Überwachungssysteme für die Bodenfeuchtigkeit und das Bewässerungsmanagement

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1 Überwachungssysteme für die Bodenfeuchtigkeit und das Bewässerungsmanagement

2 Eine ganzheitliche Lösung für das Bewässerungsmanagement Überwachung von Boden-Pflanze-Klima imetos Geräte sind die ideale Lösung für die kontinuierliche Echtzeit Beobachtung vieler Einflussgrößen, welche entscheidend für das Bewässerungsmanagement sind. Die Geräte und Sensoren ermöglichen die Überwachung des Bodens (Feuchtigkeit,, Salzgehalt, verfügbare Nährstoffe und Bodenfruchtbarkeit), der Pflanzen (u.a. Dendrometermessungen), der Atmosphäre (verschiedenste Klimagrößen, nutzbar u.a. auch für die Bestimmung der Verdunstung) sowie die Überwachung von Bewässerungssystemen (Durchfluss, Wassergehalt, Druck, ph-wert und elektrische Leitfähigkeit von Düngemitteln, usw.). Die gemessenen Werte können für den Beobachtungsstandort mit einer hochpräzisen mikroklimatischen Wetterprognose kombiniert werden, die für diesen Standort kalibriert wird. Dabei stehen ihnen auf Stundenbasis für die kommenden 7 Tage wichtige Einflussgrößen, wie Verdunstung, Niederschlagsmenge und Niederschlagswahrscheinlichkeit zur Verfügung, die Sie mit Ihren Echtzeitdaten aus dem Webportal FieldClimate.com kombinieren können. Die Analyse der beobachteten und aufgezeichneten Werte ist der erste entscheidende Schritt für die Entwicklung ihrer individuellen Bewässerungsstrategie. Des Weiteren können Sie die Effizienz ihres Bewässerungssystems durch den Einsatz von zusätzlichen Funktionalitäten verbessern, dazu zählen u.a. die Kalkulation der Wasserbilanz und die Festlegung verschiedener Parameter für die Analyse der Bodenfeuchtigkeitsdynamik (Feldkapazität, Befüllungspunkt), sowie weitere Beratungsangebote. Die Verwendung dieser Funktionalitäten ermöglicht Ihnen ganz exakt entscheiden zu können, wann und wie viel sie bewässern, wodurch Sie die eingesetzte Wassermenge optimieren. Des Weiteren bietet Pessl Instruments verschiedene Lösungen für die automatisierte Bewässerung und Düngung an. Diese Systeme werden auf der Basis ihrer Messdaten im Feld automatisiert und können jederzeit über das Smartphone gesteuert werden. Anwendungen «Dateninterpretation Bewässerungs- und Düngungsmanagement Bewässerung im Freiland Anbau in Substraten Garten- und Parkanlagen Management Sportflächen und Golfplatz Management Automatische Frostschutzsysteme Ökophysiologische Studien Anwendungen im Forst (bspw. Brandgefahr) Flutwarnsysteme Geotechnologische Studien «Bewässerung Wann und wie viel Vorteile «Automatisierung Wasserersparnis (Optimierung der Bewässerungszeitpunkte und der -menge) Höhere Erträge (Sicherstellung der Produktionsmenge und der Produktqualität) Düngemittelersparnis (Optimierung des Düngemittelverbrauchs) Bessere Pflanzengesundheit (reduzierter Einfluss von phytopathologischen Schäden, Möglichkeit das Wurzelwachstum zu stimulieren, Frostschutz) Mehr Sicherheit (Echtzeit Alarm bspw. bei Wasserknappheit, Problemen mit dem automatischen Bewässerungssystem, Dokumentation von Vorgängen) Energieersparnis (Stromverbrauch für Pumpen, Ventile usw.) Zeitersparnis (Automatisierung und Rationalisierung von Arbeitsgängen) reduzierter Umwelteinfluss LÖSUNGEN FÜR INTELLIGENTE BEWÄSSERUNGSSYSTEME Dein Feld in deiner Hand!

3 GERÄTE- UND VERBINDUNGSTECHNIK Geräte- und Verbindungstechnik imetos Radio Nodes imetos 3.3 imetos ECO D3 μmetos Blue GPRS EDGE UMTS cdma Blue Tooth Wi-Fi Echtzeit Datenzugriff und Entscheidungsunterstützung FieldClimate unterstützt ebenfalls APIs für den automatisierten Austausch, der von unseren Geräten gemessenen Daten zu anderen Plattformen und Programmen. imetos Geräte sind robuste und vielseitig einsetzbare Datenlogger. Sie sind einfach zu installieren und können mit verschiedenen Sensoren für die Bodenfeuchtigkeit und anderen physioklimatischen Einflussgrößen ausgestattet werden. imetos Geräte kommunizieren kabellos und aufgrund verschiedener Übertragungsstandards weltweit in Echtzeit mit der FieldClimate.com Plattform. Sensorknoten ermöglichen ferner den Aufbau eines Messnetzwerkes bei dem die einzelnen Stationen per Funk die Daten an eine Basisstation senden. imetos 3.3 imetos 3.3 ist eine hochwertige und äußerst langlebige Wetterstation, die für alle klimatischen Bedingungen geeignet ist. Sie wird mit einem Solarpanel gestützten Akku betrieben und verfügt über ein eingebautes UMTS/CDMA-Modem für die direkte Kommunikation mit der FieldClimate Plattform. Mit Hilfe des intelligenten Sensor-Bus-Systems können bis zu 400 Sensoren verarbeitet werden. Aufgrund des verwendeten nicht-flüchtigen Speichers bewahrt die Station zuverlässig die gemessenen Daten von mehr als einem Jahr auf. Ausgestattet mit dem richtigen Interface, bildet sie ferner die Basisstation für die imetos Radio Nodes (Funkstationen). imetos ECO D3 ist ein Datenlogger, der entwickelt wurde um unter schwierigsten Bedingungen und in allen Klimazonen zu arbeiten. Betrieben mit einem Solarpanel gestütztem Akku, kann er mit einem Niederschlagsmesser und verschiedenen Sensoren für bspw., Bodenfeuchte und Salzgehalt ausgestattet werden. Mit dem richtigen Interface ausgestattet, kann diese Station ebenfalls die Daten von imetos Radio Nodes empfangen. imetos ECO D3 imetos RADIO NODE imetos Radio Node ist ein kabelloser, batteriebetriebener Datenlogger zur Messung von Bodenfeuchte,, Niederschlag, Blattfeuchte, relative Luftfeuchte sowie weiteren Parametern. Die Station sendet die Messdaten aller Sensoren in Echtzeit per Funk an die Basisstation. Die Basisstation sendet anschließend alle Daten via Mobilfunknetz zum Datenserver der Webplattform FieldClimate.com.

4 SENSOREN Sensoren zur Messung der Bodenfeuchtigkeit Pessl Instruments bietet eine sehr breite Palette von OEM-Sensoren zur Messung der Bodenfeuchte an, darunter Profilsonden oder gabelförmige Sensoren, die entweder den volumetrischen Wassergehalt () oder die Saugspannung (Tension) messen. Einige Sensoren messen ferner die Bodentemperatur und die elektrische Leitfähigkeit (EC) oder den volumetrischen Ionen Gehalt (VIC) besonders nützlich für das Düngungsmanagement. Es ist möglich die verschiedenen Technologien und Sensoren zu kombinieren, wodurch Sie Ihre optimale Bodenfeuchte-Monitoring-Lösung unter Berücksichtigung Ihrer Bodeneigenschaften, Pflanzen, Bewässerungssysteme und dem Feldmanagement entwickeln können. Wir bieten auch spezifische Lösungen für Topfpflanzen und bodenlose Anwendungen an. DRILL & DROP (SENTEK) 10HS (DECAGON) EC-5 (DECAGON) 5TE (DECAGON) 5TM (DECAGON) TENSIOMETER (IRROMETER) in der Version TRISCAN: Salzgehalt (VIC) Messung Länge: 60cm, 90cm oder 120cm Ein Sensor alle 10 cm EC (0-23 ds/m) Saugspannung (Tension) (0-100 cbar/kpa) GS1 GS3 (DECAGON) WATERMARK (IRROMETER) MPS-2 (DECAGON) EC (0-23 ds/m) Saugspannung (Tension) (0-200 cbar/kpa) Saugspannung (Tension) ( cbar/kpa) Weitere Sensoren DENDROMETER BODENTEMPERATUR EC & PH-WERT INTERFACE MIT DISPLAY ph-wert REGENMESSER VOLUMETRISCHER ZÄHLER DRUCKSCHALTER WASSERSTANDSMESSER EC WASSERSTANDSMESSER, EC & TEMPERATUR Für weitere Informationen zu anderen Sensoren und Datenlogger besuchen Sie bitte unsere Homepage auf der Sie einen vollständigen Katalog herunterladen können.

5 DATENINTERPRETATION Interpretation der Daten Alle gemessenen Daten der imetos Stationen werden in Echtzeit gespeichert und sind über die Webplattform FieldClimate.com oder unseren kostenlosen Apps für ios und Android zugänglich. Eine weitere sehr nützliche Funktion ist der SMS-Alarm, wofür Sie die kritischen Werte festgelegen können. Werden diese Werte erreicht, bekommen Sie automatisch eine SMS zugeschickt, ideal bspw. zur Frostwarnung. Welche Informationen kann ich aus Bodenfeuchtedaten erhalten? Wie bewegt sich das Wasser entlang des vertikalen Bodenprofils? In welchem Teil des Wurzelsystems und wie Lange ist der Boden feucht? Entsteht durch Versickerung Wasserverlust in tiefen Schichten? Wie entwickelt sich das Wurzelsystem? Was ist der beste Bewässerungsplan (Wann und wie viel)? Wie ist das Wasser für die Pflanzen verfügbar? Wie viel Saugkraft müssen die Pflanzen aufbringen, um das Wasser dem Boden zu entziehen? Methode zur Messung der Bodenfeuchtigkeit Wassergehalt volumetrisch Saugspannung via Tensiometer Im FieldClimate können zusätzlich die Werte für die Feldkapazität und den Befüllungspunkt festgelegt werden. In der untenstehenden Grafik sind die daraus resultierenden drei Farbbereiche dargestellt: Rot symbolisiert Wassermangel, Grün steht für die Komfortzone und Blau für das Überangebot von Wasser. HERKÖMMLICHE BEWÄSSERUNG INTELLIGENTE BEWÄSSERUNG ANBAU: Heidelbeeren BEWÄSSERUNGSSYSTEM: Tröpfchenbewässerung MESSUNG DER BODENFEUCHTE: Volumetrischer Wassergehalt ZEITRAUM: 9 Tage Die Feldfrucht wurde ursprünglich zweimal pro Tag bewässert. Durch die Messung und Beobachtung des volumetrischen Wassergehaltes wurde festgestellt, dass derselbe Komfortbereich für die Pflanzen mit nur einer Wassergabe pro Tag erreicht werden konnte. Fazit: Sofortige Wasserersparnis von 50%. TROCKNUNGS-PHASE BEREGNUNG REGEN ANBAU: Wein (Pinot Noir) BEWÄSSERUNGSSYSTEM: Tröpfchenbewässerung MESSUNG DER BODENFEUCHTE: Volumetrischer Wassergehalt + Saugspannung ZEITRAUM: 60 Tage Ältere Reb-Ertragsanlagen werden häufig nur sehr DEFIZITVERHÄLTNIS verhalten beregnet. Die hell- und dunkelblauen Kurven zeigen den volumetrischen Wassergehalt in zwei Tiefen und die rote Kurve die gemessene Saugspannung. Der erste Abschnitt der Grafik stellt den typischen Trocknungsprozess mit Tag-Nacht-Stufen durch den Wasserverbrauch der Pflanzen dar. Die ansteigende Saugspannung zeigt dabei die beginnende Stresssituation für die Pflanzen an. Die Trocknungsphase wurde durch mehrere Regenereignisse gedämpft, die unterschiedlich stark die Bodenfeuchten in den einzelnen Tiefen beeinflussten. Die durchgeführte Bewässerung nach der zweiten Trocknungsphase beeinflusst direkt die Feuchtigkeit in den tieferen Schichten und spiegelt sich deutlich in den Kurvenverläufen wieder. Ebenfalls deutlich sichtbar ist das Niederschlagsereignis 16 Stunden später. Im unteren Abschnitt der Abbildung sind die Wassergaben und der Zusammenhang zur Verdunstung (ET 0 ) abgebildet.

6 DATENINTERPRETATION Systeme zur Entscheidungsunterstützung im Bewässerungsmanagement Ergänzend zu den direkten Messergebnissen der Bodenfeuchtigkeiten, gibt es weitere Parameter und Werkzeuge um den optimalen Bewässerungszeitpunkt und die optimale Wassermenge in Abhängigkeit der phenologischen Wachstumsphasen der Pflanzen festzulegen. FieldClimate unterstützt die Berechnung der potenziellen Evapotranspiration (ET 0 ) und mit der Anwendung IRRIMET die Kalkulation der Wasserbilanz. Die potenzielle Verdunstung (ET 0 ) wird mit der Penman-Gleichung (FAO Methode 56) berechnet. Die Gleichung benötigt die vier Parameter, relative Luftfeuchte, Solarstrahlung und Windgeschwindigkeit. IRRIMET ist eine Anwendung, die ein einfaches Wasserhaushaltsmodell zur Verfügung stellt. Im Modell wird die Evapotranspiration der Pflanzen (ET C ) berechnet, indem der ET 0 -Wert durch den spezifischen FAO Pflanzenkoeffizienten K C oder einem selbst gesetzten Koeffizienten für unterschiedliche phänologische Phasen angepasst wird. Der Wasserhaushalt wird anschließend unter Berücksichtigung von ET C, Regen und Regeneffizienz, Art und Effizienz der Bewässerungsanlage und Bewässerungsereignisse berechnet. Die Anwendung erfordert eine Station mit Sensoren für die ET 0 -Berechnung und einen Regenmesser. Grafisches Beispiel einer Wasserbilanzdarstellung von IRRIMET für eine Apfelplantage. In rot ist die Wasserbilanz dargestellt und in blau der Trend des Pflanzenkoeffizienten K C. In der unteren Abbildung sind die Regenmesswerte (blau), die Bewässerungswerte (grün) und die potenzielle Verdunstung der Pflanzen ET C (gelb) dargestellt. MyIRRIGATION und der Service von Aquagri MyIRRIGATION (=meine Bewässerung) ist eine web-basierte Software, die von unserem Partner Aquagri entwickelt wurde. Sie bietet eine sehr benutzerfreundliche Interpretation der Bodenfeuchtedaten und erlaubt es, Informationen zu Pflanzen und Boden hinzuzufügen, um noch besser entscheiden zu können, wann und wie viel zu bewässern ist. Zudem bietet MyIRRIGATION sehr detaillierte Wasserhaushaltsdaten an und kann ideal mit weiteren Aquagri Dienstleistungen kombiniert werden, um das Bewässerungs- und Düngungsmanagement zu optimieren. Die verschiedenen Beratungsangebote von Aquagri umfassen unter anderem: Ermittlung der Werte für Feldkapazität, Welkepunkt und Befüllungspunkt für die Identifikation der Managementzonen zur Bewässerung Bestimmung der optimalen Bewässerungsstrategie (Wann und wie viel) durch periodische Datenanalyse von Spezialisten und gemeinsamen Gesprächen oder Feldbesuchen.

7 imetos Radio Nodes imetos 3.3 imetos ECO D3 imetos WAN imetos ICA Echtzeitzugriff auf die Daten und Entscheidungsunterstützung Immer wieder haben wir während der letzten 30 Jahren, in denen wir agro-meteorologische Überwachungssysteme anbieten, Anfragen bezüglich der Entwicklung von automatischen Steuerungssystemen auf der Basis von gemessenen Daten erhalten. Einerseits zur Steuerung von Bewässerungssystemen und andererseits für die steuerung in Gewächshäusern. Jetzt können wir Ihnen ein integriertes System anbieten! Ein System, welches über das Mobilfunknetz oder mit Funk arbeitet und automatisch oder manuell (via App für Smartphones/ Tablets) jeden An-/ Ausbefehl (Ventile, Pumpen) übermitteln kann. Des Weiteren ist es möglich standard-zeitbasierte Bewässerungs- oder Düngungsregler der verschiedensten Systeme (Tröpfchen, Sprenkler, Kreisbewässerung) zu steuern. Das System kann programmiert werden, so dass Bewässerungszeiten in Abhängigkeit von individuellen Kriterien und intelligenter Bewässerungs-/ Düngungsstrategie festgelegt werden können. Die Applikationsstrategie orientiert sich dabei an den gemessenen Bodenfeuchtewerten (oder weiterer Parameter), so dass die Bedürfnisse der Pflanzen optimal erfasst werden können. Die Zwei-Wege-Kommunikation unserer Geräte sendet Ihnen SMS-Benachrichtigungen bei Fehlern in den Bewässerungssystemen oder anderen Notsituationen (überschüssiges Wasser oder Wasserdefizit etc.) zu. Das erlaubt es Ihnen per Fernsteuerung die Probleme zu lösen, ohne dass Sie explizit hinfahren müssen. imetos ICA imetos ICA 30/60 ist ein web-basierter Regler, der via GSM/ GPRS drei (ICA 30) oder 6 (ICA 60) Solenoidventile ansteuern kann. Beide Versionen verfügen über die Pessl Instruments Bus-Schnittstelle, die den Anschluss von verschiedenen Sensoren ermöglicht (bspw., Wasserzähler, Bodenfeuchtesensoren etc.). Der imetos ICA besitzt einen Hauptschalter, über den er mit den meisten standard-zeitbasierten Bewässerungsreglern (Progres, Toro, Rainbird, Netafirm, usw.) verbunden werden kann. imetos WAN imetos WAN (Wireless Activator Node) arbeitet mit einer Batterie, die 7 Jahre lang hält und ist in ein IP67 Gehäuse eingebaut. Per Funk können mittels imetos WAN die meisten An-/ Ausschaltungen von standardzeitbasierten Bewässerungsreglern oder anderen Einheiten gesteuert werden. Das Bild zeigt den Vol. Wassergehalt + Saugspannung in einer Sprinklerbewässerung über die letzten 48h. EINGESPARTE BEWÄSSERUNGSZYKLEN In diesem Anwendungsbeispiel ist ein imetos ICA an einen Regler angeschlossen, der neun Bewässerungsflächen in Zyklen mit 11mm Wasser täglich versorgt. Die Bewässerung wird angehalten, wenn die Saugspannung im Boden unter 25kPa sinkt. Die grünen Säulen zeigen die Bewässerungszyklen (je 110min) und es ist sichtbar, dass 50% des Wassers verschwendet wird. Fazit: Durch den Einsatz von Smart Irrigation konnte der Wasserverbrauch um 50% reduziert werden. AUTOMAÇÃO Lösungen für die Automatisierung

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