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Die unterirdische Entwässerung ist unerlässlich für den Pflanzenanbau auf schlecht entwässerten Böden, indem überschüssiges Wasser aus der Wurzeltiefe entfernt wird, um eine rechtzeitige Aussaat und Ernte zu ermöglichen. Konventionelle Drainagesysteme entfernen Wasser wahllos, oft unter Abgabe wertvoller Nährstoffe (insbesondere Stickstoff) und Pestizide in nachgeschaltete Wasserwege. Der AgriDrain Water Table Manager verwandelt traditionelle Entwässerung in ein kontrolliertes, intelligentes System durch die Installation von Wasserstandsregelungseinrichtungen an den Entwässerungsabflüssen und kontinuierlichen Überwachungssensoren im gesamten entwässerten Feld. Dies ermöglicht es Landwirten, den Wasserstand anzuheben, wenn keine Entwässerung benötigt wird, wodurch die Nährstoffabgabe reduziert wird, während die Ernteerträge erhalten bleiben, und Dokumentation für Programme zum Handel mit Wasserqualität bereitgestellt wird, die zusätzliche Einnahmen generieren.

• Automatisierte Wasserstandsregelungseinrichtungen: Das System rüstet bestehende Entwässerungsabflüsse mit motorisierten Schiebern oder Wehrbrettern nach, die ferngesteuert angehoben oder abgesenkt werden können. Durch die Anpassung der Abflusshöhe steuert das System die Tiefe des Grundwasserspiegels im gesamten entwässerten Feld. Höhere Abflusseinstellungen halten mehr Wasser im Bodenprofil zurück, wodurch das Entwässerungsvolumen und der damit verbundene Nährstoffverlust reduziert werden.
• Feldweite Grundwasserstandsüberwachung: Ein Gitter von druckbasierten Grundwasserstandsloggern, die in flachen Beobachtungsbrunnen installiert sind, liefert Grundwasserstandsdaten in Echtzeit über das Feld. Das System erstellt Konturpläne der Grundwasserstandshöhe, die zeigen, welche Bereiche schnell entwässern und welche feucht bleiben. Diese Daten leiten ein präzises Entwässerungsmanagement und identifizieren Möglichkeiten für gezielte Entwässerungsverbesserungen.
• Regen- und Bodenfeuchteadaptive Steuerung: Die Plattform erfasst hyperlokale Regenprognosen und Bodenfeuchtesensordaten aus der Wurzeltiefe. Vor einem vorhergesagten starken Regen senkt sie automatisch die Abflusseinstellungen, um Speichervolumen im Bodenprofil zu schaffen und Oberflächenabfluss zu reduzieren. Nach dem Regen erhöht sie die Einstellungen, um Wasser für die Pflanzen zu konservieren. Dieses dynamische Management maximiert sowohl den Entwässerungsnutzen als auch die Wassereinsparung.
• Berechnung der Nährstoffabgabe und Erzeugung von Wasserqualitätszertifikaten: Durch die Messung des Entwässerungsvolumens mit einem Durchflussmesser oder Wehr und der Nitratkonzentration mit einer Inline-ionenselektiven Elektrode oder einem UV-Nitratsensor berechnet das System die Gesamtmasse des exportierten Stickstoffs aus dem Feld. Wenn Landwirte das Entwässerungsvolumen durch kontrolliertes Management reduzieren, kann die vermiedene Stickstoffabgabe als Wasserqualitätszertifikate zertifiziert und an regulierte Punktquellen wie Kläranlagen verkauft werden.

1. Feldcharakterisierung und Bestimmung der Basisabgabe: Im ersten Jahr arbeitet das System im reinen Überwachungsmodus, um das Basisentwässerungsvolumen und die Nitratabgabe unter konventioneller freier Entwässerung zu ermitteln.
2. Adaptives Grundwassermanagement: In den Folgejahren steuert das System dynamisch die Abflusseinstellungen basierend auf der Pflanzenphase, der Regenprognose und der Bodenfeuchte. Während der Vegetationsperiode hält es den Grundwasserspiegel auf einer optimalen Tiefe für die jeweilige Kulturpflanze (typischerweise 60 bis 90 Zentimeter für Mais). Während Brachperioden hebt es den Grundwasserspiegel an, um die Entwässerung zu reduzieren.
3. Überprüfung und Berichterstattung über Zertifikate: Für Landwirte, die am Handel mit Wasserqualität teilnehmen, generiert die Plattform verifizierbare Berichte, die die Reduzierung des Entwässerungsvolumens und die vermiedene Nitratabgabe dokumentieren und zur Ausstellung von Zertifikaten bei den Aufsichtsbehörden eingereicht werden.