En opvarmning i Midtvesten øger sandsynligheden for, at landmænd bliver nødt til at vande

Hvis de nuværende klima- og afgrødeforbedrende tendenser fortsætter i fremtiden, Midtvestlige majsdyrkere, der i dag er afhængige af nedbør for at vande deres afgrøder, bliver nødt til at vande deres marker, finder en ny undersøgelse. Dette kunne trække vandførende lag ned, forstyrre vandløb og floder, og skabe konflikter mellem landbruget og andre menneskelige og økologiske behov for vand, siger videnskabsmænd.

Studiet, rapporteret i journalen økosfære , beregnet, i hvilket omfang varmere forhold, der forventes i midten af ​​århundredet, vil trække mere fugt ud af majsplanter, sagde professor i plantebiologi ved University of Illinois, Evan DeLucia, der ledede undersøgelsen.

"Når atmosfæren varmer, det tørrer, og så tiltrækningen for vand til at gå fra planter til atmosfæren øges, "DeLucia sagde. "Atmosfærens evne til at trække vand fra planter bestemmes af dens 'damptryksunderskud'.

"Hvis du tilføjer den årtier gamle tendens mod større, mere produktive majsplanter, du ser en samlet stigning i vandforbrug og vandtab gennem planteblade - uden sammenlignelige stigninger i nedbør for at imødegå underskuddet, " han sagde.

I dag, det gennemsnitlige majsudbytte i hele Midtvesten er omkring 170 skæpper pr. sagde DeLucia. Dette er en stigning fra omkring 120 skæpper pr. hektar i 1990.

"Hvis denne tendens fortsætter, det forventede udbytte i 2050 ville være 230-240 skæpper pr. hektar i gennemsnit på tværs af Midtvesten, " sagde han. "Hvis du vil have mere majs, så skal du have en større plante, og en større plante kommer til at bruge mere vand."

Nedbør forventes ikke at stige nok i Midtvesten til at kompensere for tørreforholdene i den varmere atmosfære, fandt forskerne.

"Vi får mere intense storme om foråret og mindre regn i sensommeren, " sagde DeLucia. Men den samlede mængde nedbør forventes ikke at ændre sig meget i de kommende årtier.

Selv uden stigninger i plantestørrelse og produktivitet, opvarmningsforhold alene vil nødvendiggøre en meget større efterspørgsel efter vand, holdet fandt.

"Vi viser, at når damptryksunderskuddet stiger, opretholdelse af det nuværende majsudbytte vil kræve en stor udvidelse af kunstvanding, mere end det tredobbelte, i områder, der i øjeblikket er støttet af regn, " skrev forskerne.

Nogle strategier kan hjælpe med at modvirke tørreforholdene, sagde DeLucia. Brugen af ​​minimal jordbearbejdning og mulch kan reducere hastigheden af ​​vandtab fra jorden. Og at avle eller genmodificere planter for at binde mere klorofyl i deres nederste blade og mindre i toppen vil tillade fotosyntesen at forløbe mere effektivt tættere på jorden, hvor forholdene er mere fugtige. Dette vil mindske mængden af ​​fugt, der går tabt, når planter åbner porerne i deres blade for at optage kuldioxid under fotosyntesen. En forskningsindsats for at gøre dette er i gang i laboratoriet hos U. of I. plantebiologi professor Donald Ort.