Effizientes Wassermanagement in der Landwirtschaft

Jeder Tropfen
zählt

Effizientes Wassermanagement in der Landwirtschaft - Jeder Tropfen zählt
Effizientes Wassermanagement in der Landwirtschaft - Jeder Tropfen zählt
Wasser gehört zu den wertvollsten Ressourcen der Welt, doch es wird immer knapper. Landwirte und Wissenschaftler wirken diesem Problem entgegen, indem sie Methoden anwenden, um Wasser in der Landwirtschaft effizienter zu nutzen.

Die globalen Wasserressourcen sind vielen ernsthaften Bedrohungen ausgesetzt: Dürre und Überschwemmungen können in verschiedenen Teilen der Welt zeitgleich auftreten, etwa in Mexiko und Australien. „Ungleiche Wasserressourcen und Wasserknappheit sind die greifbarsten Dimensionen und Folgen des Klimawandels. Das äußert sich in veränderten Niederschlagsmustern und generell in mehr Unbeständigkeit und Unsicherheit”, sagt Jan Lundqvist, wissenschaftlicher Berater am Stockholm International Water Institute (SIWI) in Schweden.

Heute herrscht in vielen Regionen der Welt eine gravierende Wasserknappheit. Insgesamt leben bereits rund 1,2 Milliarden Menschen, also fast ein Fünftel der Weltbevölkerung, in Gebieten mit absoluter Wasserknappheit – Tendenz steigend. Nach Angaben der Vereinten Nationen leben im Jahr 2025 1,8 Milliarden Menschen in Regionen mit absoluter Wasserknappheit. Der Klimawandel könnte weiterhin dazu führen, dass zwei Drittel der Weltbevölkerung dann unter Bedingungen mit Wassermangel leben werden.

Für Landwirte ist diese zunehmende Wasserknappheit bedrohlich, da ihre Arbeit direkt von dieser kostbaren Ressource abhängt. „Wasser ist oft begrenzter verfügbar als Land und Niederschlag ist ungewiss. Grundsätzlich, wenn auch nicht in der Praxis, können Produzenten Lebensmittel ohne Land anbauen – aber nicht ohne Wasser”, sagt Lundqvist. Tatsächlich werden 70 Prozent der weltweiten Frischwasserversorgung bei der landwirtschaftlichen Produktion genutzt.

Die Erde ist der "blaue" Planet: 71 Prozent seiner Oberfläche sind mit Wasser bedeckt. Aber das meiste davon ist Salzwasser, das in den Weltmeeren zu finden ist. Nur ein geringer Anteil – 2,5 Prozent – ist Süßwasser, und nur ein kleiner Anteil dieses Süßwassers ist direkt zugänglich. Der Rest ist in Gletschern und Polarkappen gebunden.
Die Erde ist der "blaue" Planet: 71 Prozent seiner Oberfläche sind mit Wasser bedeckt. Aber das meiste davon ist Salzwasser, das in den Weltmeeren zu finden ist. Nur ein geringer Anteil – 2,5 Prozent – ist Süßwasser, und nur ein kleiner Anteil dieses Süßwassers ist direkt zugänglich. Der Rest ist in Gletschern und Polarkappen gebunden.
Wasser – eine knappe Ressource
Die Erde ist der "blaue" Planet: 71 Prozent seiner Oberfläche sind mit Wasser bedeckt. Aber das meiste davon ist Salzwasser, das in den Weltmeeren zu finden ist. Nur ein geringer Anteil – 2,5 Prozent – ist Süßwasser, und nur ein kleiner Anteil dieses Süßwassers ist direkt zugänglich. Der Rest ist in Gletschern und Polarkappen gebunden.
70%

Bei der landwirtschaftlichen Produktion kommen 70 Prozent der weltweiten Frischwasserversorgung zum Einsatz.

Quelle: Weltagrarbericht

Diese Umstände zwingen Landwirte zu einem hohen Maß an Effizienz: Sie versuchen mit neuen Ansätzen höhere Ernten auf gleichbleibenden Anbauflächen zu erzielen und gleichzeitig den Wasserverbrauch zu verringern. Ed Fagan ist Gemüsebauer aus Cowra, einer Stadt in New South Wales in Australien. Bei seinem Gemüseanbau setzt er bereits eine Strategie um, mit der er Wasser so effizient wie möglich nutzt: „Da es hier nicht viel regnet, ist die verfügbare Wassermenge der begrenzende Faktor für den Anbau. Deshalb wollen wir möglichst viel in der gemäßigten und kühlen Jahreszeit auf unseren Feldern anbauen und weniger Wasser zu verbrauchen.”

Den Ertrag pro Tropfen maximieren

Landwirte nutzen Wasser effizienter, indem sie in ihren Betrieben Tröpfchenbewässerung einsetzen. Bei dieser Methode verteilen Rohrschläuche das Wasser auf den Feldern und Wassertropfen gelangen direkt an die Wurzeln der Pflanzen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Bewässerung können Landwirte mit dieser Methode den Pflanzen das Wasser direkt zuführen – präzise und ohne Verluste durch Verdunstung oder ungenaues Besprengen.

Drip Irrigation System

Effiziente Wassernutzung: Wasser und Pflanzenschutzmittel gelangen durch kleine Löcher in Schläuchen tröpfchenweise direkt an die Wurzeln der Pflanzen.

Aber Tröpfchenbewässerung ist mehr als nur eine Bewässerung aus nächster Nähe. Zusätzlich liefern Sensoren genaue Informationen darüber, wie viel Wasser eine Pflanze zu einem bestimmten Zeitpunkt in ihrem Lebenszyklus benötigt. Anhand dieser Daten automatisieren die Sensoren dann den Bewässerungsvorgang. Auf diese Weise kommt die Tröpfchenbewässerung genau dann zum Einsatz, wenn die Pflanzen sie benötigen.

Durch diese effiziente Wassernutzung erzielen Landwirte spürbare Einsparungen. „Die Tröpfchenbewässerung ermöglicht eine 95-prozentige Wassernutzungseffizienz. Dementsprechend sinkt der Wasserverbrauch um mehr als 40 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Bewässerungsmethoden. Das System ist effizienter, automatisierbar und weniger arbeitsintensiv”, sagt Holger Weckwert, Global Segment Manager für Obst und Gemüse und Insektizide bei Bayer.

Der mexikanische Landwirt Daniel Cevallos ersetzte seine traditionelle Bewässerungsmethode mit Wassergräben zwischen den Feldern durch ein Tröpfchenbewässerungssystem. Er bereut diese Entscheidung nicht. „Mit der Tröpfchenbewässerung kann ich meine Pflanzen präzise gießen – so viel Wasser wie nötig, so wenig Wasser wie möglich. Auf diese Weise verschwende ich keinen Tropfen. Dieses System hat mir bereits enorm geholfen: Während einer schweren Dürre, schützte es mich vor hohen Ernteverlusten.”

Auch mit der sogenannten DripByDrip-Bewässerungsmethode geht Bayer gemeinsam mit seinem Partner Netafim das Problem der Wasserknappheit an. Bei diesem neuen Ansatz verteilt das Tröpfchenbewässerungssystem auf den Feldern sowohl Wasser als auch Pflanzenschutzmittel, die direkt an die Wurzeln der Pflanzen gelangen. Gegenwärtig kommt das System bei der Obst- und Gemüseproduktion in Trocken- und Halbtrockengebieten der Welt zum Einsatz. Bald soll es auch beim Anbau von Baumwolle, Zuckerrohr und Reis helfen.

Eine weitere Möglichkeit Wasser präzise zu nutzen, bietet die digitale Landwirtschaft: Basierend auf den Daten von Drohnen, Satelliten und Sensoren erhalten Landwirte Anbauempfehlungen. Mit Hilfe der digitalen Technologien können sie ihre Bewässerungssysteme besser regeln, Wasser sparen und auch die Wasserspeicherkapazität ihres Bodens bewerten.

Mit Hilfe digitaler Technologien können Landwirte ihre Bewässerungssysteme viel besser einsetzen und somit Wasser sparen.
Mit Hilfe digitaler Technologien können Landwirte ihre Bewässerungssysteme viel besser einsetzen und somit Wasser sparen.
Mit Hilfe digitaler Technologien können Landwirte ihre Bewässerungssysteme viel besser einsetzen und somit Wasser sparen.

Wasser schonen mit Phytobac

Mit weiteren spezifischen Maßnahmen vermeiden Landwirte zudem Wasserverschwendung durch Verunreinigung: Über ein System namens Phytobac leiten sie ihr Waschwasser in spezielle Tanks mit Mikroben, die eventuelle Pflanzenschutzmittel-Rückstände abbauen. Dieses System spart nicht nur Wasser, sondern verhindert auch, dass Produktreste in die Kanalisation oder in nahegelegene Gewässer gelangen. Der niederländische Landwirt Jasper Roubos ist einer von über 4.000 Landwirten in Europa, die Phytobac bisher einsetzen. „Wann immer ich meine Maschinen reinige, weiß ich, dass ich mit Phytobac einen Beitrag zum Wasserschutz leiste”, erklärt er.

So funktioniert das Phytobac-System

Anfallendes Waschwasser wird aufgefangen und im sogenannten Phytobac auf ein Substrat aus Erde und Stroh verrieselt 1. Produktreste werden darin biologisch abgebaut 2 und das Waschwasser verdunstet 3. Der Strohhäcksel im Phytobac 4 dient den Mikroorganismen als Nahrungsquelle und wird jährlich ergänzt. Einmal angelegtes Substrat kann daher über viele Jahre genutzt werden.

Trockenheitstolerante Pflanzensorten

Neben Landwirten engagieren sich auch Forscher weltweit, um der zunehmenden Gefahr der Wasserknappheit für die Landwirtschaft entgegenzuwirken. So entwickeln sie beispielsweise neue Pflanzensorten, die sich besser an die regionalen Klimabedingungen anpassen und Wasserressourcen schonen. Dieser Züchtungsansatz ist dringend erforderlich: Steigt die Durchschnittstemperatur auch nur um einen Grad, entspricht das in Entwicklungsländern Ernteeinbußen von etwa zehn Prozent.

Um diesem Umstand entgegenzuwirken, entwickeln Biotechnologen in den Weizenzuchtzentren weltweit neue trockenheits- und stresstolerante Weizensorten. In ihren Laboren simulieren die Forscher die Klimabedingungen eines heißen Sommers, eines kalten und feuchten Frühlings oder einer extremen Dürreperiode. Das Ziel: Pflanzen züchten, die unter lokalen Klima- und Bodenbedingungen höhere Erträge liefern und Schädlingen, Krankheiten, aber auch extremem Wetter besser standhalten. Auf diese Weise können Landwirte robuste Weizenpflanzen anbauen, die weniger Wasser verbrauchen.

Einen ähnlichen Ansatz verfolgt eine Partnerschaft zwischen Bayer und CSIRO, die australische Bundesbehörde für wissenschaftliche Forschung mit Sitz in Canberra. „Australische Landwirte bewirtschaften den trockensten Kontinent der Erde. Aufgrund der Wasserknappheit ist es unser Ziel, ertragreiche Weizensorten zu züchten, die diesen trockenen Bedingungen standhalten. So können Landwirte mehr Wasser sparen”, sagt CSIRO-Direktor John Manners.

Wissenschaftler schätzen, dass bis zum Jahr 2030 – also in nur etwas mehr als einem Jahrzehnt – der erwartete Wasserbedarf das Angebot um 40 Prozent übersteigen wird. Unabhängig davon, welche Wassereinsparstrategien in der Landwirtschaft eingesetzt werden, verfolgen sie alle das gleiche Ziel: ein besseres Wassermanagement in der Landwirtschaft fördern, um den „Ertrag pro Tropfen” zu verbessern, Wasser zu sparen und die Umwelt zu schonen.

John Manners

Aufgrund der Wasserknappheit ist es unser Ziel, ertragreiche Weizensorten zu züchten, die diesen trockenen Bedingungen standhalten.

John Manners, CSIRO-Direktor
Interview

„Wassermangel gehört zu den größten globalen Risiken”

Jan Lundqvist, wissenschaftlicher Berater am Stockholm International Water Institute (SIWI) in Schweden, spricht über Entwicklungen und Faktoren im Bereich der Wassernutzung und -effizienz.

Welchen Stellenwert hat Wasser für die Landwirtschaft und für die Welt im Allgemeinen?
Wasser ist nach wie vor für die Landwirtschaft entscheidend – und natürlich ebenso für andere Sektoren und die Umwelt. Wasser ist sogar so wichtig, dass es in einem der Ziele für nachhaltige Entwicklung angesprochen wird. Diese riefen die Vereinten Nationen ins Leben, um die Verfügbarkeit und nachhaltige Bewirtschaftung von Wasser und sanitären Einrichtungen für alle Menschen sicherzustellen.

Ungleiche Wasserressourcen und Wasserknappheit sind die greifbarsten Dimensionen und Folgen des Klimawandels. Das zeigt sich an veränderten Niederschlagsmustern und generell durch höhere Variabilität und Unsicherheit. Nicht nur Landwirte erkennen diese Herausforderung. Seit einigen Jahren zeigt der Bericht zur weltweiten Risikobewertung (Global Risks Report) des Weltwirtschaftsforums, dass die wichtigsten Entscheidungsträger Wassermangel zu den größten globalen Risiken zählen.

Welchen Herausforderungen stehen wir gegenüber, um einen höheren Standard bei der Effizienz der Wassernutzung zu erzielen?
Generell hängt hohe Effizienz von gesellschaftspolitischen und technischen Aspekten ab. Bei Bewässerungssystemen ist es entscheidend, ein gutes Verhältnis und gegenseitiges Vertrauen zwischen den Landwirten und den Menschen herzustellen, die die Wasserversorgung kontrollieren. Technische Systeme wie beispielsweise Tore und verschiedene Details der Förderstruktur sind wichtig, um die Wassermenge zu kontrollieren und Sickerwasser zu reduzieren.

Bei regenbewässerten Systemen herrschen andere Herausforderungen. Hier handelt es sich eher um eine kombinierte Aufgabe der Boden-, Landschafts- und Wasserwirtschaft. Denn Land-Management ist auch Regenwasser-Management. Landwirte aus unterschiedlichen Ländern haben verschiedene Arten der Regenwassernutzung entwickelt. Dazu gehören die Nutzung von kleinen Teichen und Tanks zur Wassergewinnung, die Schaffung von Barrieren zur Verringerung des Oberflächenabflusses, das Mulchen zur Erhöhung der Wasserrückhaltekapazität und der Anbau mit wenig oder keiner Bodenbearbeitung. Daher ist der Anbau der „richtigen“ Kulturpflanzen unerlässlich.

Jan Lundqvist
Jan Lundqvist
Jan Lundqvist, wissenschaftlicher Berater am Stockholm International Water Institute (SIWI)

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