Tres décadas de datos han informado a un nuevo estudio dirigido por Nebraska que muestra cómo el agotamiento del agua subterránea, la misma de la que dependen muchos agricultores para el riego, puede amenazar la producción de alimentos en medio de sequías y climas más secos.
por la Universidad de Nebraska-Lincoln
El estudio encontró que, debido en parte a los desafíos que plantea la extracción de agua subterránea, el agotamiento de un acuífero puede frenar el rendimiento de los cultivos incluso cuando parece lo suficientemente saturado como para seguir satisfaciendo las demandas de riego. Esas pérdidas agrícolas aumentan a medida que un acuífero disminuye, informaron los investigadores, de modo que su agotamiento ejerce un mayor daño en los rendimientos del maíz y la soja cuando disminuyen de, digamos, 100 pies de espesor a 50 que de 200 pies a 150.
Esa realidad debería alentar a los formuladores de políticas, administradores de recursos y agricultores a reconsiderar el volumen de agua subterránea que tienen a su disposición para apagar los cultivos, dijo el equipo, especialmente ante una sequía más feroz y frecuente.
«A medida que se reduce un acuífero hasta el punto de que es bastante delgado, cambios muy pequeños en el espesor del acuífero tendrán impactos cada vez mayores en la producción y resiliencia de los cultivos», dijo Nick Brozović, director de políticas de Daugherty Water for Instituto Global de Alimentos. «Y eso es algo que no predecimos bien porque tendemos a predecir basándonos en el pasado. Entonces, si basamos lo que va a suceder en nuestra experiencia pasada, siempre vamos a subestimar. Siempre vamos a ser Me sorprende lo mal que se ponen las cosas».
El equipo llegó a sus conclusiones después de analizar datos sobre rendimientos, clima y aguas subterráneas del acuífero High Plains, que, como el más grande de los Estados Unidos, se encuentra en partes de ocho estados, incluido casi todo Nebraska. Algunas áreas del acuífero, especialmente aquellas debajo de Texas y Kansas, pero también el estado de Cornhusker, han disminuido considerablemente en las últimas décadas, bombeadas para irrigar tierras que de otro modo tendrían pocas posibilidades de sustentar cultivos.
«En términos de cosas que permiten abordar la seguridad alimentaria en condiciones extremas (en particular, la sequía y el cambio climático ), realmente no podemos prescindir del riego», afirmó Brozović, profesor de economía agrícola en la Universidad de Nebraska-Lincoln. «Si queremos alimentar al mundo con alimentos nutritivos y de alta calidad y un suministro estable de alimentos, necesitamos irrigar».
Brozović y su colega de Husker, Taro Mieno, ya habían construido muchos modelos y realizado muchas simulaciones sobre cómo responde el acuífero High Plains a la sequía y las condiciones secas. Hablar con los agricultores reveló que los modelos no abordaban su preocupación principal: el rendimiento del pozo o la cantidad de agua subterránea que los agricultores pueden esperar extraer cuando intentan proteger sus cultivos contra la sequía continua.
«Todo el mundo está interesado en cómo el agotamiento de los acuíferos afecta la resiliencia de la agricultura de regadío en la región», dijo Mieno, profesor asociado de economía agrícola y autor principal del estudio, que fue publicado en la revista Nature Water .
Entonces, los investigadores consultaron estimaciones anuales del espesor del acuífero de High Plains, que se remontan a 1935, junto con los rendimientos de maíz y soja a nivel de condado desde 1985 hasta 2016. Mientras tanto, los datos meteorológicos permitieron al equipo calcular los déficits estacionales de agua, o la diferencia entre el agua obtenida por la precipitación y la cantidad que los cultivos pierden por evaporación y transpiración.
Cuando este último excede al primero, los agricultores a menudo recurren a los acuíferos en busca de ayuda para compensar la diferencia, sabían los investigadores. Lo que no sabían: ¿en qué condiciones y en qué medida el agotamiento de un acuífero haría que bombear su agua fuera demasiado difícil o costoso? ¿Y en qué medida influirían las decisiones resultantes (reducir la cantidad de riego por acre, dejar de regar ciertas parcelas por completo) en los rendimientos del maíz y la soja ?
El equipo descubrió que los agricultores que tuvieron la suerte de cultivar maíz y soja sobre las franjas más saturadas del acuífero de las Altas Llanuras (aproximadamente de 220 a 700 pies de espesor) continuaron disfrutando de altos rendimientos de irrigación incluso en tiempos de déficit hídrico extremo. Por el contrario, aquellos que dependen de las áreas menos saturadas (entre 30 y 100 pies) vieron que sus rendimientos de riego comenzaron a tener una tendencia a la baja cuando los déficits de agua alcanzaron solo 400 milímetros, un hecho común en Nebraska y otros estados del Medio Oeste.
En los años en que el déficit se acercaba o excedía los 700 milímetros, los campos irrigados que se encontraban por encima de las aguas subterráneas más espesas producían notablemente más maíz que aquellos que se encontraban por encima de las aguas subterráneas más delgadas. Los resultados fueron más claros durante un déficit de agua de 950 milímetros, que se corresponde con una sequía extrema: los campos encima de los tramos menos saturados del acuífero produjeron aproximadamente 19,5 bushels menos por acre.
«Debido a la forma en que funcionan los acuíferos, incluso si hay mucha agua allí, a medida que se agotan, en realidad se pierde la capacidad de satisfacer las necesidades de agua de los cultivos durante los períodos más secos, porque el rendimiento del pozo tiende a disminuir a medida que se agota un acuífero. » dijo Brozovic. «Eso tiene una consecuencia económica y una consecuencia de resiliencia».
El estudio captó otro vínculo revelador entre el agua que reside bajo tierra y la que se aplica en la superficie. Cuando se encontraban sobre aguas subterráneas de aproximadamente 330 pies de espesor, los agricultores regaban el 89% de sus acres dedicados al cultivo de maíz. ¿Dónde el acuífero tenía apenas 30 pies de espesor? Sólo el 70% de esas hectáreas recibieron riego. Es probable que esto sea el resultado del menor rendimiento de los pozos que lleva a los agricultores a regar sólo algunos de sus campos, dijo Taro, o incluso a renunciar al riego.
Para comprender mejor cómo esa reducción del riego contribuía a las pérdidas agrícolas en condiciones secas, los investigadores tuvieron en cuenta los rendimientos de los campos irrigados y no irrigados, los últimos de los cuales dependen únicamente de la precipitación. Ese análisis fijó que los rendimientos eran aún más sensibles a déficits de agua aún más pequeños, lo que sugiere que la disminución de las tierras irrigadas estaba agravando las pérdidas sufridas en las parcelas aún irrigadas.
E ilustró la amenaza descontrolada que se plantea cuando el espesor medio de un acuífero cae por debajo de ciertos umbrales. Con un déficit de agua de 950 milímetros, se estimó que reducir el espesor de un acuífero de aproximadamente 330 a 230 pies iniciaría una pérdida promedio de alrededor de 2,5 bushels de maíz por acre, lo que los autores llamaron una «diferencia insignificante». La misma disminución absoluta, pero de 230 a 130 pies, condujo a una pérdida estimada de 15 bushels por acre.
«Como consecuencia, su resiliencia al clima disminuye rápidamente», dijo Mieno. «Entonces, cuando se opera en un acuífero que es muy espeso en este momento, se está relativamente seguro. Pero hay que gestionarlo de manera que no se supere ese umbral, porque a partir de ahí, todo es cuesta abajo.
«Y la importancia de los acuíferos aumentará a medida que avance el cambio climático en el futuro, sin duda. A medida que hace más calor, normalmente se necesita más agua. Eso significa que se necesita más riego y el acuífero se agotará aún más rápido». , y las cosas pueden empeorar cada vez más».
Nebraska tiene suerte, dijo Brozović, porque se encuentra encima de un embalse tan enorme y ha establecido un sistema de gobernanza diseñado para conservarlo a escala local. Sin embargo, la mayoría de las regulaciones se centran en exigir cuánto y cuándo se bombea el agua subterránea, sin salvaguardar el nivel de saturación del acuífero o la capacidad correspondiente para extraer agua de él.
Brozović admitió que convencer a los responsables políticos de que consideren revisar esos parámetros ahora, cuando gran parte del estado todavía cuenta con suficiente agua subterránea, es «quizás una tarea difícil». Tiene la esperanza de que el nuevo estudio pueda al menos ayudar a poner esa conversación sobre la mesa.
«Una vez que tienes un problema, una vez que el rendimiento de los pozos ya está disminuyendo y el acuífero es muy escaso, incluso si se implementan políticas, todavía se sufren muchos de los impactos (negativos)», dijo. «Así que el momento de implementar políticas significativas es antes de que las cosas se hayan desplomado.
«Primero, hay que entender, hay que medir, hay que educar. Hay que entender qué se está preservando y por qué. Cuanto más se pueda proporcionar evidencia cuantitativa de por qué vale la pena tomarse la molestia de hacer todo «Esto y lo que está en juego», dijo, «más fácil será la conversación».
Brozović y Mieno fueron los autores del estudio Nature Water con Timothy Foster de la Universidad de Manchester y Shunkei Kakimoto de la Universidad de Minnesota.
Más información: Taro Mieno et al, El agotamiento de los acuíferos exacerba las pérdidas por sequía agrícola en las altas llanuras de EE. UU., Nature Water (2024). DOI: 10.1038/s44221-023-00173-7, dx.doi.org/10.1038/s44221-023-00173-7
