修改农作物失水估计有助于保护地下水
作为位于美国最大含水层最大部分之上的州,内布拉斯加州不仅依赖地下水进行补水,而且还进行灌溉。在种植玉米、大豆和其他作物时,内布拉斯加州农民灌溉了大约 60% 的土地——超过 800 万英亩,是美国各州中灌溉面积最多的。
尽管地下水确实可以通过降水和融雪得到补充,但人类活动已经开始测试地下水的可再生性。2020 年,内布拉斯加州大学保护和调查部门报告称,虽然内布拉斯加州东半部的地下水量在过去四十年中普遍增加,但其半干旱西侧的含水层反而流失了地下水——在某些地区,地下水量减少了 50-50%。再加上它的脚。地下水减少意味着灌溉减少,进而导致作物产量降低,这凸显了最大限度利用每一滴水的重要性。
为了计算特定地点特定作物所需的灌溉量,研究人员依赖于蒸散量的方程:通过蒸发和蒸腾损失的水,植物吸收的水随后通过叶涂层孔隙逸出。
在咨询了所谓参考作物的蒸散量值后,研究人员将该值乘以另一个数字(通常在 0 到 1 之间的系数),以确定其他作物(包括玉米和大豆)的蒸散量(和灌溉需求)。
最近的一些研究表明,当大气特别干燥时,即温度、湿度和其他变量使其更容易从下面的土地吸收水分时,该系数应该降低。如果属实,那么在较高的温度、风速和其他水分消耗大气特征的条件下,农作物的失水量可能比预期的要少,这可能是因为它们会关闭毛孔来做出反应。
多尔蒂食品用水全球研究所的研究人员最近调查了玉米壳州是否也存在同样的现象。伊沃·贡萨尔维斯 (Ivo Gonçalves) 及其同事分析了内布拉斯加州一片灌溉田的十年数据,该灌溉田像许多农民一样,在玉米和大豆之间轮作。该研究发表在《国际生物气象学杂志》上。
尽管当蒸散量较低时,系数大多与普遍接受的准则一致,但当蒸散量超过某个阈值(在分析时间范围内大约 40% 的时间范围内超过阈值)时,这些准则往往会高估玉米和大豆的系数。尤其是2002年和2012年遭受干旱的年份。
研究小组建议修改在蒸散量特别高的条件下种植的玉米和大豆的系数值。研究人员表示,这些修正可能有助于避免高估成功种植农作物所需的灌溉量,从而在保持产量的同时保护地下水、节约能源并最大限度地减少农业径流。
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