Wasser ist für die Lebensmittelproduktion unverzichtbar, und die Landwirtschaft macht etwa 70 Prozent des weltweiten Frischwasserverbrauchs aus. Wenn die Länder die landwirtschaftliche Produktion steigern (bis 2050 schätzt die FAO, dass ungefähr 9,7 Milliarden Menschen ernährt werden müssen), muss das bewässerte Land um mehr als 50% zunehmen. In einigen Regionen verringert der Klimawandel jedoch bereits die Wasserversorgung für Nutzpflanzen.
Um den Landwirten bei der Bewältigung dieses Problems zu helfen, sucht das International Potato Center (CIP) nach Möglichkeiten zur Verbesserung der Bewässerung. Jüngste Studien von Wissenschaftlern und Studenten des CIP und der La Moline National Agricultural University in Peru haben bestätigt, dass Bilder von Infrarotkameras (thermografische Kameras) verwendet werden können, um Wasserstress in Kulturpflanzen zu erkennen und dadurch Wasser effizienter zu nutzen.
Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung des CIP-Wissenschaftlers David Ramirez führte eine Reihe von Experimenten in der Nähe der Stadt Lima (Peru) durch, um festzustellen, wie eine Kombination aus Farb- und Infrarotbildern zur Überwachung des Wasserstresses von Kartoffelpflanzen verwendet werden kann.
Die Forscher machten tagsüber Fotos vom Kartoffelfeld und verwendeten die Open-Source-Software von CIP namens Thermal Image Processor (TIPCIP), um festzustellen, wann Pflanzen so warm wurden, dass sie bewässert werden mussten. Durch die Bewässerung nur bei Erreichen dieser Schwelle konnten die Forscher die für die Bewässerung verwendete Wassermenge erheblich reduzieren.
"Das Ziel war es, die Mindestmenge an Wasser zu bestimmen, die Kartoffeln benötigen, um eine gute Ernte zu erzielen", sagte Ramirez.
„Durch die Kombination von Überwachung und Tropfbewässerung können die Landwirte die für den Kartoffelanbau benötigte Wassermenge um mindestens 1600 Kubikmeter pro Hektar reduzieren, was etwa der Hälfte des Wasservolumens entspricht, das bei der herkömmlichen Oberflächenbewässerung verwendet wird“, erklärte er.
Die Kombination aus optimalem Wassermanagement und der Einführung dürretoleranter Sorten könnte die Wasserbeständigkeit der Kartoffel erheblich erhöhen und den Anbau in Regionen ermöglichen, in denen derzeit wenig oder gar keine Lebensmittel angebaut werden, oder in den trockenen Monaten, in denen landwirtschaftliche Flächen gedämpft werden.
Ramirez erklärte, dass zwar Infrarotkameras auf Drohnen installiert werden können, um den Wasserstress in großen Farmen zu überwachen, die Kosten für solche Geräte für kleine und mittlere Landwirte jedoch unerschwinglich hoch sind. Daher plant er, eine neue Option zu testen - ein Plug-in-Gerät, das aus einem Smartphone eine Infrarotkamera macht und etwa 200 US-Dollar kostet. CIP-Wissenschaftler haben kürzlich eine neue, benutzerfreundlichere Version von TIPCIP für Smartphones entwickelt und planen eine zukünftige Version, die genauere Informationen darüber liefert, wann und wie viel Wasser benötigt wird.
„Durch den Einsatz von Open-Access-Technologie können wir Landwirten helfen, Lebensmittel mit weniger Wasser zu produzieren“, bestätigte Ramirez.
Er fügte jedoch hinzu, dass diese Technologie durch ein tieferes Bewusstsein für die Bedeutung eines nachhaltigen Wassermanagements ergänzt werden sollte.
Diese Studie wurde von der Weltbank durch das National Innovation Agrarian Program (PNIA) und das CGIAR-Forschungsprogramm unterstützt.