Durch den Klimawandel ist die ressourcenschonende Verwendung von Wasser ein Thema mit zunehmender Bedeutung. Versuche bei Agroscope prüfen daher, ob sich der Wasserverbrauch im Obstbau durch eine smarte Steuerung reduzieren lässt. Hierzu nutzen wir die natürlichen Reaktionen des Baumes zur Bewässerungssteuerung. Der Baumstamm schrumpft während des Tages wegen der Wasserverdunstung über die Blätter. Während der Nacht füllt er seinen Speicher wieder, was sich durch eine Ausdehnung des Stammes bemerkbar macht. In Stresssituationen verändert sich die Differenz zwischen dem Schrumpfen am Tag und der Ausdehnung während der Nacht. Dendrometer messen diese Veränderung des Stammdurchmessers und aus diesen Daten lässt sich der Bewässerungsbedarf bestimmen. Wenn das Dendrometer seine Daten über Internet oder per Funk an die Bewässerungsanlage in der Kultur schickt, dann löst ein Schrumpfen des Stammdurchmessers die Bewässerung aus. Die Innovation dabei: Statt der üblichen Bodenfeuchte-Sensoren vermittelt der Baum direkt Daten zu seinem Wasserbedarf.
In der Studie konnte 40 % Wasser eingespart werden
Seit 2021 erforscht Thainná Waldburger, Doktorandin bei Agroscope und der ETH, wie diese Smart-Farming-Technologie im Feld bei Apfelbäumen optimal einzusetzen ist. Im ersten Jahr war es zu nass, die besten Daten hat die Forscherin 2022 und 2023 gewonnen. Die Versuchsanordnung beinhaltete vier verschiedene Behandlungen:
- volle Bewässerung (100% Wasser) über Sensor-Daten zur Bodenfeuchte
- reduzierte Bewässerung (70% Wasser) über Sensor-Daten zur Bodenfeuchte
- keine Bewässerung
- Bewässerung basierend auf Dendrometer-Daten zum Stammdurchmesser
Die Resultate lassen sich sehen: 40% Wasser konnte eingespart werden, ohne den Ertrag signifikant zu beeinträchtigen. Der Ertrag blieb also praktisch gleich wie bei Bewässerung über Sensor-Daten zur Bodenfeuchte (100% Wasser), doch nur 60% der Wassermenge war nötig. Dank des Dendrometers konnte das Wasser genau dann verabreicht werden, wenn der Baum es brauchte.
Praxistauglichkeit als Ziel
Bisher fanden die Versuche im Kanton Waadt statt. Das Projekt wird auf weiteren Versuchsflächen in den Kantonen Thurgau und Schaffhausen im Rahmen der Versuchsstation Smarte Technologien fortgesetzt. Es werden nicht alle Bäume „digitalisiert“, sondern nur einige wenige. Es muss sichergestellt werden, dass Bäume unterschiedlichen Alters oder Bäume, die auf unterschiedlichen Böden stehen, berücksichtigt werden. Bis zur Marktreife des Systems wird es aber es noch einige Zeit dauern. Was jetzt schon klar ist: Wenn die Bäuerin oder der Bauer schon ein Bewässerungssystem hat, dann wird sich eine Anschaffung lohnen. Das Aufwändige am System ist die Montage der Sensoren, die sachgerecht erfolgen muss. Möglicherweise könnte eine Alternative für die Praxis noch interessanter sein, der Frucht-Dendrometer. Ein solches Gerät ist einfacher zu installieren als ein Stamm-Dendrometer und erfasst neben Wasserstress auch die Erntereife. Und es funktioniert auch auf Tomaten und Aprikosen, wie weitere Forschende bei Agroscope herausgefunden haben.
