Det globala jordbruket står inför oöverträffade utmaningar. Det uppskattas att världens befolkning kommer att nå 9,1 miljarder år 2050 med en ständigt växande medelklass. Den nuvarande livsmedelsproduktionen kommer att behöva ökas med 70 % för att möta framtida näringsbehov.

På samma gång, de utmaningar som klimatförändringarna innebär, vatten, näringsämnen och energi konvergerar.

Omkring 12 miljoner hektar mark försämras varje år. Torka och översvämningar blir allt vanligare och större. Av en mängd anledningar står Afrika inför denna storm. Några orsaker inkluderar det faktum att södra Afrika redan har förlorat 25 % av sin markens bördighet. Och vissa länder på kontinenten har några av de högsta befolkningstillväxten globalt.

Alla dessa frågor måste lösas. Och god vattenförvaltning är bland de mest avgörande faktorerna om Afrika ska navigera i en osäker framtid. Vatten är nödvändigt för jordbruket. Afrikanska länder måste, som en brådskande fråga, utveckla en sammanhängande och strategisk politik kring vatten, mark och jordbruk.

Det pågår arbete, inklusive min egen forskning och projekt som drivs i Sydafrika och Australien, som kan innehålla lektioner för afrikanska länder som vill hantera sitt vatten bättre.

Initiativen inkluderar investeringar i bevattningsinfrastruktur, smart användning av teknik i vattenhantering såsom verktyg för att förutsäga och hantera vattenflödet, samt mobilappar för bönder.

Investering

Bevattnat jordbruk är mycket mer produktivt än regnmatat jordbruk. Det är därför som både mark- och vattenförvaltning måste beaktas i frågan om att uppnå ett hållbart och produktivt jordbruk.

I Nordamerikas högproduktiva torra prärieregioner, såsom Prairie-provinserna i Kanada (Alberta, Saskatchewan och Manitoba) och prärieregionerna i USA, regeringar och bönder har investerat mycket kapital i utvinning av grundvatten och ytvatten, samt bevattningsinfrastruktur.

Det har möjliggjort utvecklingen av ett allt mer intensivt och produktivt jordbruk. Liknande investeringar i bevattningsinfrastruktur behövs i Afrika för att öka jordbrukets produktivitet. Några exempel på ganska komplexa och omfattande bevattningssystem finns redan i Afrika. En är överföringen av vatten från Gariep Dam till Fish and Sundays-floderna i Eastern Cape-provinsen, som stöder intensiv citrusodling. Även om den ekologiska hållbarheten i detta exempel är tveksam, det visar att Afrika har kapacitet att utveckla bevattningssystem.

Sådana högproduktiva jordbruksregioner kommer att vara avgörande för att säkerställa framtida livsmedelsförsörjning, både nationellt och internationellt. Regioner i Afrika med stor potential för intensiva, men hållbart jordbruk genom bevattning måste identifieras och utvecklas.

Teknologi

Tekniken spelar också en allt viktigare roll inom jordbruket, bevattning och vattenförvaltning.

Modelleringsverktyg som hydrologiska och vattenförvaltningsmodeller har framstått som en viktig komponent i vattenförvaltningen. Mina kollegor och jag på Integrated Modeling Program for Canada utvecklar verktyg som kan användas för att förutsäga och hantera vattenflödet och vattenkvaliteten i Kanadas stora flodbassänger. Liknande initiativ behövs i andra länder. De utvecklade modellerna, tillsammans med kunskap som vi fått genom vårt projekt, kan hjälpa till att vägleda vattenförvaltningen i andra regioner.

Andra tekniska förbättringar inkluderar utvecklingen av smarta växter som är mer torktoleranta tack vare genetisk modifiering och genomredigering. Vissa växter kan också konstrueras för att använda mer effektiva fotosyntetiska vägar som till fullo använder solens tillgängliga energi. Denna utveckling lovar det varma klimatet i Afrika.

Bevattningshanteringen använder nu fjärranalysdata. Mycket av dessa data är fritt tillgängliga och täcker hela planeten. Till exempel, fjärranalys används för att lokalisera områden med våta och torra zoner i odlade fält. Detta möjliggör variabel bevattningshantering och fjärranalysuppskattningar av grödans vattenbehov. Australiens IrriSAT, som använder Google Earth Engine, är ett exempel på detta tillvägagångssätt.

En sydafrikansk teknik använder fjärranalys för att hjälpa bönder i Western Cape-provinsen att spara vatten.

Mobilappar testas för närvarande i Rwanda för att hjälpa bönder. Dessa kommer att ge information om väder, nederbörd och markfuktighet för att möjliggöra bättre förvaltning och produktivitet, samt information om marknader.

Dessa är positiva, men liten, steg. Det är uppenbart att den afrikanska kontinenten har mycket att ta igen om den ska ta itu med sina vattenförvaltningsproblem.

Vägen framåt

Afrikanska regeringar måste bedriva samarbeten med internationella institutioner som är intresserade av att arbeta med kontinenten. Till exempel, Prairie Farm Rehabilitation Administration har visat intresse för att arbeta med afrikanska regeringar. Organisationen har utvecklat expertis för att hantera torka och markförstöring sedan den grundades på 1930-talet.

Och etablerade institutioner i Afrika som Water Research Commission och Agricultural Research Council borde stärkas och nya institutioner skapas. Detta skulle uppmuntra mer kunskapsutbyte i hela Afrika.

Dessutom, Kunskap om bästa jordbruksmetoder som utvecklats på annat håll bör bedömas och anpassas för afrikanska förhållanden. Viktigt, ansträngningar bör göras för att minska den byråkrati som för närvarande hindrar tillämpningen av befintlig teknik.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.