Wie AQUA4D® die Effizienz der Wassernutzung mit Präzisionsbewässerung steigert

Wie AQUA4D® die Effizienz der Wassernutzung mit Präzisionsbewässerung steigert

"Die prognostizierten Auswirkungen des Klimawandels werden voraussichtlich zu einer Verringerung des Wasserangebots und einem Anstieg der Wassernachfrage führen. Die wirtschaftliche Gesundheit und Nachhaltigkeit der Bewässerungslandwirtschaft wird davon abhängen, ob die Erzeuger in der Lage sind, sich an die zunehmende Wasserknappheit anzupassen, insbesondere durch eine effizientere Wassernutzung." - United States Department of Agriculture

"Obwohl die Bodenfeuchtigkeit nur etwa 0,005 % der globalen Wasserressourcen ausmacht, ist sie ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs und eine Schlüsselvariable, die zahlreiche Prozesse und Rückkopplungsschleifen im Klimasystem steuert. - Europäische Umweltagentur

Angesichts des Klimawandels und des Bevölkerungswachstums, die einen "perfekten Sturm" für die weltweite Nahrungsmittelversorgung darstellen, wird derzeit intensiv darüber nachgedacht, wie mehr Menschen mit weniger Ressourcen ernährt werden können. Wasserknappheit ist eines der größten Probleme, und eine effizientere Wassernutzung steht im Vordergrund eines der 17 UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung - Ziel 6: Sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen, in dem es heißt: "Wasserknappheit wird voraussichtlich mit dem Anstieg der globalen Temperaturen infolge des Klimawandels zunehmen. Es bedarf einer verstärkten internationalen Zusammenarbeit, um die Wassereffizienz zu fördern und Aufbereitungstechnologien in den Entwicklungsländern zu unterstützen."

Der Schlüssel dazu liegt nicht nur in der Verbesserung des Zugangs zu Wasser, sondern auch darin, durch eine effizientere Wassernutzung viel mehr aus dem vorhandenen Wasser zu machen. Die Wasserversorgung ist nur die eine Hälfte des Problems - ebenso wichtig ist es, sicherzustellen, dass die Feuchtigkeit lange genug im Boden bleibt, damit die Pflanzen sie nutzen können.

Daher wird viel geforscht, um das Beste aus der Bewässerungslandwirtschaft herauszuholen und die Bodenfeuchtigkeit dort zu erhalten, wo sie am dringendsten benötigt wird. Dazu gehört die Verwendung von Torfmoos, Perlit (vulkanisches Glas), Membranen und mehr, um die Absorptionseigenschaften zu verbessern. Und angesichts der zunehmenden Wüstenbildung wird auch viel darüber geforscht, wie man in Wüstengebieten Lebensmittel anbauen kann. Erst in diesem Jahr hat ein Team in Chongqing in chinesischen Wüsten Lebensmittel angebaut, indem es eine Paste aus einer Substanz in Pflanzenzellwänden hinzufügte, und eine norwegische Innovation versieht Sandpartikel mit einer Tonschicht, die es ihnen ermöglicht, sich mit Wasser zu verbinden.

Ein Großteil dieser Innovation konzentriert sich jedoch auf den Boden selbst. Das Geniale an der AQUA4D®-Technologie - und ihrer inhärenten Anpassungsfähigkeit, ob im Gewächshaus oder im Freiland - ist, dass der Fokus vollständig auf dem Bewässerungswasser selbst liegt, was bedeutet, dass sie bei der Anwendung auf allen denkbaren Bodentypen wirksam ist. Noch besser ist, dass die besten Ergebnisse bei Böden und Bewässerungswasser von sehr schlechter Qualität erzielt wurden. Eine geringfügige Veränderung des Wassers kann enorme Auswirkungen auf den Boden, die Pflanzen und damit auf die gesamte Wassernutzungseffizienz haben.

WUE: Wasserverbrauchseffizienz

Die FAO (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen) definiert Wassernutzungseffizienz (WUE) als "das Verhältnis zwischen effektiver Wassernutzung und tatsächlicher Entnahme"[1]. Sie ist für eine effektive landwirtschaftliche Produktion absolut unerlässlich, wie der Agrarwissenschaftler Gerald Stanhill 1986 in einem renommierten Aufsatz feststellte: "Es hat sich gezeigt, dass dort, wo Wasser der Hauptfaktor ist, der das Pflanzenwachstum begrenzt, jede Erhöhung der WUE, die durch die Beseitigung oder Verringerung des unproduktiven Wasserverbrauchs erreicht wird, zu einer Erhöhung der Transpiration und des Ertrags führt"[2] Mit anderen Worten: Eine Verbesserung der WUE spart nicht nur Wasser, sondern führt auch zu besseren Erträgen. Dieser Zusammenhang wurde in mehreren Feldstudien mit Landwirten, die mit dem AQUA4D®-System arbeiten, nachgewiesen. Schauen wir uns einige dieser Ergebnisse genauer an.

Agadir, Marokko, 2012: Zusammenarbeit mit dem Hassan II Institute of Agronomy zur Untersuchung der Auswirkungen von AQUA4D® auf Tomatenkulturen in einem Gewächshaus. Die Ergebnisse zeigten, dass der Ertrag pro Pflanze um mehr als ein Drittel gestiegen ist und der WUE-Wert 41 % beträgt:

Palästinensisches Gebiet, 2012-13: Zusammenarbeit zwischen USAID und der Al-Quds-Universität zur Untersuchung der Auswirkungen der Verwendung von behandeltem Brackwasser auf Paprikapflanzen (veröffentlicht im Journal of Agricultural Science and Technology 2014). Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass "es möglich ist, die Quantität und Qualität des Ertrags durch den Einsatz der elektromagnetischen Wassertechnologie vor Ort zu verbessern", während sie gleichzeitig eine "deutliche Steigerung der Wasserproduktivität" feststellten - 8,7 kg/m3 für die Kontrollkultur und 10 kg/m3 für die behandelte Kultur.

Spanien, 2015-16: Untersuchung des Einflusses der AQUA4D®-Behandlung auf das Pflanzenwachstum, den Wasserverbrauch und die Wassernutzungseffizienz in Gewächshaus- und Außenbewässerungskulturen. Die Kulturen wurden in randomisierten Blöcken angeordnet, wobei die Hälfte unbehandeltes Wasser und die andere Hälfte AQUA4D®-behandeltes Wasser erhielt. Einmal pro Woche wurden die Pflanzenhöhe, die Anzahl der Blätter und die Anzahl der Tomaten gemessen. Die Wassernutzungseffizienz wurde durch das Verhältnis von Gesamtbiomasse/Wasserverbrauch und Gesamtertrag/Wasserverbrauch berechnet. Bei den behandelten Pflanzen wurde ein höherer WUE-Wert und eine bessere Fruchtqualität gemessen: "Tomaten aus mit Aqua4D behandelten Pflanzen wiesen einen signifikant höheren Säuregehalt und eine höhere Festigkeit auf, beides Indikatoren für gute Qualität."

Ecuador, 2018: Kürzlich durchgeführte Studie von Februar bis August während der Trockenzeit an einer Kultur von Gypsophilia-Nelkenblüten in Alabuela, die in sandigen Böden wachsen. Die Installation des AQUA4D®-Systems auf einer Parzelle ergab eine um 27 % höhere Wasserverfügbarkeit im Boden und eine Reduzierung von Salzen und Chlor.

Kalifornien, 2017-18: Bei einem Mandelproduzenten im Central Valley. Die Ergebnisse zeigten signifikante Ertragssteigerungen im Vergleich zur Kontrolle, während die endgültigen Tensiometerergebnisse im August 2018 31,5 % mehr Feuchtigkeit im Boden zeigten.

Bild: Turlock Fruit Co., Kalifornien und ihre AQUA4D®-Installation

Wie es funktioniert: die Wissenschaft
Es ist wichtig, an dieser Stelle zu betonen, dass in vielen dieser und weiterer Fälle ein besserer WUE-Wert in den Ergebnissen auftauchte, obwohl das ursprüngliche Ziel der Studie darin bestand, eine Reihe anderer Probleme zu untersuchen, die das AQUA4D®-System lösen kann, wie z. B. Verstopfung/Kalkablagerung, Bodensalzgehalt oder Bewässerung mit Brackwasser. Viele Landwirte haben festgestellt, dass die Installation eines Systems sie nicht nur von ihrem Problem befreit, sondern auch zu Wassereinsparungen und höheren Erträgen führt. Dies erklärt den schnellen ROI, da sich das System am Ende um ein Vielfaches selbst bezahlt macht.

Die geschützte Schweizer Technologie, die erstmals in den frühen 2000er Jahren eingesetzt wurde, behandelt das Wasser mit der Low-Level-Resonanzfeld-Technologie. Dies hat eine subtile Wirkung auf die Struktur des Wassers selbst und seine Oberflächenspannung.

Wie wirkt sich dies auf den Boden und die Pflanzen aus? Auf molekularer Ebene werden die Wassermolekülcluster in kleinere Bestandteile zerlegt, die dann leichter in die Mikroporen des Bodens eindringen können. Dies führt zu einer besseren Wasserrückhaltung, was bedeutet, dass weniger Bewässerungswasser benötigt wird, was zu den oben beschriebenen erheblichen Wassereinsparungen und WUE führt.

Schlussfolgerung

Wie der Mitbegründer von AQUA4D, Walter Thut, kürzlich in einem Interview sagte, ist diese Technologie wirklich ein Wendepunkt. Die wissenschaftlich bestätigten Ergebnisse zur Wassernutzungseffizienz und der zunehmende Einsatz des Systems in wasserarmen Gebieten sind der Beweis dafür. Und da die FAO schätzt, dass 40 % der Weltbevölkerung von Wasserknappheit betroffen sind, stand noch nie mehr auf dem Spiel und war der Ruf nach einer Innovation, die die Bewässerung weltweit auf eine effizientere Wassernutzung umstellt, nie größer.

[1] http://www.fao.org/fileadmin/user_upload/agwa/docs/bari2017/Session2/Efficiency_introduction_I.pdf

[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0065211308604654#!