project - EIP-AGRI Operational Group

Sensor supported irrigation control of potatoes
Sensorgestützte Beregnungssteuerung in Kartoffeln

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Completed | 2016 - 2020 Germany
Completed | 2016 - 2020 Germany
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Objectives

The innovation project pursues a new approach to determine the actual drought stress and irrigation demand on the plant directly by measuring the stock‘s temperature. The evaporation cools down the stocks, so that the temperature on the plant’s surface is few degrees cooler than the ambient temperature. Insufficient water supply causes stress, which reduces the transpiration of the plant and generates a higher stock‘s temperature. Within the scope of the project the temperature differences will be recorded by using an infrared thermographic in order to optimize the irrigation management of the plants.

Objectives

Der Kartoffelanbau ist wasserstressempfindlich. Eine Messtechnik, die abhängig von der Bestandstemperatur den Beregnungsbedarf erkennt, soll getestet werden und damit eine nachhaltigere Bewässerung sicherstellen. 

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014DE06RDRP012 Germany - Rural Development Programme (Regional) - Lower Saxony + Bremen
Location
Main geographical location
Wolfenbüttel

EUR 782 791.00

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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1 Practice Abstracts

The Crop Water Stress Index (CWSI) for wheat, developed by the Thuenen-Institute, has been further developed for use in potato production applying a comprehensive sensor setup in the field. After optimization data will show an increasing CWSI in correlation with a decrease in water availability and raising drought stress of the potato plant. After an irrigation or precipitation event, the CWSI would decrease again. The state of water nourishment of the potato plant due to different irrigation strategies are clearly detectable using the CWSI. In 2019 the CWSI has been applied for irrigation management. In comparison with the irrigation management based on the water holding capacity of the soil, only the last irrigation event of the season has indicated a different timing. Hence, the CWSI can be used for irrigation management in potatoes. The development of the CWSI is rather sensitive and failure prone. Problems occurred if the evapotranspiration has been affected by the weather conditions, or if uncovered soil has influenced the temperature measurements of the potato plants. However, an optimization of the irrigation depends on other factors as well, such as the used equipment (irrigation gun), which influence the irrigation management based on their operational mode.

Der vom Thünen-Institut entwickelte Crop Water Stress Index (CWSI) für Weizen wurde im Rahmen des Projektes mit einem umfangreichen Sensornetzwerk weiterentwickelt und für den Einsatz in Kartoffeln optimiert. Nach der Überarbeitung zeigen die Messdaten des Versuchsjahres 2019, dass der CWSI mit abnehmender Wasserverfügbarkeit und zunehmendem Trockenstress ansteigt und nach einem Beregnungs- oder Niederschlagsereignis absinkt. Deutlich zu erkennen sind ebenfalls die unterschiedlichen Wasserversorgungszustände der Pflanzen, die durch die unterschiedlichen Beregnungsvarianten verursacht werden. In der Beregnungssaison 2019 wurde die Beregnung auf den Versuchsflächen in Hamerstorf nach dem CWSI gesteuert, im Vergleich zu dem nach %-Anteil an pflanzenverfügbarem Bodenwasser (% nFK) bestimmten Wasserbedarf unterschied sich lediglich der Zeitpunkt der letzten Beregnungsgabe, somit ist eine Beregnungssteuerung in Kartoffeln nach dem CWSI grundsätzlich möglich. Die Bestimmung des CWSI ist zu diesem Zeitpunkt noch störanfällig, so ergeben sich Probleme, wenn die aktuelle Verdunstung durch die Witterungsbedingungen eingeschränkt war, bzw. wenn unbedeckter Boden die Bestandsmessungen beeinflusst. Die Optimierung des Beregnungszeitpunktes ist allerdings auch von anderen Faktoren abhängig, z.B. von dem Einsatz der Beregnungskanonen, die aufgrund ihrer Betriebsweise den Zeitpunkt der Bewässerungsgabe einschränken.

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Contacts

Project coordinator

  • Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, Dr. Klaus Röttcher

    Project coordinator