Если нынешние климатические тенденции и тенденции улучшения урожая сохранятся в будущем, производители кукурузы на Среднем Западе, которые сегодня полагаются на дожди для полива своих культур, должны будут орошать свои поля, говорится в новом исследовании. По словам ученых, это может привести к истощению водоносных горизонтов, разрушению ручьев и рек и возникновению конфликтов между сельскохозяйственными и другими человеческими и экологическими потребностями в воде.
Исследование, опубликованное в журнале Ecosphere, подсчитало, в какой степени более жаркие условия, ожидаемые к середине века, будут вытягивать больше влаги из растений кукурузы, сказал профессор биологии растений Университета Иллинойса Эван Делюсия, который руководил исследованием.
«По мере того, как атмосфера нагревается, она высыхает, и поэтому потребность в воде, поступающей от растений в атмосферу, увеличивается», - сказал ДеЛюсия. «Способность атмосферы извлекать воду из растений определяется ее «дефицитом давления пара».
"Если вы добавите к этому многолетнюю тенденцию к более крупным и продуктивным растениям кукурузы, вы увидите общее увеличение потребления воды и потери воды через листья растений - без сопоставимого увеличения количества осадков, чтобы компенсировать дефицит", - сказал он.
Сегодня средняя урожайность кукурузы на Среднем Западе составляет примерно 170 бушелей с акра, сказал ДеЛюсия. Это больше, чем примерно 120 бушелей на акр в 1990 году.
«Если эта тенденция сохранится, прогнозируемая урожайность в 2050 году составит 230-240 бушелей с акра в среднем по Среднему Западу», - сказал он. «Если вы хотите больше кукурузы, вам нужно растение покрупнее, а для большего растения потребуется больше воды».
Исследователи обнаружили, что количество осадков на Среднем Западе не увеличится настолько, чтобы компенсировать сухость более теплой атмосферы.
«Весной ураганы становятся более сильными, а в конце лета - меньше дождей», - сказал ДеЛюсия. Но ожидается, что общее количество осадков не сильно изменится в ближайшие десятилетия.
Даже без увеличения размера растений и производительности, одно только потепление потребует гораздо большего спроса на воду, выяснила команда.
«Мы показываем, что по мере увеличения дефицита давления пара для поддержания текущих урожаев кукурузы потребуется значительное расширение ирригации, более чем в три раза, в районах, где в настоящее время выпадает дождь», - пишут исследователи..
Некоторые стратегии могут помочь справиться с условиями высыхания, говорит ДеЛюсия. Использование минимальной обработки почвы и мульчи может снизить скорость потери воды из почвы. А селекция или генетически модифицированные растения для связывания большего количества хлорофилла в их нижних листьях и меньшего количества в верхних листьях позволят фотосинтезу проходить более эффективно ближе к земле, где условия более влажные. Это уменьшит потерю влаги, когда растения откроют поры в своих листьях для поглощения углекислого газа во время фотосинтеза. Исследования для этого ведутся в лаборатории профессора биологии растений Университета И. Дональда Орта.