Bevattning för jordbruk är den största användningen av färskvatten runt om i världen, men exakta uppgifter och kartor över när och var vatten appliceras av bönder är svåra att hitta. Nu har ett team av forskare upptäckt hur man spårar vatten som används i jordbruket.

I en artikel publicerad i tidningen Geofysiska forskningsbrev , forskarna beskriver deras användning av satellitbilder för att ta fram årliga bevattningskartor. Resultaten, sa forskarna, kommer att hjälpa bönder, vattenresursförvaltare och andra förstår jordbruksbevattningsval och fattar bättre beslut om vattenförvaltning.

"Vi vill veta hur mänsklig verksamhet påverkar miljön, "sa hydrogeologen David Hyndman från Michigan State University (MSU), huvudutredare för projektet. "Bevattning fördubblar nästan grödorna och ökar jordbrukarnas inkomster, men ohållbar vattenanvändning för bevattning resulterar i utarmning av grundvattentankar runt om i världen. Frågan är:'Hur kan vi bäst använda vatten?' "

Tidningen belyser behovet av att veta när och var bevattning sker för att effektivt hantera vattenresurser.

Projektet fokuserar på en ekonomiskt viktig jordbruksregion i centrala USA - det republikanska flodbassänget - som ligger över delar av Colorado, Nebraska och Kansas, och ger ytvatten och grundvatten till High Plains Aquifer. Teamet fann att bevattning i detta område ungefär fördubblades mellan 2002 och 2016.

Vattenanvändning i denna region kan vara komplicerad eftersom den är reglerad för att bevara strömmen till Kansas i enlighet med Republican River Compact från 1942.

"Tidigare, vi visste vilka gårdar som var utrustade för att bevattna, men inte vilka fält som faktiskt bevattnades under ett visst år, "sa Jillian Deines, också av MSU och tidningens huvudförfattare. "Våra bevattningskartor ger denna information över 18 år och kan användas för att förstå de faktorer som bidrar till bevattningsbeslut."

Forskarna använde Google Earth Engine, en molnbaserad plattform som gör storskaliga satellit- och miljödataanalyser tillgängliga för allmänheten, att kvantifiera förändringar i bevattning från år till år - en viktig upptäckt för jordbrukare, grödkonsulter och beslutsfattare som arbetar för att förbättra bevattningens effektivitet.

Google Earth Engine har varit en tillgång för att beräkna det stora antal satellitbilder som behövs, sa forskarna. "Det tillåter forskare att använda konsekventa metoder för att undersöka stora regioner genom tiden, "Sa Deines.

Projektet, vilket också involverar MSU -forskningsassistent Anthony Kendall, stöds av National Science Foundation (NSF) -USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Water, Sustainability and Climate (WSC) -programmet och de gemensamma NSF-NIFA Innovations på Nexus of Food, Energi- och vattensystemprogram (INFEWS).

"Vet vad jag ska plantera, hur mycket mark att plantera, och hur mycket bevattningsvatten som är nödvändigt för att stödja en gröda genom skörd har varit en utmaning för bönderna hela tiden, "sa Tom Torgersen, NSF -programansvarig för WSC och INFEWS. "Jordbrukare kan nu föreställa sig en framtid där modeller kommer att ge alternativ för att vägleda beslut för ökad effektivitet och grödproduktivitet."

Programchefer på USDA-NIFA sa att efterfrågan på jordbruksprodukter sannolikt kommer att öka i framtiden, medan vatten för bevattning kan minska på grund av vattenkvalitetsproblem och konkurrenskraftiga användningsområden.

Republikanska flodbassängforskare "utnyttjade ny datorkraft för att hantera" Big Data "för alla tillgängliga Landsat -satellitscener, och utvecklat bevattningskartor som hjälper till att förklara mänskliga beslut om användning av bevattningsvatten, "sa Jim Dobrowolski, programansvarig i NIFA:s avdelning för miljösystem. Kartorna håller löftet, han sa, om möjligheten att göra framtida vattenanvändningsprognoser.

En NASA -examen för stipendiatprogram finansierade också forskningen.