Deze website gebruikt cookies. Ik ga akkoord met de privacy policy
OK
Milieu

Van waterbesparing tot gewasselectie, hoe boeren actie kunnen ondernemen tegen droogte

Naarmate de klimaatverandering versnelt, krijgen veel landen over de hele wereld steeds meer te maken met het risico van droogte. Waterschaarste is een van de grootste beperkingen van de voedselproductie in de 21e eeuw geworden, en een grote bedreiging voor onze huidige en toekomstige voedselzekerheid.

The Conversation

The Conversation is een onafhankelijke, non-profit journalistieke website die nieuws en achtergrond afkomstig uit de academische gemeenschap publiceert.

In de Hoorn van Afrika hebben vier opeenvolgende seizoenen met te weinig regen geleid tot ernstige honger bij meer dan 16 miljoen mensen in Somalië, Ethiopië en Kenia. Droogtes en andere klimaatschokken zoals deze zomerhittegolf komen in de huidige klimaatcrisis vaker voor. Omdat de primaire waterbron van gewassen regen is, zijn ze zeer kwetsbaar voor droogte. Zelfs waar boeren over ondergrondse waterbronnen beschikken, staan vele droog. In Marokko kan de watercrisis en de concurrentie met andere sectoren de landbouw in regio's zoals Agadir binnenkort moeilijk of zelfs onmogelijk maken.

In de komende 20 tot 30 jaar zal de landbouwproductie met maar liefst 70% moeten stijgen, vooral in Afrika. De landbouw is de eerste gebruiker van watervoorraden (70 tot 80%) en moet zijn efficiëntie dus radicaal verhogen om in te spelen op afnemende voorraden en een groeiende vraag naar drinkwater en andere toepassingen, waaronder industrie, toerisme en behoud van ecosystemen.

Gewasselectie en landbouwtechnieken

Dus hoe kunnen we op duurzame wijze gewassen telen in de context van droogtes die vaker voorkomen, intenser zijn en langer duren? Als we de wetenschap bekijken, komt dit grotendeels neer op gewasselectie. Meer bepaald is het vermogen van een tarwe- of erwtenras om meer graan te produceren met minder water de combinatie van drie fenomenen:

Het vermogen van planten om bodemwater op wortelniveau op te pompen: zo creëren zij biomassa door fotosynthese zonder al te veel water te verliezen door verdamping. Planten hebben bladoppervlakken met microscopische openingen, huidmondjes genaamd, die open of dicht gaan om de uitwisseling van CO2 en waterdamp mogelijk te maken. Onderzoek heeft aangetoond dat door het wijzigen van lichtgevoelige openingsmechanismen van de huidmondjes, de plant 25% water kan besparen voor dezelfde geproduceerde biomassa.

Verhoging van de hoeveelheid graan die elk gewas produceert, onder meer door ervoor te zorgen dat ze zo efficiënt mogelijk water gebruiken. Een innovatief lysimetrisch systeem dat individuele planten weegt en het bladoppervlak in real time scant, heeft aangetoond dat de transpiratie-efficiëntie voor planten als sorghum sterk kan verschillen tussen de individuele planten, zonder dat dit noodzakelijkerwijs verschillen oplevert. Dit zou een veelbelovende eigenschap voor droogtetolerantie kunnen zijn.

Onderzoek naar de optimale combinaties van planten - bekend als gewasdiversiteit. Bij droogte kan parelgierst in combinatie met cowpea, een belangrijke peulvrucht in West-Afrika, dezelfde opbrengst opleveren als gierst alleen. Dit betekent dat een extra eiwitrijke oogst van cowpea kan worden geproduceerd met dezelfde hoeveelheid water. Als granen en peulvruchten samen op hetzelfde veld worden verbouwd, kan de watervoorraad in de bodem worden geoptimaliseerd, omdat de verdamping van de bodem dankzij de plantendekking wordt beperkt. Dit draagt ook bij tot de voedselzekerheid doordat het eiwitgehalte van het dieet van landbouwgezinnen wordt verhoogd.

Een andere strategie tegen droogte is het verbeteren van de opslag van "groen water", dat wordt vastgehouden in de poreuze structuur van de bodem. Dit kan worden bereikt door bodembehoud, landschapsarchitectuur zoals terrassen of contouren, en andere irrigatiestrategieën. Zo is gebrekkige irrigatie de praktijk om planten minder vaak maar gericht water te geven, en het kan de planten dwingen hun wortelstelsel dieper te graven en minder afhankelijk te zijn van water.

Elizabeth Lies - Unsplash

Computersimulaties en sociaal-economische instrumenten om de besluitvorming te sturen

In de loop der jaren heeft het landbouwonderzoek vele technologische oplossingen tegen droogte ontwikkeld. Gezien de toenemende risico's moeten we echter beter worden in het kiezen van wat voor elke landbouwer het beste werkt. De keuzes hangen af van de specifieke omgeving van elk landbouwbedrijf, waar de agronomische en klimatologische omstandigheden in ruimte en tijd sterk variëren. Door de onzekerheid over de agroklimatologische omstandigheden volstaat traditioneel gewasonderzoek niet om oplossingen voor klimaatadaptatie te onderzoeken en op te schalen.

Dankzij doorbraken in de afgelopen jaren hebben onderzoekers goedkope sensoren kunnen gebruiken om in real time de vochtigheid van de bodem, de hydrologische status van de plant en andere parameters te meten. Met behulp van drones en andere instrumenten kunnen planten ook rechtstreeks in het veld worden gescand, waarbij tientallen parameters worden verzameld, zoals bladtemperaturen (een waterstressindicator) en bladoppervlakte-indexen, waarmee onderzoekers kunnen modelleren hoe planten reageren op droogte op blad- of wortelniveau. Deze gegevensrevolutie heeft geleid tot de selectie van "groenblijvende" sorghum die zelfs intense droogte kan weerstaan.

Maar hoe moet al deze complexiteit worden gesorteerd? Dankzij plantgroeimodellen in combinatie met statistische modellen kunnen onderzoekers "virtuele" agronomische proeven uitvoeren om gewascombinaties en landbouwpraktijken in verschillende bodem-, water- en klimaatomstandigheden te beoordelen. Dankzij deze aanpak konden meer dan 150 tarwevariëteiten worden gesorteerd op basis van hun droogteresistentie in 13 verschillende omgevingen.

Vanuit het oogpunt van de landbouwer hangt zijn kwetsbaarheid voor droogte af van de keuze van de gewassen en variëteiten die worden geteeld, het zaaitijdstip (dat zeer moeilijk te bepalen kan worden wanneer de neerslagvoorspellingen steeds onzekerder worden) en de wijze waarop de bodem wordt beheerd om het kostbare water vast te houden.

De economische en beleidsdimensie is cruciaal, aangezien landbouwers een lastig evenwicht moeten bewaren tussen risico's, onzekerheid en potentiële voordelen. De co-creatie van aan kleine landbouwbedrijven in ontwikkelingslanden aangepaste droogte-indexverzekeringsproducten zou de landbouw in deze landen kunnen veranderen, aangezien landbouwers de risico's en hun teeltsysteem van jaar tot jaar beter zouden kunnen plannen.

Sommige Afrikaanse landen, zoals Senegal, zullen moeten investeren in voedselzekerheid en voedselsoevereiniteit om meer voedsel per druppel te produceren. Dit kan gebeuren door een radicale transformatie van hun landbouw, van een verschuiving van de investeringen in rijst naar nieuwe waterbesparende rijstsystemen zoals Alternate Wetting Drying rijst (AWD), waarbij slechts bijkomend water wordt gegeven enkele dagen na de vorige dosis, in Zuid-Azië, de invoering van tarwe in Senegal of Mauritanië om tegemoet te komen aan de groeiende rekening van de voedselinvoer, of de ontwikkeling van traditionele waardeketens van droogtebestendige gewassen zoals fonio, een inheemse gierst in West-Afrika. Al deze nationale keuzes zullen gevolgen hebben voor de kwetsbaarheid van landbouwers voor toekomstige droogten.

De combinatie van in silico (computer gesimuleerde) experimenten en sociaaleconomische instrumenten zou de besluitvorming over de meest efficiënte oplossingen voor aanpassing aan droogte aanzienlijk kunnen vergemakkelijken - op de schaal van een plant (selectie van rassen), een landbouwbedrijf of een gebied (naar een meer geïntegreerd waterbeheer).

Dit artikel is een vertaling van The Conversation. De auteurs zijn Delphine Luquet (Cirad), Ndjido Ardo Kane (Institut Sénégalais de Recherches Agricoles) en Vincent Vadez (Institut de recherche pour le développement).

Bronvermelding