Als de huidige trends op het gebied van klimaat en gewasverbetering zich in de toekomst voortzetten, Maïstelers in het Midwesten die tegenwoordig afhankelijk zijn van regen om hun gewassen water te geven, zullen hun velden moeten irrigeren, een nieuwe studie vindt. Dit kan aquifers naar beneden trekken, beken en rivieren verstoren, en conflicten op te werpen tussen landbouwkundige en andere menselijke en ecologische behoeften aan water, wetenschappers zeggen.

De studie, gerapporteerd in het journaal Ecosfeer , berekend in hoeverre de tegen het midden van de eeuw verwachte warmere omstandigheden meer vocht uit maïsplanten zullen halen, zei professor plantbiologie van de Universiteit van Illinois Evan DeLucia, die de studie leidde.

"Als de atmosfeer warmer wordt, het droogt, en dus neemt de trek voor water om van planten naar de atmosfeer te gaan toe, " zei DeLucia. "Het vermogen van de atmosfeer om water uit planten te halen, wordt bepaald door het 'dampdruktekort'.

"Als je hieraan de decennia-oude trend naar grotere, productievere maïsplanten, je ziet een algemene toename van het watergebruik en waterverlies door bladeren van planten - zonder vergelijkbare toename van regenval om het tekort tegen te gaan, " hij zei.

Vandaag, gemiddelde maïsopbrengsten in het Midwesten zijn ongeveer 170 bushels per acre, zei DeLucia. Dit is een stijging van ongeveer 120 bushels per acre in 1990.

"Als deze trend zich voortzet, de verwachte opbrengst in 2050 zou gemiddeld 230-240 bushels per acre zijn in het Midwesten, "zei hij. "Als je meer maïs wilt, dan moet je een grotere plant hebben, en een grotere plant gaat meer water verbruiken."

Neerslag zal naar verwachting niet voldoende toenemen in het Midwesten om de droogomstandigheden van de warmere atmosfeer te compenseren, vonden de onderzoekers.

"We krijgen meer intense stormen in de lente en minder regen in de nazomer, "Zei DeLucia. Maar de totale hoeveelheid neerslag zal naar verwachting niet veel veranderen in de komende decennia.

Zelfs zonder toename van de plantgrootte en productiviteit, alleen al door de opwarming van de aarde is er een veel grotere vraag naar water nodig, het team gevonden.

"We laten zien dat naarmate het dampdruktekort toeneemt, het handhaven van de huidige maïsopbrengst zal een grote uitbreiding van de irrigatie vereisen, groter dan drievoudig, in gebieden die momenteel worden ondersteund door regen, ’ schreven de onderzoekers.

Sommige strategieën kunnen helpen de droogomstandigheden tegen te gaan, zei DeLucia. Het gebruik van minimale grondbewerking en mulch kan de snelheid van waterverlies uit de bodem verminderen. En door planten te kweken of genetisch te modificeren om meer chlorofyl op te slaan in hun onderste bladeren en minder in de top, kan de fotosynthese efficiënter en dichter bij de grond plaatsvinden. waar de omstandigheden vochtiger zijn. Dit vermindert de hoeveelheid vocht die verloren gaat wanneer planten de poriën in hun bladeren openen om koolstofdioxide op te nemen tijdens de fotosynthese. Een onderzoeksinspanning om dit te doen is aan de gang in het laboratorium van U. of I. plantbiologie professor Donald Ort.