Con el cambio climático, regar más cultivos en los Estados Unidos será fundamental para mantener los rendimientos futuros, ya que es probable que aumenten las condiciones de sequía debido a las temperaturas más cálidas y los cambios en los patrones de precipitación. Sin embargo, menos del 20% de las tierras de cultivo están equipadas para el riego.
Un estudio dirigido por Dartmouth encuentra que a mediados del siglo XXI, en un escenario de emisiones moderadas de gases de efecto invernadero, los beneficios de la expansión del riego superarán los costos de instalación y operación en una porción ampliada de las tierras de cultivo actuales de EE. UU.
Los resultados muestran que para mediados de siglo, el maíz y la soya que actualmente son de secano se beneficiarían del riego en la mayor parte de Dakota del Norte, el este de Dakota del Sur, el oeste de Minnesota, Wisconsin y Michigan. Las tierras de cultivo de soja que dependen de la lluvia en partes de Indiana, Illinois, Ohio, Kentucky, Kansas y Oklahoma también se beneficiarían del riego. Los hallazgos se publican en Communications Earth & Environment .
La instalación, el mantenimiento y el funcionamiento de equipos de riego tienen un costo significativo para los agricultores, tanto como $160 por acre por año. «Nuestro trabajo esencialmente crea un mapa de EE. UU. de dónde tendrá más sentido instalar y usar equipos de riego para cultivos de maíz y soja en el futuro», dice el primer autor Trevor Partridge, becario postdoctoral de Mendenhall e hidrólogo investigador del Servicio Geológico de EE. UU. Water Resources Mission Area, quien realizó el estudio mientras trabajaba en su Ph.D. en Dartmouth.
La región de High Plains, que incluye Nebraska, Kansas y el norte de Texas, históricamente ha sido una de las áreas con mayor riego y se descubrió que tiene los rendimientos económicos actuales más altos para el riego. Sin embargo, los crecientes costos de la sequía están empujando a los agricultores a invertir en riego en todas las regiones del Corn Belt y el sureste de los EE. UU., y es difícil predecir el rendimiento económico a largo plazo de estas inversiones.
Para realizar el análisis de costo-beneficio del riego de maíz y soja, los investigadores realizaron una serie de simulaciones de modelos de cultivos. Aplicaron varias proyecciones climáticas globales que abarcan el rango de posibles climas futuros (caliente y seco, cálido y húmedo, fresco y seco, fresco y húmedo, cada uno en relación con la proyección climática promedio) para simular el crecimiento futuro de los cultivos en condiciones totalmente irrigadas o de lluvia. condiciones de alimentación.
Para cada escenario climático, el modelo de cultivo se ejecutó tanto para el maíz como para la soja en todas las áreas cultivadas en los EE. UU. Las simulaciones del modelo de cultivo examinaron tres períodos: histórico (1981–2010), mediados de siglo (2036–2065) y finales de -siglo (2071–2100) bajo escenarios de emisiones de gases de efecto invernadero moderadas y altas. Las simulaciones tuvieron en cuenta la gestión de cultivos a nivel de condado y los datos de crecimiento del Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas del Departamento de Agricultura de EE. UU., incluidas las fechas de siembra, madurez y cosecha.
Para determinar los beneficios económicos del riego, el equipo calculó el rendimiento adicional del cultivo simulado del riego y el correspondiente aumento del valor de mercado que podría esperarse en relación con los costos de riego, que incluían la electricidad necesaria para bombear agua subterránea y distribuirla por el campo. y gastos asociados por acre para poseer y operar el sistema de riego.
El equipo investigó no solo dónde y cuándo tiene sentido instalar riego para el maíz y la soja, sino también si habrá suficiente agua para hacerlo. Calcularon el «déficit de agua de riego», que es la simple diferencia entre la cantidad de agua que se aplica al campo en relación con la cantidad de agua que debería estar disponible para el riego.
Los resultados muestran que para mediados de siglo probablemente habrá suficiente agua para regar la soja en Iowa, Wisconsin, Ohio y el norte de Illinois e Indiana, pero no para el maíz. Iowa es el mayor productor de maíz en los EE. UU. Se descubrió que los recursos de agua subterránea para riego son los más abundantes en el sureste de los EE. UU., especialmente en el valle inferior del Mississippi, donde la agricultura es menos intensiva. Sin embargo, en esta región los beneficios del riego son mínimos.
«Nuestros resultados sugieren que hay una superposición relativamente pequeña entre el lugar donde hay suficiente agua para regar completamente los cultivos sin ejercer una presión adicional sobre los recursos hídricos y el lugar donde los agricultores pueden esperar que la inversión en riego se pague por sí misma a largo plazo», dice Partridge.
Por ejemplo, el acuífero de Ogallala en las Grandes Llanuras es el acuífero más grande de los EE. UU., proporciona agua a ocho estados y sustenta una de las áreas más extensamente irrigadas para el maíz y la soya.
«Los crecientes beneficios del riego podrían incentivar a los agricultores a usar más agua, lo que ejercerá una presión adicional sobre los acuíferos clave, incluido el Ogallala», dice el autor principal Jonathan Winter, profesor asociado de geografía y líder del Grupo de Hidroclimatología Aplicada en Dartmouth. Investigaciones anteriores han demostrado que el agua se extrae del acuífero Ogallala más rápido de lo que se puede reponer. «Simplemente no hay suficiente agua para seguir irrigando al ritmo actual desde Ogallala, especialmente en la parte sur donde los niveles de agua subterránea están cayendo rápidamente», dice Winter.
Con un mayor calentamiento, como el de finales de siglo bajo un escenario de altas emisiones de gases de efecto invernadero, el estrés por calor dominará los impactos en el rendimiento de los cultivos y reducirá la efectividad del riego como estrategia de adaptación en la mayor parte de los EE. UU., especialmente para el maíz. El maíz generalmente tiene un rendimiento más alto que la soya , pero la soya es más tolerante al calor, no requiere tanta agua y tiene una temporada de crecimiento un poco más corta.
«Para finales de siglo, nuestras simulaciones sugieren que será económicamente más beneficioso regar la soja que el maíz», dice Winter. «Una vez que se instale el riego, podríamos ver algunos lugares donde históricamente se cultivaba maíz cambiar a soja porque es una adaptación de bajo costo».
Cuando se trata de riego, los agricultores deben considerar una variedad de factores complejos y competitivos: rendimiento de rendimiento anterior, valores de mercado de cultivos, costos de energía, incentivos económicos y pronósticos meteorológicos estacionales. Los investigadores esperan que su análisis pueda utilizarse para ayudar a las políticas de gestión de recursos hídricos y agrícolas a adaptarse a un clima más cálido.
Más información: Los beneficios del riego superan los costos en más tierras de cultivo de EE. UU. a mediados de siglo, Communications Earth & Environment (2023). DOI: 10.1038/s43247-023-00889-0 , www.nature.com/articles/s43247-023-00889-0
