Eine Überarbeitung der Schätzungen zum Wasserverlust von Nutzpflanzen könnte dazu beitragen, das Grundwasser zu schonen

Als Staat, der über dem größten Teil des größten Grundwasserleiters der Vereinigten Staaten liegt, ist Nebraska nicht nur zur Hydratation, sondern auch zur Bewässerung auf Grundwasser angewiesen. Beim Anbau von Mais, Sojabohnen und anderen Feldfrüchten bewässern die Landwirte in Nebraska rund 60 % ihrer Felder – mehr als 8 Millionen Hektar, mehr als alle anderen US-Bundesstaaten.

Obwohl das Grundwasser durch Niederschläge und Schneeschmelze wieder aufgefüllt wird, hat der Mensch damit begonnen, seine Erneuerbarkeit zu testen. Im Jahr 2020 berichtete die Conservation and Survey Division von Nebraska U, dass das Grundwasservolumen unter der östlichen Hälfte von Nebraska in den letzten vier Jahrzehnten zwar allgemein zugenommen hat, der Grundwasserleiter unter seiner semiariden Westseite jedoch stattdessen Grundwasser verloren hat – in einigen Taschen 50- plus Fuß davon. Weniger Grundwasser bedeutet weniger Bewässerung und damit auch geringere Ernteerträge, was unterstreicht, wie wichtig es ist, jeden Tropfen zu maximieren.

Um den Bewässerungsbedarf einer bestimmten Kulturpflanze an einem bestimmten Standort zu berechnen, stützen sich Forscher auf Gleichungen, die die Evapotranspiration berücksichtigen: das Wasser, das durch Verdunstung und Transpiration verloren geht, wobei das von den Pflanzen aufgenommene Wasser später durch die Blattporen entweicht.

Nachdem Forscher einen Evapotranspirationswert für eine sogenannte Referenzpflanze konsultiert haben, multiplizieren Forscher diesen Wert mit einer anderen Zahl – einem Koeffizienten, normalerweise zwischen 0 und 1 –, um die Evapotranspiration (und den Bewässerungsbedarf) anderer Kulturpflanzen, einschließlich Mais und Sojabohnen, zu bestimmen.

Einige neuere Untersuchungen deuten darauf hin, dass der Koeffizient sinken sollte, wenn die Atmosphäre besonders durstig ist – wenn Temperatur, Luftfeuchtigkeit und andere Variablen dazu führen, dass sie eher dazu neigt, Feuchtigkeit aus dem darunter liegenden Land aufzusaugen. Wenn dies zutrifft, verlieren Nutzpflanzen bei höheren Temperaturen, Windgeschwindigkeiten und anderen Bedingungen, die für eine wasserverbrauchende Atmosphäre charakteristisch sind, möglicherweise weniger Wasser als erwartet, möglicherweise weil sie als Reaktion darauf ihre Poren schließen.

Forscher des Daugherty Water for Food Global Institute untersuchten kürzlich, ob das gleiche Phänomen auch im Cornhusker State auftreten könnte. Ivo Gonçalves und Kollegen analysierten ein Jahrzehnt lang Daten von einem bewässerten Feld in Nebraska, das abwechselnd Mais und Sojabohnen anbaute, wie es viele Landwirte tun. Die Forschung ist veröffentlicht im Internationale Zeitschrift für Biometeorologie.

Obwohl die Koeffizienten größtenteils mit ihren allgemein anerkannten Richtlinien übereinstimmten, wenn die Evapotranspiration niedrig war, neigten diese Richtlinien dazu, den Koeffizienten sowohl für Mais als auch für Sojabohnen zu überschätzen, wenn die Evapotranspiration einen bestimmten Schwellenwert überschritt – einer wurde während etwa 40 % des analysierten Zeitraums überschritten. Dies war insbesondere in den Dürrejahren 2002 und 2012 der Fall.

Das Team empfiehlt eine Überarbeitung der Koeffizientenwerte für Mais und Sojabohnen, die unter Bedingungen angebaut werden, die mit einer besonders hohen Evapotranspiration einhergehen. Diese Überarbeitungen könnten dazu beitragen, eine Überschätzung der Bewässerung zu vermeiden, die für einen erfolgreichen Anbau der Pflanzen erforderlich ist, so die Forscher – und so das Grundwasser zu schonen, Energie zu sparen und den landwirtschaftlichen Abfluss zu minimieren und gleichzeitig die Erträge aufrechtzuerhalten.