Irrigation par puits tubulaires au Gujarat, Inde. Crédit :Meha Jain
L'Inde est le deuxième producteur mondial de blé et de riz et compte plus de 600 millions d'agriculteurs.
Le pays a réalisé des gains impressionnants de production alimentaire depuis les années 1960, en partie à cause d'une dépendance accrue aux puits d'irrigation, ce qui a permis aux agriculteurs indiens d'étendre leur production pendant les saisons d'hiver et d'été principalement sèches.
Mais ces gains ont eu un coût :le pays qui produit 10 % des récoltes mondiales est désormais le plus grand consommateur d'eau souterraine au monde, et les aquifères s'épuisent rapidement dans une grande partie de l'Inde.
Les représentants du gouvernement indien ont suggéré que le passage des puits épuiser les eaux souterraines aux canaux d'irrigation, qui détournent les eaux de surface des lacs et des rivières, est une façon de combler les lacunes prévues.
Mais dans une étude dont la publication est prévue le 24 février dans la revue Avancées scientifiques , une chercheuse de l'Université du Michigan et ses collègues concluent qu'un passage à l'irrigation par canal ne compensera pas entièrement la perte attendue d'eau souterraine dans l'agriculture indienne.
Les auteurs estiment que si les agriculteurs indiens perdent tout accès aux eaux souterraines dans les régions surexploitées, et si cette eau d'irrigation n'est pas remplacée par de l'eau provenant d'autres sources, alors la superficie cultivée en hiver pourrait être réduite jusqu'à 20 % à l'échelle nationale. Cependant, ce scénario semble hautement improbable et n'a été inclus dans l'étude qu'à titre d'estimation de la limite supérieure.
Il semble plus probable que toute future pénurie d'eau souterraine serait au moins partiellement compensée par une augmentation de l'irrigation par canal. Mais même si toutes les régions indiennes utilisant actuellement des eaux souterraines épuisées passent à l'irrigation par canal, les surfaces cultivées en hiver pourraient encore baisser de 7 % à l'échelle nationale et de 24 % dans les endroits les plus touchés, selon les chercheurs.
"Nos résultats soulignent l'importance critique des eaux souterraines pour l'agriculture indienne et les moyens de subsistance ruraux, et nous avons pu montrer que le simple fait de fournir une irrigation par canal comme source d'irrigation de substitution ne suffira probablement pas à maintenir les niveaux de production actuels face à l'épuisement des eaux souterraines, ", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Meha Jain, de l'Université du Michigan.
L'étude a analysé des images satellite à haute résolution et des données de recensement au niveau des villages et s'est concentrée sur les superficies cultivées en hiver. Alors que presque tous les agriculteurs indiens plantent des cultures pendant la mousson pour profiter des pluies saisonnières, l'agriculture d'hiver est principalement tributaire de l'irrigation des eaux souterraines et représente désormais 44% de la superficie annuelle cultivée du pays pour les céréales vivrières.
"Ces résultats suggèrent que d'autres stratégies d'adaptation, en plus de l'élargissement du canal, sont nécessaires pour faire face aux pertes continues d'eau souterraine, " dit Jaïn, professeur assistant à la U-M School for Environment and Sustainability.
Cartes montrant les estimations de perte de superficie cultivée en hiver en Inde, État par État, en raison de l'épuisement des eaux souterraines au cours des prochaines décennies, avec et sans remplacement par des canaux. Des nuances plus foncées de rose et de rouge indiquent des pertes projetées plus importantes. La carte de gauche (A) montre les pertes projetées de superficie cultivée en hiver si toutes les eaux souterraines gravement épuisées sont perdues, sans remplacement. La carte de droite (B) montre les pertes projetées de superficie cultivée en hiver si l'irrigation par eau souterraine est remplacée par des canaux (en utilisant des coefficients de régression au niveau national). Crédit :Jain et al. dans les progrès scientifiques 2021.
Les possibilités comprennent le passage du riz d'hiver à des céréales moins gourmandes en eau, adoption accrue des asperseurs et de l'irrigation goutte à goutte pour conserver l'eau dans les champs, et les politiques visant à accroître l'efficacité des canaux d'irrigation.
Alors que l'épuisement des eaux souterraines devient une menace mondiale pour la sécurité alimentaire, et l'étendue de l'épuisement actuel et projeté des eaux souterraines est bien documentée, les impacts potentiels sur la production alimentaire restent mal quantifiés.
L'étude de Jain et ses collègues est la première à utiliser des données empiriques à haute résolution, y compris des données de recensement sur les méthodes d'irrigation utilisées dans plus de 500, 000 villages indiens, estimer les pertes de production agricole qui peuvent survenir lorsque des eaux souterraines surexploitées sont perdues.
La prolifération des profondeurs (> 100 pieds) de puits d'irrigation appelés puits tubulaires depuis les années 1960 ont permis aux agriculteurs indiens d'augmenter le nombre de saisons au cours desquelles les cultures sont plantées au cours d'une année donnée. Cette augmentation de « l'intensité des cultures » est à l'origine d'une grande partie des gains de production alimentaire du pays.
Les chercheurs ont utilisé des données satellitaires pour mesurer la superficie cultivée en hiver indien, un déterminant clé de l'intensité de la culture. Ils ont ensuite lié les données satellitaires aux informations du recensement sur les trois principaux types d'infrastructures d'irrigation en Inde :des « puits creusés peu profonds, " des puits tubulaires plus profonds et des canaux qui détournent les eaux de surface.
Le couplage des deux ensembles de données leur a permis de déterminer l'efficacité relative de chaque méthode d'irrigation. Cette, à son tour, leur a permis d'estimer les pertes de superficie potentielles futures et la capacité de l'expansion du canal à combler le vide.
Le pire scénario de l'étude a révélé que la superficie cultivée en hiver pourrait diminuer jusqu'à 20 % à l'échelle nationale et de 68 % dans les régions les plus gravement touchées, si les agriculteurs perdent tout accès aux eaux souterraines et si cette eau d'irrigation n'est pas remplacée par une autre source. Les pertes attendues se produiraient en grande partie dans le nord-ouest et le centre de l'Inde, selon l'étude.
Les chercheurs ont également découvert qu'une distance accrue par rapport aux canaux d'irrigation existants est fortement associée à une diminution de la superficie plantée en cultures d'hiver. À l'avenir, une plus grande dépendance aux canaux pourrait accroître les inégalités liées à l'accès à l'irrigation, selon les auteurs.
"Cela suggère que si les canaux peuvent être une forme viable d'irrigation pour ceux qui vivent à proximité des canaux, ils peuvent conduire à un accès plus inégal à l'irrigation entre les villages par rapport aux puits, avec des impacts négatifs pour ceux qui vivent plus loin des canaux, " ont écrit les auteurs.
En outre, les lacs et les rivières qui alimentent les canaux d'irrigation montent et descendent en réponse à la variabilité des précipitations, contrairement aux puits d'eau souterraine profonde. Donc, une plus grande dépendance à l'irrigation par canal à l'avenir entraînerait une sensibilité accrue aux fluctuations des précipitations d'une année à l'autre, ainsi que toute tendance à long terme due au changement climatique d'origine humaine.
« Comprendre la relation complexe entre la sécurité alimentaire et la disponibilité de l'eau est crucial alors que nous nous préparons à la variabilité future des précipitations due au changement climatique mondial, " a déclaré la co-auteur Gillian Galford de l'Université du Vermont.
