mit intelligenter Bewässerung, einer eigenen Wetterstation und einem Überwachungssystem nutzt, kann erhebliche Wassereinsparungen erzielen. Dies ist besonders wichtig in Zeiten zunehmender Wasserknappheit.
Wasser zu sparen, während Heidelbeeren bewässert werden, ist ein weiterer Schritt in Richtung Smart Agriculture.
Wie das obige Bild zeigt, besitzen Heidelbeersträucher eine kleine und eher flache Wurzelzone. Präzisionsbewässerung ist daher besonders vorteilhaft.
Smart Agriculture: Automatisierung und Innovation
Das Ziel dieses Projekts war es, eine Software zu entwickeln, die die tägliche Bewässerungsmenge berechnet und diese Information automatisch an das Bewässerungssystem überträgt.
Um die Bewässerung anhand des Wasserbilanzmodells zu steuern, mussten verschiedene Parameter gemessen werden. Dazu gehörten die tägliche Wasserverdunstung des Vortages sowie die Niederschlagsmenge (ermittelt durch eine lokale Wetterstation und ein Strahlungsmessgerät). Die Verdunstung wurde anhand von Wind, Temperatur, relativer Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung berechnet.
Mit diesen Daten berechnete das Wasserbilanzprogramm des Proefstation, wie viel zusätzliches Wasser am nächsten Tag benötigt wurde. Die Software von Diagro rief diese berechnete Menge über die API des Wasserbilanzprogramms ab. Mithilfe unseres Relais-Ausgangsmoduls konnte das Programm dann das Bewässerungsventil automatisch öffnen oder schließen. Die tatsächlich verabreichte Wassermenge wurde von einem Durchflussmesser an Reporter erfasst. Am Tagesende übermittelte die Software von Diagro diesen Wert über die API an das Wasserbilanzprogramm, um die Bewässerungsrate für den nächsten Tag zu berechnen.
Da alle Bewässerungsmodelle anfällig für kleine Fehler sind, die sich im Laufe der Zeit summieren, ist es essenziell, die tatsächliche Bodenfeuchtigkeit regelmäßig zu messen. Falls die Modellwerte zu stark von der Realität abweichen, kann das Modell entsprechend kalibriert werden. Hier kamen verschiedene Bodenfeuchtesensoren zum Einsatz.
Heidelbeeranbau mit 50 % weniger Wasserverbrauch!
Die Untersuchungen ergaben, dass täglich mehr Wasser zugeführt wurde, als tatsächlich verdunstete. Wertvolles Bewässerungswasser sickerte ungenutzt in tiefere Bodenschichten ab. Zudem konnte Regenwasser nicht effektiv in die Wurzelzone aufgenommen werden, da der Boden ständig gesättigt war. Hier bestand also Optimierungspotenzial zur Wassereinsparung. Dank des Wasserbilanzmodells konnte jedoch die gleiche Menge an Heidelbeeren mit derselben Qualität – groß, süß und saftig – geerntet werden. Mit nur der Hälfte der sonst üblichen Bewässerungsmenge, verglichen mit der Kontrollgruppe.
In der folgenden Grafik sehen Sie den Vergleich zwischen der Kontrollgruppe (blau) und den Sträuchern, die nach dem Wasserbilanzmodell bewässert wurden (orange). Es wird deutlich, dass beide Gruppen gleich gut abschneiden.
Nachhaltige und intelligente Bewässerung beim Heidelbeeranbau ist also nicht nur möglich, sondern äußerst effektiv!
Nachhaltigkeit muss nicht teuer sein
Bevor pcfruit uns für dieses Projekt kontaktierte, hatten sie bereits mehrere andere Unternehmen angesprochen. Die Fernüberwachung mit all diesen unterschiedlichen Sensoren schien eine große Herausforderung zu sein. "Schwierig", "teuer", "kompliziert" und "aufwendige Anpassungen erforderlich" waren einige der Antworten, die sie erhielten. Doch all diese Bedenken erwiesen sich als unbegründet.
"Die Möglichkeiten zur Überwachung und automatischen Steuerung von Geräten machen Reporter zu einem praktischen Werkzeug für die Bewässerungssteuerung – sowohl für Forscher als auch für Landwirte."
- Bart Vanhoutte, pcfruit
Reporter ist eine einfache und zugleich vielseitige Lösung, um verschiedene Sensoren in einem Projekt zu kombinieren. Das benutzerfreundliche Plug-and-Play-System ermöglicht es, ein kostengünstiges und individuell anpassbares Sensormodul zusammenzustellen.
Eine farbenfrohe Zusammenarbeit für Heidelbeeren
Diese Forschung zum Heidelbeeranbau ist Teil des Projekts Smart Growers, das im Rahmen des Interreg V-Programms Flandern-Niederlande finanziert wurde. Dieses grenzüberschreitende Kooperationsprogramm wird durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung, VLAIO sowie die Provinzen Limburg, Antwerpen und Ostflandern unterstützt. Das europäische Förderprogramm unterstützt interregionale Entwicklungen wie Smart Agriculture.
Der Versuch wurde vom Proefcentrum Fruitteelt in Zusammenarbeit mit dem Proefstation voor de Groenteteelt durchgeführt. Das Wasserbilanzmodell wurde vom Proefstation (ehemals PSKW) entwickelt. Die Forscher analysierten detailliert die Bewässerungsmengen, die täglich auf eine Reihe von Sträuchern aufgebracht wurden, um optimale Heidelbeeren zu erzeugen. Nach der Ermittlung der richtigen Mengen wurde das Wasserbilanzmodell entwickelt.
Die Software zur Umsetzung dieses Projekts wurde von unserem Partner Diagro programmiert, während die Hardware natürlich von unserem eigenen Reporter mit einer Vielzahl an Sensoren bereitgestellt wurde.
Kurz gesagt, diese interdisziplinäre Zusammenarbeit hat die Forschung zur Bewässerung erheblich vorangebracht.
Quellen:
pcfruit, mit besonderem Dank an Bart Vanhoutte.
Interreg V-Projekt Smart Growers
