Simulation einer sensorgestützten Präzisionsbewässerung von Standorten im Südtiroler Obstanbau

Abstract

Die Folgen des Klimawandels machen einen bewussteren Umgang mit den Wasserressourcen notwendig. Insbesondere in Agrarregionen, welche nur unter hohem Bewässerungseinsatz wirtschaftlich rentable Erträge liefern, kann durch eine bedarfsorientierte und teilflächenspezifische Bewässerung eine bedeutende Wassereinsparung ohne Ertragseinbußen erreicht werden. Mehrjährige bodenhydrologische Untersuchungen in den bewässerten Obstanbauregionen Südtirols haben ergeben, dass die pedologischen Standortunterschiede einen bedeutenden, bisher aber meist unbeachteten, Einfluss auf die lokalen Variationen der Bodenwasserdynamik und der für diePflanzen verfügbare Wassermenge haben. Numerische und agenten-basierte Simulationsversuche haben gezeigt, dass eine dynamisch gesteuerte Bewässerung durch den Einsatz bodenspezifisch kalibrierter Feuchtesensoren eine optimierte Wasserzufuhr ermöglicht. Durch eine verkürzte Bewässerungsdauer mit variablen Intensitäten, welche sich an bodenphysikalischen Kennwerten orientieren, können deutliche Wassereinsparungen erzielt werden. Einer geplanten Validierung an Bodensäulen im Labor und Optimierung dieses Simulationsansatzes soll eine Praxisprüfung im Freigelände folgen.

In many climatic regions, the availability of water in soils determines to a large extent their agricultural productiveness. Especially in irrigated agricultural areas information about the actual soil water dynamics can deliver valuable data to optimize the irrigation practice with regard to volume and duration of irrigation. South Tyrol is a region where these questions are discussed currently. Intensive orcharding is practised there within an area of about 18.000 hectares. Because of the local climatic situation irrigation is considered necessary and hasbeen practised for a long time. However, at many locations much more water is used for irrigation than the apple trees actually need. Regarding the aspects of climatic change and the decrease of water resources, the term “precision irrigation” is being increasingly discussed. Such a precision irrigation must be based on objective and quantitative criteria, which focus primarily on the physical soil properties and hydrologic balances. One solution would be to have sensors near the plants’ roots controlling the water inflow depending on the particular demand. Such a dense soil-hydrological measuring network should be composed ideally of micro-sensors, which are distributed in the investigated soil section and thereby collect data of relevant parameters in the pedosphere usinghigh temporal resolution and transmitting the information to a central logger-unit. This contribution will present a simulation-based approach of a precision irrigation-system with particular consideration of pedo-specific properties.