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"Bäumchen, wechsle Dich" - Effizienterer Anbau durch globale Umverteilung der Anbauflächen

12.12.2017

Ein Forschungsteam berechnet die Wasserersparnis und die Ertragsgewinne, die bei einem Anbau von Feldfrüchten in den jeweils am besten dazu geeigneten Weltregionen möglich wären.

Der Bedarf an Agrargütern wird in den nächsten Jahrzehnten bekanntlich stark ansteigen. Um die Nachfrage auch in Zukunft zu decken, müsste die Intensivierung der Landwirtschaft auf bereits kultivierten Flächen weiter vorangetrieben werden. Dies müsste aber mit einem sehr hohen Einsatz von Wasser, Dünger und Energie sowie hohen Investitionen erkauft werden. Das Gebot der Stunde, den Anbau nachhaltiger zu gestalten, würde man so leicht aus den Augen verlieren. Schon heute ist die Landwirtschaft global der größte Verbraucher von Süßwasser. Ein Umstand, der vor allem in Regionen mit zunehmender Wasserknappheit immer mehr zum Problem wird.

Eine Möglichkeit, die bisher wenig Beachtung fand, ist die Frage, ob die jeweils angebauten Feldfrüchte eigentlich zur jeweiligen Anbauregion auch sehr gut passen. Gedeihen sie dort mit wenig Ressourcenverbrauch oder muss mit einem hohen Einsatz von Wasser und Dünger nachgeholfen werden? Ein internationales Forschungsteam hat sich jetzt näher damit befasst und berechnet, wieviel an Wasser und Dünger eingespart werden könnte, wenn die Pflanzen jeweils an den für sie günstigsten Standorten angebaut werden.

Große Wasserersparnis möglich

Das Forschungsteam entwickelte eine Berechnungsmethode für 14 wichtige Feldfrüchte für die Nahrungsmittelproduktion. Dabei bezogen sich die Berechnungen nur auf bereits kultiviertes Land. Zu den Faktoren, die in die Berechnung mit einbezogen wurden, gehörten auch die Nutzung vorhandener Technologien sowie der Erhalt der Vielfalt der angebauten Feldfrüchte in den jeweiligen Ländern. Denn vielfältige Fruchtfolgen  reduzieren die Gefahr von Ernteausfällen durch Schädlinge und Wetterextreme.

Durch die berechnete Umverteilung der einzelnen Feldfrüchte ergab sich eine globale Wasserersparnis von 13,6 Prozent des Regenwasser- und 12,1 Prozent des Grundwasserverbrauchs. Gleichzeitig erhöhte sich der Kaloriengewinn um 10 Prozent und die Proteinausbeute um 19 Prozent. Das bedeutet, dass durch die simulierte Umverteilung die jährliche Wasserersparnis für Regenwasser 416 km3 und für Grundwasser 56 km3 betragen würde. Das wäre mehr als das Doppelte der Wassermenge, die aktuell für die globale Biokraftstoffproduktion aufgewendet wird (Regenwasser: 164 km3 pro Jahr, Grundwasser: 22 km3 pro Jahr). Auch könnten durch die erhöhte Kalorien- und Proteinproduktion 825 Millionen Menschen zusätzlich ernährt werden.

So könnte die globale Umverteilung aussehen

Diese positiven Effekte könnten durch einen gesteigerten Anbau von Erdnüssen, Soja, Wurzeln (Maniok, Taro, Yams, Tannia), Kochbananen, Mohrenhirse, Kartoffeln und Süßkartoffeln möglich werden. Für andere Feldfrüchte wie Weizen, Hirse, Reis, Zuckerrohr und Zuckerrüben wurden dagegen global gesehen geringere Anbaumengen berechnet.

Für die einzelnen Länder ergaben sich damit oftmals deutliche Veränderungen im „Anbauportfolio“. So wurde beispielsweise In Australien Raps, Weizen und Zuckerrohr durch Mais, Soja und Kartoffeln ersetzt, im Nildelta Zuckerrüben und Weizen durch Erdnüsse, Mais und Mohrenhirse.

Das Forschungsteam betonen, dass die berechneten Ertragsgewinne und Wassereinsparungen global zu betrachten sind. Auf der regionalen Ebene profitieren nicht alle Länder gleichermaßen. Ein Großteil der Wasserersparnis - etwa 20 Prozent des aktuellen globalen Wasserverbrauchs in der Landwirtschaft – wäre in 42 Ländern möglich. Darunter befinden sich auch viele Regionen, die heutzutage bereits stark unter Wassermangel leiden wie Australien, Mexiko, Indien, Marokko und Südafrika.

Weiterhin profitieren 63 Länder von dieser Umverteilung durch eine etwa 20 prozentige Steigerung der Kalorien- oder Proteinproduktion. Manche von diesen Ländern sind aktuell bereits auf Nahrungsmittelimporte angewiesen, darunter Spanien, Iran, Kenia, Äthiopien.

In der Sahelzone könnte rein rechnerisch so viel Wasser eingespart werden, dass der jährliche Verbrauch von Wasser geringer war als der jährliche natürliche Zuwachs. In anderen Regionen mit Wasserknappheit (Nordindien, Mittlerer Westen der USA) verhinderte der intensive Ackerbau einen nachhaltigen Umgang mit Wasserreserven, egal welche Feldfrucht simuliert wurde. So blieben diese Regionen trotz Wasserersparnis bei einer negativen Wasserbilanz.

Regionale Berechnungen notwendig

Neben der berechneten Wasserersparnis hat die Umverteilung von Feldfrüchten noch andere Vorteile: Durch den Anbau von an Dürre und Trockenheit besser angepassten Pflanzen, lässt sich in Regionen mit Wasserknappheit die Ernährungssicherheit verbessern. Und durch das Ersetzen von „nährstoff-leeren“ Feldfrüchten wie etwa Zuckerrohr durch andere, gehaltvollere Feldfrüchte, wird die Qualität der Nahrung verbessert. Zudem kann durch den verstärkten Anbau von Soja Dünger eingespart werden, da Soja als Schmetterlingsblütler in Symbiose mit dem stickstofffixierenden Bakterium Bradyrhizobium japonicum lebt und damit den Ackerboden auf natürlichem Weg mit pflanzenverfügbarem Stickstoff anreichert.

Das Forscherteam betont, dass die Ergebnisse der Modellierungen zu grob sind, um sie sofort in den entsprechenden Regionen praktisch umzusetzen. Dazu sind weiterführende Studien nötig, die sich mit den Gegebenheiten vor Ort detaillierter befassen müssen. Trotzdem könnte allein durch die sinnvolle Neuverteilung von Anbauflächen für verschiedene Feldfrüchte bereits ein großer Schritt in Richtung einer intensiven und doch möglichst nachhaltigen Landwirtschaft getan werden.

Quelle:
Davis, K. F. et al. (2017): Increased food production and reduced water use through optimized crop distribution. In: Nature Geoscience, (07. November 2017), doi:10.1038/s41561-017-0004-5.

Quelle: Redaktion Pflanzenforschung.de, 23. November 2017

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