Deel dit artikel

de vraag naar zuiver zoet water stijgt in de hele wereld voortdurend als gevolg van de bevolkingstoename, de stijging van de welvaart en de toenemende vervuiling van het water. in de zeer nabije toekomst zullen de waterbehoeftes maar gedekt kunnen worden als het water efficiënter wordt beheerd. er moet in elk geval iets gedaan worden aan het grootverbruik in de landbouw. de ontwikkeling van nieuwe irrigatiemethodes is daarom van levensbelang.

Meer voedsel met minder water

Dirk Raes en Sam Geerts

Slechts tweeënhalf procent van het totale watervolume op aarde is zoet water. Van dit zoet water zit vijfenzeventig procent vast als poolijs en bevindt zich veertien procent in zeer diepe, moeilijk toegankelijke grondlagen. De dagelijkse waterbehoeftes van de mens moeten bijgevolg worden gedekt met nog geen halve procent van het totale watervolume op aarde. Zoet water is dus een eindig goed. De mens zal zorgzamer met het water moeten omspringen. Dat betekent dus: minder verspillen en minder vervuilen. Op politiek en socio-cultureel vlak beweegt er heel wat de laatste jaren. Verschillende initiatieven van onder meer de Verenigde Naties en de Wereldgezondheidsorganisatie, maar ook van de Belgische Kamer en Senaat pogen het recht van de wereldbevolking op zuiver drinkbaar water vast te leggen in bindende afspraken. Jammer genoeg wordt in deze discussie irrigatie vaak over het hoofd gezien of zelfs negatief voorgesteld omwille van het hoge waterverbruik en de vervuiling. Toch is er juist op dit terrein veel vooruitgang te boeken.

De landbouwsector wordt inderdaad vaak geviseerd. Ondanks het feit dat het de grootste verbruiker is (zeventig procent van het zoet water), wordt er haast niets voor het water betaald. Omdat voedsel zo goedkoop is, houden de landbouwers niet veel over aan de productie ervan. Ze zijn dan ook nauwelijks in staat om de transportkosten van het nodige irrigatiewater naar hun velden te vergoeden. Het verhogen van de voedselprijzen zodat de effectieve kost van het water erin verrekend wordt, zou in vele landen tot sociale onrust leiden en de voedselzekerheid van een groot deel van de bevolking verminderen. Bovendien is de industrie relatief gezien veel kapitaalkrachtiger en op een geliberaliseerde markt is ze dus een ernstige concurrent van de landbouwers voor het zoete water. Ondanks het grote watergebruik is de geïrrigeerde landbouw wel erg productief. Op 250 miljoen hectaren – nog geen zeventien procent van de totale beteelde oppervlakte van de wereld – produceert geïrrigeerde landbouw een derde van gans het voedsel. De druk op de landbouwsector is dus tweeërlei: enerzijds verwacht men dat er meer voedsel wordt geproduceerd om aan de toenemende vraag te voldoen, anderzijds moet het gebeuren met minder water. De hedendaagse slagzin ‘more crop per drop’ vertaalt perfect de opdracht voor de geïrrigeerde landbouw.

Efficiënter gebruik van het irrigatiewater is niet enkel levensnoodzakelijk maar bevordert ook de duurzaamheid van de landbouwsector

Door de irrigatie-efficiëntie te verbeteren stijgt niet enkel het nuttige watergebruik, maar vaart het milieu er ook wel bij. Dankzij een vermindering van de waterverliezen in de velden zal er minder water dat vervuild is met meststoffen en pesticides, in de rivieren, meren en het grondwater terechtkomen. Een efficiënter gebruik van het irrigatiewater is dus niet enkel levensnoodzakelijk maar bevordert ook de duurzaamheid van de landbouwsector. Voor de productie van één kilogram graan is ongeveer één kubieke meter water nodig. De hoeveelheid verschilt al naar gelang van het klimaat en de teeltpraktijken. Om één enkele Tunesiër van voedsel te voorzien gedurende één jaar heeft men duizend kubieke meter water nodig. Voor de voeding van één Amerikaan uit Californië is al het dubbele vereist. Als men dan weet dat in beide streken ongeveer zeventig procent van deze waterbehoefte vanuit de irrigatie moet komen, begrijpt men dat geïrrigeerde landbouw enorme hoeveelheden water uit de rivieren en het grondwater onttrekt. De efficiëntie van het watergebruik is echter laag. Gemiddeld wordt amper de helft van het onttrokken water ook effectief door de gewassen opgenomen. De rest gaat verloren tijdens het transport of bij het toedienen van het irrigatiewater. Grote hoeveelheden water kunnen worden gespaard in de geïrrigeerde gebieden door ze degelijk te onderhouden, te investeren in het verdeelnetwerk en in nieuwe irrigatietechnieken en door de irrigatiegiften beter te plannen.

Grote hoeveelheden water kunnen worden gespaard door te investeren in het verdeelnetwerk en in nieuwe irrigatietechnieken en door de irrigatiegiften beter te plannen

Naast technische ingrepen wordt er de laatste jaren voornamelijk veel onderzoek gedaan naar het verbeteren van het waterbeheer in de geïrrigeerde gebieden. Omdat het irrigatiewater meestal zo overvloedig aanwezig is, werd in het verleden niet al te veel aandacht besteed aan het ontwikkelen van degelijke irrigatiekalenders. Die kalenders geven aan wanneer een welbepaalde irrigatiedosis moet worden toegediend. Als men weet dat landbouwers meestal een forfaitair bedrag betalen voor het watergebruik per geïrrigeerde hectare begrijpt men dat landbouwers geneigd zijn om eerder te veel dan te weinig water toe te dienen. Hierdoor resulteren geïmproviseerde aanpassingen van de irrigatiekalenders vaak in een belangrijke overconsumptie van het irrigatiewater. Op die manier wordt niet alleen veel water verspilt, maar spoelen ook meststoffen en bestrijdingsmiddelen weg die terechtkomen in het oppervlakte- of grondwater.

Het uitwerken en ter beschikking stellen van irrigatiekalenders die met de situatie in het veld rekening houden, is een eerste stap om het waterverbruik in de landbouw sterk te verminderen terwijl de productie verzekerd blijft. De ontwikkeling van dergelijke kalenders vereist een goede analyse van de omgevingsfactoren. Zowel het gewas als de bodem en het klimaat te worden dienen onderzocht alvorens men richtlijnen kan formuleren. Irrigatiekalenders dienen ook rekening te houden met de praktijk op de velden, zodat er geen onrealistische voorstellen worden geformuleerd. Landbouwers volgen vaak een bepaalde irrigatiepraktijk die aangepast is aan beperkingen in hun omgeving en levenswereld.

Eens het gewas, de bodem, het klimaat en de bestaande irrigatiepraktijken goed gekend zijn, kunnen er met behulp van waterbalansmodellen verschillende irrigatiestrategieën worden geanalyseerd. Om rekening te kunnen houden met de weersomstandigheden, die erg kunnen verschillen van jaar tot jaar, zullen er simulaties moeten worden uitgevoerd met de verschillende weertypes die uit het klimatologisch onderzoek naar voren kwamen. Voor erg warm en droog weer, droog, normaal en nat weer moeten er geschikte irrigatie-intervallen worden bepaald. Vervolgens zullen de resultaten van de uitgevoerde simulaties voor iedere specifieke situatie in een heldere en eenvoudige vorm moeten worden samengevat in irrigatiefiches. Om rekening te houden met de lokale gebruiken is het belangrijk dat de formulering gebeurt in nauwe samenwerking met lokale organisaties van landbouwers. Na het uittesten van het gebruik van de fiches op beperkte schaal kunnen de fiches ten slotte verspreid worden onder de landbouwers. De toelichting ervan kan gebeuren door landbouwconsulenten of landbouwersorganisaties die vooraf een opleiding hebben gekregen via seminaries. Dankzij het gebruik van degelijke irrigatiekalenders, zal het water meer efficiënt gebruikt worden en kan het irrigatieareaal gemakkelijk uitgebreid worden zonder dat dit meer water vergt.

In streken waar het beschikbare water de irrigatiebehoeftes op het huidige areaal nog maar nauwelijks kunnen dekken, zijn de irrigatiekalenders niet meer voldoende en zijn andere oplossingen noodzakelijk. Hier is een belangrijke conceptwijziging nodig rond het watergebruik in de landbouw. Waar het hoofddoel van het landbouwonderzoek zich jarenlang heeft toegespitst op het maximaliseren van de productiviteit per eenheid land, dient men nu na te gaan wat in feite de meest beperkende factor is in de productiesystemen: het land of het water? In vele droge gebieden is dit het water, wat bijgevolg om een maximalisering van de productiviteit per eenheid water vraagt (kilogram oogst per kubieke meter water verbruikt door het gewas). In een recente publicatie van het International Water Management Institute (IWMI, Sri Lanka) worden beperkingen en mogelijkheden tot verbetering van de waterproductiviteit in de landbouw uitvoerig belicht. Het boek bevat een twintigtal hoofdstukken die een overzicht geven van het recente onderzoek uitgevoerd door wetenschappers van verschillende disciplines zoals irrigatie-ingenieurs, gewasfysiologen, en socio-economen. De artikels behandelen de waterproductiviteit van meerdere gewassen, in verschillende omstandigheden en onder gevarieerde teeltpraktijken. Deficit irrigatie is een hot topic in het handboek.

Deficit irrigatie is een optimalisatiestrategie waarbij bewust te weinig water aan de gewassen wordt toegediend

Deficit irrigatie is inderdaad ontstaan vanuit het streven naar de verhoging van de waterproductiviteit. Het is een optimalisatiestrategie waarbij bewust te weinig water aan de gewassen wordt toegediend gedurende welbepaalde periodes van het groeiseizoen. Omdat de waterbehoeftes niet volledig gedekt worden zoals bij volledige irrigatie, resulteert dit in stress voor het gewas en bijgevolg in productieverlies. Het watertekort wordt meestal beperkt tot periodes waarbij het gewas zich vegetatief ontwikkeld. Een beperkte watertoediening zal leiden tot een diep en dicht wortelstelsel waarmee het gewas zich wapent tegen latere periodes van watertekort. Ook gedurende het afrijpen zal een onderirrigatie veelal niet leiden tot een ernstige productiedaling. Bij deficit irrigatie wordt echter wel tijdens de meest kritische groeistadia, zoals bloei en vruchtzetting, het nodige irrigatiewater voorzien zodat het gewas gedurende deze erg gevoelige periodes geen stress ondervindt. Met deficit irrigatie wordt dus een zekere oogstvermindering getolereerd, maar de hoeveelheid oogst per eenheid water verbruikt wordt gemaximaliseerd. Voor het toepassen van deze techniek is een grondige kennis vereist van de gewasverdamping, van de gewasrespons op watertekorten tijdens verschillende groeistadia en van de economische impact van oogstvermindering.

Zo is het duidelijk dat economische overwegingen ook snel hun intrede doen in de studie van deficit irrigatie. In gebieden waar water de meest beperkende factor is, is het maximaliseren van de waterproductiviteit economisch rendabeler voor de landbouwer dan het maximaliseren van de oogst in se. Dit komt omdat het water dat bespaard wordt bij deficit irrigatie, beschikbaar komt voor de deficit irrigatie van extra velden. Dit hoeven zelfs geen velden te zijn van eenzelfde landbouwer; het kan hier gaan om de herverdeling van water binnen gemeenschappen of landen om een grotere algemene rendabiliteit te bekomen. Zulke bevindingen vragen om een meer geïntegreerde visie rond waterbeleid in de landbouw.

Een voorwaarde voor het succesvol toepassen van deficit irrigatie is dat de landbouwer een grotere controle heeft over het irrigatiewater en een grondigere kennis van de theorie van de gewaswaterbehoeften en van de bodemwaterbalans. In te strikt gereguleerde, gecentraliseerde irrigatiesystemen kan dit een probleem zijn. Een ander opmerkelijk punt is dat landbouwpraktijken aangepast dienen te worden aan de deficit irrigatiepraktijk. Zo werd reeds aangetoond dat ondergeïrrigeerde velden vaak een lagere optimale bemestingsdosis vragen. Dit is op zich een zeer positief punt en wordt wel eens bestempeld als de ‘win-winsituatie’ van deficit irrigatie en bemesting. Andere factoren zoals de zaaidatum en de actuele kwaliteit van het regenseizoen gaan de deficit irrigatiebehoeften tevens sterk beïnvloeden. Flexibiliteit, rendabiliteit en toepasbare kennis zijn moderne bedrijfstermen waarvan de landbouw-waterwereld niet gespaard is gebleven.

In het onderzoek rond deficit irrigatie zijn al sprekende resultaten geboekt. Zo onderzocht men verschillende beheersscenario’s voor het verbouwen van graan in Syrië. De totale opbrengst, het waterverbruik en de waterproductiviteit werden vergeleken voor regengevoed graan, graan dat volledig geïrrigeerd is volgens de lokale gewoontes, graan dat volledig geïrrigeerd is met goede irrigatiekalenders en deficit irrigatie waarbij vijftig procent van het water nodig is voor volledige irrigatie. Irrigeren volgens de lokale praktijken had een verdubbeling van de oogst tot gevolg (vergeleken met de regengevoede verbouwing), maar vereiste tevens een aanzienlijke dosis water, wat tot een waterproductiviteit van 0.7 kilo per kubieke meter leidde. Door het ter beschikking stellen van degelijke irrigatiekalenders voor volledige irrigatie kon de oogst nog met zeven procent worden verhoogd in vergelijking met de vorige situatie maar wel met een kwart minder water. De waterproductiviteit verbeterde in deze situatie tot 1.06 kilo per kubieke meter. De opvallendste resultaten werden echter bekomen met deficit irrigatie. Het verstandig toedienen van slechts vijftig procent van de totale irrigatiebehoeften van het graan veroorzaakte slechts een opbrengstdaling van tien procent ten opzichte van de volledig geïrrigeerde situatie met degelijke richtlijnen. Deze deficit irrigatie praktijk leverde zo een waterproductiviteit van 1.85 kilo per kubieke meter op. De getallen spreken hier voor zich.

Voor het vinden van de optimale dosis voor deficit irrigatie moet de piek in de curve tussen het totaal aan verbruikt water (regen en irrigatie) en waterproductiviteit worden gevonden. Zulke relaties vloeien voort uit uitgebreide veldtesten met verschillende irrigatiedosissen toegediend op verschillende tijdstippen tijdens het groeiseizoen. Deze relaties kunnen vervolgens worden geïntegreerd in modellen die de effecten van watertekorten op de oogst van een bepaald gewas simuleren. De combinatie van zulke modellen met economische modellen die het effect van oogstverlies en waterbesparing op het inkomen van de landbouwer weergeven, kan leiden tot richtlijnen rond zowel watertoediening als toekenning van land voor het telen van verschillende gewassen. Hier situeert zich vandaag een groot deel van het onderzoek.

In Noord-Afrika, de Sahel, het Midden-Oosten en de droge streken in Zuidoost-Azië en Amerika is veelal niet het land maar het water de beperkende factor. Het is duidelijk dat in deze waterarme gebieden van de wereld deficit irrigatie haast de enige oplossing voor de geïrrigeerde landbouw zal zijn.

Jacob W. Kijne, Randolph Barker en David Molden, Water Productivity in Agriculture. Limits and Opportunities for Improvement (Colombo: CABI Publishing 2003).

Dirk Raes is als landbouwingenieur verbonden aan de KU Leuven.
Sam Geerts is als bio-ingenieur verbonden aan de KU Leuven.

Deel dit artikel
Gerelateerde artikelen