Regenerative Schwengelbewässerung in Nebraska: Die innere Geschichte

Die Familie Paulman bewirtschaftet und erntet seit 1985 im Südwesten Nebraskas unter anderem Popcorn, Hafer und Soja auf einer Fläche von 6500 Hektar. Sie sind stolz auf ihren verantwortungsvollen Umgang mit den Ressourcen, die jedoch wie überall in den USA unter Druck stehen. Eine Kombination aus regenerativen Ansätzen und innovativer Technologie macht ihre Produktion jetzt zukunftsfähig.

Die Einwohner von Nebraska sind an Wasserknappheit gewöhnt, denn sie haben Dürrekrisen in den 1890er, 1930er und 1950er Jahren und darüber hinaus durchlebt. Die Landwirte hier sind auch daran gewöhnt, mit weniger mehr zu erreichen - die NRDs hier waren unter den ersten im Land, die in den 70er Jahren jährliche Wasserzuteilungen festlegten. Angesichts der geringeren Niederschläge und des Rückgangs der Grundwasserreserven haben sich diese Obergrenzen stetig erhöht, was den Druck auf die Landwirte weiter erhöht. "Wir müssen herausfinden, wie wir das uns zugewiesene Wasser besser nutzen können", sagt Zach Paulman, der in dritter Generation hier in Lincoln County Landwirtschaft betreibt.

Dennoch haben diese Beschränkungen die Begeisterung für den Anbau nicht gedämpft. Wenn überhaupt, dann haben sie zu mehr Innovation und einem Sinn für den verantwortungsvollen Umgang mit Wasser geführt, den man anderswo nicht kennt. Im Fall von Paulman Farms führte dies zu einem regenerativen Ansatz - lange vor dem jüngsten Hype um "RegAg".

Der Paulman-Ansatz

Für Zach geht es vor allem um seinen Stolz - auf sich selbst, auf sein Land und auf seinen Betrieb: "Wir mussten einen Weg finden, um effizienter zu werden, was uns wiederum profitabler machte", sagt er. "Es geht auch um Stolz und den Versuch, besser mit dem Land umzugehen und uns selbst zu verbessern - der Status quo ist nicht der Ort, an dem ich leben möchte.

Und ihre regenerativen Methoden sind weit entfernt vom Status quo. Das reicht von der Bodenbedeckung bis zur Direktsaat, vom verantwortungsvollen Wassermanagement bis zum minimalen Düngereinsatz. Nur ein Beispiel: Im Jahr 2022 verbrauchten sie etwa 0,6 Pfund Stickstoff pro Scheffel Mais, verglichen mit dem Standard von 1,0 Pfund. "Wir setzen alles daran, hier einen regenerativen Betrieb zu haben - wir versuchen, den Wasser- und Stickstoffverbrauch zu begrenzen: Wir versuchen, so effizient wie möglich zu sein", fügt Zach hinzu.

Es geht auch darum, der historisch bedingten einseitigen Ausrichtung der Landwirtschaft auf die Produktivität entgegenzuwirken. Die regenerative Landwirtschaft konzentriert sich stärker auf die langfristige Produktivität des Bodens, aber auch auf die Aufrechterhaltung der Produktivität bei geringerem Ressourcenverbrauch - Prinzipien, für die sich Zachs Vater, Roric Paulman, seit Jahrzehnten einsetzt:

"Es ist inzwischen erwiesen, dass wir in der Landwirtschaft gute Arbeit geleistet haben, aber unsere Böden im Laufe der Zeit immer schlechter werden. Die ganze Diskussion dreht sich um den Ertrag, aber es sollte mehr um die Vorteile gehen, die sich aus einer angemessenen Behandlung der Bodenbiologie ergeben, und um eine Rückrechnung auf den wirtschaftlichen Ertrag, anstatt immer nur zu maximieren", sagt Roric Paulman. "Mit diesen Ansätzen haben wir mehrere Jahre hintereinander bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. Regenerativ, nachhaltig, nennen Sie es, wie Sie wollen, aber mir gefällt 'die Aufgabe der kontinuierlichen Verbesserung'."

Mit diesem Geist der ständigen Verbesserung im Hinterkopf hat Paulman Farms als erstes Unternehmen in den USA das brandneue AQUA4D® Max-System für die Pivot-Bewässerung eingesetzt.

AQUA4D® für Bodenregeneration und Wasserdurchdringung

Es ist eine einfache Rechnung: Wenn Paulman die Produktion angesichts steigender Förderobergrenzen aufrechterhalten will, muss es zunehmend mit weniger Wasser auskommen. Angesichts der 100-Grad-Sommer in Nebraska und der häufigeren Dürreperioden wäre dies eine Herausforderung, wenn keine Änderungen vorgenommen würden. "Der Versuch, eine Maisernte von 250 Scheffel oder eine Popcornernte von 7000 Pfund auf 13 Zoll Wasser anzubauen, wird sehr schwierig", sagt Zach ganz sachlich. "Hier kommt das AQUA4D-Gerät ins Spiel.

Angesichts der Erfolgsbilanz dieser Technologie bei der Wassereinsparung in verschiedenen Kulturen auf der ganzen Welt (insbesondere bei Mandeln und Pistazien in Kalifornien) wurden ähnliche Effekte für das neue H-A Max-System für Großkulturen erwartet. Nach einer durch das EU-Programm Horizont 2020 finanzierten Forschungs- und Entwicklungsarbeit ist das neue System so konzipiert, dass es die großen Durchflussmengen aufbereiten kann, die für zentrale Pivot-Systeme wie die von Paulman verwendeten erforderlich sind. Durch die Aufbereitung des Wassers während des Durchflusses wird das Eindringen des Wassers in den Boden erhöht und die Mineralien werden besser aufgelöst. Würde das AQUA4D®-System den schwierigen Bedingungen im Südwesten Nebraskas standhalten?

Beeindruckende Ergebnisse

Um die Veränderungen, die diese Wasseraufbereitung mit sich bringt, genau widerzuspiegeln, wurden zwei nahe beieinander liegende Abschnitte eingerichtet - AQUA4D® und Kontrolle.

Die Paulmans messen alles, damit nichts dem Zufall überlassen wird. Seit Jahren werden die Felder hinsichtlich ihrer Wasserspeicherkapazität kartiert, und wissenschaftliche Wetterstationen liefern Echtzeitdaten zur Evapotranspiration. Darüber hinaus wurden im Rahmen des AQUA4D-Projekts mehrere weitere Variablen überwacht, darunter AquaSpy-Sonden zur Messung der Bodenfeuchtigkeit und Bildmaterial von Hemav zur Überwachung der Ernte.

Durch die Verfolgung des Fortschritts in Echtzeit konnten Paulman und die AQUA4D-Agronomen Änderungen an der Bewässerungspraxis vorschlagen. Und es genügt zu sagen, dass es eine Menge Änderungen gab: "In diesem Jahr haben wir auf der AQUA4D-Seite nur halb so viel Wasser ausgebracht - 5 Zoll gegenüber 2,5 Zoll - und der Mais sieht auf der behandelten Seite wesentlich besser aus", so Zach. "Mit meinen Augen kann ich ganz klar erkennen, dass etwas passiert - es sollte nicht so aussehen, wie es jetzt aussieht, so etwas habe ich noch nie gesehen."

Die anekdotischen Behauptungen werden durch die NDVI-Aufnahmen gestützt, die außerordentliche Unterschiede in der Vitalität des AQUA4D-Feldes zeigen. Das Bild auf der linken Seite zeigt die Situation vor AQUA4D im Jahr 2019, während das Bild auf der rechten Seite vom August 2023 stammt.

Links: Vor AQUA4D® (2019) | Rechts: Nach AQUA4D® (2023)

Feldbesuche des AQUA4D-Teams bestätigten die auf dem Betrieb festgestellten Veränderungen. Wie so oft bei dieser fortschrittlichen Wasseraufbereitung haben die bessere Wasserverfügbarkeit und Nährstoffaufnahme dazu beigetragen, dass sich die Wurzeln besser entwickeln und die Pflanzen gesünder sind. Zach ist der Meinung, dass die Düngemittelausbringung zwar bereits sehr effizient ist, die AQUA4D®-Behandlung jedoch dazu beiträgt, das Beste aus der ausgebrachten Menge herauszuholen.

Hier ist die Pflanze auf der linken Seite von der AQUA4D-Seite und die auf der rechten Seite von der Kontrollseite. Es ist deutlich zu sehen, dass das Wurzelsystem besser entwickelt ist, mit mehr behaarten Wurzeln:

Links: Beeindruckendes Wurzelwachstum | Rechts: Technische Überprüfung des AQUA4D®-Systems

Größere Wurzelsysteme sind ein Anzeichen für gesündere Pflanzen und beeindruckende Erträge. Tatsächlich gab es im Jahr 2022 einen Unterschied von 40 Scheffel Sojabohnen auf der AQUA4D-Seite, der sich in diesem Jahr fortzusetzen scheint, da Zach an die nachhaltige Wirkung des Systems glaubt. Verständlicherweise sind die Paulmans gespannt auf die Ertragsdaten zur Erntezeit im Jahr 2023.

Diese Unterschiede mögen für sich genommen schon verblüffend genug sein, aber Roric Paulman unterstreicht, dass diese Vorteile bei einem um 50 % geringeren Wasserverbrauch als im nahe gelegenen Kontrollabschnitt erzielt wurden: "Wir haben genügend Daten, die außergewöhnliche gesundheitliche Vorteile und Ertragspotenziale zeigen, und das bei geringerem Wasserverbrauch", bestätigt Roric Paulman. "Den gleichen Ertrag mit weniger Aufwand zu erzielen - das nenne ich regenerativ."

Regenerative Bewässerung

Die Auswirkungen gehen über die Verbesserung der Kulturen im Hier und Jetzt hinaus. Wie an anderer Stelle berichtet, führt AQUA4D® auch zu dauerhaften Veränderungen innerhalb der porösen Bodenstruktur. Im Fall von Paulmans Feldern bedeuteten die Veränderungen im Boden auch eine bessere Durchlässigkeit für Regenwasser, was bedeutet, dass die Auswirkungen von AQUA4D® sogar über die Bewässerung hinausgehen. "Früher war es sehr schwierig, Wasser durch den Boden zu leiten, es blieb meist einfach auf dem Feld stehen und tötete meinen Mais. Jetzt ist es viel besser, und das schreibe ich vor allem dem AQUA4D-Gerät zu", kommentiert Zach.

Da die Farm am bekannten, sich erschöpfenden Ogallala-Aquifer liegt, führt dies zu dem entscheidenden Faktor der Anreicherung - Da der Regen tiefer eindringt, kann er gleichzeitig die Grundwasserleiter wieder auffüllen. Das bedeutet, dass Paulman nicht nur die Pumpleistung reduziert und gleichzeitig alles bewässert, was sie brauchen, sondern auch das gleiche Grundwasser in Nebraska für die zukünftige Nutzung wieder auffüllt - ein eleganter Kreislauf.

Dies geht über die Regenerative Landwirtschaft hinaus und kann als Regenerative Bewässerung. Dies könnte enorme Auswirkungen für diejenigen haben, die auf das Abpumpen von Grundwasser angewiesen sind, in Nebraska und darüber hinaus, bemerkt Zach Paulman: "Wir sitzen auf dem größten Aquifer der Welt, aber es ist schwierig, besonders in den Sommermonaten, wenn jeder wie verrückt pumpt. Es könnte also eine wirklich große Sache für Nebraska sein, wenn wir weiter untersuchen können, was dieses AQUA4D-Gerät macht und warum."

Maximale Ausbeute, minimaler Einsatz

Die Spannung auf die bevorstehende Ernte ist verständlich - nicht um den Ertrag zu maximieren, sondern um zu sehen, ob es ihnen wie erwartet gelungen ist, den gleichen Ertrag mit viel weniger Ressourcen zu erzielen. "Der Beweis für den Erfolg wird der endgültige Ertrag sein, der die Rentabilität der Investition zeigt", sagt Zach. "Im Moment sind es 7,2 Zoll gegenüber 3,3 Zoll auf der AQUA4D-Seite. Das ist verrückt. Mittlerweile sollte ich auf dem gesamten Pivot weit über 10 Zoll liegen. Das ist eine sehr interessante Sache."

Jeff Nunes von AQUA4D beaufsichtigte die agronomischen Aspekte des Projekts. Auch er ist der Meinung, dass eine Minimierung der Betriebsmittel letztlich dazu beitragen kann, Marktschwankungen auszugleichen, und dass sich die Investition an sich rentiert: "Es gibt gute und schlechte Jahre. Die Landwirte müssen ihre Betriebsmittelkosten so weit reduzieren, dass sie auch bei niedrigeren Verkaufspreisen noch Gewinne erzielen können", sagt er.

Die Paulman Farms sind bereits von den Vorteilen überzeugt und errichten nun ein zweites System auf einem benachbarten Feld.

Schlussfolgerung

Es besteht kein Zweifel daran, dass das, was die Paulman Farms tun, beeindruckende Auswirkungen auf die Landwirte in Nebraska und darüber hinaus hat. Die Kombination aus RegAg-Ansätzen und einer Technologie zur regenerativen Bewässerung zeigt anderen, dass es möglich ist, auch angesichts schwindender Ressourcen zu gedeihen.

Indem sie sich auf ihre Betriebsmittel und die Bodenpflege konzentrieren - ohne dabei Kompromisse bei den Erträgen einzugehen -, beweisen Paulman, dass ein Mittelweg möglich ist, der Geschäftssinn mit nachhaltigen Entscheidungen verbindet. "Es muss so sein", bestätigt Zach. "Wenn ich mit der Hälfte des Wassers die gleiche Ernte einfahren kann, ist das ziemlich unglaublich.

Sein Vater Roric stimmt dem zu: "Pflanzengesundheit, Ertrag, Nachhaltigkeit, das sind unsere Maßstäbe. Wir wollen den Boden in einem besseren Zustand hinterlassen, als wir ihn vorgefunden haben, und da hat AQUA4D seinen Platz."

Erfahren Sie, wie das AQUA4D® H-A Max-System funktioniert: