Partout dans le monde, l’irrigation domine la consommation d’eau douce, représentant 88 % de toute l’eau douce consommée à l’échelle mondiale. Dans l’ouest des États-Unis, la situation n’est pas différente, puisque l’agriculture irriguée est la principale cause de l’épuisement de l’eau dans la région. En outre, le changement climatique a rendu de plus en plus difficile pour l’ouest des États-Unis de répondre aux besoins en eau des fermes, des villes et des écosystèmes.
Dans un papier publié dans Eau naturelledes chercheurs de l’Université du Delaware, de Sustainable Waters, une organisation mondiale axée sur les problèmes de pénurie d’eau, et de Virginia Tech ont examiné six bassins fluviaux importants sur le plan agricole dans l’ouest des États-Unis qui connaissent une pénurie d’eau : le Grand Lac Salé, le cours inférieur du fleuve Colorado, le Rio Grande, la rivière Snake, la rivière Platte et la rivière San Joaquin.
Ils ont également déterminé quelles cultures sont actuellement cultivées dans ces régions et examiné comment le passage à des cultures moins gourmandes en eau contribuerait à lutter contre la pénurie d’eau tout en permettant aux agriculteurs de rester économiquement viables.
Kyle Davis, professeur adjoint au Département de géographie et des sciences spatiales et au Département des sciences des plantes et des sols, ainsi que membre du corps professoral résident du Data Science Institute de l’UD, et Dongyang Wei, doctorant au Département de géographie et des sciences spatiales. , faisaient partie du groupe de recherche de l’UD. L’auteur principal du document était Brian Richter, président de Sustainable Waters.
Eau douce et irrigation
L’inadéquation entre la disponibilité de l’eau douce et l’eau nécessaire à l’irrigation des cultures a provoqué un assèchement alarmant des débits des rivières et des aquifères. En réponse, les régulateurs de l’eau mettent actuellement en œuvre ou planifient des mandats visant à réduire l’eau à des fins agricoles.
Bien que ces mandats soient sans aucun doute nécessaires et efficaces à court terme, il est de plus en plus admis que l’agriculture irriguée ne peut pas continuer dans son état actuel et que la combinaison actuelle de cultures gourmandes en eau cultivées dans l’Ouest doit changer.
Wei a déclaré que dans la plupart des régions étudiées, la luzerne et le foin utilisés pour nourrir le bétail étaient les cultures qui utilisaient le plus d’eau, pas nécessairement parce qu’il s’agissait de la culture la plus gourmande en eau, mais parce qu’elles étaient si largement plantées dans l’ouest. De plus, le maïs et les amandes utilisaient respectivement de grandes quantités d’eau dans les zones de la rivière Platte et de la rivière San Joaquin.
Bien qu’il serait irréaliste de suggérer aux producteurs de simplement remplacer ces cultures par d’autres cultures utilisant moins d’eau, Wei a souligné que les chercheurs ont sélectionné uniquement les cultures qui ont déjà été plantées dans les zones qu’ils étudiaient afin de ne pas arriver à des estimations. ce serait loin de la réalité de la situation.
« Les cultures que nous avons suggérées pour remplacer les cultures actuelles varient d’une région à l’autre », a déclaré Wei. « En outre, les cultures alternatives pour remplacer la luzerne sont relativement moins consommatrices d’eau, mais elles devaient également fournir suffisamment de revenus nets aux agriculteurs pour couvrir la perte de revenus liée à la luzerne. »
Une autre stratégie importante pour économiser l’eau consistait à recourir à la jachère, une technique agricole qui consiste à laisser les terres arables sans semer pendant un ou plusieurs cycles végétatifs.
Les auteurs ont constaté qu’une économie d’eau maximale de 28 à 57 % est possible dans les six zones d’étude lorsque la jachère est intégrée à un mélange de cultures moins gourmandes en eau. Cependant, comme il peut être irréaliste pour les agriculteurs de mettre en jachère une grande partie de leur champ, les chercheurs ont introduit une contrainte de modélisation pour limiter la jachère à seulement entre 5 et 30 % de la superficie totale d’une exploitation.
Pour mener l’étude, Davis a déclaré que les chercheurs ont utilisé les statistiques agricoles pour estimer la rentabilité des agriculteurs pour différentes cultures et différents endroits. La quantité réelle d’eau consommée par chaque culture a été estimée à l’aide d’un modèle d’eau de culture dans lequel les chercheurs ont saisi des données sur le climat et le sol et ont examiné la quantité d’eau dont la culture a besoin pour pousser sans stress.
« Une fois que vous connaissez la quantité d’eau dont une culture a besoin et l’étendue de sa croissance, vous pouvez estimer le volume total d’eau dont cette culture a besoin dans un endroit particulier », a déclaré Davis. « Nous saisissons ces volumes dans un modèle hydrologique national qui estime la quantité d’eau consommée dans chaque sous-bassin à travers les États-Unis, puis transmettons cette eau restante en aval vers les sous-bassins suivants afin que vous puissiez voir comment l’épuisement se propage le long de l’ensemble du fleuve. bassin. »
Davis a déclaré que l’espoir est qu’avec cette étude, les décideurs politiques puissent voir une possible solution prometteuse pour aider à résoudre la crise de l’eau dans l’Ouest.
« Avec des problèmes tels que le changement climatique et les sécheresses étendues, il est encore plus urgent de réduire la demande en eau afin que les différentes activités humaines et écologiques puissent continuer à avoir lieu », a déclaré Davis. « C’est notre façon de proposer une suggestion alternative à ce qui a déjà été envisagé comme moyen d’économiser considérablement beaucoup d’eau. »
Ils voient également leurs conclusions contribuer aux conversations avec les gestionnaires de l’eau, les gouvernements des États et fédéral, ainsi que les agriculteurs sur ce qui peut fonctionner sur le terrain si ces types de solutions doivent être mis en œuvre.
Dans les recherches futures, ils espèrent mener des expériences à grande échelle dans lesquelles ils rémunèrent les agriculteurs pour mettre en œuvre les différentes cultures et mesurer les résultats hydrologiquement. Cela leur permettra de mieux évaluer les co-bénéfices de la mise en œuvre de ces solutions dans différents aspects de la société.
« Ces types d’études évaluent en parallèle une variété de résultats différents qui sont importants pour différents utilisateurs de l’eau », a déclaré Davis. « Je pense qu’il est vraiment important d’essayer d’identifier des solutions qui prennent en compte toutes ces différentes considérations et peuvent rendre plus probable que les informations et les conclusions que nous générons contribueront à réellement réaliser un changement positif. »
Plus d’information:
Brian D. Richter et al, Atténuer la pénurie d’eau en optimisant les mélanges de cultures, Eau naturelle (2023). DOI : 10.1038/s44221-023-00155-9