Zusätzliche Bewässerung als klimaresistente Praxis zur Steigerung der Erträge von Regenfeldbaukulturen
Vollständige Lösung
Ergänzende Bewässerung
ICARDA
Zusätzliche Bewässerung (Supplemental Irrigation, SI) ist die Anwendung begrenzter Wassermengen auf im Wesentlichen regengespeiste Pflanzen, um die Erträge zu verbessern und zu stabilisieren, wenn die Niederschläge nicht ausreichen, um ein normales Pflanzenwachstum zu ermöglichen.
Die Zusatzbewässerung führt zu höheren und stabileren Erträgen und einer deutlich höheren Wasserproduktivität der Pflanzen, wodurch sich das Einkommen der Landwirte erheblich verbessert. SI hilft, den Wasserbedarf der Pflanzen über die saisonalen Niederschlagsmengen und deren ungleichmäßige Verteilung hinaus zu decken. SI passt sich an die globale Erwärmung an, indem der Erntekalender geändert wird, um ungünstige Klimabedingungen zu vermeiden.
SI ist für die Landwirte als einfaches, aber hochwirksames Paket gedacht (billige/geringe Energie, optimale Menge und Zeitpunkt der Wasseranwendung, geeignete Düngung und Pflanzensorten), das es ihnen ermöglicht, die Pflanzen zum optimalen Zeitpunkt unter Berücksichtigung der Klimaschwankungen anzubauen und zu bewirtschaften. Es wird durch Eingriffe während Trockenperioden und wenn die Niederschläge für ein normales Pflanzenwachstum nicht ausreichen, umgesetzt. Dies kann durch konventionelle Oberflächenbewässerung, Beregnung oder Tropfbewässerung geschehen.
Letzte Aktualisierung: 06 Feb 2021
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Kontext
Angesprochene Herausforderungen
Etwa 80 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche der Welt wird durch Regenwasser bewirtschaftet und trägt zu mindestens zwei Dritteln der weltweiten Nahrungsmittelproduktion bei. Etwa 41 % der Landfläche der Erde sind als Trockengebiete eingestuft, in denen die Landwirtschaft durch saisonale Niederschlagsmengen gekennzeichnet ist, die weit unter dem Bedarf der Pflanzen liegen und in einem uneinheitlichen Muster mit häufigen Trockenperioden und starkem Wasserstress für die Pflanzen auftreten. Die Praxis der zusätzlichen Bewässerung hat sich vor allem in Trockengebieten entwickelt und wird dort eingesetzt. Letztere werden weltweit von mehr als zwei Milliarden Menschen bewohnt. Darüber hinaus übersteigt in der Region Westasien und Nordafrika (WANA) die jährliche Evapotranspiration die Niederschlagsmenge, was zusammen mit den sehr unregelmäßigen Niederschlagsmustern, die durch den Klimawandel noch verschärft werden, zu harten Bedingungen führt, bei denen Dürreperioden erhebliche Ertragsverluste verursachen. Das Verfahren soll dazu beitragen, die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Ernährungssicherheit und der Armut zu bewältigen, indem die physische und wirtschaftliche Wasserproduktivität in trockenen Anbausystemen maximiert und die Wassersicherheit für die Ernährung gewährleistet wird.
Standort
Syrien
West- und Zentralafrika
Nordafrika
Nord- und Zentralasien
Westasien, Naher Osten
Südostasien
Prozess
Zusammenfassung des Prozesses
Das Bewässerungssystem funktioniert auf der Grundlage einer Bewässerungsplanung, die sich nach dem Wasserzustand des Bodens und der Stresstoleranz der Pflanzen und damit nach biophysikalischen Merkmalen richtet. Es besteht eine enge Verbindung zwischen der verfügbaren Wasserquelle und den Bewässerungsszenarien zur Maximierung der Wasserproduktivität. Um zu wissen, wann und wo bewässert werden muss, erhalten die Landwirte Schulungen und es werden Feldtage durchgeführt. In wasserarmen Gebieten ist die zusätzliche Bewässerung zur Deckung des gesamten Wasserbedarfs der Pflanzen möglicherweise nicht die optimale Strategie. Ein integrierter Ansatz der Programme hilft dabei, festzulegen, wann und wo SI angewendet werden soll. So kann eine defizitäre Zusatzbewässerung eingesetzt werden, um die Wasserproduktivität und das Einkommen der Landwirte zu maximieren. Die Abwägung zwischen Wasser- und Bodenproduktivität hängt davon ab, welche der beiden Faktoren die Produktivität stärker einschränkt als die andere. Eine maßstabsgetreue Wasserzuteilung unter Berücksichtigung der Organisation der Landwirte und des Umfelds ist unerlässlich. Die Verknüpfung von Wasseranwendung, Bodeneigenschaften, Anbaumustern und integrierten Forschungsprogrammen macht diese Praxis ideal, um Probleme der Wasserknappheit anzugehen und die Ernährungssicherheit zu verbessern.
Bauklötze
Integrierte und partizipative Forschung und Entwicklung
Ein integriertes Forschungs- und Entwicklungsprogramm sollte dann unter Einbeziehung lokaler Gemeinschaften, Institutionen und Entscheidungsträger konzipiert und umgesetzt werden, wobei der Aufbau von Kapazitäten, die Vermeidung von Ungleichheit, lokale Besonderheiten, Ökosysteme in Trockengebieten und das Verständnis der spezifischen Bedürfnisse lokaler Gemeinschaften berücksichtigt werden sollten.
Ermöglichende Faktoren
- Motivation und Sensibilisierung der Bevölkerung für die Ziele der Maßnahme und die Wege zu ihrer Verwirklichung sind von wesentlicher Bedeutung.
- DasVerständnis der spezifischen Bedürfnisse einer lokalen Gemeinschaft oder einer Gruppe von Nutznießern ist entscheidend für die Gestaltung und Umsetzung eines geeigneten Systems.
- DerAufbau institutioneller Kapazitäten, Strategien für die Bewirtschaftung der Wasserressourcen sowie Verwaltungs- und Instandhaltungsprogramme sind der Schlüssel zum Erfolg.
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Ökosysteme in Trockengebieten sind im Allgemeinen anfällig und können sich nur begrenzt an Veränderungen anpassen.
Gelernte Lektion
SI bietet den Landwirten Vorteile wie höhere Einkommen, geringere Risiken, höhere Wasserproduktivität und hat einen positiven Spillover-Effekt bei der Einführung moderner Technologien (Saatgut und Dünger). Bei der Umsetzung muss jedoch sichergestellt werden, dass die Landwirte die Praxis verstehen und wissen, wie man sie richtig anwendet und verwaltet. Am wichtigsten ist es, den besten Zeitpunkt für die Bewässerung und die richtigen Mengen zu bestimmen, um die Wassernutzung und die Produktivität zu maximieren. Die Integration von Kulturtechniken und verbesserten Sorten ist wichtig, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Es werden Anreize für die Einführung der Tröpfchenbewässerung geschaffen, um die Einführung moderner Technologien zu fördern.
Biophysikalische Merkmale
Bei der zusätzlichen Bewässerung werden die biophysikalischen Merkmale des Gebiets berücksichtigt, in dem sie eingesetzt wird. Die Berücksichtigung der Böden, der Kulturen, der Bewässerungslandschaft und der Kapazität der Technologie ist ein wesentlicher Baustein.
Ermöglichende Faktoren
- Boden: Die Ausbringungsmenge des Bewässerungssystems sollte so gewählt werden, dass sie gleich oder geringer ist als die Infiltrationsrate des Bodens.
- Kulturpflanze: Die Wechselwirkung mit den klimatischen Parametern entscheidet darüber, wann und wie viel Wasser ausgebracht wird.
- Landschaft des Bewässerungsgeländes: Wenn das Land uneben ist, kann das Wasser nicht mit konstanter Geschwindigkeit fließen und nicht jede Ecke des Feldes erreichen.
- Kapazität des Reservoirs: Das Fassungsvermögen sollte so bemessen sein, dass es den Wasserbedarf der Pflanzen decken kann.
Gelernte Lektion
Bei der Umsetzung muss sichergestellt werden, dass die Landwirte das Verfahren verstehen und wissen, wie man es richtig anwendet und an die biophysikalischen Gegebenheiten anpasst. Am wichtigsten ist es, den besten Zeitpunkt für die Bewässerung und die richtigen Mengen zu bestimmen, um die Wassernutzung und Produktivität zu maximieren. Die Integration von Anbaumethoden und verbesserten Sorten ist wichtig, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Auswirkungen
- Effizienz der Wassernutzung: Die entsprechende Wassernutzungseffizienz in der Größenordnung steigt von etwa 0,50 kg/m3 unter reinen Regenbedingungen auf über 1,0 kg/m3 unter Vollbewässerung. Die Wasserproduktivität im Betrieb erreichte 2,5 kg/m3 unter defizitärer Bewässerung, verglichen mit 0,3 bis 1 kg/m3 unter Regenwetterbedingungen und 0,75 kg/m3 unter Vollbewässerung.
- Erhöhte Produktivität: SI steigerte die Produktivität von Regenfeldbaukulturen. Die Weizenproduktion in Syrien stieg nach der Einführung von SI-Paketen von 2,4 Millionen Tonnen auf über 4 Millionen Tonnen. Im Jemen steigerte die SI die Produktivität von Sesam um 103-120 Prozent.
- Risikoaversion: Die Praxis ist sehr anpassungsfähig, da sie risikoscheu ist. Sie bietet einen hohen Ertrag, der das Risiko von Ernteausfällen mindert. Eine Kosten-Nutzen-Analyse ergab, dass die Bruttomarge über einen Zeitraum von zehn Jahren zwischen 1596 und 2570 US-Dollar pro Hektar und Jahr lag, wobei die zusätzliche Bewässerung für etwa ein Drittel der Steigerung verantwortlich war.
- Steigerung des Einkommens: Die Produktivität und die hohe Akzeptanz dieser Praxis haben zu einem Anstieg des Einkommens der Landwirte pro Hektar um 35 bis 50 % geführt.
- Höhere Erträge: Millionen von Landwirten profitierten von der Anwendung von SI und die Erträge von Regenfeldbaukulturen stiegen um über 400 %. Im Durchschnitt waren die Erträge mit SI 2,6 Mal höher als ohne.
Begünstigte
Zusätzliche Bewässerung hilft den Kleinbauern, mehr Ernte pro Wassertropfen zu produzieren.
Ziele für nachhaltige Entwicklung
SDG 1 - Keine Armut
SDG 13 - Klimapolitik
SDG 15 - Leben an Land
SDG 17 - Partnerschaften für die Ziele
Geschichte
Die syrische Landschaft ist übersät mit Olivenhainen, vor allem in feuchteren Gegenden wie den nördlichen und westlichen Hügeln. In der Tat ist Syrien die angestammte Heimat der Olive; Oliven werden hier seit mehr als 6.000 Jahren angebaut. Derzeit werden auf 695.711 Hektar, d. h. auf mehr als 10 % der Anbaufläche des Landes, Oliven angebaut, die den Lebensunterhalt von mehr als 100.000 Familien sichern. Die Kulturpflanze breitet sich von den feuchteren Gebieten (mehr als 350 mm Jahresniederschlag), die ihre historische Heimat sind, in trockenere Gebiete (200-300 mm Jahresniederschlag) aus. Die Niederschläge in diesen Gebieten sind jedoch zu gering und schwanken zu stark, um eine zuverlässige Olivenernte zu ermöglichen. Im Zuge des Klimawandels werden die Niederschläge in Syrien insgesamt unregelmäßiger und schwankender, was zu großen Schwankungen bei den Erträgen und der Produktion von einem Jahr zum anderen führt. Bewässerung ist die offensichtliche Lösung für dieses Problem. ICARDA und die syrische Generalkommission für wissenschaftliche Agrarforschung (GCSAR) untersuchten gemeinsam mit Partnern, wie sich die Olivenerträge und die Einkommen der Landwirte durch zusätzliche Bewässerung steigern und stabilisieren lassen. Der Schwerpunkt des Projekts lag auf der Demonstration der Vorteile einer zusätzlichen Bewässerung - das Ausbringen von Wasser direkt an der Basis der Bäume - sowohl zur Steigerung der Erträge als auch zur Minimierung der für die Bewässerung verwendeten Wassermenge. Obwohl die verbesserte Bewirtschaftung unter Bewässerung bis zu doppelt so viel kostet wie die herkömmliche Bewirtschaftung, erhöhte die zusätzliche Bewässerung den Nettogewinn pro Hektar deutlich. Das Dilemma bei der zusätzlichen Bewässerung besteht darin, ob eine Defizitbewässerung oder eine Vollbewässerung angewandt werden soll. Dies hängt von den biophysikalischen Merkmalen und den Erkenntnissen aus integrierten Forschungs- und Entwicklungsansätzen ab, wie Dr. Vinay Nangia, Koordinator des Olivenbewässerungsprojekts, feststellte:
"Forschungen in anderen Ländern haben gezeigt, dass Olivenöl, das mit Defizitbewässerung produziert wird, von höherer Qualität ist - sowohl in Bezug auf den Geschmack als auch auf die Lagerfähigkeit - als Olivenöl, das mit Vollbewässerung produziert wird". Er fügte hinzu: "Wenn sich dies auch in Syrien bewahrheitet, könnte die Defizitbewässerung die beste Kombination aus Fruchtertrag, Ölgehalt und Ölqualität bieten." und "Ihre Ergebnisse werden für die kleinbäuerlichen Olivenbauern in vielen Teilen des Landes von großem Nutzen sein und dazu beitragen, die wertvollen Wasserressourcen des Landes zu schützen."
