Nachhaltige Landwirtschaft

Bedeutung effizienter Wassernutzung

Schulungsmodul 05

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TR05: Nachhaltige Landwirtschaft

Einführung

Wasser ist unsere wichtigste Ressource, aber weniger als 1 % steht für den menschlichen Gebrauch zur Verfügung.
Wasser ist ein entscheidender Faktor für die landwirtschaftliche Produktion und spielt eine wichtige Rolle für die Ernährungssicherheit.
Starke Regenfälle verursachen überall dort, wo das Land geneigt ist, enorme ober- und unterirdische Abflüsse. Die Verluste bei Starkregenereignissen sind enorm (30 bis 50 Tausend m3 Wasser pro 100 ha).
Die Wassernachfrage (Klimawandel, Bevölkerungswachstum, Industrialisierung usw.) steigt, aber die begrenzten Wasservorräte nehmen ab (z. B. Wasserverschmutzung).
Der zunehmende Wettbewerb um die Wassernutzung wird sich unmittelbar auf die Landwirtschaft und die Fähigkeit zur Ernährung der wachsenden Bevölkerung auswirken.
Weltweit werden mehr als 70 % des Wassers für die Landwirtschaft verwendet.

Inhalt

1. Wassernutzungseffizienz (WUE)

1.1. The Importance of WUE

1.2. The WUE relies on

2. Wie lässt sich der WUE verbessern?

3. Methoden und Technologien

3.1. Precision Agriculture

3.2. Agroforestry

3.3. Increase the Soil‘s Ability to Retain Water

3.4. Saving Water in the Landscape

Quellen und Links

1. Wassernutzungseffizienz (WUE)

Die Wassernutzungseffizienz ist die Menge an Kohlenstoff, die in Form von Biomasse oder Getreide pro Einheit des von der Pflanze verbrauchten Wassers aufgenommen wird.
Die Wassernutzungseffizienz wird in der Regel gemessen, indem die Pflanzen geerntet, das Trockengewicht des vegetativen Teils oder der Körner bestimmt und dieses durch die Niederschlagsmenge oder die Bewässerung plus Niederschlagsmenge geteilt wird.
Die Wassernutzungseffizienz bezieht sich auf das Verhältnis zwischen dem für den Pflanzenstoffwechsel verbrauchten Wasser und dem Wasser, das die Pflanze durch Transpiration verliert.
Die Wassernutzungseffizienz ist ein wichtiger Index in der Forschung zum Klimawandel und in hydrologischen Studien, da sie die Kopplung zwischen dem Kohlenstoff- und dem Wasserkreislauf widerspiegelt.

1.1. Die Bedeutung von WUE

1.2. Der WUE stützt sich auf

1.1. Die Bedeutung von WUE

1.2. Der WUE stützt sich auf

2. Wie lässt sich der WUE verbessern?

Einsparung von Wasser:

Verringern Sie die Förderverluste, indem Sie Kanäle auskleiden oder vorzugsweise geschlossene Rohre verwenden.
Verringern Sie die direkte Verdunstung während der Bewässerung, indem Sie die Mittagsberegnung vermeiden. Minimieren Sie die Blattabsorption durch
unter dem Vordach, statt durch Überkopfberegnung.
Reduzierung von Abfluss- und Versickerungsverlusten durch Überbewässerung.
Verringern Sie die Verdunstung aus dem nackten Boden, indem Sie mulchen und die Zwischenreihenstreifen trocken halten.
Verringern Sie die Transpiration durch Unkraut, indem Sie die Zwischenreihenstreifen trocken halten und bei Bedarf Unkrautbekämpfungsmaßnahmen anwenden.

Verbesserung des Pflanzenwachstums:

Auswahl der für die Region am besten geeigneten und vermarktbaren Kulturen.
Nutzen Sie den optimalen Zeitpunkt für Pflanzung und Ernte.
Optimale Bodenbearbeitung (übermäßige Bearbeitung vermeiden).
Geeignete Maßnahmen zur Bekämpfung von Insekten, Parasiten und Krankheiten.

Die Einführung von Praktiken des integrierten Pflanzenschutzes (IPM) kann den Einsatz von Pestiziden verringern, was wiederum die Auswirkungen von Pflanzenschutzmaßnahmen auf Oberflächen- und Grundwasser reduzieren kann.

Verbesserung des Pflanzenwachstums:

Bringen Sie nach Möglichkeit Dünger und Gründünger aus und düngen Sie wirksam (vorzugsweise durch Einspritzen der erforderlichen Nährstoffe in das Bewässerungswasser).
Praktizieren Sie Bodenerhaltung für langfristige Nachhaltigkeit.
Vermeiden Sie eine fortschreitende Versalzung, indem Sie die Höhe des Grundwasserspiegels und die ersten Anzeichen von Salzansammlungen überwachen und eine angemessene Entwässerung vornehmen.
Bewässern Sie häufig und in genau der Menge, die erforderlich ist, um Wasserdefizite zu vermeiden, und berücksichtigen Sie dabei die Wetterbedingungen und das Wachstumsstadium der Pflanzen.

3. Methoden und Technologien

Kulturpflanzen und WUE

Beispiele für wasserintensive Kulturen:

Tomaten
Kartoffeln
Hirse
Sorghum
Weizen

Beispiele für wasserintensive Kulturpflanzen:

Reis
Sojabohnen
Zuckerrohr
Gurke

Intelligente Technologien – Beispiele

Tropfbewässerung

Sparen Sie Wasser, indem Sie das Wasser langsam zu den Wurzeln der Pflanzen tropfen lassen; das ist das effektivste wassersparende Bewässerungssystem.
Ziel ist es, das Wasser direkt in die Wurzelzone zu bringen und die Verdunstung zu minimieren.

Nachteilig: Sehr hohe Inputkosten; Kunststoffrohre gehen bei zu großer Sonnenhitze manchmal kaputt…

Unterirdische Tropfbewässerung (SDI)

Versorgt die Wurzelzone der Pflanzen direkt mit Wasser.
Kann oberirdischen Platz freimachen.
Großartige Leistung an windigen und trockenen Standorten.

Nachteilig: Verstopfungsgefahr; viele Reparaturarbeiten werden durch Nagetiere verursacht, die die Rohre anknabbern; schwere Maschinen können die Seitenkanäle beschädigen; der Emitter kann durch Wurzelhaare beschädigt oder blockiert werden…

3.1. Präzisionslandwirtschaft

Präzisionslandwirtschaft

Die Landwirtschaft wird kontrollierter, genauer und die Verschwendung wird reduziert.
Einsatz neuer Technologien: GPS, GIS, Drohnen, Roboter, Smartphone-Anwendungen, Bodenfeuchtesensoren…
Einsatz von Technologien zur Beobachtung, Messung und Ausbringung exakter Mengen von Betriebsmitteln in großem Maßstab.
Ermöglicht die präzise und korrekte Dosierung von Betriebsmitteln wie Wasser, Dünger, Pestiziden usw.

Technologien zur variablen Bewässerung (VRI):

Individueller Ansatz für das Land – bessere Nutzung des Wasserinputs durch Bewässerung von Gebieten, die es brauchen, und Beseitigung unnötiger Bewässerungstotzonen
Künstliche Intelligenz kann komplexe Dateneingaben verarbeiten und maßgeschneiderte Pläne und Empfehlungen für die Wasseranwendung erstellen

3.2. Agroforstwirtschaft

Agroforstwirtschaft:

Das Zusammenspiel von Landwirtschaft und Bäumen, einschließlich der landwirtschaftlichen Nutzung von Bäumen.
Agroforstwirtschaft ist wassersparende Landwirtschaft und kann die Effizienz der Wassernutzung erhöhen.
Die Anpflanzung von Bäumen kann den Wasserverbrauch senken und dazu beitragen, Wasser für die Pflanzen zurückzuhalten.
Die Integration bestimmter Bäume kann einen großen Teil der Niederschläge auffangen und hochwertige Baumprodukte (wie Obst oder Holz) erzeugen.

Vorteile:

Sie tragen zum Wasserrückhalt bei und können zum Schutz von Wassereinzugsgebieten beitragen.
Kann die Pflanzenproduktivität verbessern, indem es die organische Substanz des Bodens, die Infiltration und die Wasserspeicherung erhöht, die physikalischen Eigenschaften des Bodens und die biologische Aktivität verbessert und die Auswaschung und Erosion des Bodens verringert.

3.3. Erhöhung der Fähigkeit des Bodens, Wasser zu speichern

Schutz des Bodens und Verbesserung der Wasserspeicherfähigkeit des landwirtschaftlichen Bodens.
Wiederherstellung des natürlichen Charakters der örtlichen Landschaft und Schutz/Wiederherstellung der biologischen Vielfalt; Erhöhung der Wasserrückhaltekapazität des Bodens; Schutz des Bodens vor Erosion und Verringerung des Überschwemmungsrisikos.
Beispiele:
- Verringerung der Bodenbearbeitung und Bewirtschaftung auf einer angemessenen Feldgröße;
- Die Wiederherstellung von Anbauflächen und Feldrändern fördert die Artenvielfalt und schützt den Boden vor Erosion;
- Wiederherstellung und Schutz natürlicher Feuchtgebiete.

3.4. Wassersparen in der Landschaft

Lösung = eine Kombination aus Technologieeinsatz und Anwendung von naturbasierten Maßnahmen auf landwirtschaftlichen Flächen ist erforderlich
Technologie (Beispiele):
- Einsatz von Tief-, Meißel-, Scheiben- oder kombinierten Grubbern wie z. B. Tieflockerer
- Ziel ist es, den Boden zu belüften und eine bessere Wasseraufnahme zu ermöglichen.
- Effiziente Nutzung von Entwässerungssystemen
Naturbezogene Maßnahmen (Beispiele):
- Einführung weniger intensiver landwirtschaftlicher Praktiken
- Schaffung von begrünten Pufferstreifen oder Feuchtgebieten zwischen Anbauflächen und Wasserläufen
- Förderung der biologischen Vielfalt in der Landwirtschaft
- Anpflanzung von Bäumen, Hecken….