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Beschreibung

Bodenfeuchte, auch als „grünes Wasser“ bezeichnet, ist die Komponente des Wasserkreislaufs, die für die Wurzeln von Pflanzen zugänglich ist. Die Bodenfeuchtigkeit sinkt in Perioden mit mangelhaftem Niederschlag. Die Bewässerung ist die am weitesten verbreitete Methode zur Bekämpfung des Bodenwassermangels und dementsprechend der bei weitem vorherrschende Wasserverbrauch in der Landwirtschaft. In Europa macht die Landwirtschaft etwa 32 % der gesamten Wasserentnahme aus, erreicht aber in den Mittelmeerländern etwa 80 % und mehr. Die Rolle und die Auswirkungen der Bewässerung variieren zwischen den Regionen und den vorherrschenden klimatischen Bedingungen: Während in Südeuropa die Bewässerung ein wesentlicher Bestandteil der landwirtschaftlichen Produktion ist, werden in Mittel- und Nordeuropa die Felder sporadisch und in der Regel nur in trockenen Sommerperioden bewässert.  

Laut dem jüngsten IPCC-Bericht (AR6) wird der Bodenwassergehalt in Südeuropa sinken. Sättigungsbedingungen und Drainage werden immer seltener und auf Perioden im Winter und Frühling beschränkt sein. Folglich könnte der Bewässerungswasserbedarf im Mittelmeerraum erheblich steigen. Die Bewässerung wird in einigen anderen Teilen Europas notwendig werden, während die Nachfrage in Teilen Nordeuropas sinken wird, in denen die Niederschläge wahrscheinlich zunehmen werden. Der Energiesektor (Wasserkraft) wird die Wasserressourcen zusätzlich belasten. Mit diesen Entwicklungen sind eine robustere Wasserbewirtschaftung und -politik erforderlich, um die steigende konkurrierende Nachfrage zwischen verschiedenen Sektoren und Nutzungen zu bewältigen. 

Einige Möglichkeiten, die Bewässerungseffizienz zu verbessern, sind: 

  • Umstellung von der Schwerkraftbewässerung auf moderne Drucksysteme (z.B. Tropf- und Sprinklerbewässerung) . Dies sorgt für eine verbesserte Fördereffizienz und reduziert den Wasserbedarf für die Bewässerung. Dieses System, das auch als Mikrobewässerungs- oder Tropfbewässerungstechnologie bekannt ist, spart Wasser und Energie, indem es die Transpiration, Verdunstung und Abflüsse auf Oberflächen reduziert.
  • Defizitbewässerung (Bewässerung unter dem vollen Pflanzenwasserbedarf) mit dem Ziel der maximalen Erzeugung pro verbrauchter Wassereinheit. Eine kleine, aber wachsende Aufmerksamkeit wurde diesem Ansatz geschenkt. Die Wasserproduktivität steigt bei defizitärer Bewässerung. Die Anwendung dieser Technik erfordert jedoch Anpassungen in den landwirtschaftlichen Systemen. Da die Reaktion der Pflanzen auf Wasserstress sehr unterschiedlich ist, ist eine fundierte Kenntnis des Pflanzenverhaltens erforderlich, um diese Technologie anwenden zu können. 
  • Verbesserte Bewässerungszeit (klimaintelligente oder präzise Bewässerung). Grundlage hierfür sind verbesserte Wettervorhersagen, hydrologische Überwachung, Frühwarnsysteme, verbesserte Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) und wetterbasierte Agrarberatungsdienste für Prävention und Vorsorge (siehe Anpassungsoption zur Präzisionslandwirtschaft). 
  • Verschiedene Techniken können auf bestimmte Kulturen angewendet werden. Zum Beispiel kann eine intermittierende / automatisierte Bewässerung (alternative Benetzung und Trocknung) für Paddies in Betracht gezogen werden. Es nutzt Wasser effizient, senkt die Arbeitskosten und steigert die Erträge (Masseroni et al. 2018). Diese Technik ist sehr spezifisch für Reis und gilt möglicherweise nicht für andere Kulturen. 

Eine verbesserte Bewässerung kann durch andere wassersparende Optionen ergänzt werden (siehe beispielsweise die Option zur Wasserwiederverwendung, um Wasserknappheit und Bodenwassermangel entgegenzuwirken). Werden diese innovativen Bewässerungssysteme mit erneuerbaren Energiequellen (z.B. Solarstrompumpen) betrieben, kombiniert sich die Wassereinsparung auch mit der Eindämmung des Klimawandels.  

Anpassungsdetails

IPCC-Kategorien
Strukturell und physisch: technologische Optionen
Beteiligung der Stakeholder

Die Aktionäre von Everal können aufgrund ihrer bemerkenswerten sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Folgen an jeder Maßnahme zur Reorganisation von Bewässerungssystemen und -infrastrukturen beteiligt werden. Es sollten nicht nur die Hauptakteure des Agrarsektors einbezogen werden, sondern auch diejenigen der Sektoren, die mit der Landwirtschaft um die gleichen Wasserressourcen konkurrieren. Mögliche benachbarte Industriezweige könnten einbezogen werden, um solarbetriebene Pumpen zu sichern oder in klimaintelligente Technologien zu investieren. Angesichts der erwarteten positiven Auswirkungen auf den Wasserkreislauf insgesamt wird von Umweltverbänden und NRO erwartet, dass sie den Einsatz innovativer Systeme zur Verbesserung der Bewässerung proaktiv fördern. Die Sensibilisierung für die Übernutzung von Wasser und die nachhaltige Nutzung - insbesondere im Agrarsektor - ist von entscheidender Bedeutung und kann zu potenziellen positiven Auswirkungen auf Landschaftsebenen führen.

Erfolgsfaktoren und limitierende Faktoren

Ohne Anpassung der Wasserbewässerungspraktiken auf Ebene der landwirtschaftlichen Betriebe ist ein Ernteausfall in dürregefährdeten Gebieten wahrscheinlich, insbesondere unter Berücksichtigung der schlimmsten Klimaszenarien. Wenn die Anpassung in Bewässerungssystemen umgesetzt wird, können landwirtschaftliche Betriebe viel besser darauf vorbereitet sein, der durch den Klimawandel verursachten Wasserknappheit zu begegnen. Das Funktionieren von Landschaften kann durch Wasserwiederverwendung und -speicherung wiederhergestellt oder aufrechterhalten werden. Energieeinsparung durch effiziente Bewässerungsplanung und -umsetzung. Die Einsparung von Energie- und Wasserkosten ist einer der größten Anreize, die den Einsatz effizienter Bewässerungssysteme fördern können. Die Energiekosten steigen, und die Wassertarife können, obwohl sie in den verschiedenen Ländern sehr unterschiedlich sind, auf Ebene der landwirtschaftlichen Betriebe relevant sein. 

Landwirte zögern jedoch oft, innovative Managementpraktiken anzuwenden, da jede Änderung der üblichen Praxis kostspielig ist und Aufwand erfordert. Mangelnde Kenntnisse, technologische Fähigkeiten oder standortspezifische wissenschaftliche Erkenntnisse sind ebenfalls Hindernisse. Die Systeme für die Genehmigung von Wasserentnahme- und Wasserpreismechanismen in den EU-Ländern enthalten viele Ausnahmen für die landwirtschaftliche Wassernutzung.  Im Rahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) wurden Projekte und Verfahren finanziert, mit denen die nachhaltige Wassernutzung verbessert werden soll. Den Landwirten stehen jedoch nach wie vor nur wenige Anreize für die Einführung effizienterer Technologien zur Verfügung (Sonderbericht des Europäischen Rechnungshofs, 2021).

Kosten und Nutzen

Die Wasserpreise und Bewässerungskosten sind vor Ort sehr unterschiedlich und haben jeweils einen anderen Tarif für die Wassernutzung. Einige zahlen pro Hektar und erhalten unbegrenzten Wasserverbrauch, andere zahlen pro Volumen, das aus dem Fluss gepumpt wird. Andere Gemeinden berechnen pro Liter Nutzung (Esteve et al., 2015). Daher kann der Einsatz neuer effizienter Bewässerungssysteme, die die Gesamtwassermenge der Landwirte reduzieren, je nach Standort unterschiedliche Auswirkungen auf die Kosteneinsparung haben. Pumpen können zwischen 3000-46000 Euro kosten. Diese Kosten hängen davon ab, ob es sich um Diesel oder Elektro handelt und ob die Überwachungswerkzeuge und -schalter enthalten sind. Die Pipeline kann je nach Durchmesser zwischen 3,20 und 9,80 EUR/m für tragbare Rohre und zwischen 5,70 und 18,50 EUR/m für unterirdische Rohre liegen (GD ENV, 2012). 

Die Maßnahmen zur Anpassung der Bewässerung zeigen Vorteile in allen Gebieten mit hohem landwirtschaftlichen Anteil an der Süßwassernutzung. Die Vorteile können nur realisiert werden, wenn das konservierte Wasser für eine effiziente und klimaschonende Nutzung (d. h. trockene Tage, mit effizienten Bewässerungsmethoden) gespeichert wird. 

Die Umsetzung bewährter Managementpraktiken in der Bewässerung wird häufig von Bildungsprogrammen für Landwirte begleitet, wodurch ihr Wissen und ihr Bewusstsein für den Klimawandel verbessert werden. 

Verbesserte Bewässerungssysteme, die die Wasserressourcen effizient nutzen, minimieren die Auswirkungen auf den gesamten Wasserkreislauf und wirken sich positiv auf das gesamte Ökosystem aus. Energieeinsparung und die Reduzierung der Treibhausgasemissionen sind weitere Vorteile, insbesondere wenn das energieeffiziente System mit dem Einsatz von Solarpumpen kombiniert wird. 

Implementierungszeit

Mit den richtigen Technologien, Schulungen und Ressourcen können Bewässerungsmaßnahmen relativ schnell umgesetzt werden (2-5 Jahre). Dies könnte einige lokale strukturelle Veränderungen erfordern. 

Lebensdauer

Die Lebensdauer variiert zwischen 5 und 15 Jahren, je nach Art der Messung . Die langfristige Effizienz dieser Option zur Bewältigung der Wasserknappheit in der Landwirtschaft hängt auch von der Schwere des Klimawandels in den europäischen Regionen ab.  

Referenzinformationen

Websites:
Referenzen:

Esteve, P. et al. (2015) „A hydro-economic model for the assessment of climate change impacts and adaptation in irrigated agriculture“, Ecological Economics, 120, S. 49–58. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2015.09.017. 

Grafton R. Q. et al. (2018) „The paradox of irrigation efficiency“, Science, 361(6404), S. 748–750. doi: 10.1126/science.aat9314. 

Iglesias, A. und Garrote, L. (2015) „Adaptation strategies for agricultural water management under climate change in Europe“, Agricultural Water Management, 155, S. 113–124. doi: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2015.03.014. 

Masseroni, D. et al. (2018) „Evaluating performances of the first automatic system for paddy irrigation in Europe“, Agricultural Water Management, 201, S. 58–69. doi: 10.1016/j.agwat.2017.12.019. 

Singh, C., Ford, J., Ley, D. et al.Bewertung der Durchführbarkeit von Anpassungsoptionen: methodische Weiterentwicklungen und Richtungen für Forschung und Praxis zur Anpassung an den Klimawandel. Klimaänderung 162,255–277 (2020). https://doi-org.ezproxy.library.wur.nl/10.1007/s10584-020-02762-x 

Veröffentlicht in Climate-ADAPT: Nov 22, 2022

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