Drip-cum-plastic mulch technology for high yield, cost-effectiveness, and water productivity in sustainable rice production

Reis ist das wichtigste Grundnahrungsmittel der Welt und ernährt jeden Tag Milliarden von Menschen. In vielen Teilen Asiens, insbesondere in Indien, ist er das Rückgrat der Wirtschaft und die primäre Kalorienquelle für ländliche Familien. Seit Generationen bauen Bauern Reis an, indem sie ihre Felder mit Wasser fluten, eine Methode, die als gepflügter, umgestellter Reis (puddled transplanted rice) bekannt ist. Während diese Technik zwar funktioniert, ist sie unglaublich durstig und benötigt oft tausende Liter Wasser, um nur ein Kilogramm Getreide zu produzieren. In Regionen, in denen der Grundwasserspiegel rapide sinkt, wird dieser traditionelle Ansatz zunehmend unhaltbar. Wissenschaftler und Landwirte suchen nun nach Wegen, mehr Reis mit deutlich weniger Wasser anzubauen – eine Herausforderung, die an der Schnittstelle zwischen Ernährungssicherheit und ökologischem Überleben liegt.

Um dieser Krise zu begegnen, setzten Forscher des Indian Agricultural Research Institute in Neu-Delhi ein neues Kombinationsverfahren landwirtschaftlicher Techniken auf die Probe. Sie konzentrierten sich auf eine spezielle Reissorte namens Basmati, die für ihr Aroma und ihre Exportqualität hoch geschätzt wird. Das Team wollte untersuchen, ob sie das Wachstum dieses Reises verbessern könnten, indem sie drei Dinge gleichzeitig veränderten: wie das Wasser zugeführt wird, wie die Samen gepflanzt werden und ob der Boden abgedeckt wird. Anstatt die Felder zu fluten, testeten sie die Tröpfchenbewässerung, bei der das Wasser langsam und direkt über Schläuche an die Wurzeln abgegeben wird. Sie testeten auch das Pflanzen der Samen auf erhöhten Erdhügeln, sogenannten Hochbeeten, anstatt auf flachem Boden. Schließlich experimentierten sie damit, den Boden mit einer dünnen Kunststofffolie abzudecken, um die Feuchtigkeit im Boden zu halten und Unkraut zu unterdrücken. Das Ziel war es, ein System zu finden, das nicht nur Wasser spart, sondern auch eine bessere Ernte ermöglicht und den Landwirten mehr Geld einbringt.

Die Forscher führten ihr Experiment über zwei Anbauperioden in den Jahren 2024 und 2025 durch. Sie legten ein großes Feld an, das in viele kleine Parzellen unterteilt war, von denen jede eine andere Kombination der drei Techniken erhielt. Einige Parzellen wurden durch das Tröpfchensystem bewässert, während andere wie traditionelle Felder geflutet wurden. Einige wurden auf flachem Boden gepflanzt, andere auf Hochbeeten. Einige Parzellen wurden mit Kunststoffmulch abgedeckt, andere blieben unbedeckt. Durch den Vergleich der Ergebnisse über alle diese Variationen hinweg konnte das Team genau isolieren, welche Methoden am besten zusammenwirkten.

Die Ergebnisse waren über beide Jahre hinweg klar und konsistent. Die Parzellen, die alle drei modernen Techniken kombinierten – Tröpfchenbewässerung, Hochbeete und Kunststoffmulch – übertrafen jede andere Methode. Diese Pflanzen wuchsen höher und entwickelten größere Blätter, wodurch sie ein dichteres Blätterdach bildeten, das mehr Sonnenlicht einfing. Auch ihre Wurzelsysteme waren stärker, mit mehr Trockenmasse unter der Erde, was es den Pflanzen ermöglichte, effizienter zu trinken und Nährstoffe aufzunehmen. Da die Pflanzen gesünder und weniger gestresst waren, produzierten sie mehr Korn. Die Behandlung, die Tröpfchenbewässerung auf Hochbeeten mit Kunststoffmulch verwendete, lieferte den höchsten Reisertrag mit 5,4 Tonnen pro Hektar im Jahr 2024 und 4,9 Tonnen im Jahr 2025. Im Gegensatz dazu produzierte die traditionelle Methode der Oberflächenbewässerung auf flachem Boden ohne Mulch weniger als die Hälfte dieser Menge.

Über das Gewicht des Korns hinaus verbesserte sich auch die Qualität der Ernte. Die Pflanzen in der besten Behandlung produzierten längere Ähren mit mehr Körnern an jeder einzelnen. Sie nahmen auch mehr Nährstoffe aus dem Boden auf, wobei sie höhere Mengen an Stickstoff, Phosphor und Kalium aufnahmen, die für das Pflanzenwachstum essenziell sind. Diese effiziente Ressourcennutzung bedeutete, dass das für den Anbau verwendete Wasser weitaus produktiver war. Das Team berechnete, dass die beste Behandlung pro Kubikmeter angewendetem Wasser über zwei Kilogramm Getreide produzierte, während die traditionelle Methode weniger als ein Viertel eines Kilogramms produzierte.

Die wirtschaftlichen Vorteile waren ebenso bedeutend wie die biologischen. Da die High-Tech-Behandlung so viel mehr Getreide produzierte, erzielten die Landwirte wesentlich höhere Gewinne. Der Nettogewinn für die beste Behandlung lag im Jahr 2024 bei fast 120.000 Rupien pro Hektar, verglichen mit lediglich 5.000 Rupien für die am wenigsten produktive Methode. Das Verhältnis von verdientem Geld zu ausgegebenem Geld war ebenfalls viel höher, was darauf hindeutet, dass sich die Investition in die neue Technologie äußerst lohnte. Die Studie kam zu dem Schluss, dass dieser integrierte Ansatz nicht nur ein Weg zur Wassereinsparung ist, sondern auch eine tragfähige Geschäftsstrategie für Landwirte, die mit Wasserknappheit konfrontiert sind.

Diese Forschung bietet einen konkreten Weg für einen nachhaltigen Reisanbau in wasserarmen Regionen. Durch die Kombination von präziser Wasserabgabe, besserer Bodenstruktur und Feuchtigkeitsschutz können Landwirte mehr Lebensmittel mit weniger Ressourcen anbauen. Die Ergebnisse legen nahe, dass der Übergang von der traditionellen Flutbewässerung hin zu diesen integrierten Systemen dazu beitragen kann, die Nahrungsmittelversorgung zu sichern und gleichzeitig das Grundwasser zu schützen, auf das die Gemeinschaften angewiesen sind. Für Basmati-Reis und potenziell andere Kulturen in ähnlichen Klimazonen stellt diese Kombination aus Tröpfchenbewässerung, Hochbeeten und Kunststoffmulch ein mächtiges Werkzeug für die Zukunft der Landwirtschaft dar.