Wie Proefcentrum Hoogstraten den Soil Mini von Sigrow zur Optimierung der Bewässerung einsetzte

Branche: Landwirtschaft / Forschung  |  Lesezeit: 7 Minuten  |  Kultur: Immertragende Erdbeere (Sorte Karima)  |  Standort: Proefcentrum Hoogstraten (PCH), Meerle, Belgien  |  Eingesetztes Sigrow-Produkt: Soil Mini Substratsensor  |  Jahr: 2023  |  Forschungsprojekt: EU-Projekt Life ACLIMA (LIFE20-CCA-BE-1720)

Überblick

Nachhaltiger Wasserverbrauch ist eine der größten Herausforderungen im modernen Erdbeeranbau geworden — und die in Nordeuropa verbreiteten Tabletop-Systeme gehören zu den schwierigsten Stellen, an denen man dieses Problem lösen kann. 2023 führte Proefcentrum Hoogstraten (PCH) einen ganzjährigen Versuch mit Sigrow Soil Mini Substratsensoren durch, um zu klären, ob sensorgesteuerte Bewässerung das Drainagewasser auf einem Mini-Air-Tabletop-System mit freier Drainage reduzieren kann.

Die Ergebnisse waren beeindruckend. Indem PCH in der zweiten Saisonhälfte die Bewässerung anhand kontinuierlicher Substratfeuchte- und EC-Daten steuerte, senkte der Betrieb den gesamten Wasserverbrauch um 19,5% (von 520 auf 419 L/m²) und das Drainagewasser um 38% (von 189 auf 118 L/m²) — und das ohne jeglichen Verlust bei Ertrag, Fruchtgröße, Festigkeit, Brix oder Haltbarkeit. Beide Versuchsabschnitte erzielten zudem rund 2 kg pro Pflanze, also etwa 10 kg/m², mit 75% großer Frucht.

Für Gärtner mit Erdbeerkulturen auf freiabfließenden Tabletop-Systemen ist die Schlussfolgerung klar: Substratsensoren sind nicht nur Diagnosewerkzeuge — sie sind ein praktischer Hebel, um Wasserverluste zu senken und gleichzeitig den Ertrag zu sichern.

Die Herausforderung: Tabletop-Erdbeeren mit freier Drainage sind ein Wasser-Blindspot

In den letzten zwanzig Jahren haben belgische und niederländische Erdbeeranbauer beim nachhaltigen Wassereinsatz erhebliche Fortschritte gemacht. So führen die meisten Produktionsgewächshäuser heute Drainagewasser im Kreislauf zurück und sammeln Regenwasser vor Ort — oft mehr als 3.000 m³ pro Hektar. Diese Investitionen haben den Wasserkreislauf der Indoor-Produktion geschlossen.

Ein System ist jedoch hartnäckig offen geblieben: der Freiland- oder überdachte Tabletop-Anbau mit freier Drainage. Es handelt sich um die erhöhten Tabletop-Erdbeersysteme, die Gärtner von April bis September einsetzen — mit Gras unter den Tischen und ohne Drainagerückgewinnung. Jedes Wasser, das die Töpfe verlässt, versickert im Boden darunter. Kurz gesagt: Es geht einfach verloren.

PCH wollte eine ganz konkrete Frage beantworten: Können wir die Drainage auf diesen Systemen sicher senken, ohne die Kultur zu schädigen? Und genauer — können Substratsensoren uns sagen, wann es tatsächlich sicher ist, mit Wasser zurückzuhalten?

Warum der traditionelle Ansatz Wasser auf dem Tisch liegen lässt

Bei der klassischen Erdbeeren-Fertigation dosieren Gärtner Nährstoffe mit niedrigem EC (typisch 1,1–1,5 mS/cm) bei jedem Tropfzyklus. Volumen und gewählten Tropf-EC steuern sie dann anhand zweier Werte, die sie an der Drainage ablesen: dem Drainanteil und dem Drain-EC.

Übliche Zielwerte für den Drainanteil reichen von 15% an trüben Tagen bis zu 40% an hellen, sonnigen Tagen. Der Ziel-Drain-EC liegt für immertragende Sorten bei etwa 1,1–1,3 mS/cm und für einmaltragende bei rund 1,5 mS/cm. In der Praxis steuern Gärtner auf diese Werte hin, indem sie Anzahl und Länge der Tropfzyklen anpassen — häufig anhand von Lichtsummen-Triggern wie „100 ml pro Tropfer für je 120 J/cm² akkumulierter Strahlung“.

Es funktioniert — aber es ist indirekt. Drainanteil und Drain-EC sagen Ihnen, was im Substrat bereits Stunden zuvor passiert ist. Sie steuern im Rückspiegel. Hinzu kommt: Auf freiabfließenden Tabletop-Systemen ist jeder Drainanteil über null Wasser, das Sie nie wiedersehen.

Ziele

PCH konzipierte den Versuch 2023, um eine Reihe konkreter Fragen zu beantworten:

• Können Substratsensoren Gärtnern genug Sicherheit geben, um Drainagewasser auf Tabletop-Systemen sicher zu reduzieren?
• Welche Feuchte- und EC-Schwellenwerte im Substrat sind sicher, bevor die Kultur leidet?
• Erhält oder verbessert sensorgesteuerte Bewässerung Ertrag, Fruchtgröße und Qualität?
• Funktioniert der Ansatz mit einer immertragenden Sorte wie Karima, die empfindlicher auf Bewässerungsschwankungen reagiert als einmaltragende Sorten?

Die Sigrow-Lösung

Um diese Fragen zu beantworten, kaufte PCH sechs Sigrow Soil Mini Substratsensoren für den Versuch. Der Soil Mini ist auf organische Substrate ausgelegt und misst die für den Erdbeeranbau wichtigsten Parameter:

Was gemessen wurde:

• Substratfeuchte (%) — das primäre Signal für Bewässerungsentscheidungen
• Substrat-EC (mS/cm) — zur Verfolgung der Nährstoffkonzentration in der Wurzelzone
• Substrattemperatur
• Umgebungslicht
• Sättigungsdefizit (VPD)

Für diesen Versuch waren Feuchte und EC die beiden entscheidenden Parameter. Die Sensoren erfassten die übrigen Werte im Hintergrund weiter, das Team handelte aber nicht direkt nach ihnen.

Aufteilung des Mini-Air in Kontroll- und Versuchsabschnitt

Der Versuch lief auf einem Mini-Air-Tabletop-System, gepflanzt mit der immertragenden Sorte Karima am 29. März 2023. PCH verteilte die sechs Sensoren gleichmäßig auf zwei Abschnitte:

• Kontrollabschnitt: drei Sensoren, bewässert aus dem zentralen Technikraum von PCH mit der Standard-Drainsteuerung.
• Versuchsabschnitt: drei Sensoren, bewässert über eine separate, dedizierte Düngeeinheit, die direkt anhand der Sensordaten gesteuert werden konnte.

Da der Versuch flache Meerle-Tabletts (niedrige Tabletop-Behälter) nutzte, konnte das Team nicht in mehreren Höhen im Substrat messen. Stattdessen platzierte jeder Abschnitt einen Sensor in einem Wurzelballen in der Trayecke, einen in einem Wurzelballen in der Traymitte und einen im freien Substrat zwischen den Wurzelballen. So erhielt PCH ein vollständiges Bild davon, wie sich Feuchte und EC durch verschiedene Zonen bewegen.

Phase 1: Daten lesen lernen (April bis Mitte Juli)

In den ersten rund 3,5 Monaten der Saison bewässerte PCH den Versuchsabschnitt bewusst genauso wie den Kontrollabschnitt. Ziel war noch nicht, Wasser zu sparen — sondern zu verstehen, wie sich die Sensorwerte unter einer bekannten, traditionellen Bewässerungsstrategie verhalten.

Diese Phase erwies sich aus zwei Gründen als unverzichtbar:

1. Sie schuf eine klare Baseline dafür, wie „normale“ Substratfeuchte und Substrat-EC in den Wurzelballen und im freien Substrat in verschiedenen Kulturphasen aussehen.
2. Sie deckte ein reales Betriebsproblem auf. Am 28. Juni zeigten die Drain-EC-Messungen, dass die dedizierte Einheit plötzlich mit sehr hohem EC tropfte — verursacht durch einen unerklärlichen EC-Anstieg im Regenwassertank, der diese Einheit speiste. Das Team leerte den Tank sofort und füllte ihn mit sauberem Regenwasser neu auf. Der kurze EC-Peak hinterließ jedoch wochenlang einen sichtbaren Fingerabdruck in den Substratdaten, besonders bei dem Sensor im mittleren Wurzelballen des Trays. Ohne kontinuierliches Substratmonitoring wäre diese Kontamination wahrscheinlich unbemerkt geblieben.

Aus dieser Erfahrung zog PCH eine wichtige frühe Schlussfolgerung: Substrat-EC ist als tägliches Steuerungssignal weniger zuverlässig als Drain-EC. Konkret stieg der Substrat-EC im Lauf der Zeit (vor allem in den Wurzelballen), während der Drain-EC im Zielbereich blieb. Die beiden Werte erzählten unterschiedliche Geschichten — der Versuch wurde entsprechend angepasst.

Phase 2: Sensorgesteuerte Bewässerung (Mitte Juli bis Saisonende)

Ab Mitte Juli stellte der Versuchsabschnitt auf sensorgesteuerte Bewässerung um. Auf Basis der Erkenntnisse aus Phase 1 legte PCH klare Substratfeuchte-Schwellen fest:

• Mindestens 40% Feuchte in den Wurzelballen — der Zone, in der die aktive Wurzelaufnahme stattfindet
• Mindestens 30% Feuchte im freien Substrat zwischen den Wurzelballen — hier ist ein weiteres Antrocknen akzeptabel, da weniger aktive Wurzelmasse vorhanden ist
• Drain-EC zwischen 1,1 und 1,3 mS/cm — der Standard-Zielbereich für Karima-Immerträger
• Substrat-EC darf frei steigen, solange der Drain-EC im Zielbereich bleibt

Die Sensoren zeichneten kontinuierlich auf, doch die dedizierte Düngeeinheit war nicht automatisiert. Das Personal überprüfte die Substratfeuchtedaten mehrmals pro Woche und traf manuelle Bewässerungsentscheidungen: Wasser zurückhalten, wenn die Feuchte über dem Zielwert lag, einen Tropfzyklus ergänzen, wenn die Feuchte sich dem Minimum näherte, oder die Wassergabe erhöhen, wenn der Drain-EC stark anstieg.

Grundregel: PCH hielt die Tropfzyklen auf das Minimum, das die Kultur tatsächlich brauchte — nicht auf das Maximum, das das System zuließ.

Dateneinblicke und Analyse

Die kontinuierlichen Sensordaten machten mehrere Dinge sichtbar, die das reine Drainagemonitoring immer verborgen hatte. Vier Erkenntnisse stachen besonders hervor.

Feuchte hielt sich weit besser als erwartet

Erstens: Selbst bei deutlich weniger Tropfzyklen als im Kontrollabschnitt blieb die Substratfeuchte in den Wurzelballen in der zweiten Saisonhälfte überwiegend komfortabel über dem 40%-Ziel. Kurz: Die Kultur hatte Reserven im Substrat, die die drainsteuerte Bewässerung unnötig durchgespült hatte.

Drainanteile sanken zur Hochsaison unter 5%

Zweitens: Bis Ende Juli lief der Versuchsabschnitt mit Drainanteilen deutlich unter 5% — weit unter den traditionellen 15–40%-Zielen — während der Drain-EC im Zielfenster blieb. Anders gesagt: Die Kultur erhielt schlicht das, was sie brauchte, statt einer eingebauten Sicherheitsreserve zusätzlichen Wassers obendrauf.

EC-Akkumulation in den Wurzelballen wurde in Echtzeit sichtbar

Drittens: Der Substrat-EC stieg im Saisonverlauf kontinuierlich an, besonders in den Eck- und Mittelwurzelballen — er erreichte im September 8–9 mS/cm. Der Drain-EC blieb dagegen zwischen 1,3 und 1,8 mS/cm. Diese Lücke bestätigte den Befund aus Phase 1: Bei Karima auf Tabletop-Mini-Air-Systemen kann der Substrat-EC stark abdriften, ohne dass der Drain-EC dies anzeigt. Drain-EC bleibt also das vertrauenswürdigere tägliche Steuerungssignal — Substrat-EC ist aber als längerfristiges Trendwarnsignal weiterhin wertvoll.

Bewässerung im Takt der Kultur, nicht der Uhr

Schließlich: Da Feuchte in Echtzeit sichtbar war, hörten Bewässerungsentscheidungen auf, kalendergesteuert zu sein („alle 120 J/cm² einen Zyklus geben“) und wurden reaktionsgesteuert („einen Zyklus geben, wenn die Feuchte im Wurzelballen sich 40% nähert“). An vielen Tagen bedeutete das weniger Zyklen. An einigen heißen Tagen aber mehr. So oder so: Es war präzise.

Umgesetzte Maßnahmen

Auf Grundlage der kontinuierlichen Sensordaten hat das PCH-Team:

• Den Versuchsabschnitt ab Mitte Juli von kalenderbasierter Tropfplanung auf feuchteschwellenbasierte Planung umgestellt
• Die Anzahl täglicher Tropfzyklen reduziert, wo die Wurzelballen-Feuchte über 40% blieb
• Zyklen proaktiv ergänzt, wenn der Drain-EC zu steigen begann
• Die Regenwassertank-Kontamination vom 28. Juni erkannt und behoben, bevor sie bleibenden Schaden verursachte
• Klare Substratfeuchte-Zielwerte für Karima auf Tabletop-Mini-Air-Systemen erarbeitet, die in zukünftigen Versuchen und in der kommerziellen Beratung wiederverwendet werden können

Ergebnisse und Wirkung

Über die gesamte Saison erzählen die Zahlen eine klare Geschichte:

Wasserverbrauch

• Kontrolle: 520 L/m²
• Sensorgesteuert: 419 L/m²
• Einsparung: 19,5% weniger Wasser ausgebracht

Erzeugtes Drainagewasser

• Kontrolle: 189 L/m²
• Sensorgesteuert: 118 L/m²
• Reduktion: 38% weniger Drainagewasser verloren

Und entscheidend: Diese Reduktion kam zustande, obwohl PCH die sensorgesteuerte Bewässerung nur in der zweiten Saisonhälfte angewandt hat. Hätte das Team den Ansatz ab Tag eins gefahren, wären die Einsparungen mit hoher Wahrscheinlichkeit noch größer ausgefallen.

Ertrag und Fruchtqualität: kein Trade-off

Der wahre Test jeder Wassereinsparungsstrategie ist natürlich, ob sie der Kultur schadet. In diesem Versuch tat sie es schlicht nicht.

• Ertrag: Beide Abschnitte erzielten ungefähr 2 kg pro Pflanze, also 10 kg/m²
• Fruchtgröße: 75% der Früchte wurden in beiden Abschnitten als groß sortiert
• Festigkeit: Kein messbarer Unterschied
• Visuelle Qualität: Kein messbarer Unterschied
• Brix (Zuckergehalt): Kein messbarer Unterschied
• Haltbarkeit: Kein messbarer Unterschied

Anders gesagt: Die Kultur hat es nicht gemerkt. Sie produzierte das gleiche Gewicht, die gleiche Größenverteilung und die gleiche Qualität — bei 19,5% weniger Wasser und 38% weniger Drainage.

Zentrale Erkenntnisse

• Substratsensoren machen Drainreduktion zu einer datengestützten Entscheidung. Auf freiabfließenden Tabletop-Systemen kann sensorgesteuerte Bewässerung Drainagewasser um nahezu 40% senken — ohne Ertrags- oder Qualitätseinbußen.
• Drain-EC bleibt das verlässlichste tägliche Steuerungssignal für Karima auf Tabletop-Mini-Air-Systemen — kontinuierliche Substratfeuchtedaten sind aber das, was Gärtnern erlaubt, mit Vertrauen weniger zu bewässern.
• Die 40%/30%-Feuchteregel funktioniert in der Praxis. Die Erfahrung von PCH zeigt, dass die Wurzelballen-Feuchte sicher bis 40% und die Feuchte im freien Substrat bis 30% gefahren werden kann — bei der immertragenden Sorte Karima.
• Kontinuierliches Monitoring deckt Probleme auf, die die klassische Fertigation verbirgt — wie den EC-Spike im Regenwassertank im Juni, der sonst erst beim sichtbaren Kulturschaden bemerkt worden wäre.
• Wassereinsparungen skalieren mit der Einsatzdauer. Dieser Versuch hat sensorgesteuerte Bewässerung nur etwa eine halbe Saison eingesetzt. Ein Vollsaison-Rollout würde die Einsparungen wahrscheinlich weiter erhöhen.
• Sigrow Soil Mini Sensoren sind für organische Substrate geeignet und liefern die Feuchte-, EC- und Umweltdaten, die für diese Art von präzisem Wassermanagement im Erdbeeranbau benötigt werden.

Über Proefcentrum Hoogstraten

Proefcentrum Hoogstraten (PCH) ist eines der führenden angewandten Forschungszentren für Erdbeer- und Gemüseanbau in Belgien, ansässig in Meerle. Das Zentrum führt Versuche im kommerziellen Maßstab im Auftrag von Gärtnern und Industriepartnern in ganz Europa durch — mit Fokus auf nachhaltige Anbautechniken, Wassermanagement, Klimaanpassung und Kulturinnovation.

Über das Life-ACLIMA-Projekt

PCH führte diese Arbeit im Rahmen des Life-ACLIMA-Projekts durch, das das Life-Programm der Europäischen Union unter der Fördernummer LIFE20-CCA-BE-1720 finanziert. Das ACLIMA-Projekt unterstützt die Klimaanpassung im Gartenbau, indem es praxistaugliche Werkzeuge für nachhaltiges Wasser- und Ressourcenmanagement entwickelt und validiert.

Quelle

Diese Fallstudie basiert auf veröffentlichter Forschung von P. Melis, S. Laurijssen, M. Hofkens & V. Greffe (Proefcentrum Hoogstraten, Meerle, Belgien), ursprünglich erschienen in:

„Drain in aardbeien te beperken met behulp van sensoren“ — Proeftuinnieuws 20, 24. November 2023, Seiten 11–13.

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Der Sigrow Soil Mini ist Teil eines kompletten Portfolios an Substrat- und Klimasensoren für gewerbliche Gärtner und Forschungszentren. Wenn Sie an Wasserreduktion, Drainmanagement oder Präzisionsfertigation in Erdbeeren, Tomaten oder anderen substratbasierten Kulturen arbeiten, treten Sie mit unserem Team in Kontakt — wir entwerfen gerne mit Ihnen eine Sensorstrategie, die zu Ihrem Betrieb passt.