Regenerative Pivot-Bewässerung in Nebraska: Die Insider-Geschichte

Die Familie Paulman betreibt seit 1985 Landwirtschaft im Südwesten Nebraskas und erntet auf einer Fläche von 6500 Acres unter anderem Popcorn, Hafer und Soja. Sie ist stolz auf ihren verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen, doch wie überall in den USA stehen auch hier diese Ressourcen unter Druck. Nun sorgt eine Kombination aus regenerativen Ansätzen und innovativer Technologie dafür, dass ihre Produktion zukunftsfähig ist.

Die Einwohner Nebraskas sind an Wasserknappheit gewöhnt, da sie bereits in den 1890er, 1930er und 1950er Jahren Dürrekatastrophen erlebt haben. Die Landwirte hier sind es auch gewohnt, mit weniger mehr zu erreichen – die NRDs hier gehörten zu den ersten im Land, die bereits in den 70er Jahren jährliche Wasserzuteilungen festlegten. Angesichts sinkender Niederschlagsmengen und schwindender Grundwasservorkommen wurden diese Obergrenzen stetig angehoben, was den Druck auf die Landwirte weiter erhöht hat. „Das ist zu einem großen Problem geworden, daher müssen wir herausfinden, wie wir mit dem uns zugeteilten Wasser besser umgehen können“, sagt Zach Paulman, der in dritter Generation hier in Lincoln County Landwirtschaft betreibt.

Dennoch haben solche Einschränkungen die Begeisterung für den Anbau nicht gedämpft. Wenn überhaupt, haben sie zu mehr Innovation und einem Bewusstsein für einen verantwortungsvollen Umgang mit Wasser geführt, wie es anderswo nicht zu finden ist. Im Fall von Paulman Farms führte dies zu einem regenerativen Ansatz – lange bevor „reg ag” in aller Munde war.

Der Paulman-Ansatz

Für Zach geht es vor allem um Stolz – auf sich selbst, auf ihr Land und auf ihre Betriebe: „Wir mussten einen Weg finden, effizienter zu werden, was uns wiederum profitabler gemacht hat“, sagt er. „Es geht auch um Stolz und darum, ein besserer Verwalter des Landes zu sein und uns gleichzeitig zu verbessern – der Status quo ist nicht das, was ich mir wünsche.“

Und ihre regenerativen Methoden sind weit vom Status quo entfernt. Das umfasst alles von Deckfrüchten bis hin zu Direktsaat, von verantwortungsvollem Wassermanagement bis hin zu minimalem Düngemitteleinsatz. Nur ein Beispiel: Im Jahr 2022 verwendeten sie etwa 0,6 Pfund Stickstoff pro Scheffel Mais, verglichen mit dem Standardwert von 1,0 Pfund. „Wir legen großen Wert darauf, hier einen regenerativen Betrieb zu führen – wir versuchen, den Wasser- und Stickstoffverbrauch zu begrenzen: Wir versuchen, so effizient wie möglich zu sein“, fügt Zach hinzu.

Es geht auch darum, sich gegen die historisch einseitige Fokussierung der Landwirtschaft auf Produktivität zu wenden. Regenerative Landwirtschaft legt mehr Wert auf die langfristige Produktivität des Bodens, aber auch darauf, die Produktivität bei geringerem Ressourcenverbrauch aufrechtzuerhalten – Prinzipien, für die sich Zachs Vater, Roric Paulman, seit Jahrzehnten einsetzt:

„Es ist mittlerweile erwiesen, dass wir in der Landwirtschaft gute Arbeit geleistet haben, aber dass wir unsere Böden im Laufe der Zeit degradieren. 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 darum, dies rückwirkend in einen wirtschaftlichen Ertrag umzuwandeln, anstatt ständig nach Maximierung zu streben“, sagt Roric Paulman. „Mit diesen Ansätzen haben wir mehrere Jahre in Folge bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. Regenerativ, nachhaltig, nennen Sie es, wie Sie wollen, aber mir gefällt der Begriff ‚die Aufgabe der kontinuierlichen Verbesserung‘.“

Mit diesem Streben nach kontinuierlicher Verbesserung im Hinterkopf war Paulman Farms das erste Unternehmen in den USA, das das brandneue AQUA4D® Max-System für die Kreisberegnung einsetzte.

AQUA4D® für Bodenregeneration und Wasserinfiltration

Es ist einfache Mathematik: Wenn Paulman angesichts steigender Pumpenkapazitäten die Produktion aufrechterhalten will, muss das Unternehmen zunehmend mit weniger Wasser auskommen. Angesichts der Sommertemperaturen von über 37 °C und der zunehmenden Dürreperioden in Nebraska wäre dies ohne Veränderungen eine Herausforderung. „Der Anbau von 250 Scheffel Mais oder 7000 Pfund Popcorn mit nur 13 Zoll Wasser ist sehr schwierig“, sagt Zach sachlich. „Hier kommt das AQUA4D-Gerät ins Spiel.“

Angesichts der Erfolgsbilanz dieser Technologie bei der Wassereinsparung in verschiedenen Kulturen weltweit (insbesondere bei Mandeln und Pistazien in Kalifornien) wurden ähnliche Effekte auch für das neue H-A Max-System für Großkulturen optimistisch erwartet. Nach der vom EU-Programm „Horizon 2020” finanzierten Forschung und Entwicklung wurde das neue System für die hohen Durchflussmengen ausgelegt, die für zentrale Bewässerungssysteme wie die von Paulman verwendeten erforderlich sind. Durch die Aufbereitung des Wassers während des Durchflusses wird die Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens erhöht und Mineralien werden besser gelöst. Würde das AQUA4D®-System den schwierigen Bedingungen im Südwesten Nebraskas standhalten?

Beeindruckende Ergebnisse

Um ein realistisches Bild der durch diese Wasseraufbereitung erzielten Veränderungen zu erhalten, wurden zwei benachbarte Abschnitte eingerichtet – AQUA4D® vs. Kontrolle.

Die Paulmans messen alles, damit nichts dem Zufall überlassen bleibt. Seit Jahren werden Felder hinsichtlich ihrer Wasserhaltekapazität 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 Bodenfeuchte und Bilder zur Überwachung der Pflanzen von Hemav.

Durch die Verfolgung des Fortschritts in Echtzeit konnten Paulman und die Agrarwissenschaftler von AQUA4D Änderungen an den Bewässerungspraktiken vorschlagen. Und es gab natürlich zahlreiche Änderungen: „In diesem Jahr haben wir auf der AQUA4D-Seite nur halb so viel Wasser verbraucht – 5 Zoll gegenüber 2,5 Zoll – und der Mais sieht auf der behandelten Seite deutlich besser aus“, bemerkt Zach. „Mit bloßem Auge ist deutlich zu erkennen, dass sich etwas verändert hat – normalerweise sieht es nicht so aus wie jetzt, so etwas habe ich noch nie gesehen.“

Anekdotische Behauptungen werden durch die NDVI-Bilder untermauert, die einen außergewöhnlichen Unterschied 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 aus dem August 2023 stammt.

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

Besuche vor Ort durch das AQUA4D-Team bestätigten die Veränderungen, die auf dem Bauernhof zu beobachten waren. Wie so oft bei dieser fortschrittlichen Wasseraufbereitung trugen eine bessere Wasserverfügbarkeit und Nährstoffaufnahme zu einer besseren Wurzelentwicklung und gesünderen Pflanzen bei. Dies kann auch als Ergebnis einer besseren Düngemittelauflösung angesehen werden. Zach ist der Meinung, dass die AQUA4D®-Behandlung dazu beiträgt, das Beste aus der bereits unglaublich effizienten Düngemittelausbringung herauszuholen.

Hier stammt die Pflanze auf der linken Seite aus dem AQUA4D-Bereich und die auf der rechten Seite aus dem Kontrollbereich. Es ist deutlich zu erkennen, dass das Wurzelsystem besser entwickelt ist und mehr haarige Wurzelhaare aufweist:

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

Größere Wurzelsysteme sind ein Zeichen für gesündere Pflanzen und beeindruckende Erträge. Tatsächlich gab es 2022 einen Unterschied von 40 Scheffeln Sojabohnen auf der AQUA4D-Seite, der sich offenbar auch in diesem Jahr fortgesetzt hat, da Zach an die nachhaltige Wirkung des Systems glaubt. Verständlicherweise sind die Paulmans gespannt darauf, die Ertragsdaten zur Erntezeit im Jahr 2023 zu sehen.

Auch wenn diese Unterschiede für sich genommen schon erstaunlich genug sind, betonte Roric schnell, dass diese Vorteile bei einem um 50 % geringeren Wasserverbrauch als im nahe gelegenen Kontrollbereich erzielt wurden: „Wir verfügen über genügend Daten, die außergewöhnliche gesundheitliche Vorteile und Ertragspotenziale bei geringerem Wasserverbrauch belegen“, bestätigt Roric Paulman. „Mit weniger Aufwand den gleichen Ertrag zu erzielen – das nenne ich regenerativ.“

Regenerative Bewässerung

Die Auswirkungen gehen über die Verbesserung der Ernten im Hier und Jetzt hinaus. Wie bereits an anderer Stelle berichtet, führt AQUA4D® auch zu dauerhaften Veränderungen innerhalb der porösen Bodenstruktur. Im Fall von Paulmans Feldern bedeuteten die Veränderungen in ihrem 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 sickern zu lassen, es blieb meist einfach auf dem Feld stehen und zerstörte meinen Mais. Jetzt ist es viel besser, und ich schreibe das größtenteils dem AQUA4D-Gerät zu“, kommentiert Zach.

Da sich die Farm am berühmten, sich erschöpfenden Ogallala-Grundwasserleiter befindet, ist dies der entscheidende Faktor für die Wiederauffüllung – da der Regen tiefer eindringt, kann er gleichzeitig die Grundwasserleiter auffüllen. Das bedeutet, dass Paulman nicht nur den Wasserverbrauch bei der Bewässerung reduziert, sondern auch das Grundwasser in Nebraska für die zukünftige Nutzung auffüllt – ein eleganter Kreislauf.

Dies geht über die regenerative Landwirtschaft hinaus und lässt sich als regenerative Bewässerung. Dies könnte enorme Auswirkungen für diejenigen haben, die auf das Pumpen von Grundwasser angewiesen sind, in Nebraska und darüber hinaus, bemerkt Zach Paulman: „Wir sitzen auf dem größten Grundwasserleiter der Welt, aber es ist schwierig, besonders in den Sommermonaten, wenn alle wie verrückt pumpen. Es könnte also eine wirklich große Sache für Nebraska sein, wenn wir weiterhin beobachten können, was dieses AQUA4D-Gerät leistet und warum.“

Maximaler Ertrag, minimaler Aufwand

Die Vorfreude auf die bevorstehende Ernte ist verständlich – nicht um den Ertrag zu maximieren, sondern um zu sehen, ob es ihnen wie erwartet gelungen ist, mit deutlich weniger Ressourcen denselben Ertrag zu erzielen. „Der Beweis wird im Endergebnis zu sehen sein und sich in der Kapitalrendite niederschlagen“, 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 sehr interessant.“

Jeff Nunes von AQUA4D war für die agronomischen Aspekte des Projekts verantwortlich. Er stimmt zu, dass die Minimierung der Inputs letztendlich dazu beitragen kann, Marktschwankungen auszugleichen und an sich schon eine Rendite zu erzielen: „Wir haben gute und schlechte Jahre. Die Landwirte müssen ihre Inputkosten so weit senken, dass sie auch bei niedrigeren Verkaufspreisen noch Gewinne erzielen können“, sagt er.

Überzeugt von den Vorteilen, die sie bereits erfahren haben, installiert Paulman Farms nun ein zweites System auf einem angrenzenden Feld.

Schlussfolgerung

Es besteht kein Zweifel daran, dass die Aktivitäten von Paulman Farms erhebliche Auswirkungen auf Landwirte in Nebraska und darüber hinaus haben. Die Kombination aus regenerativen Landwirtschaftsmethoden und einer Technologie für regenerative Bewässerung zeigt anderen, dass es möglich ist, auch angesichts schwindender Ressourcen erfolgreich zu sein.

Durch die Konzentration auf ihre Inputs und die Bewirtschaftung des Landes – ohne dabei Kompromisse beim Ertrag einzugehen – beweist Paulman, dass ein Mittelweg möglich ist, der Geschäftssinn mit nachhaltigen Entscheidungen verbindet. „Es muss so sein“, bestätigt Zach. „Meine Güte, wenn ich mit der Hälfte des Wassers die gleiche Ernte einfahren kann, ist das ziemlich unglaublich.“

Sein Vater Roric stimmt zu: „Pflanzengesundheit, Ertrag, Nachhaltigkeit – das sind unsere Maßstäbe. Wir möchten den Boden in einem besseren Zustand hinterlassen, als wir ihn vorgefunden haben, und genau hier kommt AQUA4D ins Spiel.“

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