Präzisionsbewässerung für Cannabis: So beheben Sie Probleme mit dem Bewässerungszeitpunkt, dem „Dryback“ und der Kontrolle des Wurzelbereichs

Die Präzisionsbewässerung ist eines der meistdiskutierten Konzepte im modernen Pflanzenbau und zugleich eines der am häufigsten missverstandenen. Die meisten Anlagen verfügen heute über Sensoren. Sie erfassen den VWC, die Leitfähigkeit des Substrats (EC), den Abfluss und die Umgebungsbedingungen in Echtzeit. Theoretisch haben sie alles, was sie brauchen, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Dennoch gehören Bewässerungsprobleme nach wie vor zu den häufigsten Faktoren, die die Pflanzenleistung einschränken. Der Grund dafür ist einfach: Es handelt sich nicht um ein Datenproblem, sondern um ein Interpretationsproblem.

Die Erzeuger erheben zwar Daten, aber:

• Es werden die falschen Ziele gesetzt.
• Dryback wird zwar erfasst, aber falsch berechnet. 
• Der Bewässerungszeitpunkt richtet sich eher nach Gewohnheiten als nach dem Bedarf der Pflanzen. 
• Der Begriff „Feldkapazität“ wird oft missverstanden.
• Der Abfluss wird gemessen, jedoch nicht als Rückkopplungsinstrument genutzt.

Das Ergebnis ist, dass zwar konsequent Entscheidungen getroffen werden, diese jedoch auf der Grundlage falscher Informationen getroffen werden. Bei der Präzisionsbewässerung geht es nicht darum, mehr Daten zu haben. Es geht darum, die richtigen Daten auf die richtige Weise zu nutzen, um einen kontrollierten Wurzelbereich zu schaffen.

Was „Präzisionsbewässerung“ eigentlich bedeutet

Unter Bewässerung versteht man schlichtweg die Zufuhr von Wasser und Nährstoffen. Eine Bewässerungsstrategie ist der strukturierte Plan, wie dieses Wasser im Laufe der Zeit ausgebracht wird, um das Pflanzenwachstum zu beeinflussen. Die Präzisionsbewässerung geht noch einen Schritt weiter. Dabei werden Daten und Rückmeldungen der Pflanzen genutzt, um diese Strategie kontinuierlich und in Echtzeit anzupassen. Diese Unterscheidung ist wichtig, da die meisten Probleme nicht durch die Bewässerung an sich verursacht werden. Sie entstehen vielmehr durch das Fehlen einer Strategie oder das Versäumnis, diese Strategie an veränderte Bedingungen anzupassen.

Bei der Präzisionsbewässerung geht es nicht darum, mehr oder weniger zu bewässern. Es geht darum, das Verhalten des Wurzelbereichs zu steuern und dabei die Einsatzmittel so effizient wie möglich zu nutzen.

Die Bewässerung reguliert den Wurzelbereich

Die Bewässerung ist der wichtigste Kontrollfaktor für den Wurzelbereich. Sie bestimmt, wie viel Wasser zur Verfügung steht, wie konzentriert die Nährlösung wird und wie viel Sauerstoff im Wurzelbereich vorhanden ist. Selbst bei einem vollständig ausgewogenen Düngeprogramm wie der Athena Pro Line schränkt eine unzureichende Bewässerungssteuerung die Nährstoffaufnahme ein. Die Pflanze reagiert nicht auf die Zusammensetzung der Nährlösung im Tank, sondern darauf, was tatsächlich in den Wurzelbereich gelangt.

Diese Faktoren beeinflussen unmittelbar:

• Nährstoffaufnahme
• Pflanzenstress
• Gesamtwachstum

Bei unregelmäßiger Bewässerung schwankt die Wasserverfügbarkeit. Schwankt die Wasserverfügbarkeit, schwankt auch die elektrische Leitfähigkeit (EC) des Substrats. Schwankt die EC, ist die Pflanze wechselnden osmotischen Belastungen ausgesetzt. Gleichzeitig verändert sich der Sauerstoffgehalt im Wurzelbereich je nachdem, wie gesättigt das Substrat ist.

Dadurch entsteht ein instabiles Umfeld, in dem sich die Anlage ständig anpassen muss, anstatt ihre Leistung zu erbringen.

Wenn die Bewässerung gesteuert wird, lässt sich das Wurzelbereichsverhalten vorhersagen. Ist das Wurzelbereichsverhalten vorhersehbar, wird die Pflanzenleistung gleichmäßig, und die Betriebsmittel werden effizienter genutzt.

Der Verlust der Kontrolle über den Wurzelbereich

Oben: Querschnitt eines Stängels, der auf einen unregelmäßigen Bewässerungsplan zurückzuführen ist.

Oben: Querschnitt eines Stängels bei einer optimal abgestimmten Bewässerungsstrategie.

Die meisten Probleme bei der Bewässerung sind zunächst nicht offensichtlich. Sie entwickeln sich im Laufe der Zeit, wenn sich kleine Unregelmäßigkeiten summieren.

Ein typisches Beispiel ist eine Anlage, die nach einem festen Zeitplan bewässert wird – beginnend ein bis zwei Stunden nach dem Einschalten der Beleuchtung –, wobei es zu großen Trockenstellen und übermäßigem oder unregelmäßigem Abfluss kommt. Auf den ersten Blick mag dies kontrolliert wirken, da der Zeitplan einheitlich ist. In Wirklichkeit gerät die Wurzelzone jedoch jeden Tag weiter aus dem Gleichgewicht.

• Mit steigendem Nährstoffbedarf der Pflanzen werden die Trockenschäden immer stärker. 
• Der EC-Wert des Substrats steigt an, wenn Wasser verdunstet und sich die Salze anreichern. 
• Bewässerungsmaßnahmen dienen nicht mehr der Korrektur des Systems, sondern sind eine Reaktion darauf.

In vielen Fällen versuchen die Erzeuger, durch eine Erhöhung des Abflussvolumens wieder die Kontrolle zu erlangen. Dies mag zwar vorübergehend zu einer Senkung des EC-Werts führen, führt jedoch häufig zu einer ineffizienten Nutzung von Wasser und Nährstoffen, ohne das System tatsächlich zu stabilisieren. An diesem Punkt hat der Erzeuger die Kontrolle über den Wurzelbereich verloren. Der Wurzelbereich bestimmt nun sowohl die Pflanzenleistung als auch den Ressourcenverbrauch.

Anlagen, in denen die Kontrolle gewährleistet ist, sehen ganz anders aus. Die Feldkapazität wird regelmäßig neu kalibriert. Dryback und EC werden täglich überwacht. Anpassungen erfolgen auf der Grundlage von Daten und der Reaktion der Pflanzen, nicht nach festen Zeitplänen.

Die Feldkapazität ist die Grundlage

Die Feldkapazität ist der wichtigste Bezugspunkt bei der Bewässerung. 

Er ist definiert als der Punkt, an dem der Abfluss beginnt und das Substrat nach der Entwässerung ein Gleichgewicht erreicht. Dieser Punkt bestimmt, wie viel Wasser das Substrat aufnehmen kann, ohne dass der Sauerstoffgehalt darunter leidet. Alle Berechnungen im Bereich der Bewässerung basieren auf diesem Wert. Er legt Ihren maximalen VWC-Zielwert fest, bestimmt, ob der Abfluss gefördert oder begrenzt werden soll, und bildet den Ausgangspunkt für die Berechnung des Trockenrücklaufs.

Wenn die Feldkapazität falsch ist, ist auch jede darauf folgende Entscheidung falsch.

Warum sich die Feldkapazität im Laufe der Zeit verändert

Einer der häufigsten Fehler besteht darin, die Feldkapazität als festen Wert zu betrachten. 

In der Realität nimmt sie mit der Zeit ab. Wenn sich die Wurzeln entwickeln, nehmen sie Platz im Substrat ein und verringern dessen Wasserhaltekapazität. Durch Kanalisierung können trockene Stellen entstehen, die die effektive Sättigung verringern. Die oberste Schicht des Substrats kann ungleichmäßig austrocknen. All dies verringert die Gesamtwassermenge, die das Substrat aufnehmen kann. Mit abnehmender Feldkapazität wird der Spielraum für Fehler kleiner. Zielwerte, die zu Beginn des Zyklus noch korrekt waren, werden im weiteren Verlauf zu ehrgeizig. Aus diesem Grund ist eine wöchentliche Neukalibrierung erforderlich, um die Genauigkeit aufrechtzuerhalten.

Der Abfluss ist ein Regulierungsmechanismus, kein Sicherheitsnetz

Der Begriff „Runoff“ wird oft fälschlicherweise als etwas verstanden, das man minimieren oder maximieren sollte. In Wirklichkeit handelt es sich dabei um ein Instrument, das gezielt eingesetzt werden sollte.

Der Abfluss reguliert die Leitfähigkeit (EC) des Substrats, indem er überschüssige Salze abtransportiert. Er bietet eine Möglichkeit, die Sensorwerte zu überprüfen und zu verstehen, was in der Wurzelzone bereits geschehen ist. Ohne Abfluss kann die EC des Substrats im Laufe der Zeit langsam ansteigen, da Wasser entzogen wird und Salze zurückbleiben. Bei übermäßigem Abfluss werden die Nährstoffe durch das System gespült, ohne vollständig verwertet zu werden. Das Ziel besteht nicht darin, den Abfluss zu unterbinden oder zu maximieren. Das Ziel ist es, die Mindestmenge an Abfluss zu nutzen, die erforderlich ist, um die Kontrolle zu behalten.

Präzisionsbewässerung und Ressourceneffizienz

Bei der Präzisionsbewässerung geht es nicht nur darum, die Ertragsleistung der Pflanzen zu steigern. Es geht auch darum, die Effizienz der Ressourcennutzung zu verbessern. 

Wasser, Nährstoffe und Arbeitsaufwand hängen alle direkt mit den Entscheidungen zur Bewässerung zusammen. Wenn die Bewässerung nicht gesteuert wird, greifen Landwirte oft auf übermäßige Betriebsmittel zurück, um Schwankungen auszugleichen. Eines der häufigsten Beispiele hierfür ist ein durchgehend hoher Abfluss.

Ein übermäßiger Abfluss bedeutet, dass die Nährlösung vermischt, zugeführt und anschließend aus dem System entfernt wird, bevor die Pflanze die Möglichkeit hat, sie vollständig zu verwerten. Im großen Maßstab bedeutet dies einen erheblichen Verlust sowohl an Wasser als auch an Dünger. Die Präzisionsbewässerung verlagert den Ansatz von einer Überkorrektur hin zur Steuerung. Anstatt sich auf einen übermäßigen Abfluss zu verlassen, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, wird das System so eingestellt, dass die zugeführten Stoffe effizienter genutzt werden und gleichzeitig ein stabiler Wurzelbereich erhalten bleibt.

Wenn zu viel Oberflächenabfluss zum Problem wird

Runoff ist ein Hilfsmittel, doch wenn es übermäßig eingesetzt wird, kann es eigene Probleme mit sich bringen.

Ein konstant hoher Abfluss kann die Nährstoffverwertungseffizienz verringern und die Betriebskosten erhöhen, ohne die Pflanzenleistung zu verbessern. Er kann zudem die Präzision bei der Bewirtschaftung der Wurzelzone einschränken, da eine übermäßige Auswaschung die Aufrechterhaltung der angestrebten EC-Werte erschwert. In einigen Fällen kann ein hoher Abfluss die Pflanze unbeabsichtigt zu einer stärker vegetativen Reaktion veranlassen, indem er die Wurzelzone zu stark verdünnt und den kontrollierten Stress verringert. Das Ziel besteht nicht darin, so viel Abfluss wie möglich zu erzeugen, sondern gerade so viel zuzuführen, dass die Stabilität erhalten bleibt.

Wann die Begrenzung des Abflusses von Vorteil sein kann

Es gibt Situationen, in denen eine Begrenzung des Abflusses nicht nur akzeptabel, sondern sogar vorteilhaft ist.

In frühen Blüte- oder generativen Steuerungsphasen kann ein leichter Anstieg der EC des Substrats durch kontrollierte Trockenphasen bei gleichzeitiger Begrenzung des Abflusses dazu beitragen, eine stärkere generative Reaktion zu fördern. Gleichzeitig verbessert die Reduzierung des Abflusses die Ressourceneffizienz, da ein größerer Teil der ausgebrachten Lösung in der Wurzelzone verbleibt. Der Schlüssel liegt in der Kontrolle. Wird der Abfluss reduziert, ohne die EC zu überwachen oder die Trockenphase zu steuern, kann das System schnell instabil werden. Bei korrekter Steuerung wird die Begrenzung des Abflusses zu einem Instrument sowohl für die Pflanzensteuerung als auch für das Ressourcenmanagement.

Dryback beeinflusst das Verhalten der Pflanze

„Dryback“ ist der Punkt, an dem die Bewässerung zu einer Strategie wird.

In Kombination mit einem stabilen Düngeprogramm wie der Athena Pro Line wird „Dryback“ zu einem wirkungsvollen Mittel, um die Reaktion der Pflanzen gezielt zu steuern, ohne die Nährstoffverhältnisse ständig anpassen zu müssen.

Wenn der Wassergehalt im Substrat sinkt, verringert sich die Wasserverfügbarkeit, was zu Trockenstress führt. Gleichzeitig steigt die Salzkonzentration, wodurch sich der EC-Wert des Substrats erhöht und osmotischer Stress entsteht.

Diese beiden Stressformen wirken sich unmittelbar auf das Verhalten der Pflanzen aus.

• Kleinere Drybacks bleiben bei konstanter Wasserversorgung und niedrigerem EC-Wert eher im vegetativen Zustand. 
• Größere Trockenstellen erhöhen den Stress und können dazu genutzt werden, Pflanzen zur generativen Blüte anzuregen.

Das Ziel besteht nicht darin, Stress zu beseitigen, sondern ihn bewusst und kontrolliert einzusetzen.

Wie sich die Berechnung des Dryback auf Ihre Ziele auswirken kann

Je nachdem, wie Sie den Dryback berechnen, erhalten Sie unterschiedliche Ergebnisse.

Es gibt zwei Hauptmethoden, mit denen Erzeuger den Trockenrückgang berechnen können:

• Absolute Berechnung
• Relative Berechnung

Viele Züchter wenden den absoluten Dryback an, bei dem ein fester VWC-Wert vom Maximalwert abgezogen wird. Dieser Wert lässt sich jedoch nicht auf verschiedene Substrate oder eine sich ändernde Feldkapazität übertragen. Wenn sich die Feldkapazität verändert, kann der absolute Dryback unbeabsichtigt zu übermäßigem Stress führen. Ein Dryback, der zu Beginn des Zyklus noch moderat war, kann später ohne entsprechende Anpassung extrem werden.

Der relative Trockenrückgang gleicht dies aus, indem er den Trockenrückgang als Prozentsatz der Feldkapazität berechnet. Dadurch bleibt der Stress über verschiedene Substrate hinweg und während des gesamten Zyklus proportional und konsistent.

Berechnungsformel für den relativen Dryback:

Sollwert für Dryback-VWC = Maximaler VWC-Sollwert × (1 − Dryback-Prozent)

Es handelt sich zwar nur um eine kleine Änderung in der Berechnung, doch hat sie erhebliche Auswirkungen auf die Anlagenleistung.

Die stressigste Zeit des Tages

Die größte Belastung für die Pflanze tritt beim Einschalten des Lichts auf.

Zu diesem Zeitpunkt weist das Substrat aufgrund der nächtlichen Trocknung den niedrigsten Wassergehalt auf, während der EC-Wert des Substrats aufgrund der Salzkonzentration am höchsten ist. Dies führt genau zu dem Zeitpunkt, zu dem die Pflanze mit der Transpiration beginnt, zu einer Kombination aus Trockenstress und osmotischem Stress. Wird dies bei der Bewässerungsplanung nicht berücksichtigt, wird der Stress zu groß und schränkt die Nährstoffaufnahme ein.

Ein besserer Ansatz für den Bewässerungszeitpunkt

Lässt man bei einer Strategie mit festgelegter Trockenphase zu viel Zeit bis zur nächsten Bewässerung verstreichen, kann dies zu übermäßigem Trockenstress führen, der irreversible Schäden verursacht.

Die Bewässerung zu einer festgelegten Zeit berücksichtigt nicht, wie schnell das Substrat austrocknet. Ein effektiverer Ansatz besteht darin, die Bewässerung anhand des Trocknungsgrades statt anhand der Zeit auszulösen. Durch die Verwendung eines geringen zusätzlichen Trockenrückgangs-Zielwerts (~1–5 %) nach dem Einschalten der Beleuchtung beginnt die Bewässerung, sobald die Pflanze mit der Transpiration begonnen hat, jedoch noch bevor der Stress zu groß wird. Dadurch kann der Bewässerungszeitpunkt an den Bedarf der Pflanzen und die Umgebungsbedingungen angepasst werden, anstatt sich auf feste Zeitpläne zu verlassen. Dieser Ansatz ermöglicht es Erzeugern, die Athena-Düngemittel verwenden, einen stabileren Wurzelbereich aufrechtzuerhalten und so die Konsistenz sowohl der Pflanzenleistung als auch der Endqualität zu verbessern, ohne auf überhöhte Leitfähigkeitswerte (EC) oder Abfluss als Ausgleich angewiesen zu sein.

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Das Fazit: Kontrolle ist der Motor für Leistung und Effizienz

Wenn die Bewässerung optimal abgestimmt ist, verbessern sich sowohl die Pflanzenleistung als auch die Ressourceneffizienz. Der EC-Wert des Substrats stabilisiert sich, anstatt zu schwanken, Trockenphasen lassen sich vorhersagen, anstatt variabel zu sein, und die eingesetzten Mittel werden effektiver genutzt, anstatt durch übermäßigen Abfluss verloren zu gehen. Anhand realer Betriebsdaten hat sich gezeigt, dass eine Erhöhung der Bewässerungshäufigkeit, die Einführung einer VWC-Überwachung und die Feinabstimmung des Abflusses den EC-Wert des Substrats bei der Ernte durchweg gesenkt und gleichzeitig die Pflanzenleistung sowie die Endqualität verbessert haben. Diese Verbesserungen resultieren nicht aus einer Änderung der Einsatzmittel, sondern aus der Steuerung der Art und Weise, wie diese Einsatzmittel zugeführt werden.

In allen Anlagen sind es stets dieselben Faktoren, die die Ergebnisse bestimmen. Ein stabiles Düngungsprogramm gleicht Schwankungen bei den Einsatzstoffen aus, eine kontrollierte Umgebung fördert die Transpiration und eine automatisierte Bewässerung sorgt für Gleichmäßigkeit. Die Präzisionsbewässerung verbindet alle diese Elemente miteinander, indem sie steuert, wie sich das Wasser durch das System bewegt. Ohne Bewässerungssteuerung werden Ressourcen oft übermäßig eingesetzt, um Instabilitäten auszugleichen, während bei einer Steuerung die Einsatzstoffe auf den Bedarf der Pflanzen abgestimmt und effizient genutzt werden.

Die meisten Bewässerungsprobleme werden nicht durch einen Mangel an Wasser oder Nährstoffen verursacht, sondern durch mangelnde Kontrolle. Die Feldkapazität bestimmt das System, der Trocknungsrücklauf beeinflusst das Pflanzenverhalten, der Abfluss reguliert die elektrische Leitfähigkeit (EC) des Substrats, und der Bewässerungszeitpunkt legt fest, wie Stress ausgeübt wird. Wenn diese Variablen nicht aufeinander abgestimmt sind, wird die Wurzelzone instabil, die Pflanzenleistung schwankt, und Ressourcen werden verschwendet.

Die Lösung besteht nicht darin, mehr Dünger auszubringen oder sich auf übermäßigen Abfluss zu verlassen, um Probleme zu beheben. Vielmehr geht es darum, das System zu stabilisieren und Düngemittel gezielt einzusetzen, indem man die Feldkapazität genau einstellt, das Austrocknen der Böden verhindert, den Abfluss als Werkzeug statt als Sicherheitsnetz nutzt und den Bewässerungszeitpunkt an den Bedarf der Pflanzen anpasst. Wenn der Wasserfluss gleichmäßig ist, erfolgt die Nährstoffzufuhr effizient, die Pflanzenleistung wird vorhersehbar und Verschwendung wird reduziert.

Die Anlage verfügt bereits über alles, was sie benötigt. Ihre Aufgabe ist es, dafür zu sorgen, dass das System ihr die Nutzung dieser Ressourcen ermöglicht.