L'irrigazione per l'agricoltura è il più grande uso di acqua dolce in tutto il mondo, ma è difficile individuare dati precisi e mappe di quando e dove l'acqua viene applicata dagli agricoltori. Ora un team di ricercatori ha scoperto come tenere traccia dell'acqua utilizzata in agricoltura.

In un articolo pubblicato sulla rivista Lettere di ricerca geofisica , i ricercatori descrivono in dettaglio il loro uso delle immagini satellitari per produrre mappe annuali dell'irrigazione. Le scoperte, gli scienziati hanno detto, aiuterà gli agricoltori, i gestori delle risorse idriche e altri comprendono le scelte di irrigazione agricola e prendono decisioni migliori per la gestione dell'acqua.

"Vogliamo sapere come le attività umane stanno avendo un impatto sull'ambiente, " ha affermato l'idrogeologo David Hyndman della Michigan State University (MSU), ricercatore principale del progetto. "L'irrigazione quasi raddoppia i raccolti e aumenta i redditi degli agricoltori, ma l'uso non sostenibile dell'acqua per l'irrigazione sta causando l'esaurimento delle falde acquifere in tutto il mondo. La domanda è:'Come possiamo usare al meglio l'acqua?'"

Il documento evidenzia la necessità di sapere quando e dove avviene l'irrigazione per gestire efficacemente le risorse idriche.

Il progetto si concentra su una regione agricola economicamente importante degli Stati Uniti centrali, il Republican River Basin, che ricopre porzioni del Colorado, Nebraska e Kansas, e fornisce acque superficiali e sotterranee alla falda acquifera delle alte pianure. Il team ha scoperto che l'irrigazione in quest'area è quasi raddoppiata tra il 2002 e il 2016.

L'uso dell'acqua in questa regione può essere complicato perché è regolato per preservare il flusso del flusso nel Kansas in conformità con il Republican River Compact del 1942.

"In precedenza, sapevamo quali fattorie erano attrezzate per irrigare, ma non quali campi sono stati effettivamente irrigati in un determinato anno, " disse Jillian Deines, anche di MSU e l'autore principale del documento. "Le nostre mappe di irrigazione forniscono queste informazioni nell'arco di 18 anni e possono essere utilizzate per comprendere i fattori che contribuiscono alle decisioni sull'irrigazione".

I ricercatori hanno utilizzato Google Earth Engine, una piattaforma di cloud computing che rende disponibili al pubblico analisi di dati satellitari e ambientali su larga scala, quantificare i cambiamenti nell'irrigazione di anno in anno, una scoperta importante per gli agricoltori, consulenti delle colture e responsabili politici che lavorano per migliorare l'efficienza dell'irrigazione.

Google Earth Engine è stato una risorsa per calcolare il gran numero di immagini satellitari necessarie, hanno detto gli scienziati. "Consente ai ricercatori di utilizzare metodi coerenti per esaminare vaste regioni nel tempo, " Disse Deines.

Il progetto, che coinvolge anche il ricercatore associato della MSU Anthony Kendall, è sostenuto dalla Joint National Science Foundation (NSF)-USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Water, Il programma Sustainability and Climate (WSC) e le innovazioni congiunte NSF-NIFA al Nexus of Food, Programma di sistemi energetici e idrici (INFEWS).

"Sapere cosa piantare, quanta terra piantare, e quanta acqua di irrigazione è necessaria per sostenere un raccolto attraverso il raccolto è stata una sfida per gli agricoltori nel tempo, "ha detto Tom Torgersen, Responsabile del programma NSF per WSC e INFEWS. "Gli agricoltori possono ora immaginare un futuro in cui i modelli forniranno opzioni per aiutare a guidare le decisioni per una maggiore efficienza e produttività delle colture".

I responsabili del programma dell'USDA-NIFA hanno affermato che la domanda di prodotti agricoli probabilmente aumenterà in futuro, mentre l'acqua per l'irrigazione può diminuire a causa di problemi di qualità dell'acqua e usi competitivi.

I ricercatori del Republican River Basin "hanno sfruttato la nuova potenza di calcolo per gestire i "Big Data" di tutte le scene satellitari Landsat disponibili, e sviluppato mappe di irrigazione che aiutano a spiegare le decisioni umane sull'uso dell'acqua di irrigazione, " disse Jim Dobrowolski, funzionario del programma nella divisione dei sistemi ambientali di NIFA. Le mappe mantengono la promessa, Egli ha detto, della capacità di fare previsioni future sull'uso dell'acqua.

Anche un premio per il programma di borse di studio per laureati della NASA ha finanziato la ricerca.