Tre decenni di dati hanno informato un nuovo studio condotto dal Nebraska che mostra come l’esaurimento delle acque sotterranee – le stesse su cui molti agricoltori fanno affidamento per l’irrigazione – può minacciare la produzione alimentare in un contesto di siccità e climi più secchi.
Lo studio ha scoperto che, in parte a causa delle difficoltà legate all’estrazione delle acque sotterranee, l’esaurimento di una falda acquifera può frenare i raccolti anche quando appare sufficientemente satura da continuare a soddisfare le esigenze di irrigazione. Tali perdite agricole aumentano man mano che una falda acquifera diminuisce, hanno riferito i ricercatori, in modo che il suo esaurimento esercita un tributo maggiore sui raccolti di mais e soia quando diminuiscono, ad esempio, da 100 piedi a 50 di spessore che da 200 piedi a 150.
Questa realtà dovrebbe incoraggiare i politici, i gestori delle risorse e i coltivatori a riconsiderare il volume delle acque sotterranee a loro disposizione per dissetare i raccolti, ha affermato il team, soprattutto di fronte a siccità più violente e frequenti.
“Man mano che si abbassa una falda acquifera al punto da renderla piuttosto sottile, cambiamenti molto piccoli nello spessore della falda acquifera avranno impatti sempre più grandi sulla produzione e sulla resilienza del raccolto”, ha affermato Nick Brozović, direttore delle politiche presso Daugherty Water for Istituto globale per l’alimentazione. “Ed è una cosa che non prevediamo bene, perché tendiamo a fare previsioni basate sul passato. Quindi, se basiamo ciò che accadrà sulla nostra esperienza passata, saremo sempre sottostimati. essere sorpreso da quanto le cose vanno male.”
Il team è giunto alle sue conclusioni dopo aver analizzato i dati relativi ai rendimenti, alle condizioni meteorologiche e alle acque sotterranee della falda acquifera delle High Plains, che, essendo la più grande degli Stati Uniti, è alla base di porzioni di otto stati, compreso quasi tutto il Nebraska. Alcune aree della falda acquifera, soprattutto quelle al di sotto del Texas e del Kansas, ma anche dello Stato di Cornhusker, sono diminuite considerevolmente negli ultimi decenni, sfruttate per irrigare terreni che altrimenti avrebbero poche possibilità di sostenere i raccolti.
“Per quanto riguarda gli aspetti che consentono di affrontare la sicurezza alimentare in condizioni estreme – in particolare la siccità e il cambiamento climatico – non possiamo davvero fare a meno dell’irrigazione”, ha affermato Brozović, professore di economia agricola all’Università del Nebraska-Lincoln. “Se vogliamo nutrire il mondo con cibo nutriente e di alta qualità e con un approvvigionamento alimentare stabile, dobbiamo irrigare.”
Brozović e il collega di Husker Taro Mieno avevano già costruito numerosi modelli ed eseguito numerose simulazioni su come la falda acquifera delle High Plains risponde alla siccità e alle condizioni di siccità. Ma parlando con gli agricoltori è emerso che i modelli non rispondevano alla loro preoccupazione principale: la resa del pozzo, o la quantità di acqua sotterranea che i coltivatori possono aspettarsi di attingere continuamente quando cercano di proteggere i loro raccolti dalla siccità.
“Tutti sono interessati a come l’esaurimento delle falde acquifere influisce sulla resilienza dell’agricoltura irrigua nella regione”, ha affermato Mieno, professore associato di economia agricola e autore principale dello studio, pubblicato sulla rivista Natura Acqua.
Quindi i ricercatori hanno consultato le stime annuali dello spessore della falda acquifera delle High Plains, che risalgono al 1935, insieme alle rese a livello di contea di mais e soia dal 1985 al 2016. I dati meteorologici, nel frattempo, hanno permesso al team di calcolare i deficit idrici stagionali, o il differenza tra l’acqua guadagnata dalle precipitazioni e la quantità persa dai raccolti attraverso l’evaporazione e la traspirazione.
Quando quest’ultima supera la prima, gli agricoltori spesso si rivolgono alle falde acquifere per cercare aiuto per colmare la differenza, lo sapevano i ricercatori. Quello che non sapevano: in quali condizioni, e in che misura, l’esaurimento di una falda acquifera avrebbe reso il pompaggio dell’acqua troppo difficile o costoso da intraprendere? E quanto potrebbero le decisioni conseguenti – ridurre la quantità di irrigazione per acro, cessare di irrigare tutti insieme alcuni appezzamenti – influenzare i raccolti di mais e soia?
Il team ha scoperto che gli agricoltori abbastanza fortunati da coltivare mais e soia al di sopra delle aree più sature della falda acquifera delle High Plains – spessa circa 220-700 piedi – hanno continuato a godere di elevati rendimenti irrigui anche in tempi di deficit idrici estremi. Al contrario, quelli che dipendono dalle aree meno sature – tra 30 e 100 piedi – hanno visto i loro rendimenti irrigui iniziare a diminuire quando il deficit idrico ha raggiunto solo 400 millimetri, un evento comune nel Nebraska e in altri stati del Midwest.
Negli anni in cui il deficit si avvicinava o superava i 700 millimetri, i campi irrigati che si trovavano sopra le falde acquifere più spesse producevano nettamente più mais rispetto a quelli che si trovavano sopra le falde acquifere più sottili. I risultati sono stati più evidenti durante un deficit idrico di 950 millimetri, che corrisponde a una siccità estrema: i campi in cima ai tratti meno saturi della falda acquifera hanno prodotto circa 19,5 bushel in meno per acro.
“A causa del modo in cui funzionano le falde acquifere, anche se c’è molta acqua lì, man mano che si esauriscono, in realtà si perde la capacità di soddisfare il fabbisogno idrico delle colture durante i periodi più secchi, perché la resa del pozzo tende a diminuire man mano che si esaurisce una falda acquifera, ” ha detto Brozovic. “Ciò ha una conseguenza economica e una conseguenza sulla resilienza”.
Lo studio ha catturato un altro collegamento significativo tra l’acqua che risiede nel sottosuolo e quella applicata in superficie. Quando si trovavano in cima a una falda acquifera spessa circa 100 metri, gli agricoltori irrigavano l’89% dei loro acri dedicati alla coltivazione del mais. Dove la falda acquifera era spessa solo 30 piedi? Solo il 70% di questi acri è stato irrigato. Questo è probabilmente il risultato della minore resa dei pozzi che spinge gli agricoltori a irrigare solo alcuni dei loro campi, ha detto Taro, o addirittura a rinunciare all’irrigazione.
Per comprendere meglio come la riduzione dell’irrigazione stesse contribuendo alle perdite agricole in condizioni di siccità, i ricercatori hanno poi preso in considerazione i rendimenti sia dei campi irrigati che di quelli non irrigati, gli ultimi dei quali si basano esclusivamente sulle precipitazioni. Tale analisi considerava i rendimenti ancora più sensibili a deficit idrici ancora più piccoli, suggerendo che il declino dei terreni irrigati stava aggravando le perdite subite sui terreni ancora irrigati.
E ha illustrato la minaccia galoppante che si pone quando lo spessore medio di una falda acquifera scende al di sotto di determinate soglie. Con un deficit idrico di 950 millimetri, si stima che la riduzione dello spessore di una falda acquifera da circa 330 a 230 piedi provochi una perdita media di circa 2,5 bushel di mais per acro, quella che gli autori chiamano una “differenza trascurabile”. La stessa diminuzione assoluta, ma da 230 a 130 piedi, ha portato ad una perdita stimata di 15 bushel per acro.
“Di conseguenza, la nostra resilienza al clima diminuisce rapidamente”, ha detto Mieno. “Quindi, quando operi su una falda acquifera che è molto spessa in questo momento, sei relativamente sicuro. Ma vuoi gestirla in modo da non oltrepassare quella soglia, perché da lì è tutto in discesa.
“E l’importanza delle falde acquifere aumenterà sicuramente con l’avanzare del cambiamento climatico in futuro. Quando fa più caldo, in genere hai bisogno di più acqua. Ciò significa che avrai bisogno di più irrigazione e esaurirai la falda acquifera ancora più velocemente.” e le cose possono andare sempre peggio.”
Il Nebraska è fortunato, ha detto Brozović, in quanto si trova sopra un bacino idrico così enorme e ha istituito un sistema di governance progettato per conservarlo su scala locale. Ma la maggior parte delle normative si concentra sull’imposizione di quanto e quando le acque sotterranee vengono pompate, senza salvaguardare il livello di saturazione della falda acquifera o la corrispondente capacità di estrarre acqua da essa.
Brozović ha ammesso che convincere i politici a prendere in considerazione la revisione di questi parametri ora, quando gran parte dello stato vanta ancora sufficienti acque sotterranee, è “forse una vendita difficile”. Spera che il nuovo studio possa almeno contribuire a mettere sul tavolo quella conversazione.
“Una volta che si ha un problema – una volta che il pozzo ha già rendimenti in calo e la falda acquifera è davvero scarsa – anche se si adottano politiche, si ottengono comunque molti impatti (negativi)”, ha affermato. “Quindi il momento di attuare politiche davvero significative è prima che le cose precipitino.
“In primo luogo, devi capire, devi misurare, devi educare. Devi capire cosa stai preservando e perché. Più puoi fornire prove quantitative del perché vale la pena prendersi la briga di fare tutto di questo, e di cosa c’è in gioco, “ha detto,” più facile sarà la conversazione.
Brozović e Mieno sono autori del Natura Acqua studiare con Timothy Foster dell’Università di Manchester e Shunkei Kakimoto dell’Università del Minnesota. I ricercatori hanno ricevuto il sostegno in parte dal Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
