Wasserknappheit lindern durch alternative Anbausysteme in der Nordchinesischen Ebene

Warum das für unsere Ernährung und unser Wasser wichtig ist

In vielen der großen Kornkammern der Welt entnehmen Landwirte mehr Wasser aus dem Untergrund, als die Natur wieder zuführt. Am besorgniserregendsten ist das in der Nordchinesischen Ebene, einer Region, die Hunderte Millionen Menschen ernährt. Diese Studie stellt eine auf den ersten Blick einfache, global relevante Frage: Können wir verändern, was und wie oft Landwirte anbauen, sodass die Erträge hoch bleiben, während sich das Grundwasser erholt, statt Jahr für Jahr zu sinken?

Eine durstige Landschaft unter Druck

In der Nordchinesischen Ebene folgen die meisten Felder einem anspruchsvollen Rhythmus: Zuerst wird Winterweizen angebaut, danach auf derselben Fläche Sommermais. Dieses Doppelanbausystem liefert hohe Erträge, verbraucht jedoch deutlich mehr Wasser, als durch den örtlichen Niederschlag bereitgestellt wird. Weil nur etwa ein Drittel des Jahresniederschlags in der Weizensaison fällt, sind Landwirte stark auf Grundwasserpumpen zur Bewässerung angewiesen. Über Jahrzehnte hat dies eine wachsende Lücke zwischen entnom­menem Wasser und dem natürlich nachfließenden Wasser geschaffen, sodass der Grundwasserspiegel an manchen Orten um etwa einen Meter pro Jahr sinkt.

Neue Anbaumuster auf einer virtuellen Farm testen

Um Auswege aus diesem Dilemma zu untersuchen, nutzten die Forschenden ein detailliertes Computermodell für Pflanzen, Böden und Wasser namens APEX und betrieben es mit 30 Jahren realer Wetterdaten von 1994 bis 2023. Sie verglichen das traditionelle Weizen–Mais-System mit acht alternativen Anbaumustern. Einige davon verringerten die Anbaufrequenz, etwa durch den Anbau nur einer Kultur pro Jahr. Andere behielten eine relativ hohe Zahl an Ernten bei, mischten jedoch verschiedene Kulturen, darunter eine neue Rotation, die Frühlings-Erdnuss abwechselnd mit dem bekannten Weizen–Mais-Paar über zwei Jahre einsetzt. Für jedes Anbaumuster testeten sie außerdem vier Wasserstrategien, von großzügiger Bewässerung bis zu reinem Regenfeldbau ohne Zusatzwasser.

Erträge und Wasserverbrauch in Einklang bringen

Das Modell zeigte, dass das konventionelle Weizen–Mais-System bei voller Bewässerung die höchsten Erträge lieferte – jedoch zu einem hohen versteckten Preis: Der Grundwasserspiegel sank jährlich um etwa 0,7 Meter. Eine Reduktion der Bewässerung verlangsamte den Rückgang, stoppte ihn aber nicht, es sei denn, die Landwirte stellten vollständig auf Regenfeldbau um, was die Erträge stark reduzierte. Alternative Anbaumuster zeichneten ein hoffnungsvolleres Bild. Systeme, die drei Ernten über zwei Jahre verteilten, insbesondere solche mit Frühlings-Erdnuss, verringerten die insgesamt durch Pflanzen und Boden verlorene Wassermenge um 12–49 Prozent, während die Erträge bei eingeschränkter Wasserversorgung überraschend nahe am traditionellen System blieben. Eine besonders vielversprechende Option – Frühlings-Erdnuss gefolgt von Winterweizen und Sommermais – lieferte bei moderater Bewässerung nahezu dieselbe Produktion wie das konventionelle System und stoppte zugleich fast den langfristigen Grundwasserschwund.

Wie eine kleine Hülsenfrucht großen Unterschied macht

Warum hilft die Beimischung von Erdnuss so stark? Erdnüsse nutzen Wasser anders als Weizen und Mais und bringen zusätzliche Vorteile. Ihre Wurzeln durchdringen im Jahresverlauf andere Bodenschichten und verbessern so die Speicherung und Nutzung von Regenwasser. Als Leguminose kann die Erdnuss Stickstoff aus der Luft binden, wodurch Nährstoffe für nachfolgende Kulturen verfügbar bleiben und der Düngerbedarf sinkt. Die modellierten Rotationen mit Frühlings-Erdnuss verbrauchten insgesamt weniger Wasser, erreichten eine höhere „Ernte pro Tropfen“-Effizienz und lieferten stabilere Erträge von Jahr zu Jahr. In einigen Szenarien mit seltenerer Bepflanzung oder geringerer Bewässerung erlaubten diese Systeme sogar zusätzlichen Wasserdurchfluss nach unten, der zur Auffüllung des Aquifers beitrug statt ihn zu entleeren.

Ein Weg zu geteilter Wasser- und Ernährungssicherheit

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass eine bloße Feinabstimmung der Bewässerung bei heutigen Kulturkombinationen nicht ausreicht, um den Grundwasserrückgang zu stoppen. Stattdessen bietet das Umdenken darüber, was und wie oft angebaut wird, ein wirkungsvolles Instrument. In der Nordchinesischen Ebene könnte der Wechsel von kontinuierlichem Weizen–Mais hin zu vielfältigeren Rotationen, die Frühlings-Erdnuss einbeziehen, den Grundwasserverlust deutlich verlangsamen oder nahezu stoppen und gleichzeitig eine verlässliche Nahrungsmittelproduktion erhalten. Da der Ansatz auf geänderten Anbauplänen statt auf teurer neuer Infrastruktur basiert, könnte er in anderen wasserbelasteten Agrarregionen weltweit übernommen werden. Im Kern zeigt die Arbeit, dass klügere Pflanzkalender es ermöglichen, landwirtschaftliche Betriebe innerhalb ihrer Wasserressourcen zu betreiben, ohne die für die Gesellschaft wichtigen Erträge zu opfern.

Zitation: Zhao, J., Yang, Y., Meki, M.N. et al. Alleviating water scarcity by alternative cropping systems in the North China Plain. npj Sustain. Agric. 4, 33 (2026). https://doi.org/10.1038/s44264-026-00145-w

Schlüsselwörter: Grundwassererschöpfung, Anbausysteme, Bewässerung, Nordchinesische Ebene, nachhaltige Landwirtschaft