Många experter är överens om att hållbar grundvattenanvändning är viktig för jordbrukets framtid, men att göra det kommer att innebära en betydande minskning av skördarna.
Forskare vid Dartmouth College studerade nyligen vilken inverkan hållbar vattenanvändning kommer att ha på produktionspotentialen för stora amerikanska grödor. Studien, publicerad i Earth's Future förra månaden, dyker in i hur produktionen av majs, sojabönor och höstvete – som står för 52 procent av landets bevattnade mark – skulle kunna minskas dramatiskt om en hållbar vattenförsörjning användes för att odla dem.
Många bönder är beroende av bevattning, som använder grundvatten från akviferer - underjordiska vattenkällor som naturligt matas av regn, snösmältning och annat vatten som infiltrerar jorden. Att tömma akvifärerna på vatten snabbare än det kan återfylla resulterar i minskade grundvattenmängder och därför minskad skördepotential. Akviferer används inte bara för jordbruket utan också för dricksvatten, och de är viktiga för sunda sjöar och floder. Utarmningen av akviferer kan påverka hela ekosystem negativt. "Hållbar" användning av grundvatten skulle innebära en begränsning av vattenanvändningen för att möta den naturliga akviferens återuppladdning. Och med mer än 50 procent av västvärldens mark klassificerad som att uppleva "extrem eller exceptionell torka" i oktober 2021, är hastigheten för framtida uppladdning inte särskilt hoppfull.
[RELATERAT:Bevattning dränerar floder, sjöar och bäckar]
För att utvärdera hur en mer hållbar användning av grundvatten skulle påverka dessa tre stora amerikanska grödor använde forskare en grödemodell för att simulera konstbevattnat jordbruk från 2008 till 2012. Den modellen, som använde väderdata, grödesorter, jordegenskaper och gårdsförvaltning, användes sedan jämfört med USDA-undersökningsdata för att bekräfta dess riktighet.
Resultaten visar att om vattnet skulle användas på ett hållbart sätt skulle en minskning av produktionen av varje gröda vara nödvändig. Det skulle helt enkelt inte finnas tillräckligt med vatten för att ge näring åt den mängd grödor som redan odlats. Studien simulerade minskningen av växtproduktionen under fyra scenarier, från de mest optimistiska till de mest pessimistiska med avseende på tillgängliga vattenmängder, med den mest optimistiska simuleringen av högsta möjliga akviferladdningsprocent. De mindre optimistiska scenarierna simulerar lägre laddningsprocent och står också för att vatten lämnas i akvifärerna för att upprätthålla ett sunt ekosystem.
För majs, fann studien, skulle den "mest optimistiska" produktionsminskningen vara cirka 20 procent, medan den "pessimistiska" simuleringen skulle kräva en minskning med 45 procent. För höstvete skulle den optimistiska minskningen minska produktionen med 25 procent, med den pessimistiska rankningen på 36 procent. Det optimistiska grundvattenanvändningsscenariot för sojabönor är jämförelsevis lågt på sex procent, men dess värsta scenario ligger närmare andra grödor med en minskning på 37 procent.
Hur siffrorna skulle spela ut i verkligheten kommer att bero mycket på mängden nederbörd för att mata akvifärerna. Enligt studien skulle regioner som förlitar sig på High Plains akvifären, som är benägna att brist på nederbörd – inklusive Texas, Kansas och Nebraska – få de största produktionsminskningarna med hållbara grundvattenmetoder.
Regionerna Mississippi Valley och Mellanvästern, som är mindre beroende av grundvattenutvinning på grund av högre nederbörds- och luftfuktighetsnivåer, skulle få en jämförelsevis mindre minskning av växtodlingen under en hållbar grundvattenmodell.
