Une étude révèle que davantage de cultures américaines nécessitent une irrigation

Jun 20, 2023

Avec le changement climatique, les investissements bénéficieraient aux producteurs de maïs et de soja.

Avec le changement climatique, il sera essentiel d’irriguer davantage de cultures aux États-Unis pour maintenir les rendements futurs, car les conditions de sécheresse vont probablement s’aggraver en raison du réchauffement des températures et de l’évolution des régimes de précipitations. Pourtant, moins de 20 % des terres cultivées du pays sont équipées pour l'irrigation.

Une étude menée par Dartmouth révèle que d’ici le milieu du 21e siècle, dans un scénario d’émissions modérées de gaz à effet de serre, les avantages d’une irrigation élargie dépasseront les coûts d’installation et d’exploitation sur une partie élargie des terres cultivées actuelles aux États-Unis.

Les résultats montrent que d’ici le milieu du siècle, le maïs et le soja actuellement cultivés en culture pluviale bénéficieraient de l’irrigation dans la majeure partie du Dakota du Nord, de l’est du Dakota du Sud, de l’ouest du Minnesota, du Wisconsin et du Michigan. Les terres agricoles de soja qui dépendent de la pluie dans certaines parties de l’Indiana, de l’Illinois, de l’Ohio, du Kentucky, du Kansas et de l’Oklahoma bénéficieraient également de l’irrigation. Les résultats sont publiés dans Communications Earth & Environment, une revue en libre accès de Nature Portfolio.

L'installation, l'entretien et le fonctionnement du matériel d'irrigation entraînent un coût important pour les agriculteurs, pouvant atteindre 160 dollars par acre et par an. "Notre travail crée essentiellement une carte américaine des endroits où il sera le plus judicieux d'installer et d'utiliser des équipements d'irrigation pour les cultures de maïs et de soja à l'avenir", explique le premier auteur Trevor Partridge, Guarini '21, chercheur postdoctoral Mendenhall et hydrologue de recherche avec la zone de mission des ressources en eau de l'US Geological Survey qui a mené l'étude alors qu'il préparait son doctorat à Dartmouth.

La région des Hautes Plaines, qui comprend le Nebraska, le Kansas et le nord du Texas, a toujours été l'une des zones les plus irriguées et s'est avérée avoir les rendements économiques actuels les plus élevés pour l'irrigation. Cependant, les coûts croissants de la sécheresse poussent les agriculteurs à investir dans l’irrigation dans toutes les régions de la Corn Belt et du sud-est des États-Unis, et le retour économique à long terme de ces investissements est difficile à prévoir.

Pour effectuer l’analyse coûts-avantages de l’irrigation du maïs et du soja, les chercheurs ont effectué une série de simulations de modèles de culture. Ils ont appliqué plusieurs projections climatiques mondiales qui couvrent toute la gamme des climats futurs potentiels – chauds et secs, chauds et humides, frais et secs, frais et humides, chacun par rapport à la projection climatique moyenne – pour simuler la croissance future des cultures dans des conditions entièrement irriguées ou pluviales. .

Notre travail crée essentiellement une carte des États-Unis indiquant les endroits où il sera le plus judicieux d'installer et d'utiliser des équipements d'irrigation pour les cultures de maïs et de soja à l'avenir.

Pour chaque scénario climatique, le modèle de culture a été exécuté pour le maïs et le soja dans toutes les zones cultivées aux États-Unis. Les simulations du modèle de culture ont examiné trois périodes : historique (1981-2010), milieu du siècle (2036-2065) et fin du siècle. (2071-2100) dans des scénarios d’émissions de gaz à effet de serre modérées et élevées. Les simulations ont pris en compte les données sur la gestion des cultures et la croissance au niveau des comtés du Service national de statistiques agricoles du département américain de l'Agriculture, y compris les dates de plantation, de maturité et de récolte. Pour déterminer les avantages économiques de l'irrigation (l'équipe a calculé le rendement supplémentaire simulé de l'irrigation et l'augmentation correspondante de la valeur marchande à laquelle on pouvait s'attendre) par rapport aux coûts d'irrigation, qui comprenaient l'électricité nécessaire pour pomper l'eau souterraine et la distribuer sur le champ. et les dépenses associées par acre pour posséder et exploiter le système d’irrigation.

L’équipe a étudié non seulement où et quand il serait judicieux d’installer l’irrigation du maïs et du soja, mais aussi s’il y aurait suffisamment d’eau pour le faire. Ils ont calculé le « déficit en eau d’irrigation », qui est la simple différence entre la quantité d’eau appliquée au champ et la quantité d’eau qui devrait être disponible pour l’irrigation.

Les résultats montrent que d’ici le milieu du siècle, il y aura probablement suffisamment d’eau pour irriguer le soja dans l’Iowa, le Wisconsin, l’Ohio et le nord de l’Illinois et de l’Indiana, mais pas le maïs. L'Iowa est le plus grand producteur de maïs aux États-Unis. Les ressources en eaux souterraines destinées à l'irrigation se révèlent être les plus abondantes dans le sud-est des États-Unis, en particulier dans la basse vallée du Mississippi, où l'agriculture est moins intensive. Cependant, dans cette région, les bénéfices de l’irrigation sont minimes.