Bewässerungsbedarf der Landwirtschaft in Hessen

Hintergrund und Zielsetzung

Durch den Klimawandel steigen die Durchschnittstemperaturen und es kommt zu Veränderungen beim Niederschlag. In Deutschland traten in jüngster Vergangenheit wiederholt Dürren auf. Klimaprognosen lassen erwarten, dass Pflanzen künftig häufiger während der Wachstumsperiode nicht genügend Wasser zur Verfügung stehen wird. Mit zunehmender Wasserknappheit gewinnt die Bewässerung von landwirtschaftlichen Kulturen an Bedeutung. Neben dem Bewässerungsbedarf und dem Wasserdargebot spielt dabei auch die Wirtschaftlichkeit der Bewässerung, die sogenannte Bewässerungswürdigkeit, eine Rolle.
Ziel des Projektes istes, den aktuellen Stand der landwirtschaftlichen Bewässerung für Hessen und die Vertiefungsregionen Hessisches Ried und Untermainebene zu ermitteln und die zukünftige Entwicklung des Bewässerungsbedarfs abzuschätzen. Im Fokus stehen dabei die Bewässerungswürdigkeit und die Analyse potentieller Strategien zur Sicherstellung der Wasserverfügbarkeit. 

Zielgruppe

Politik, Landwirte, Beratung, Wasserverbände, Landwirtschaftskammer, interessierte Fachöffentlichkeit, Wissenschaft

Vorgehensweise

Das Projekt baut auf bestehenden Arbeiten des Thünen-Instituts für Lebensverhältnisse in ländlichen Räumen auf und gliedert sich in folgende Arbeitspakete:

1. Analyse des Forschungsstandes und des Status Quos der hessischen Bewässerung
2. Erweiterung des bestehenden Modells (für das Bundesland Bayern) zur Abschätzung des aktuellen und zukünftigen regionalen Bewässerungsbedarfs um die Komponente „Wasserbedarf für Frostschutzberegnung“ und Anwendung des Modells
3. Analyse von Strategien zur Sicherstellung der Wasserverfügbarkeit für die Landwirtschaft unter Berücksichtigung von Technologien, alternativen Wasserressourcen und Organisationsstrukturen
4. Analyse von Maßnahmen und Instrumenten sowie bestehender Fördermöglichkeiten im Hinblick auf die nachhaltige Sicherstellung der Wasserverfügbarkeit
5. Erweiterung des Modells um die Bewässerungswürdigkeit (für ausgewählte Kulturen)
6. Szenariobasierte Analyse von klimawandelbedingten, regionalen Anpassungsstrategien der Bewässerungslandwirtschaft

Daten und Methoden

Für die Modellierung des regionalen Bewässerungsbedarfs werden räumliche Daten auf täglicher Basis verwendet. Dazu zählen klimatische Parameter wie Temperatur und Niederschlag, Landnutzungs- und Bodendaten sowie Informationen zur Phänologie. Um die zukünftigen Entwicklungen abschätzen zu können, werden auch Klimaprojektionsdaten des RCP-Szenarios 8.5 vom Deutschen Wetterdienst (DWD) genutzt. Ergänzend werden für die Bewässerungswürdigkeit Daten zu Preisen, Erträgen sowie Kosten der Bewässerung einbezogen. Für die Abschätzung des Wasserdargebots stehen Grundwasserneubildungsdaten des Hessischen Landesamtes für Naturschutz, Umwelt und Geologie zur Verfügung.

Unsere Forschungsfragen

• Wie sieht der aktuelle Stand der Bewässerung in Hessen aus?
• Wie hoch war der regionale Bewässerungsbedarf der Landwirtschaft in Hessen für die Ex-post-Periode von 1991-2020?
• Wie entwickelt sich der regionale Bewässerungsbedarf in Hessen bis 2050?
• Wie kann die Bewässerungswürdigkeit einzelner Kulturen im Modell abgebildet werden und wie wird sich diese verändern?
• Welches Potential bieten alternative Wasserressourcen für die Sicherstellung der Ressourcenverfügbarkeit für die landwirtschaftliche Bewässerung?
• Welche Instrumente und Maßnahmen zur Sicherstellung der Wasserverfügbarkeit für die landwirtschaftliche Bewässerung gibt es und welche Fördermöglichkeiten existieren?
• Welche potentiellen Auswirkungen haben landwirtschaftliche Anpassungsstrategien auf den regionalen Bewässerungsbedarf?

Ergebnisse

Die vorliegende Studie schätzt einen hessenweiten Anstieg des Bewässerungsbedarfs für Landwirtschaft und Gartenbau von rund 40 % bis 2030 und eine Verdopplung bis 2100. Die regionalen Ergebnisse zeigen zudem, dass der Bewässerungsbedarf insbesondere in den intensiven Gemüse- und Sonderkulturgebieten Südhessens um den Faktor 3-4 ansteigen könnte.

Für die Frostschutzberegnung ergibt sich ein Wasserbedarf von durchschnittlich 44 mm in Hessen; vor allem Frühkartoffeln weisen einen hohen Bedarf auf. In der Zukunft wird die Frostschutzberegnung in Hessen aber kaum mehr eine Rolle spielen: aufgrund des rückläufigen Spätfrostrisikos sinkt der Beregnungsbedarf langfristig um 94% im Vergleich zur Referenzperiode.

Die Bewässerungswürdigkeit unterscheidet sich stark zwischen den Kulturen. Während sich die Beregnung von Gemüsekulturen und Kartoffeln über die Jahre hinweg und in vielen Regionen als wirtschaftlich sinnvoll erweist, ist die Beregnung von Getreide in der Regel selbst dann unrentabel, wenn bereits Bewässerungsinfrastruktur vorhanden ist. Insgesamt hängt die Wirtschaftlichkeit der Bewässerung aber stark von Produktpreisen und der Bewässerungsinfrastruktur ab.

Im Hinblick auf mögliche Anpassungsstrategien sind allerdings weitere Forschungsarbeiten nötig: zwar können sowohl Fruchtfolgen als auch das Bewässerungsmanagement hinsichtlich eines effizienteren Umgangs mit der Ressource Wasser optimiert werden, allerdings Bedarf es noch weiterer Forschung, um umfassende Anpassungsstrategien entwickeln und bewerten zu können.