August 2017
Luan van der Walt, landbou-ekonoom, Graan SA en dr Hendrik Smith, bewaringslandboufasiliteerder, Graan SA
In die hedend
aagse landbou-omgewing speel die konsep van effektiwiteit ‘n enorme rol en daar word al hoe meer verwys na die effektiwiteit van produsente of produksiestelsels as ‘n maatstaf van volhoubaarheid.
Hierdie effektiwiteit word aan verskeie aspekte gemeet, wat in eenvoudige terme uitgedruk word as die hoeveelheid produksie per hoeveelheid hulpbron of insette verbruik, met die uiteindelike doelwit om meer te produseer met minder.
Volhoubare intensivering beteken dat landbou meer sal moet produseer (voedsel, voer, vesel, brandstof) per grondeenheid (hektaar) met so min negatiewe effek op die natuurlike hulpbronne en gemeenskap as moontlik. Die effektiwiteit kan ook as ‘n goeie maatstaaf gebruik word om verskillende aspekte en praktyke met mekaar op plaasvlak te vergelyk.
Daar is verskeie maniere om die effektiwiteit van produksiestelsels te meet. Effektiwiteit word ten beste gemeet in terme van die mees beperkende faktore, soos water, voedingselemente, arbeid, grond en kapitaal.
In die lig van klimaatsverandering, mag die vermindering van kweekhuisgasse en vaslegging van koolstof per kilogram van ‘n spesifieke uitset, vir voedselsekerheid en landbou, een van die hoofdoelwitte en geleenthede wees. Stygende insetkoste noodsaak produsente om die effektiwiteit in die gebruik van insette, soos kunsmis, te meet.
Unieke Suid-Afrikaanse konteks
Suid-Afrika is oor die algemeen ‘n waterskaars land met ‘n gemiddelde langtermynreënval van tussen 450 mm en 500 mm per jaar. Die globale gemiddelde reënval is ongeveer 850 mm tot 900 mm per jaar. Dit plaas die klem op die belangrikheid van effektiewe waterverbruik om die langtermynvolhoubaarheid daarvan te ver-seker. Water speel ‘n kritieke rol in die land se voedselsekerheid.
In Suid-Afrika waar grane soos mielies en koring die hoofstapelvoed-sel vir ‘n baie groot deel van die plaaslike bevolking is, is die volhoubare verbouing van hierdie gewasse ook krities. Hier word die oorgrote meerderheid van graangewasse onder droëlandtoestande verbou en is die produsente meestal afhanklik van reën vir die suksesvolle verbouing daarvan.
In hierdie konteks sal water heelwat meer effektief in graan-produksiestelsels aangewend moet word. Oor die algemeen aanvaar mense dat droogtes heers as gevolg van lae reënval, maar data wys dat swak grond- en waterbestuurspraktyke eintlik die oorsaak van “droogte” in Suider-Afrika is.
Grafiek 1 toon die verdeling van die aantal hektare mielies tussen droëland en besproeiing. Dit is duidelik dat ongeveer 90% van die mielie-oppervlakte wat aangeplant word droëland is, terwyl die res onder besproeiing geproduseer word. Dit is daarom van uiterste belang dat produsente praktyke toepas wat die effektiefste gebruik maak van reënwater vir ‘n verskeidenheid van gewasse.
Hoekom moet effektiwiteit gemeet word?
Die bepaling van die effektiwiteit van die waterverbruik is noodsaaklik vir besproeiings- sowel as vir droëlandprodusente. Be-sproeiingsprodusente het verskeie faktore wat oorweeg moet word wanneer daar gewasbeplanning gedoen word.
Elektrisiteit maak ‘n groot deel van die besproeiingsprodusent se kostes uit en daarom is dit vir dié produsent noodsaaklik om op ‘n jaar-tot-jaar-basis vas te stel wat sy waterverbruiksdoeltreffendheid is en of daar ‘n stygende tendens hierin gesien kan word.
Beter effektiwiteit van die waterverbruik kan faktore soos pomp- en waterkostes verminder – wat uit ‘n finansiële oogpunt vir die produsent voordelig sal wees.
Hoe word waterverbruiksdoeltreffendheid verbeter?
Die basiese beginsel vir die effektiewe gebruik van reënvalwater vir plantproduksie lê in die optimalisering van elkeen van die grondwaterbalanskomponente. Dit impliseer die maksimalisering van die produktiwiteit van die grond-plant-atmosfeerstelsel per eenheid reënval.
Die grondwaterbalanskomponente is die volgende:
- Wateropname deur die plantwortels, oftewel waterverlies deur transpirasie;
- waterafloop/oploop op die grondoppervlak;
- diep dreinering uit die grondprofiel, of opwaarts in die wortelsone; en
- waterverlies deur evaporasie (verdamping) vanaf die grond-opppervlak.
Maksimaliseer waterbalans
In Suid-Afrika se semi-ariede graanproduksietoestande, moet die grond- en waterbestuurstrategieë daarop gemik wees om die winste in die waterbalans te maksimaliseer en die verliese te minimaliseer. Verskeie praktyke kan gevolg word om dit te bereik, waarvan die belangrikstes met betrekking tot graanverbouing bespreek word:
Grondgesondheid
Verhoogde grondorganiese materiaal lei tot gesonder grond. Grond-organiese materiaal is noodsaaklik, veral om grondstruktuur te ontwikkel. ‘n Goed gestruktureerde grond het ‘n baie beter vermoë om reën- en besproeiingswater te stoor en aan plante te voorsien.
Grondorganiese materiaal kan watervolumes van omtrent 20 keer sy gewig stoor. Hoër grondorganiese materiaalinhoud sal gewasse meer droogteverdraagsaam maak deur addisionele water te stoor.
Minimale grondversteuring
Verminder meganiese grondversteuring tot die absolute minimum (soos byvoorbeeld deur geenbewerking) om die afbreek van grondorganiese materiaal en grondstruktuur te verminder en uiteindelik minder water as gevolg van verdamping te verloor.
Grondbedekking
‘n Goeie grondbedekking verlaag korsvorming, waterafloop, erosie, verdamping en verbeter infiltrasie. Die mees algemene praktyk is om oesreste op die grond te behou. ‘n Minimum van 6 t/ha oesreste (of 70% grondbedekking) word benodig om genoegsame afloop en verdamping te verhoed.
Verdamping veroorsaak verreweg die grootste verlies van water, waar 60% tot 75% van die reënval op kaal grond in die droë saai-gebiede verlore kan gaan.
Hoër plantdigtheid
Hier word verwys na hoër plantpopulasie en rywydte. ‘n Goeie praktyk is om so spoedig as moontlik ná plant ‘n blaredak te ontwikkel wat die grond 100% met skadu bedek en sodoende grondtemperature en verdamping beperk.
Plantpopulasie van meer as 22 000 plante/ha en rywydtes van so nou as 0,52 m word tipies vir somergrane aanbeveel om hierdie doel te bereik.
Diversifiseer gewasverbouingstelsels
Dekgewasse kan saam met kontantgewasse soos mielies geplant word (byvoorbeeld deur tussenverbouing), om optimale watergebruik aan te help en te dien as ‘n “vangoes” om oortollige grond- of reënwater te gebruik vir produksie, waterafloop te verminder en infiltrasie te maksimaliseer, sowel as om die grondgesondheid te verbeter (deur verhoogde grondorganiese materiaal). Diep wortelstelsels kan water na die bogrond hersirkuleer en vry-stel voordat dit wegdreineer. Versigtige seleksie, tydsberekening en bestuur van die dekgewas verseker minimale kompetisie vir grondwater tussen die kontant- en dekgewas.
Groen ruslandstelsels
Voor-plantwateropgaring (braakland), spesifiek kaal braaklande (of swart braak), is uiters nadelig vir grondgesondheid en versnel die verlies van water deur verdamping, asook afloop en erosie. Alhoewel dit tot verhoogde, stabiele opbrengs en verlaagde risiko vir die opvolggewas kan lei, is dit ‘n oneffektiewe manier om water te gebruik met ‘n reënwateropgaar-effektiwiteit van tussen 2% en 37% – baie water gaan verlore as gevolg van verdamping. ‘n Alternatief is om dekgewasse in die “af seisoen” as groen ruslandstelsel tussen die hoofkontantgewasse te plant om te bewei, grond te beskerm, grondorganiese materiaal op te bou en biologiese diversiteit en grondstruktuur te bevorder tot voordeel van winsgewendheid en opvolgende kontantgewasse.
Besproeiingspraktyke wat effektiewe watergebruik verhoog
In baie areas wat reeds op besproeiing staatmaak, word verwag dat die klimaat droër gaan word en dat dit ‘n nuwe, groter behoefte vir waterbesparende besproeiingspraktyke gaan skep. Benewens om gereelde instandhouding en oudits op bestaande stelsels uit te voer, herwin produsente water, skakel hulle oor na drupbesproeiing of maak hul gebruik van presisiebesproeiing om spesifieke areas in hul lande met die presiese hoeveelheid water benodig, te teiken.
Hoe word die watergebruiks-doeltreffendheid bereken?
Die effektiwiteit van waterverbruik kan deur verskeie metodes bepaal word. Hierdie metodes kan baie ingewikkeld wees, wat byvoorbeeld al die verskillende veranderlikes in ag neem of modelleer, of dit kan ‘n eenvoudige berekening wees wat die hoeveelheid graan geproduseer teenoor die hoeveelheid water beskikbaar, uitdruk. Dit moet ook ‘n aanduiding gee van hoe die gewasopbrengste vergelyk met potensiële opbrengste (met ander woorde as beskikbare water 100% effektief gebruik word). Daar bestaan byvoorbeeld ‘n algemene duimreël vir mielies dat ongeveer 15 kg tot 20 kg graan geproduseer kan word vir elke millimeter water wat dit verbruik (die potensiële opbrengs).
Dit is noodsaaklik dat die produsent goeie rekords hou van die water wat toegedien word en/of die hoeveelheid reën wat deur die loop van die seisoen ontvang is, asook hoeveel water met planttyd in die grond gestoor is. Indien die produsent hierdie inligting tot sy beskikking het, kan hy/sy bereken wat die seisoen se watergebruiksdoeltreffendheid was.
‘n Eenvoudige berekening van effektiwiteit
Die gemiddelde reënval vir die somersaaigebiede oor die afgelope tien jaar was ongeveer 523,22 mm per seisoen. Die gemiddelde opbrengs van mielies oor dieselfde tydperk was ongeveer 4,32 t/ha. Die gemiddelde waterverbruiksdoeltreffendheid vir die land oor hierdie tydperk kan dus soos volg bereken word:
- Potensieel-beskikbare water (mm) = 523,22
- Gemiddelde opbrengs (t/ha) = 4,32
- Gemiddelde opbrengs (kg) = 4 320
- Watergebruiksdoeltreffendheid (kg/ha/mm) = 4 320 ÷ 523,22= 8,25
Volgens gemete resultate in beste praktyke in Suid-Afrika is die potensiële effektiwiteit vir mielies bokant 20 kg/ha/mm water, met ander woorde die potensiële oesopbrengs in hierdie voorbeeld is 10 t/ha.
Die gemiddelde waterverbruikseffektiwiteit vir die land oor die afgelope tien jaar word op 8,25 kg/mm/ha bereken.
Hoe vergelyk jou resultate met hierdie berekende landsgemiddeld?
Ten slotte
Alhoewel daar verskeie metodes in die berekening van die effektiwiteit van waterverbruik is, kan dit op ‘n eenvoudige manier vasgestel word. Dit is egter belangrik dat elke produsent ‘n gepaste metode kry waarvolgens die effektiwiteit gemeet en gemonitor word. In opvolgartikels sal daar gekyk word na die effektiwiteit tussen verskillende streke van die land.
Voldoende inligting en integrasie van meer effektiewe praktyke is die sleutel tot suksesvolle en volhoubare produksiestelsels.
Bronne
Bennie, ATP en Hensley, M. 2001. Maximizing precipitation utilisation in dryland agriculture in South Africa – a review. Journal of Hydrology 241: 124 -139.
Wall, PC. 2016. Conservation agriculture: Growing more with less – the future of sustainable intensification. In: Kassam A, Mkomwa S, Friedrich T. (Eds) Conservation agriculture for Africa: Building resilient farming systems in a changing climate. CABI Publishers: Wallingford, UK.
Publication: August 2017
Section: On farm level
