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Landwirtschaft: Mehr ernten mit weniger Wasser

Ohne künstliche Bewässerung ließe sich die Weltbevölkerung nicht ernähren, doch die Ressourcen schwinden.


Als vor 6000 Jahren sumerische Bauern Kanäle aushuben, um das Wasser des Euphrats auf ihre Felder zu leiten, begründeten sie damit die erste Kultur der Menschheitsgeschichte, deren Erfolg auf künstlicher Bewässerung beruhte. Etwa 2000 Jahre lang ernteten sie Weizen und Gerste im Überfluss. Doch ein Großteil des Flusswassers gelangt bei solcher Bewässerung erst gar nicht zu den Pflanzen, es verdunstet. Darin gelöste Verunreinigungen bleiben auf den Feldern zurück, der Boden versalzt und wird zunehmend unfruchtbar – nach Meinung vieler Historiker war dies ein Grund für den Untergang der sumerischen Gesellschaft.

Weltweit werden heutzutage etwa 40 Prozent der pflanzlichen Nahrungsmittel auf bewässerten Böden angebaut, das entspricht 18 Prozent der gesamten Agrarfläche. Dank Bewässerung fahren Landwirte jedes Jahr zwei bis drei ertragreiche Ernten ein. Dadurch hat sich die Weltgetreideproduktion seit 1950 nahezu verdreifacht.

Inzwischen werden zwei Drittel des insgesamt verbrauchten Wassers auf Felder ausgebracht, in vielen Entwicklungsländern gar bis zu 90 Prozent. Wenn im Jahr 2025 – wie erwartet – acht Milliarden Menschen ernährt werden müssen, dürfte der Bedarf der Landwirtschaft um weitere 786 Kubikkilometer steigen – zehnmal mehr, als pro Jahr den Nil hinabfließt. Noch weiß niemand, woher diese Menge genommen werden soll, ohne gleichzeitig die Reserven zu gefährden.

Extremer Süßwassermangel gilt daher als die entscheidende Bedrohung für die Lebensmittelproduktion der Zukunft. Bereits jetzt werden Grundwasser führende Gesteinsschichten und Flüsse oft über das vernünftige Maß hinaus ausgebeutet. Acht Prozent der Nahrungspflanzen stammen aus landwirtschaftlichen Betrieben, die Reservoire schneller leeren, als sich diese wieder auffüllen. Vielen Flüssen wird so viel Wasser entzogen, dass sie während eines großen Teils des Jahres das Meer nicht mehr erreichen. Für das Jahr 2025 rechnen Statistiker mit über fünf Milliarden Städtern – dadurch konkurrieren Landwirte mehr und mehr mit der kommunalen Wasserversorgung und der Industrie.

Um die weltweit zusätzlich benötigten Nahrungsmittel zu produzieren, setzen Agrarexperten trotz ungelöster Probleme auf die künstliche Bewässerung. Dabei könnten bereits ein besserer Umgang mit den Ressourcen und einfallsreiche Anbaumethoden die Erträge des ausschließlich mit Niederschlägen bewässerten Ackerlandes steigern.

Zudem gibt es viele Möglichkeiten, das kostbare Nass in der Landwirtschaft effektiver einzusetzen. Bislang fluten die meisten Bauern ihre Felder komplett oder leiten das Wasser in offene Furchen. Doch die Pflanzen nehmen nur einen kleinen Teil davon auf, der Rest verdunstet, versickert oder fließt in Bäche und Flüsse. Diese vielerorts übliche Praxis vergeudet oder verunreinigt nicht nur einen wichtigen Rohstoff. Wie einst im alten Sumer degeneriert der Boden durch Staunässe, versalzt oder wird weggeschwemmt. Dabei gibt es die wirksameren und umweltverträglicheren Technologien bereits: Möglicherweise können sie den Wasserbedarf der Landwirtschaft sogar halbieren.

Besonders viel versprechend sind Tropfbewässerungssysteme: Mit niedrigem Druck fließt das Wasser durch ein Netzwerk perforierter, über oder unter der Erdoberfläche verlegter Plastikschläuche. Fast ohne Verluste gelangt es Tropfen für Tropfen direkt zu den Wurzeln, und der Wasserverbrauch sinkt um 30 bis 70 Prozent. Da die Pflanzen zudem in einer für sie optimal feuchten Umgebung wachsen, steigen gleichzeitig die Ernteerträge – oft um 20 bis 90 Prozent, wie in Indien, Israel, Jordanien, Spanien und den USA durchgeführte Studien zeigen.

Optimierte Beregnungsanlagen sind ähnlich wirkungsvoll. Während konventionelle Systeme das Wasser in hohem Bogen versprühen – und dabei ein großer Teil verdunstet oder verweht –, geben die neuen Anlagen es in geringerer Menge direkt über der Erde ab. Versuchsweise installierten einige texanische Farmer solche Anlagen: Sie beobachteten, dass die Pflanzen 90 bis 95 Prozent des Dargebots aufnahmen.

Trotz der eindrucksvollen Ergebnisse werden solche Beregner weltweit nur auf 10 bis 15 Prozent der bewässerten Anbauflächen genutzt, die Tropfbewässerungssysteme sogar nur auf etwas mehr als einem Prozent. Da sie teurer sind als die einfache Flutung der Felder, konnten sich diese Technologien bisher nicht durchsetzen. Auch die Wasserpolitik vieler Staaten fördert den sparsamen Umgang mit Wasser nicht gerade. Viele Regierungen halten die Wasserpreise nach wie vor niedrig, sodass Landwirte wenig Interesse haben, ihre Ressourcen zu schonen oder in effektivere Techniken zu investieren. Selbst in Gebieten, in denen der Grundwasserspiegel bereits sinkt, versäumen es die meisten Behörden, die Nutzung einzuschränken. Vielleicht würden die Bauern umdenken, wenn sie vom Verkauf der Überschüsse profitierten – doch in zahlreichen Ländern wird diese Praxis erschwert oder gar verboten.

Hilfe für die armen Länder

Neben neuen Technologien gibt es in der Landwirtschaft weitere viel versprechende Möglichkeiten, kostbares Wasser zu sparen. Beispielsweise können die Pflanzen nach Bedarf bewässert werden: Unter Berücksichtigung von Klimadaten wie Temperatur und Niederschlag errechnet ein Computerprogramm, wann und mit welcher Menge der Landwirt seine Felder bewässern muss. Einem 1995 von der Universität von Kalifornien in Berkeley erstellten Gutachten zufolge sparten kalifornische Landwirte mit dieser Methode im Schnitt 13 Prozent Wasser – und ihre Ernteerträge stiegen um acht Prozent.

Die nahe liegendste Art, etwas möglichst effektiv zu nutzen, besteht darin, es mehrfach zu verwenden. In der israelischen Landwirtschaft beispielsweise werden 30 Prozent des Wasserbedarfs durch wiederaufbereitetes Abwasser gedeckt, bis zum Jahr 2025 soll der Anteil auf 80 Prozent steigen.

Auch durch Züchtung neuer Sorten mit geringerem Wasserverbrauch lassen sich die Erträge steigern. Hybridweizen und neue Reissorten beispielsweise zweigen einen größeren Anteil der Energie – und damit auch des aufgenommenen Wassers – für den Aufbau von Ähren und Rispen ab als die alten Sorten. Dadurch steigt der Getreideertrag. Beim Reis hat der Einsatz früh ansetzender Hochertragssorten den Wasserverbrauch pro Einheit auf ein Drittel reduziert. Doch damit haben die Agrarwissenschaftler die aussichtsreichsten Methoden ausgeschöpft: Weder die herkömmlichen Züchtungsmethoden noch die Gentechnik können zur Zeit eine vergleichbare Zunahme bewirken, lediglich bescheidene Verbesserungen können erzielt werden.

Eine weitere Möglichkeit, Ressourcen zu schonen, dürfte keine große Popularität erfahren, obwohl sie unbedingt notwendig ist: die Änderung der Ernährungsgewohnheiten. Insbesondere entwickelte Länder schätzen oft einen hohen Anteil an Tierprodukten, doch die verschlingen bei ihrer Erzeugung doppelt so viel Wasser wie eine fleischarme Ernährung.

So notwendig es ist, den Wasserverbrauch der Landwirtschaft zu senken – die hungernde Bevölkerung der Trockengebiete benötigt dringend zusätzliche Bewässerungsanlagen. Viele der weltweit etwa 800 Millionen unterernährten Menschen könnten vom Zugang zu Wasser beziehungsweise zu effektiveren Bewässerungstechniken profitieren.

Die meisten dieser Menschen leben in Asien und Afrika – Ländern, in denen der Anbau von Nahrungsmitteln durch lange Dürreperioden erschwert wird beziehungsweise ohne Bewässerung gar nicht möglich ist. Für ihre kleinen, in der Regel weniger als zwei Hektar umfassenden Anbauflächen sind die herkömmlichen Bewässerungstechniken zu teuer. Selbst die relativ preiswerten, zum Anzapfen des Grundwassers geeigneten Motorpumpen kosten noch um die 350 Dollar. Damit sind sie für viele Bauern – die so viel nicht einmal in einem Jahr verdienen – unbezahlbar. In Regionen, in denen erschwingliche Geräte zur Verfügung stehen, werden diese allerdings ausgesprochen profitabel eingesetzt.

Um einen dieser Erfolge aus erster Hand mitzuerleben, besuchte ich 1998 Bangladesch. Sturzbachartige Regenfälle tränken dieses Land während der Monsunmonate, doch im Laufe des restlichen Jahres fallen kaum Niederschläge. Obwohl sich der Grundwasserspiegel weniger als sechs Meter unter der Oberfläche befindet, liegen viele Felder in der Trockenzeit brach.

Seit 17 Jahren wird ein großer Teil des Landes mit Hilfe von Tretpumpen in ganzjährlich bebaubares und fruchtbares Ackerland verwandelt. Den Besucher aus der westlichen Wohlstandsgesellschaft erinnert dieses Gerät an einen Stepper aus dem Fitness-Studio: Der Benutzer tritt zwei lange Bambusstangen – beziehungsweise Trittbretter – auf und ab und bewegt damit zwei Stahlzylinder. Die Sogwirkung zieht das Grundwasser abwechselnd in die Zylinder und schüttet es in einen zum Feld führenden Kanal. Mit diesem einfachen Mechanismus bewässern viele Familien ihre Reissetzlinge und Gemüsebeete. Sie erzählten mir, dass sie die Pumpe häufig vier bis sechs Stunden am Tag bedienen. Doch die harte Arbeit zahlt sich aus: In der Trockenzeit müssen sie nicht mehr hungern, oft können sie sogar ihre Gemüseüberschüsse auf dem Markt verkaufen.

Bei Anschaffungskosten von weniger als 35 Dollar pro Stück steigerte die Tretpumpe das durchschnittliche Nettoeinkommen der Bauern – das oft nur einen Dollar am Tag beträgt – um hundert Dollar im Jahr. Bis heute erwarben die Landwirte Bangladeschs etwa 1,2 Millionen dieser Geräte und erhöhten damit auf fast 25000 Quadratkilometer Ackerland ihre Erträge. Über 350 Millionen Dollar brachten die im eigenen Land hergestellten und vermarkteten Pumpen der Wirtschaft Bangladeschs pro Jahr zusätzlich ein.

In anderen Trockengebieten profitieren verarmte Landwirte von neu entwickelten preiswerten Tropfbewässerungssystemen. Angefangen mit einer Ausrüstung für den Hausgarten zu fünf Dollar wurde ein ganzes Spektrum für die unterschiedlichsten Hofgrößen und Einkommensniveaus entwickelt. 1998 sprach ich mit Bauern des unteren Himalaya in Nordindien, wo die Feldfrüchte auf terrassenförmig angelegten Feldern mit dem wenigen von der Gemeinde zugeteilten Wasser gedeihen. Mit Hilfe der Anlagen erhoffen die Bauern, ihre Anbaufläche zu verdoppeln.

Die Verbreitung der preiswerten Systeme kann jedoch nur gelingen, wenn die gesamte Versorgungskette – von der Herstellung über Vertrieb bis zur Installation – vor Ort in privater Hand liegt. Dabei sind auch innovative Vermarktungsstrategien notwendig. In Bangladesch war die Tretpumpe auch deshalb so erfolgreich, weil sie von heimischen Geschäftsleuten hergestellt und vertrieben wurde – und weil sich die Marketingexperten mit einfallsreichen Methoden an die Landbevölkerung wandten: Sie zeigten einen Open-Air-Film oder führten das Produkt im Dorf vor. Wenn die für kleine Höfe entwickelten erschwinglichen Bewässerungstechniken weiter verbreitet werden, hält es Paul Polak, Präsident der International Development Enterprises in Lakewood (Colorado), für realistisch, Hunger und Armut der 150 Millionen ärmsten auf dem Land lebenden Menschen innerhalb von 15 Jahren zu lindern.

All diese neuen Technologien können helfen, immer mehr Menschen zu ernähren und trotzdem Flüsse, Seen und Grundwasser zu schonen. Doch darf die Anstrengung nicht allein zu Lasten der Entwicklungsländer gehen: Weitreichende Änderungen in der Gesellschaft – wie zum Beispiel reduzierter Konsum – sind notwendig. Der Untergang der sumerischen Kultur sollte uns mahnen.

Literaturhinweise


Groundwater in Rural Development. Von S. Foster et al. in: Technical Paper Nr. 463, Weltbank, Washington D.C., 2000.

Salt and Silt in Ancient Mesopotamian Agriculture. Von T. Jacobsen und R. M. Adams in: Science 128, 1958, S. 1251.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 8 / 2001, Seite 74
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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