Anpassung an den Wassermangel in der Landwirtschaft

Wassermangel global

Abb. 1: Vom Wasserstress und der Wasserkrise zum Wasserbankrott

Der Wassermangel in vielen Regionen der Welt ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Seit langem spricht man vom Wasserstress und der Wasserkrise. Zu Beginn des Jahres 2026 hat nun die UNO in einem Bericht das Zeitalter des Globalen Wasserbankrotts ausgerufen. Damit ist ein neuer Begriff geschaffen, der als Weckruf das globale Wasserproblem in das Bewusstsein der Welt rücken soll. Die Begriffe Stress und Krise seien nicht mehr hinreichend, um die katastrophale und bedrohliche Lage der Wasserversorgung zu beschreiben. Die sei inzwischen vergleichbar mit einem Menschen, dessen Ausgaben viel höher als die Einnahmen sind und dessen Konto tief im Minus steckt, bei versigenden Finanzquellen. In vielen Regionen der Welt haben die Menschen seit Jahrzehnten mehr Süßwasser entnommen, als durch erneuerbare Zuflüsse nachgeliefert wurde. Und dieser Prozess ist nach Einschätzung der UNO unumkehrbar. Dagegen beschreiben Stress und Krise Zustände, die im Prinzip noch rückgängig gemacht werden können.

Abb. 2: Wasser-Defizit in wichtigen Abflussbecken in km3/Jahr 2001-2010

Abb. 3: Anteil der Landwirtschaft an der gesamten Wasserentnahme nach Staaten in %

Der UN-Bericht macht die neue Situation des Globalen Wasserbankrotts u.a. an folgenden Punkten fest: Für Milliarden Menschen ist die Wasserversorgung zum Problem geworden. So ist für 2,2 Milliarden Menschen die Trinkwasserversorgung nicht gesichert. Außerdem schrumpfen die Oberflächengewässer und Feuchtgebiete in großem Stil. Große Flüsse münden in einigen Fällen nicht mehr ins Meer, Feuchtgebiete von zusammengefasst der Fläche der EU wurden zerstört. Das Grundwasser, das vielfach das abnehmende Oberflächenwasser ersetzt, sinkt stetig ab. Dadurch ist es bereits zu Bodenabsenkungen im Umfang von 6 Millionen km2 gekommen, was in vielen Fällen ehemalige Grundwasserspeicher unbrauchbar macht. Gebirgsgletscher, in manchen Regionen unverzichtbare Wasserspeicher, haben seit 1970 30% ihrer Masse verloren. Nicht zuletzt macht die Verschmutzung zahlreicher Wasserressourcen einen Teil des Trinkwassers für Menschen und Tiere unbrauchbar.

Besonders betroffen durch den Wassermangel ist die Landwirtschaft. Die Landwirtschaft ist weltweit der wichtigste Wasserverbraucher. Etwa 70 % der globalen Süßwasserentnahmen entfallen auf den landwirtschaftlichen Sektor. 170 Millionen ha bewässerte Anbaufläche, eine Fläche so groß wie die von Deutschland, Frankreich, Spanien und Italien zusammen, sind einem hohen bis sehr hohen Wasserstress ausgesetzt.

Anpassung in der Landwirtschaft

Es gibt im Wesentlichen zwei Gründe für die zunehmende Wasserproblematik. Das eine sind die direkten menschlichen Eingriffe in das Wassersystem. Dazu gehören etwa die Trockenlegung von Feuchtgebieten, die Kanalisierung und Umlenkung von Flüssen, die Übernutzung des Grundwassers und die Verschmutzung der natürlichen Wasserressourcen. Das andere ist der Einfluss des ebenfalls durch den Menschen verursachten Klimawandels. Zunehmende Hitzewellen und Dürren verursachen oft über große Gebiete eine höhere Verdunstung und langanhaltende Trockenheit. Als Folge trocknen Wasserreservoire aus und Anbaufrüchte auf den Feldern verdorren. Aber auch das Gegenteil, enorme Überschwemmungen durch Starkregen, können ganze Ernten zerstören. Derartige Extremereignisse werden durch den Klimawandel häufiger und intensiver.

Als Reaktion auf die klimabedingte und nicht klimabedingte Wasserunsicherheit ergreifen Menschen und Regierungen weltweit seit Jahrzehnten unterschiedliche Anpassungsmaßnahmen. Insbesondere in der Landwirtschaft hat die Anpassung an klimatische Verhältnisse und Änderungen eine lange Tradition. Sie entsteht zumeist aus der lokalen Erfahrung. Der Klimawandel hat die Notwenigkeit zur Anpassung erhöht und neue Wege entstehen lassen. Dazu gehören insbesondere Trockenregionen, aber zunehmend auch die mittleren Breiten. Im Folgenden wird an einigen Beispielen gezeigt, wie Bauern vor Ort mit abnehmendem Niederschlag, geringeren Zuflüssen oder erschöpften Grundwasserreserven umgehen.

Regionale Beispiele

Die Sahelzone

Die Sahelzone gehört zu den bekanntesten Dürregebieten der Welt. Die mehrjährigen katastrophalen Dürren in den 1970er und 1980er Jahren mit ihren über 100.000 Toten haben dieses Bild geprägt. Es gibt immer noch Dürren im Sahel. Durch den Klimawandel hat sich jedoch inzwischen die Situation geändert. Dürren wechseln gegenwärtig mit Starkregen und Überschwemmungen. Durch die Erfahrung mit den Dürren der Vergangenheit haben die Bauern im Sahel ein reiches Wissen über klimatische Änderungen gesammelt und spezifische Anpassungsmaßnahmen entwickelt. Die meisten Maßnahmen sind darauf ausgerichtet, Wasser zu speichern, die Bodenerosion zu verringern und die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern.

Abb. 4: Zaï Pflanzgruben mit Hirse-Pflanzen in Burkina Faso

Abb. 5: Agroforstwirtschaft mit Maisfeld in Burkina Faso

Zu den verbreitetsten Techniken gehören die 20-30 cm breiten Zaï-Pflanzgruben, von denen sich pro ha oft mehrere Tausend auf den Feldern finden (Abb.). Die kleinen Gruben sammeln während der Niederschlagszeit Regenwasser, das statt abzufließen im Boden versickert und von Pflanzenwurzeln über längere Zeit nutzbar bleibt. Zugleich reduzieren die Gruben bei Starkregen die Erosion und die Gefahr von Hochwasser in den Vorflutern. In der Trockenzeit werden sie mit Tierdung oder Ernteabfall gefüllt, worauf mit Beginn der Regenzeit Saatgut ausgebracht wird. Der Dung in den Pflanzgruben zieht Termiten an, die den Untergrund durchwühlen und das Eindringen von Regenwasser erleichtern. In Burkina Faso wurde durch die Anwendung von Zaï eine Zunahme der Hirseernte um bis zu 100% erzielt. Dem Auffangen von abfließendem Regenwasser dienen auch langgestreckte Steinwälle auf Hirse- und Reisfeldern an flachen Hängen. Durch sie wird ebenfalls der Wasserabfluss verringert und damit die Produktivität der Böden erhöht.

Zunehmend verbreitet und wichtige Stütze der ökonomischen Entwicklung ist im Sahel die Agroforstwirtschaft. Während der Kolonialzeit hat der Sahel sehr viel an Baumbewuchs verloren, da die Kolonialregime primär an der Exportproduktion interessiert waren und Monokulturen vorantrieben. Erst in jüngeren Jahrzehnten wurde damit begonnen, wieder mehr Bäume zu pflanzen. Erfolgreich waren die Bemühungen besonders in Burkina Faso, Mali und Niger. Begünstigend waren dabei seit den 1990er Jahren auch die zunehmenden Niederschläge. Bäume spenden Schatten für Mensch und Tier. Bäume und Büsche sind auch darin nützlich, tiefe Wasservorkommen für Kulturpflanzen mit weniger tief reichenden Wurzeln zu erschließen. Dadurch kann die Produktivität einiger Anbaupflanzen wie Hirse, Erdnüsse, Sesam und Maniok gesteigert werden.

Italien

Norditalien erlebte 2022 besonders in der Poebene eine Jahrhundertdürre. Ursache waren starke Niederschlagsdefizite im Winter und ein geringer Schneefall in den Alpen. Hinzu kamen hohe sommerliche Temperaturen, die die Verdunstung erhöhten und die Austrock¬nung des Bodens sowie einen extremen Wassermangel auf den Feldern bewirkten. Das Anzapfen des Grundwassers führte dazu, dass vielfach eine Bewässerung der Kulturpflanzen nicht mehr möglich war.

Um dem Wassermangel zu begegnen, wurden in der Poebene verschieden Anpassungsmaßnahmen angewandt. So wurden die Felder bereits im Winterhalbjahr geflutet und nicht erst wie üblich im Frühling und Sommer. Dadurch versickerte mehr Wasser in das Grundwasser, das im trockenen Frühling oder Sommer zu einem großen Teil verdunstet wäre. So aber wurde es im Grundwasser gespeichert und stand in den trockenen Jahreszeiten für die Bewässerung zur Verfügung. Messungen haben dabei ergeben, dass der Grundwasserspiegel am Ende des Winters um bis zu 26 cm höher lag und zu Beginn des Sommers immerhin nach um 2 cm als in Vergleichsgebieten ohne vorgezogene Grundwasserauffüllung.

Eine weitere Möglichkeit eines verbesserten Wassermanagements bestand in der bekannten Tröpfchenbewässerung. Dabei wird das Wasser nicht in Kanälen und Gräben zu den Feldern geleitet und verteilt, sondern über Schläuche und Rohrleitungen und nur tröpfchenweise und nach Bedarf den Pflanzen direkt zugeführt. Dabei kann der Wasserverbrauch um wesentlich mehr als die Hälfte verringert werden. Und mehr als das Doppelte der den Pflanzen zugeführten Wassermenge wird von diesen genutzt. Allerdings ist für die Bewässerungsanlage deutlich mehr Material für Pumpen, Schläuche und Filter nötig. Und der Betrieb kostet mehr Energie.

Abb. 6: Alternate Wetting and Drying (AWD) ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, den Wasserverbrauch bei der Reisproduktion um 30 % zu senken

Die Poebene ist das Zentrum des italienischen Reisanbaus und das wichtigste Reisanbaugebiet der Europäischen Union. Der in Monokultur angebaute Reis braucht besonders viel Wasser. Als Möglichkeit, auch bei Dürre die italienischen Reisfelder zu bewässern wurde auch der Wechsel zwischen Bewässerungs- und Trockenphasen gesehen (VICENTE et al. 2025). Diese alternierende Bewässerungs-Methode ist hauptsächlich im asiatischen Raum verbreitet, wurde aber auch in Spanien erfolgreich angewendet. Dabei werden die Felder zunächst unter Wasser gesetzt und das verdunstende und versickernde Wasser zunächst nicht ersetzt, bis die oberste Bodenschicht von ca. 15 oder 20 cm trockengefallen ist (Abb. 5). Erst danach erfolgt eine erneute Bewässerung. Dadurch wurde deutlich weniger Wasser verbraucht.

Deutschland

Abb. 7: Dürrezustand des Gesamtbodens (bis 1,8 m Tiefe) im August 2028 nach Wiederkehrperioden
UFZ-Dürremonitor/ Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

Deutschland hat es bis jetzt nicht mit derart extremer Trockenheit wie in Westafrika oder im Mittelmeerraum zu tun. Das Land erhält immer noch grundsätzlich ausreichende Niederschläge und verfügt über genügend Wasserressourcen in Form von Flüssen, Seen und Grundwasser. Dennoch macht sich auch hier der Klimawandel durch zunehmende Trockenphasen gerade in der Wachstumszeit bemerkbar. Ein Grund ist die Verschiebung der Niederschläge vom Sommer in den Winter, der andere hohe Sommertemperaturen bis hin zu Hitzewellen verbunden mit geringen Niederschlägen im Sommerhalbjahr. Die Folge sind zunehmend trockene Böden, die in manchen Jahren durchaus extrem sein können und das Pflanzenwachstum behindern.

Dadurch steigt der Bewässerungsbedarf als Anpassungsmaßnahme. So hat die Bewässerungsfläche seit 2009 bis 2022 um 24% zugenommen, besitzt aber immer noch einen geringen Anteil an der gesamten Landwirtschaftsfläche von 3,3%. Fast zur Hälfte befindet sich die bewässerte Fläche in Niedersachsen. Zu etwa einem Viertel wird sie im Getreideanbau genutzt, gefolgt von Kartoffeln. Das Wasser stammt zu mehr als 50% aus nahegelegenem Grundwasser. Oberflächengewässer und gesammeltes Regenwasser spielen nur eine geringe Rolle. Hauptsächlich wird das Wasser über Beregnungsanlagen wie z. B. Regenkanonen verteilt. Dabei geht jedoch viel Wasser durch Verdunstung und Verwehung verloren. Dagen gewinnt die Tröpfchenbewässerung, die den Pflanzen direkt zukommt, eine stärkere Bedeutung. Sie wird aber wegen ihrer hohen Kosten eher bei Sonderkulturen angewendet.

Als Klimaanpassung wurde in Deutschland die Agroforstwirtschaft wiederentdeckt, nachdem sie lange durch die Modernisierung der Landwirtschaft und deren Maschineneinsatz zurückgedrängt wurde. Bekannte Beispiele sind Hecken und Knicks im Norden und Streuobstwiesen eher in Süddeutschland. Bäume und Sträucher speichern mit ihren tieferen Wurzeln dichter Belaubung mehr Feuchtigkeit als Anbaufrüchte. Ihre stärkere Verdunstung fördert Wolkenbildung und Niederschlag und senkt die Temperatur. Dadurch ergeben sich nachweislich höhere Erträge auf den benachbarten Äckern und Weiden. In Anlehnung an die Schwammstadt wird inzwischen für eine wasserspeichernde Landwirtschaft der Begriff der Schwammlandschaft gebräuchlich.

Einzelnachweise

Kontakt: Dieter Kasang