Nos EUA, 52% da terra irrigada é usada para a produção de milho, soja e trigo de inverno. Milho e soja são duas das culturas mais importantes do país, com 17% da produção de milho e 12% da produção de soja provenientes de áreas irrigadas. No entanto, a água utilizada para esta irrigação é muitas vezes água subterrânea bombeada de forma insustentável. De acordo com um estudo recente liderado por Dartmouth publicado em Earth's Future , o uso sustentável das águas subterrâneas para a agricultura nos EUA poderia reduzir drasticamente a produção de milho, soja e trigo de inverno.
A irrigação depende da extração de águas subterrâneas de aquíferos, que também servem como fonte de água potável e são essenciais para lagos, rios e ecossistemas. Os aquíferos são recarregados naturalmente, à medida que as chuvas, o derretimento da neve e outras águas se infiltram no solo e são coletadas em uma camada porosa no subsolo. Se o uso da água subterrânea, no entanto, exceder as taxas de recarga do aquífero, isso reduz a quantidade de água subterrânea que está disponível no aquífero, inclusive para o cultivo.

Para analisar os impactos do uso sustentável das águas subterrâneas para milho irrigado, soja e trigo de inverno, os pesquisadores usaram um modelo de cultura para simular a agricultura irrigada de 2008 a 2012. O modelo de cultura usa informações sobre clima diário, propriedades do solo, manejo da fazenda e variedades de culturas e foi comparado com dados de pesquisa do Departamento de Agricultura dos EUA para confirmar sua precisão.

A produção agrícola foi simulada em quatro diferentes cenários de uso de água subterrânea, variando do mais otimista ao pessimista. O cenário mais otimista assume que a quantidade máxima de recarga pode ser usada para irrigação. Os cenários menos otimistas, que são baseados no rendimento seguro do aquífero, assumem que apenas uma fração da recarga vai para o aquífero e apenas essa quantidade restrita de água pode ser usada para irrigação. Os cenários menos otimistas levam em conta a incerteza na disponibilidade de água subterrânea, bem como a preservação de alguma água para manter os ecossistemas saudáveis. Os quatro cenários de uso sustentável das águas subterrâneas são baseados em rendimentos de aquíferos seguros de 100%, 75%, 50% e 25%.

Sob o cenário de uso sustentável das águas subterrâneas mais otimista, a produção irrigada de milho, soja e trigo de inverno nos EUA é reduzida em 20%, 6% e 25%, respectivamente. No cenário mais pessimista, a produção de milho, soja e trigo de inverno é reduzida em 45%, 37% e 36%, respectivamente.

“Nossas descobertas ressaltam como a produção de milho, soja e trigo de inverno pode ser afetada se optarmos por parar de esgotar os aquíferos nos Estados Unidos”, diz o coautor Jonathan Winter, professor associado de geografia e investigador principal do Applied Hydroclimatology Group da Dartmouth. “No entanto, a precipitação futura, que afeta os recursos hídricos subterrâneos, é difícil de prever, e a tecnologia de irrigação aprimorada, culturas mais eficientes em termos de água e melhor gestão da água agrícola podem reduzir as perdas de produção de uma transição para o uso sustentável das águas subterrâneas”.

As descobertas mostram que Nebraska, Kansas e Texas, que dependem das águas subterrâneas do Aquífero High Plains (também conhecido como Aquífero Ogallala) para cultivar milho, soja e trigo de inverno, sofreriam algumas das maiores perdas de produção como resultado de uma agricultura sustentável. uso de águas subterrâneas. Esta região é particularmente vulnerável devido à falta de chuvas, o que limita a agricultura de sequeiro e a recarga das águas subterrâneas. Pesquisas anteriores descobriram que as Planícies Altas extraem três vezes mais água subterrânea do que a taxa de recarga de seu aquífero.

A Califórnia Central, que depende do Aquífero do Vale Central, também teria grandes perdas de produção de milho e trigo de inverno devido ao uso sustentável das águas subterrâneas, mas as perdas de produção de milho e trigo de inverno na Califórnia são limitadas devido ao domínio de culturas especiais, como amêndoas , uvas e alface, que limitam a quantidade de terra usada para cultivar milho e trigo de inverno.

Em contraste, o Vale do Mississippi, uma região significativa de milho e soja, sofreria relativamente poucas perdas de produção, já que a extração de água subterrânea é tipicamente menor que a recarga na região. O Centro-Oeste também sofreria perdas mínimas na produção de milho e soja porque a região é úmida e depende principalmente da agricultura de sequeiro, em vez de irrigada.

“O uso sustentável das águas subterrâneas é fundamental para manter a produção agrícola irrigada, especialmente em um sistema alimentar global que já é tributado pelas mudanças climáticas, crescimento populacional e mudanças nas demandas alimentares”, diz o coautor Jose R. Lopez, ex-pesquisador de pós-doutorado em geografia. em Dartmouth. “Precisamos expandir a implementação de estratégias e tecnologias de conservação de água que temos agora e desenvolver mais ferramentas que possam estabilizar o abastecimento de água subterrânea do país, preservando o rendimento das colheitas e os meios de subsistência dos agricultores”.