Irrigazione di pozzi tubolari in Gujarat, India. Credito:Meha Jain
L'India è il secondo produttore mondiale di grano e riso e ospita oltre 600 milioni di agricoltori.
Il paese ha ottenuto notevoli guadagni di produzione alimentare dagli anni '60, dovuto in parte a una maggiore dipendenza dai pozzi di irrigazione, che ha permesso agli agricoltori indiani di espandere la produzione nelle stagioni invernali ed estive per lo più secche.
Ma questi guadagni hanno avuto un costo:il paese che produce il 10% dei raccolti mondiali è ora il più grande consumatore mondiale di acque sotterranee, e le falde acquifere si stanno rapidamente esaurendo in gran parte dell'India.
Funzionari del governo indiano hanno suggerito che il passaggio dai pozzi che esauriscono le acque sotterranee ai canali di irrigazione, che deviano le acque superficiali da laghi e fiumi, è un modo per superare le carenze previste.
Ma in uno studio previsto per la pubblicazione il 24 febbraio sulla rivista Progressi scientifici , una ricercatrice dell'Università del Michigan ei suoi colleghi concludono che il passaggio all'irrigazione dei canali non compenserà completamente la prevista perdita di acque sotterranee nell'agricoltura indiana.
Gli autori stimano che se gli agricoltori indiani perdessero tutto l'accesso alle acque sotterranee nelle regioni sovrasfruttate, e se l'acqua di irrigazione non viene sostituita con acqua proveniente da altre fonti, quindi la superficie coltivata in inverno potrebbe essere ridotta fino al 20% a livello nazionale. Però, tale scenario sembra altamente improbabile ed è stato incluso nello studio solo come stima del limite superiore.
Sembra più probabile che eventuali carenze future di acque sotterranee sarebbero almeno in parte compensate da aumenti dell'irrigazione dei canali. Ma anche se tutte le regioni indiane che attualmente utilizzano acque sotterranee esaurite passassero all'irrigazione dei canali, la superficie coltivata in inverno potrebbe ancora diminuire del 7% a livello nazionale e del 24% nelle località più gravemente colpite, secondo i ricercatori.
"I nostri risultati evidenziano l'importanza fondamentale delle acque sotterranee per l'agricoltura indiana e i mezzi di sussistenza rurali, e siamo stati in grado di dimostrare che fornire semplicemente l'irrigazione dei canali come fonte di irrigazione sostitutiva probabilmente non sarà sufficiente per mantenere gli attuali livelli di produzione di fronte all'esaurimento delle acque sotterranee, ", ha affermato l'autore principale dello studio Meha Jain dell'Università del Michigan.
Lo studio ha analizzato immagini satellitari ad alta risoluzione e dati del censimento a livello di villaggio e si è concentrato sulla superficie coltivata in inverno. Mentre quasi tutti gli agricoltori indiani seminano durante il monsone per approfittare delle piogge stagionali, l'agricoltura invernale dipende principalmente dall'irrigazione delle acque sotterranee e ora rappresenta il 44% della superficie coltivata annuale del paese per i cereali.
"Questi risultati suggeriscono che altre strategie di adattamento, oltre all'espansione del canale, sono necessarie per far fronte alle continue perdite di acque sotterranee, " ha detto Giain, un assistente professore presso la U-M School for Environment and Sustainability.
Mappe che mostrano le stime della perdita di area coltivata invernale indiana stato per stato a causa dell'esaurimento delle acque sotterranee nei prossimi decenni, con e senza sostituzione di canali. Le tonalità più scure del rosa e del rosso indicano maggiori perdite previste. La mappa a sinistra (A) mostra le perdite previste di superficie coltivata in inverno se tutte le acque sotterranee gravemente esaurite vengono perse, senza sostituzione. La mappa a destra (B) mostra le perdite previste di superficie coltivata in inverno se l'irrigazione delle acque sotterranee viene sostituita con canali (utilizzando coefficienti di regressione a livello nazionale). Credito:Jain et al. in Science Advances 2021.
Le possibilità includono il passaggio dal riso invernale a cereali a minor consumo d'acqua, maggiore adozione di irrigatori e irrigazione a goccia per conservare l'acqua nei campi, e politiche per aumentare l'efficienza dei canali di irrigazione.
Mentre l'esaurimento delle acque sotterranee sta diventando una minaccia globale per la sicurezza alimentare, e l'entità dell'esaurimento attuale e previsto delle acque sotterranee è ben documentato, i potenziali impatti sulla produzione alimentare rimangono scarsamente quantificati.
Lo studio di Jain e colleghi è il primo ad utilizzare dati empirici ad alta risoluzione, compresi i dati del censimento sui metodi di irrigazione utilizzati in più di 500, 000 villaggi indiani, stimare le perdite di produzione agricola che possono verificarsi in caso di perdita di acque sotterranee sovrasfruttate.
La proliferazione di profondi (> 100 piedi) pozzi di irrigazione chiamati pozzi a tubo sin dagli anni '60 hanno permesso agli agricoltori indiani di aumentare il numero di stagioni in cui le colture vengono piantate in un dato anno. Questo aumento dell'"intensità del raccolto" è accreditato per gran parte dei guadagni della produzione alimentare del paese.
I ricercatori hanno utilizzato i dati satellitari per misurare l'area coltivata invernale indiana, un fattore determinante per l'intensità del raccolto. Hanno quindi collegato i dati satellitari alle informazioni del censimento sui tre principali tipi di infrastrutture di irrigazione in India:"pozzi scavati" poco profondi, " pozzi e canali più profondi che deviano le acque superficiali.
Il collegamento dei due set di dati ha permesso loro di determinare l'efficacia relativa di ciascun metodo di irrigazione. Quella, a sua volta, ha permesso loro di stimare potenziali perdite future di superficie e la capacità dell'espansione del canale di colmare il divario.
Lo scenario peggiore dello studio ha rilevato che l'area coltivata per l'inverno potrebbe diminuire fino al 20% a livello nazionale e del 68% nelle regioni più gravemente colpite, se gli agricoltori perdono tutto l'accesso alle acque sotterranee e se l'acqua di irrigazione non viene sostituita da un'altra fonte. Le perdite previste si verificherebbero in gran parte nell'India nordoccidentale e centrale, secondo lo studio.
I ricercatori hanno anche scoperto che l'aumento della distanza dai canali di irrigazione esistenti è fortemente associato alla diminuzione della superficie coltivata a colture invernali. Nel futuro, una maggiore dipendenza dai canali potrebbe aumentare le disuguaglianze legate all'accesso all'irrigazione, secondo gli autori.
"Questo suggerisce che mentre i canali possono essere una valida forma di irrigazione per coloro che vivono vicino ai canali, possono portare a un accesso più diseguale all'irrigazione tra i villaggi rispetto ai pozzi, con impatti negativi per chi abita più lontano dai canali, " scrivono gli autori.
Inoltre, i laghi e i fiumi che alimentano i canali di irrigazione salgono e scendono in risposta alla variabilità delle precipitazioni, a differenza dei pozzi di acque sotterranee profonde. Così, una maggiore dipendenza dall'irrigazione dei canali in futuro comporterebbe una maggiore sensibilità alle fluttuazioni delle precipitazioni di anno in anno, così come eventuali tendenze a lungo termine dovute ai cambiamenti climatici causati dall'uomo.
"Comprendere la complessa relazione tra sicurezza alimentare e disponibilità di acqua è fondamentale mentre ci prepariamo alla futura variabilità delle precipitazioni a causa del cambiamento climatico globale, ", ha affermato la coautrice Gillian Galford dell'Università del Vermont.
