Wisselbevloeiing: rijstvelden die om en om nat en droog staan
Rijst wordt van oudsher geteeld op akkers die weken- tot maandenlang blank staan onder een laag water. Wisselbevloeiing draait dit principe gedeeltelijk om: het veld wordt niet continu onder water gehouden, maar mag eerst een stukje uitzakken tot een vooraf bepaald, veilig niveau, voordat er opnieuw water op wordt gezet. Zie het als het besproeien van een kamerplant: in plaats van de pot voortdurend in een schaal water te laten staan, wacht je tot de grond bijna droog aanvoelt en geef je dan pas weer water. De plant blijft gezond, maar er gaat veel minder water "verloren" aan verdamping en wegzijging.
In het Engels heet deze techniek Alternate Wetting and Drying, afgekort AWD; "wisselbevloeiing" is de Nederlandse vertaling die in vakliteratuur en beleidsstukken opduikt. Het is geen futuristische technologie met sensoren en algoritmes, maar vooral een slimme aanpassing van een eeuwenoude landbouwpraktijk. Toch staat het te boek als een van de meest kansrijke manieren om rijstteelt klaar te maken voor een wereld met minder zoetwater en strengere klimaatdoelen, en daarom duikt de term steeds vaker op in verhalen over toekomstbestendige landbouw.
Wat is het precies?
Bij traditionele rijstteelt staat het veld vrijwel de hele groeiperiode onder vijf tot tien centimeter water. Bij wisselbevloeiing plaatsen boeren een zogeheten peilbuis: een geperforeerde PVC-buis van ongeveer dertig centimeter die verticaal in de grond wordt gestoken. Door de buis is precies te zien hoe hoog het grondwater in het veld staat, ook als het oppervlak al droog oogt.
Zodra het waterpeil in de buis tot ongeveer vijftien centimeter onder het maaiveld is gezakt, wordt het veld opnieuw bevloeid tot de gebruikelijke waterlaag. Daarna laat de boer het water weer wegzakken tot diezelfde drempel, en zo herhaalt de cyclus zich gedurende het groeiseizoen. Dit wordt vaak "veilige" wisselbevloeiing genoemd, omdat de drempel van vijftien centimeter is vastgesteld als het punt waarop de rijstplant nog geen droogtestress ondervindt. Sommige onderzoeksprogramma's testen ook agressievere varianten met langere droge periodes, maar die brengen een groter risico op opbrengstverlies met zich mee.
Belangrijke voorwaarde is dat het perceel omkaad is met lage aarden wallen, zodat het water gecontroleerd kan worden vastgehouden en afgelaten. Zonder die infrastructuur, en zonder een betrouwbare irrigatiebron die je op afroep kunt aan- en uitzetten, is de techniek in de praktijk lastig uit te voeren.
Wat wil men ermee bereiken?
Het belangrijkste doel is waterbesparing. Rijstteelt gebruikt wereldwijd een onevenredig groot deel van het beschikbare irrigatiewater, en in delta's en stroomgebieden waar de zoetwatervoorraad onder druk staat, is minder water per hectare een directe manier om meer land te kunnen bevloeien of grondwater te sparen.
Daarnaast speelt klimaat een grote rol. Continu onder water staande grond is zuurstofarm, en in die omgeving gedijen micro-organismen die methaan produceren, een broeikasgas dat over een periode van twintig jaar tientallen keren sterker opwarmt dan CO2. Door het veld periodiek te laten drogen, komt er tijdelijk zuurstof in de bodem en wordt de methaanproductie geremd. Natte rijstvelden worden gerekend tot de grotere landbouwgerelateerde bronnen van methaan wereldwijd, dus een reductie hier telt mee in nationale klimaatplannen.
Verder verwachten onderzoekers en beleidsmakers economische voordelen: minder pompuren betekent minder brandstof- of stroomkosten voor boeren die met motorpompen irrigeren, en in gebieden met wisselende regenval maakt de techniek boeren minder afhankelijk van een constante wateraanvoer.
Voorbeelden uit de praktijk
Het International Rice Research Institute (IRRI) op de Filipijnen ontwikkelde en testte de methode vanaf de jaren negentig en begin jaren tweeduizend op zijn onderzoeksvelden bij Los Baños, en verspreidde de aanpak daarna via trainingsprogramma's voor boeren in Zuidoost-Azië.
In de Mekongdelta in Vietnam is wisselbevloeiing opgenomen in bredere landbouwprogramma's zoals "1 Phải 5 Giảm" (letterlijk: één moeten, vijf verminderingen), waarin de techniek wordt gecombineerd met minder zaaizaad, minder kunstmest en minder gewasbeschermingsmiddelen. Deze programma's liepen met steun van onder meer lokale landbouwinstituten en internationale onderzoekspartners.
In Bangladesh heeft het Bangladesh Rice Research Institute (BRRI) samen met IRRI wisselbevloeiing op grote schaal onder de aandacht gebracht bij kleine boeren, vaak in combinatie met de uitgifte van goedkope peilbuizen.
In de Indiase deelstaat Punjab wordt de techniek toegepast in combinatie met direct gezaaide rijst, als antwoord op een snel dalende grondwaterspiegel die deels is veroorzaakt door decennia van intensieve, continu bevloeide rijstteelt.
Sinds het midden van de jaren tien van deze eeuw zijn er ook koolstofprojecten opgezet waarbij de methaanreductie door wisselbevloeiing wordt gecertificeerd en verhandeld als koolstofkrediet, met projecten die onder meer in Azië zijn geregistreerd bij standaarden als Verra en Gold Standard.
Hoe ver is de techniek?
Wisselbevloeiing is geen prototype meer; de agronomische basis staat al zo'n twee decennia vast en is uitgebreid getest. De uitdaging zit vooral in opschaling, niet in de techniek zelf. Veel rijstboeren, met name kleine bedrijven, hebben geen omkade percelen of geen irrigatiesysteem waarmee ze het water precies kunnen sturen. Zonder die controle is de methode niet goed uitvoerbaar.
Ook gedragsverandering is een obstakel: eeuwenlang gold een permanent blank staand veld als teken van een gezonde oogst, en boeren zijn begrijpelijkerwijs voorzichtig met een aanpak die op het eerste gezicht risicovol aanvoelt, ook al laat onderzoek zien dat de opbrengst bij de "veilige" variant nauwelijks verandert.
De cijfers over effectiviteit lopen in de literatuur uiteen. Waterbesparing wordt doorgaans genoemd in de orde van vijftien tot dertig procent minder irrigatiewater, en methaanreductie varieert sterk per studie en per aantal droogcycli, met percentages die in sommige onderzoeken oplopen tot tientallen procenten. Een bekende kanttekening is dat het droog-natcycli soms leidt tot een lichte toename van lachgas (N2O), een ander broeikasgas dat vrijkomt bij de overgang tussen zuurstofarme en zuurstofrijke bodemcondities. Het netto klimaateffect blijft in de meeste studies positief, maar het compenseert een deel van de methaanwinst.
Een recentere ontwikkeling is de koppeling met digitale hulpmiddelen: goedkope bodemvochtsensoren en smartphone-apps helpen boeren te bepalen wanneer ze moeten irrigeren, zonder dat ze zelf de peilbuis hoeven af te lezen. Deze digitale variant staat nog volop in ontwikkeling en is tot dusver vooral in pilotprojecten getest.
Wie werken eraan?
Het International Rice Research Institute (IRRI) op de Filipijnen, onderdeel van het internationale onderzoeksnetwerk CGIAR, geldt als de belangrijkste ontwikkelaar en verspreider van de techniek. Nationale onderzoeksinstituten sluiten daarop aan, zoals het Bangladesh Rice Research Institute, het Cuu Long Delta Rice Research Institute in Vietnam en landbouwuniversiteiten in de Indiase deelstaat Punjab.
De Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties (FAO) promoot wisselbevloeiing als onderdeel van klimaatslimme landbouw in haar programma's voor waterbeheer. Wageningen University & Research doet in Nederland onderzoek naar aangepaste irrigatietechnieken en broeikasgasreductie in de landbouw, onder meer in samenwerkingsverbanden met Aziatische partners.
Op het gebied van klimaatfinanciering zijn certificeringsorganisaties als Verra en Gold Standard betrokken, die methodologieën hebben ontwikkeld waarmee de methaanreductie van wisselbevloeiing kan worden omgezet in verhandelbare koolstofkredieten. Ten slotte spelen nationale ministeries van landbouw in landen als Vietnam, Bangladesh, Filipijnen en India een sturende rol, omdat zij de subsidies, trainingen en irrigatie-infrastructuur regelen die nodig zijn om de techniek op grote schaal in te voeren.