Mellemrum der vokser mellem kunstvandede, regnfodret afgrødeudbytte

En 65-årig sammenlignende analyse mellem amerikanske udbytter af kunstvandede og regnfodrede afgrøder har lydt et budskab til landmændene, jordforvaltere og politiske beslutningstagere:Pas på kløften.

University of Nebraska–Lincolns Suat Irmak og Meetpal Kukal analyserede de årlige udbytter af ni afgrøder - majs, sojabønner, vårhvede, vinterhvede, sorghum, bomuld, byg, havre og lucerne - på amt-for-amt-basis fra 1950 til 2015.

Irmak og Kukal fandt ud af, at udbytteforskellene - forskelle i fødevarer produceret med kunstvanding mod nedbør alene - generelt voksede over dette spænd, en tendens, de har mistanke om, skyldes dels klimaændringer og teknologiske fremskridt inden for kunstvanding.

Men de hastigheder, hvormed disse kløfter blev større, og hvor konsekvent de gjorde det over tid, adskilte sig væsentligt mellem afgrøderne og de regioner, der dyrkede dem.

"Du får mere udbytte fra kunstvandede end regnfodret (landbrug), men størrelsen af ​​udbyttestigningen er en funktion af flere variabler, sagde Irmak, Eberhard Distinguished Professor of Biological Systems Engineering. "Det er ikke overraskende, at når nedbøren stiger, udbytteforskellen falder. Men det har også rumlige og tidsmæssige egenskaber, så det er ikke rigtig konstant i alle regioner eller for alle afgrøder. "

Vanding gav mest udbytte af majs, ifølge undersøgelsen, øget dem 270 procent på nationalt plan i løbet af de 65 år. Den unikke vækstsæson for vinterhvede betød, at dens udbytte kun steg 25 procent med kunstvanding, den mindste gevinst blandt de ni afgrøder. Alligevel varierede selv afgrødespecifikke udbyttegab mærkbart efter sted. To majsdyrkningsområder adskilt af omkring 700 miles, for eksempel, så en syvdobbelt forskel i vandingsrelaterede udbyttegevinster.

Efter at have kortlagt sådanne forskelle på tværs af omkring 80 procent af USA's dyrkede jord, forskerne sagde, at de håber, at resultaterne kan hjælpe med at vejlede fremtidig afgrødeproduktion, mens de kalibrerer vandforvaltning og kunstvandingsbrug på landsplan.

Regioner eller stater med historisk større kløfter, især dem, der dyrker de mest kunstvandings-tørstige afgrøder, kunne overveje at vande mere eller investere i jordforvaltningspraksis, der hjælper med at bevare fugt, sagde Irmak. Dem, der historisk set har set ringe forskel - eller, på nogle få områder, set, at kløften mellem kunstvandede og regnfodrede udbytter er snævrede - kan beslutte at allokere deres ressourcer på andre måder.

Præcisionen på amtsniveau af undersøgelsens data kan også hjælpe individuelle landmænd med bedre at vurdere det potentielle afkast ved at investere i kunstvanding.

"Vi har disse svar for forskellige afgrøder i hvert amt, så de kan gå tilbage og lave nogle analyser, " sagde Irmak. "Hvis de vil købe en center-pivot for ca. $150, 000 og konvertere deres jord til kunstvanding, de kan kvantificere (investeringsafkastet). Selvfølgelig, disse er intervaller (af værdier), men de kan sige, for eksempel, "Jeg kan øge mit udbytte med omkring fire til seks tons pr. hektar. Afhængig af kornpriserne i løbet af fem til otte år, Jeg kan betale for min pivot.""

Irmak og Kukal kvantificerede ligeledes antallet af år, der givet amter ikke kunne generere nogen meningsfulde udbytter af en afgrøde, når de kun var afhængige af nedbør, som nogle landmænd kan inddrage i langsigtede risikovurderinger, sagde forskerne.

"Der er en større risiko med regnfodret (landbrug), " sagde Irmak. "Der er en overall, langsigtet gennemsnitsværdi for regnfodret udbytte, men det betyder ikke, at du får det udbytte hvert år. Derfor betragter vi kunstvanding som en forsikring, der normaliserer ting og giver stabil produktivitet under forskellige klimatiske forhold. "

Forskerne, som i 2018 offentliggjorde undersøgelser, der kvantificerede forlængelsen af ​​vækstsæsoner og landbrugseffekterne af klimatendenser i hele USA, sagde, at de forventer, at landmænd og andre branchefolk glæder sig over dybden og kompleksiteten af ​​den nye analyse.

"Landmænd er meget kloge mennesker, " sagde Irmak. "I forlængelse, der er et generelt koncept om, at du skal give enkel information og (fokus på at gøre den) forståelig. Og det er fantastisk. Men det var nok (sandtere) for længe siden. Tingene ændrer sig, efterhånden som landmændene og deres aktiviteter bliver mere komplekse og sofistikerede, især under skiftende klimatiske forhold.

"Jeg interagerer med mange landmænd, næsten på daglig basis. De vil have mere information. De sætter virkelig pris på mere og mere videnskabeligt baserede data."

Derimod Irmak indrømmede, at han regelmæssigt støder på kunstvandingsrelateret pushback fra kolleger, der studerer miljøspørgsmål, herunder kunstvandings rolle i at transportere kvælstof og andre gødningskomponenter til grundvandet. Et ønske om at balancere dette perspektiv med fordelene ved kunstvanding motiverede Irmak og Kukal til at offentliggøre den nye undersøgelse i Miljøforskningskommunikation .

"Vanding på 24 procent af den dyrkede jord producerer 40 procent af den samlede globale fødevareforsyning, " sagde Irmak. "Hvis vi holdt op med at vande i dag, flere mennesker ville lide eller værre på grund af væsentligt reduceret mad, fiber- og foderproduktion, især i områder, der i forvejen oplever en betydelig mangel på forsyninger. I mit program, vi ser på at reducere den negative miljøpåvirkning af kunstvanding. Og jeg anerkender, at kunstvanding kan have nogle negative miljøeffekter, når forvaltningen ikke praktiseres ordentligt; det er der ingen tvivl om.

"Men samlet set kunstvanding bidrager væsentligt (til fødevareproduktion), og jeg vil gerne bringe dette budskab til platforme, hvor flest miljøkolleger er. Jeg troede, at dette kunne bidrage til at få miljø- og landbrugsfokuserede mennesker til at tænke på kunstvandingens positive virkninger frem for at fokusere på kun deres egne ideer. "