Neue Lösungsansätze zur Stärkung der Landwirtschaft unter ariden und semiariden Bedingungen am Beispiel Marokkos - SuLaMo

Abstract

Die Landwirtschaft in ariden und semiariden Regionen Marokkos ist durch Wasserknappheit, zunehmende Versalzung von Böden und Grundwasser sowie steigende Energieanforderungen erheblich eingeschränkt. Vor diesem Hintergrund verfolgte das Verbundprojekt „SuLaMo“ das Ziel, ein integriertes, energieautarkes Bewässerungssystem zur nachhaltigen Nutzung brackiger Grundwasserressourcen zu entwickeln, unter Feldbedingungen zu demonstrieren und hinsichtlich seiner technischen sowie sozioökonomischen Umsetzbarkeit zu bewerten Kern des Systems ist die Kombination aus unterirdischer Tröpfchenbewässerung (SDI) zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz, Membran-Kapazitiver Entionisierung (MCDI) zur Teilentsalzung brackigen Grundwassers sowie Energieversorgung mit Photovoltaik zur netzunabhängigen Betriebsführung. Ergänzend wurde ein sensorbasiertes Monitoring- und Steuerungssystem implementiert, das Bodenfeuchte, Bodentension und Wasserqualität in Echtzeit erfasst und eine adaptive Bewässerungssteuerung ermöglicht. Die Versuchsdurchführung und technische Demonstrationen erfolgten an Pilotstandorten in Meknès, Goulmima und Ouarzazate, Marokko, die unterschiedliche hydrogeologische und klimatische Rahmenbedingungen repräsentieren. Die MCDI-Pilotanlage in Goulmima erzielte eine Ionenentfernung von 45–50 % bei einer Wasserausbeute von etwa 60%-70%. Der spezifische Energieverbrauch lag im Langzeitbetrieb bei 2,75–3,5 kWh/m³. Die solarbasierte Energieversorgung ermöglichte einen autarken Betrieb der Entsalzungs- und Bewässerungsanlage. Agronomische Feldversuche zeigten, dass SDI den Wasserstress im Vergleich zur konventionellen Tröpfchenbewässerung reduziert. In Goulmima konnte in tieferen Bodenschichten eine Reduktion der Salinität um bis zu 82 % durch die Bewässerung mit entsalztem Wasser nachgewiesen werden. Die Ertragsentwicklung war standort- und kulturabhängig, was die Notwendigkeit standortspezifischer Anpassungen unterstreicht. Begleitende sozioökonomische Analysen identifizierten hohe Investitionskosten, komplexe Förderstrukturen und begrenzte Praxiserfahrung mit SDI und MCDI als zentrale Implementierungshemmnisse. Gleichzeitig bestehen nationale Förderprogramme zur Förderung effizienter Bewässerungssysteme, die Skalierungspotenziale eröffnen. Insgesamt belegt das Projekt die technische Machbarkeit und das agronomische Potenzial eines integrierten, solarbetriebenen Entsalzungs- und Bewässerungssystems zur klimaresilienten Landwirtschaft in ariden Regionen. Die Ergebnisse und ein gegründetes Kompetenzzentrum liefern die Grundlagen für weiterführende Transferprojekte zur nachhaltigen Nutzung salzhaltiger Wasserressourcen in Nordafrika.