Innovative Technologien zur Bewässerung

Wertvolle Ressource Wasser

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Wasserknappheit Klimawandel
AquaMax ist ein einfach zu installierendes System aus Rohren, die im Wurzelbereich der Bäume angebracht werden. Foto:Greenmax

Der Klimawandel mit den heißen und lang andauernden Sommern erfordert ein Umdenken in der Bewässerung von Pflanzen und Grünflächen. Der Trend geht hin zur präzisen Bewässerung der Pflanzen direkt an der Wurzel und weg von der großflächigen Beregnung von Flächen.

Wasser wird knapp und Erfahrungen aus außereuropäischen Ländern wie Israel zeigen, dass das Wasser gezielt und effizient eingesetzt werden muss, damit wir kein wertvolles Wasser verschwenden. Aber auch ausgefeilte Technologien wie Sensorik und präzise Steuerung helfen dabei, die kostbare Ressource nachhaltig einzusetzen.

Bewusster Umgang mit Wasser

Ein Spezialist in Bewässerungsmethoden ist das israelische Unternehmen Netafim, das, 1965 gegründet, das Unmöglich scheinende schaffte, nämlich Getreide in der israelischen Negev-Wüste anzubauen. Dabei haben die Mitarbeiter wertvolle Erfahrungen mit der Tropfbewässerung gewonnen. Die Profis von Netafim bauen auf das Prinzip Precision Irrigation, das einen sorgsameren Umgang mit der kostbaren Ressource Wasser erlaubt, was insbesondere in Israel von großer Bedeutung ist und angesichts des Klimawandels auch in Europa immer wichtiger wird. Precision Irrigation liefert Wasser und Nährstoffe in kleinen Mengen direkt an die Wurzeln der Pflanzen. So wird die Feuchtigkeit in der Wurzelzone kontinuierlich im optimalen Bereich gehalten.

Die Pflanze erhält exakt die Menge an Wasser und Nährstoffen, die sie braucht. Wenn die Bewässerungsmenge und die Fließraten auf einem moderaten Level gehalten werden, werden Verluste durch Oberflächenabfluss, Verdunstung oder Versickerung vermieden. Bei der Planung von Precision Irrigation Systemen ist eine Bewertung der Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens wichtig. Sandige Böden bieten andere Voraussetzungen als bindigere Böden. Zudem spielt der Wasserbedarf der Pflanzen für die Einrichtung eines Bewässerungssystems eine Rolle. Das Wasser sollte in der aktiven Wurzelzone verbleiben und dort von den Pflanzen aufgenommen werden. So kann der Wasserverbrauch reduziert werden bei gleichzeitiger Steigerung der Menge und Qualität des Pflanzenwachstums.

Die Tropfbewässerung hat den Vorteil, dass beim Verteilen von Wasser über Großregnern große Verdunstungsverluste entstehen, hier können von der Düse durch die Luft zwischen 15 und 30 Prozent Wasser verdunsten, das ist wertvolles Wasser, das die Wurzelzone der Pflanzen nicht erreicht. Ein weiterer Nachteil von Großregnern oder Wasserkanonen liegt darin, dass sie große Wassermengen in kurzer Zeit liefern. Das führt zu einer hohen Wassersättigung des Bodens, was wiederum das Bodengefüge aufgrund der schlechteren Durchlüftung beeinträchtigt.

Durch die innovative Bewässerungstechnologie Precision Irrigation dagegen wird das Wasser präzise an die Pflanze abgegeben, unter Berücksichtigung der Bodenbedingungen vor Ort und des Bedarfs der Pflanzen. Die Israelis verwenden zudem Abwasser für die Bewässerung, um die Ressource noch besser zu nutzen. Aufbereitetes Abwasser enthält wertvolle Nährstoffe, die der Pflanze zugutekommen. Allerdings kann Abwasser nicht für die Beregnung genutzt werden, da es auch pathogene Keime enthalten kann, die der Pflanze schaden können. Mit Abwasser wird ein bisher weitgehend ungenutztes Wasservorkommen in eine wertvolle Ressource umgewandelt. Netafim arbeitet auch an einer separierten und zusätzlich gefilterten Nährlösung aus Gärresten sowie Gülle und hat dabei bereits erste Ergebnisse erzielt.

Der intelligente Sprinklersystem-Designer

Um auf die jeweiligen Bedingungen für die Bewässerung noch präziser eingehen zu können, hat Netafim ein modulares Sprinklersystem entwickelt: NetSpeX. Dabei handelt es sich um ein intelligentes System, das der Anwender selbst konfiguriert. Man entwirft sein eigenes System je nach Bedarf und Anwendung. Bereits vorhandene Sprinklermodelle können in der Leistung optimiert und spezifiziert werden. Durch die modulare Bauweise kann optional notwendiges Zubehör ergänzt werden. Die Sprinkler haben eine hohe Verteilgenauigkeit und Verstopfungssicherheit. Sie werden auf die jeweiligen Bedürfnisse zugeschnitten, auf Wunsch druckkompensierend oder mit unterschiedlichen Wurfweiten und Sprühbildern, die von fein bis intensiv rangieren.

Bügellose dynamische Mikrosprinkler

Der bügellose dynamische Mikrosprinkler SpinNet von Netafim wird vor allem bei hängender Überkopfberegnung in Gewächshäusern, Folientunneln und in Baumschulen eingesetzt. Das System hat sechs verschiedene Aus?ussraten: 50, 70, 90, 120, 160 und 200 l/h und arbeitet mit einem Betriebsdruck von 20 bis 30 mWS. Drei Arten von Drehzapfen ermöglichen unterschiedliche Wurfwinkel: ansteigend, ?ach und abfallend. Der Farbcode der Düsen steht für die jeweilige Durch?ussmenge. Die bügellose Bauweise verhindert Tröpfchenbildung und eine Beschädigung der P?anzen während der Bewässerung.

Der Microsprinkler lässt sich für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten leicht auseinanderbauen. Er ist aus qualitativ hochwertigem und UV-stabilem Kunststoff hergestellt und damit resistent gegenüber chemischen Produkten, die besonders in der Landwirtschaft zum Einsatz kommen. Über eine große Düsenpassage erfolgt eine gleichmäßige Verteilung des Wassers und verringert so das Verstopfungsrisiko. Zum System gehört ein SSPE-Schlauch mit einem Durchmesser von 4 x 6,5 mm in hellgrauer Farbe, um die Absorption von Licht im Gewächshaus und somit Helligkeitsverluste zu verringern.

Rohre im Wurzelbereich

Gerade junge Bäume, Sträucher und Hecken im städtischen Umfeld leiden bei fehlendem oder falschem Wassermanagement unter Wassermangel. Darauf spezialisiert ist das Bewässerungssystem AquaMax von GreenMax. Das einfach zu installierende System besteht aus Rohren, die im Wurzelbereich der Bäume angebracht werden. Alle Rohre sind mit einem Polyesterfiltertuch ausgestattet, das den Wasserdurchlass ermöglicht. Die Rohre bestehen aus Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE), Materialien, die aus Recycling-Materialien hergestellt wurden und somit wiederverwendbar sind. Über diese Rohre erfolgt die benötigte Wasserzufuhr.

Für ausreichende Luftzufuhr an die Pflanzen kann neben den Rohren zum Regenwassermanagement auch ein Belüftungssystem angebracht werden, um der Wurzelfäule vorzubeugen, das AquaAir Belüftungssystem. Die Rohre zur Bewässerung werden unweit unter der Oberfläche verlegt, wodurch das Wasser um den Stammfuß herum in den Boden eindringt. Die Belüftungsrohre werden etwas tiefer verlegt, um die tiefer gelegenen Wurzeln ausreichend zu belüften. AquaMax und AquaAir eignen sich für Bäume mit einem Stammumfang von 8 bis 45 cm und Baumhöhen bis zu 7 m. Die horizontale Rohrlänge rangiert zwischen 2 m und 7,5 m, die vertikale Rohrlänge für die Bewässerung misst 0,5 m, bei einem Rohrdurchschnitt von 80 mm. Für das Belüftungssystem fällt die vertikale Rohrlänge mit 1 m länger aus, geht also tiefer in den Boden rein.

Rasenpflege und Bewässerung in einem System

Besonders in den gegenwärtigen heißen Sommern nimmt die Bewässerung viel Zeit in Anspruch. Eine automatische Bewässerung schafft hier Abhilfe: das Gardena Smart System; es vereint die Rasenpflege und Bewässerung in einem System und wird über eine App gesteuert. Dieses intelligente Bewässerungssystem setzt das Wasser ressourcenschonend ein, was sich für die Umwelt und den Geldbeutel auszahlt. Der Sensor misst die Bodentemperatur und ermittelt die Bodenfeuchte genau an der Wurzel. Dank des großen Messbereichs kann er auch in tieferen Bereichen von Rasen, Blumen- und Gemüsebeeten oder auch weniger tief in Blumentöpfen platziert werden. Der Sensor ist mit weiteren Produkten zur Wasserkontrolle und Irrigation Control von Gardena kombinierbar.

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Wasserknappheit Klimawandel
Das Gardena Smart System vereint die Rasenpflege und Bewässerung in einem System und wird über eine App gesteuert. Foto: Gardena
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Der neue Bodenfeuchtesensor von Gardena liefert Informationen über den Feuchtigkeitsgehalt im Boden, insbesondere aus dem Wurzelbereich der Pflanzen. Foto:Gardena

Als zentrales Element des Smart Systems übermittelt der Sensor die aktuellen Statusdaten per Funk direkt an das Herzstück des vernetzten Gartens, an das Smart Gateway. Sobald die Sensormessung anzeigt, dass der Boden feucht genug ist, wird die nächste geplante Bewässerung einfach ausgesetzt. Alle Smart-Produkte lassen sich über die App jederzeit und überall einfach per Fingertipp individuell bedienen. Gerade wenn unterschiedliche Gartenbereiche bedarfsgerecht und effizient bewässert werden sollen, sind mehrere richtig platzierte Sensoren von Vorteil. Da der flache Sensor lediglich 20 mm aus der Erde ragt, kann er sogar beim Betrieb eines Mähroboters ständig auf dem Rasen verbleiben. Der Sensor kann nur innerhalb Smart System eingesetzt werden und ist nicht kompatibel mit anderen Bewässerungssteuerungen.

Exakte Messung der Bodenfeuchte

Den individuellen Wasserbedarf der Pflanzen zu decken, eine Über- oder Unterversorgung mit Wasser zu vermeiden, ist zuweilen ein Balanceakt. Denn ist die Erdoberfläche trocken, bedeutet es nicht, dass die Wurzeln der Pflanzen dringend Wasser benötigen. Dafür liefert der neue Bodenfeuchtesensor von Gardena Informationen über den Feuchtigkeitsgehalt im Boden, dort, wo es am wichtigsten ist, im Wurzelbereich der Pflanzen. Der Bodenfeuchtesensor ist nun im neuen Design besonders flach und ragt gerade einmal 20 mm aus dem Boden. Wird er im Rasen platziert, kann ein Rasenmäher oder Mähroboter problemlos drüberfahren. Aufgrund der kompakten Größe kann er praktisch überall, in Gemüsebeeten oder auch einfach in Pflanzkübeln, eingesetzt werden.

Die Datenübertragung erfolgt vom Sensor aus über ein Kabel hin zur Bewässerungssteuerung, die die Feuchtigkeit des Bodens bei der automatischen Bewässerung berücksichtigt. Wenn noch genügend Wasser im Erdreich vorhanden ist, wird die Bewässerung ausgesetzt. So erfolgt die Bewässerung bedarfsgenau und sparsam. Der Sensor ist mit den meisten Bewässerungssteuerungen von Gardena kompatibel.

Professionelle Fußballfeldbewässerung

Auch Fußballplätze sind im Sommer der anhaltenden Hitze ausgeliefert und müssen professionell mit dem notwendigen Wasser versorgt werden. Für eine ausreichende und effiziente Wasserversorgung hat sich der Greenkeeper des Fußballtrainingsplatzes in Ingolstadt für eine Bewässerungssteuerung entschieden. Im Zuge des Baus eines neuen Trainingsplatzes fiel die Wahl auf Lynx von Toro, einem zentralen Steuerungssystem für die Beregnung.

Der verantwortliche Greenkeeper des Vereins, Henry Lipp, ist zuständig für das Stadion und sieben Trainingsplätze, darunter zwei Kunstrasen- und fünf Rasenplätze. Lipp ist generell von innovativen Produkten überzeugt, insbesondere im Golf- und Sportplatzbereich. Die Steuerung Lynx bedeutete für ihn ein Quantensprung, denn es sei das erste neu entwickelte System der letzten Jahre. Für andere Systeme habe es immer wieder mal Updates gegeben, was sich aber vor allem in einer moderneren Oberfläche zeigte, aber weniger in der Technik. Lynx dagegen sei ein System, das die heutigen technischen Möglichkeiten voll ausnutze.

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Auf dem Fußballtrainingsplatz in Ingolstadt sind die Getrieberegner Toro Infinity im Einsatz, insgesamt zwölf Stationen mit 18 Regnern. Foto:Toro

Die Herausforderung beim Bau des neuen Trainingsplatzes lag darin, dass eine dritte Pumpe erforderlich war, um alle Plätze entsprechend versorgen zu können. Durch Berechnungen kam man zum Schluss, dass mit der neuen Steuerung die Pumpenleistung und die Beregnung so optimiert werden könnte, dass keine dritte Pumpe mehr notwendig war. Das bedeutete eine Einsparung an Investitionen von etwa 12.000 Euro. Die bestehende Pumpenanlage hat dabei noch immer Reserven.

Lynx ermöglicht aber auch allein durch seinen Betrieb laufende Einsparungen. Ein großes Einsparpotenzial liegt bei der elektrischen Energie, insbesondere bei der Pumpenleistung. Für die beiden Pumpen sind nun verschiedene Parameter im System hinterlegt, so dass die beiden Pumpen optimal ausgelastet sind. Diese bringen jetzt die gleiche Leistung in der Hälfte der Zeit, womit 50 Prozent Energie gespart werden. Mit der Computersteuerung wird die Beregnung so optimiert, dass viele Regner gleichzeitig laufen können. Das war vorher nicht möglich, da mussten alle Plätze nacheinander beregnet werden. Nun wird der Platz ausgewählt und die Steuerung errechnet automatisch, welche Regner laufen. Mitunter sind das zwischen drei und fünf Stationen. Das verbessert den Verbrauch deutlich und die Bewässerungszeit konnte halbiert werden. Die Bedienung der Steuerung erlaubt zudem eine hohe Flexibilität, da man jederzeit auf die Beregnung zugreifen kann.

Die Fußballspieler brauchen zu jedem Training Wasser, so dass schnell und flexibel reagiert werden muss. Per App auf dem Smartphone kann die Beregnung jederzeit gestartet werden, sobald der Trainerstab das anordnet - auch zuhause vom Laptop aus. Bei WLAN-Ausfall oder sonstigen Störungen kann der Rasen dennoch bewässert werden kann. Denn in einem Nebenraum des Stadions wurde eine Lynx-Schalterfunktion eingebaut, mit der die Hauptregner auch noch manuell gesteuert werden können.

Der neue Trainingsplatz hat Ingolstadt nicht nur eine moderne Steuerung beschert, dort sind mit Toro Infinity auch fortschrittliche Getrieberegner eingebaut worden, insgesamt zwölf Stationen mit 18 Regnern. Diese bringen einen sauberen Sprühstrahl aus, der für einen maximal gleichmäßigen Regenvorhang sorgt, wobei auch der Abwurfwinkel verstellbar ist. Damit kann der Greenkeaper auch bei stärkerem Wind präzise bewässern und auch unterhalb der Rasenbeleuchtung beregnen. Die Regner sind in der Handhabung einfach, die Einstellung ist ohne Werkzeug möglich.

Dr. Andrea Brill
Autorin

Brill PR

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