Cartes illustrant la différence moyenne entre les rendements irrigués et pluviaux sur la base des données recueillies de 1950 à 2015. Un comté de couleur jaune, par exemple, indique qu'une culture a produit entre 210 % et 250 % de nourriture en plus lorsqu'elle était irriguée que lorsqu'elle dépendait uniquement des précipitations. Les données ont été standardisées pour mieux comparer les effets de l'irrigation entre les cultures et les régions. Crédit :Université du Nebraska-Lincoln
Une analyse comparative sur 65 ans entre les rendements américains des cultures irriguées et pluviales a envoyé un message aux agriculteurs, gestionnaires des terres et décideurs politiques :attention à l'écart.
Suat Irmak et Meetpal Kukal de l'Université du Nebraska-Lincoln ont analysé les rendements annuels de neuf cultures :maïs, soja, blé de printemps, blé d'hiver, sorgho, coton, orge, l'avoine et la luzerne, comté par comté de 1950 à 2015.
Irmak et Kukal ont constaté que les écarts de rendement (différences entre les aliments produits avec l'irrigation par rapport aux précipitations seules) se sont généralement élargis au cours de cette période, une tendance qu'ils soupçonnent découle en partie du changement climatique et des progrès technologiques dans la gestion de l'irrigation.
Mais le rythme auquel ces écarts se sont creusés, et avec quelle régularité ils l'ont fait au fil du temps, différaient considérablement entre les cultures et les régions qui les cultivaient.
"Vous obtenez plus de rendement en irrigué qu'en pluvial (agriculture), mais l'ampleur de l'augmentation du rendement est fonction de plusieurs variables, " dit Irmak, Eberhard professeur émérite d'ingénierie des systèmes biologiques. « Il n'est pas surprenant qu'à mesure que les précipitations augmentent, l'écart de rendement diminue. Mais cela a aussi des attributs spatiaux et temporels, donc ce n'est pas vraiment constant dans toutes les régions ou pour toutes les cultures."
L'irrigation a le plus profité aux rendements du maïs, selon l'étude, les augmentant de 270% à l'échelle nationale sur une période de 65 ans. La saison de croissance unique du blé d'hiver signifiait que ses rendements n'ont augmenté que de 25 pour cent avec l'irrigation, le plus petit gain parmi les neuf cultures. Pourtant, même les écarts de rendement spécifiques aux cultures variaient sensiblement selon l'emplacement. Deux zones de culture du maïs séparées d'environ 700 milles, par exemple, ont vu une différence de sept fois dans les gains de rendement liés à l'irrigation.
Un graphique à barres illustrant la différence moyenne entre les rendements irrigués et pluviaux sur la base des données collectées de 1950 à 2015. Une valeur de 0,7, par exemple, indique qu'une culture a produit 70 % de nourriture de plus lorsqu'elle était irriguée que lorsqu'elle ne comptait que sur les précipitations. Les données ont été standardisées pour mieux comparer les effets de l'irrigation entre les cultures et les régions. Crédit :Université du Nebraska-Lincoln
Après avoir cartographié ces différences sur environ 80 pour cent des terres cultivées des États-Unis, les chercheurs ont déclaré qu'ils espèrent que les résultats pourront aider à orienter la production agricole future tout en calibrant la gestion de l'eau et l'utilisation de l'irrigation à l'échelle nationale.
Régions ou États avec des écarts historiquement plus importants, en particulier ceux qui cultivent les cultures les plus assoiffées d'irrigation, pourrait envisager d'irriguer davantage ou d'investir dans des pratiques de gestion des sols qui aident à conserver l'humidité, dit Irmak. Ceux qui ont historiquement vu peu de différence - ou, dans quelques domaines, vu les écarts entre les rendements irrigués et pluviaux se réduire – pourraient décider d'allouer leurs ressources d'une autre manière.
La précision des données de l'étude au niveau du comté pourrait également aider les agriculteurs individuels à mieux estimer le retour potentiel sur investissement dans l'irrigation.
"Nous avons ces réponses pour différentes cultures dans chaque comté, pour qu'ils puissent revenir en arrière et faire des analyses, " dit Irmak. " S'ils veulent acheter un pivot central pour environ 150 $, 000 et convertir leurs terres à l'irrigation, ils peuvent quantifier le (retour sur investissement). Bien sûr, ce sont des plages (de valeurs), mais ils peuvent dire, par exemple, « Je peux augmenter mon rendement d'environ quatre à six tonnes par hectare. Selon les prix des céréales, sur cinq à huit ans, Je peux payer mon pivot.""
Irmak et Kukal ont également quantifié le nombre d'années pendant lesquelles des comtés donnés n'ont pas réussi à générer des rendements significatifs d'une culture en se basant uniquement sur les précipitations, que certains agriculteurs pourraient prendre en compte dans les évaluations des risques à long terme, les chercheurs ont dit.
« Il y a un plus grand risque avec l'agriculture pluviale, " dit Irmak. " Il y a un ensemble, valeur moyenne à long terme des rendements pluviaux, mais cela ne signifie pas que vous obtiendrez ce rendement chaque année. C'est pourquoi nous considérons l'irrigation comme une police d'assurance qui normalise les choses et assure une productivité stable dans des conditions climatiques variables."
Diagrammes de dispersion de la différence moyenne entre les rendements irrigués et pluviaux pour chaque culture, cartographiés sur une base annuelle pour illustrer les effets positifs croissants de l'irrigation de 1950 à 2015. Comme l'illustrent les parcelles, les gains de rendement du coton ont augmenté à un rythme plus rapide que toute autre culture analysée dans l'étude. Crédit :Université du Nebraska-Lincoln
Les chercheurs, qui en 2018 a publié des études qui ont quantifié l'allongement des saisons de croissance et les effets agricoles des tendances climatiques à travers les États-Unis, ont déclaré qu'ils s'attendent à ce que les agriculteurs et autres professionnels de l'agriculture accueillent favorablement la profondeur et la complexité de la nouvelle analyse.
« Les agriculteurs sont des gens très intelligents, " dit Irmak. " En prolongement, il existe un concept général dont vous avez besoin pour fournir des informations simples et (se concentrer sur les rendre) compréhensibles. Et c'est super. Mais c'était probablement (plus vrai) il y a longtemps. Les choses changent à mesure que les agriculteurs et leurs opérations deviennent de plus en plus complexes et sophistiqués, surtout dans des conditions climatiques changeantes.
« J'interagis avec beaucoup d'agriculteurs, presque quotidiennement. Ils veulent plus d'informations. Ils apprécient vraiment de plus en plus les données scientifiques."
Par contre, Irmak a admis qu'il rencontre régulièrement des refoulements liés à l'irrigation de la part de collègues qui étudient les problèmes environnementaux, y compris le rôle de l'irrigation dans le transport de l'azote et d'autres composants d'engrais dans les eaux souterraines. Le désir d'équilibrer cette perspective avec les avantages de l'irrigation a motivé Irmak et Kukal à publier la nouvelle étude dans Communications sur la recherche environnementale .
« L'irrigation sur 24 pour cent des terres cultivées produit 40 pour cent de l'approvisionnement alimentaire mondial total, " dit Irmak. " Si nous arrêtions d'irriguer aujourd'hui, plus de personnes souffriraient ou pire en raison d'une alimentation considérablement réduite, production de fibres et d'aliments pour animaux, en particulier dans les zones qui connaissent déjà une pénurie importante d'approvisionnements. Dans mon programme, nous cherchons à réduire l'impact environnemental négatif de l'irrigation. Et je reconnais que l'irrigation peut avoir des effets environnementaux négatifs lorsque la gestion n'est pas pratiquée correctement; cela ne fait aucun doute.
« Mais dans l'ensemble, l'irrigation contribue substantiellement (à la production alimentaire), et je veux faire passer ce message aux plateformes où se trouvent les collègues les plus environnementaux. J'ai pensé que cela pourrait contribuer à amener les personnes soucieuses de l'environnement et de l'agriculture à réfléchir aux impacts positifs de l'irrigation plutôt qu'à se concentrer uniquement sur leurs propres idées."
