Bei der häufig genutzten resistiven Messung des elektrischen Widerstands oder des Leitwerts ist das Messergebnis wesentlich abhängig von der Bodenbeschaffenheit und dem Salzgehalt im Boden. Hinzu kommt der hohe mechanische Verschleiß der Messelektroden, da diese ständig mit der feuchten Erde in Berührung sind. Selbst vergoldete Elektroden haben nur eine sehr begrenzte Lebensdauer.

Verbreitet sind auch Sensoren zur Leitwertmessung, deren Elektroden mit einem Gipsblock umhüllt sind, um den störenden Einfluss der Bodensalze (z. B. Düngemittel) zu verringern. Aber auch diese Sensoren haben aufgrund von Korrosionseinflüssen nur eine sehr begrenzte Lebensdauer und sind nach ca. einem Jahr nicht mehr einsetzbar.

Eine klassische Methode zur Messung der Bodenfeuchte ist die Saugspannungsmessung mit Hilfe eines Tensiometers. Mit einem mechanisch arbeitenden Tensiometer wird praktisch die Kraft gemessen, die eine Pflanze aufbringen muss, um das Wasser aus dem Boden zu ziehen. Das Funktionsprinzip beruht auf einer luftdicht abgeschlossenen porösen Keramikzelle (Porendurchmesser ca. 1 um), die innen mit Wasser oder einer gefärbten Flüssigkeit gefüllt ist. Zur Kontrolle des Füllstandes dient ein auf der Keramikzelle aufgesetztes durchsichtiges Kunststoffrohr. Bild 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Bodenfeuchte-Tensiometers. Bei Austrocknung des Bodens wird aus der Keramikzelle so viel Wasser gezogen, bis ein Gleichgewicht zum umgebenden Boden entsteht. Durch die Saugkraft des Bodens entsteht in der Keramikzelle ein Unterdruck, der mit Hilfe eines auf dem Tensiometer aufgesetzten Manometers oder mit einem Drucksensor gemessen wird. Der Unterdruck als Maß für die Feuchtigkeit wird in hPa (Hektopascal) gemessen, wobei 1 hPa einer Wassersäule von 1 cm entspricht. Mit der angezeigten Kraft wird quasi das Wasser im Boden festgehalten und Pflanzen müssen zur Wasseraufnahme diese Kraft überwinden. Bei hoher Umgebungsfeuchte verläuft der Vorgang in umgekehrter Richtung. Tensiometer müssen gewartet werden, da bei trockenen Böden immer Wasser verbraucht wird. Tensiometer liefern sehr gute Messergebnisse, sind zur Steuerung einer Bewässerung im Privatbereich aber zu teuer und zu wartungsintensiv.

Das kapazitive Messverfahren ermöglicht einen völlig wartungsfreien und extrem langlebigen Sensor, da bei den Messelektroden kein galvanischer Kontakt zum umgebenden Boden erforderlich ist. Der hermetisch verschlossene Sensor unterliegt praktisch keinem Verschleiß und ist somit ideal für eine langlebige automatische Bewässerungssteuerung. Im Boden vorhandene Salze haben einen geringeren Einfluss als bei der resistiven Messmethode und durch einen Abgleich der Schaltschwelle kann leicht eine Anpassung an die individuellen Gegebenheiten erfolgen. Bei der kapazitiven Messmethode bilden die Sensorelektroden die Platten eines Kondensators und der Boden das Dielektrikum des Kondensators. Die Dielektrizitätskonstante ändert sich dann mit der Feuchtigkeit des Bodens und somit die Kapazität des Kondensators. Der Kondensator ist wiederum das frequenzbestimmende Bauelement eines Oszillators, dessen Frequenz sich dann in Abhängigkeit von der Bodenfeuchte ändert.

Eine weniger verbreitete Messmethode ist die feuchteabhängige Messung der Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Die Methode basiert darauf, dass ein feuchter Boden einem Heizelement mehr Wärme entzieht als trockene Erde. Für Bewässerungssteuerungen unpraktikabel sind Methoden, die auf der Strahlungsreflexion im Infrarotbereich und auf der Messung des Gewichtes basieren.

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Stand: 24. Januar 2012