En åtgärd för att bevara grundvattnet i nordvästra Indien har lett till oväntade konsekvenser:Extra luftföroreningar i ett område som redan är omgivet av dis och smog.

En ny studie avslöjar hur vattenanvändningspolitiken kräver att bönder transplanterar ris senare på året, vilket i sin tur försenar skördar och koncentrerar jordbruksförbränning av skörderester i november, en månad när vindarna stagnerar, leder till ökade luftföroreningar.

Den perfekta stormen av förhållanden under november har skapat nästan 30 % högre atmosfäriska koncentrationer av fina partiklar, små partiklar som är särskilt oroande för människors hälsa.

Studien, "Kompromisser mellan bevarande av grundvatten och luftföroreningar från jordbruksbränder i nordvästra Indien, " publicerad 17 juni i Naturens hållbarhet , är ett samarbete mellan forskare från Cornell och International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT).

Forskarna analyserade principer för bevarande av grundvatten och deras effekt på tidpunkten för bönders plantering och skörd av grödor och förbränning av skörderester. De kopplade också denna information till meteorologiska data och luftföroreningsdata.

"Denna analys visar att vi måste tänka på hållbart jordbruk ur ett systemperspektiv, eftersom det inte är ett enda mål vi strävar efter – det är flerdimensionellt, och att lösa ett problem isolerat kan förvärra andra, sa Andrew McDonald, docent i mark- och växtvetenskap och medförfattare till uppsatsen. Balwinder-Singh, en simuleringsmodellerare för beskärningssystem vid CIMMYT i New Delhi, Indien, är tidningens första författare.

Nordvästra Indien lider av två kritiska hållbarhetsfrågor:luftföroreningar och utarmning av grundvatten. Nästan 1,1 miljoner indier dog av luftföroreningar 2015, lägga till kostnader motsvarande 3 % av landets bruttonationalprodukt, enligt studien.

Utarmning av grundvatten är en pågående fråga, och risodlingen är särskilt vattenintensiv. Nyhetsrapporter i juni kastade ljus över vattenbristen i Chennai, i söder; i nordväst, två åtgärder för bevarande av grundvatten som antogs 2009 försenade jordbrukarnas användning av grundvatten till senare på säsongen. Handlingarna förbjöd slutligen att transplantera ris till risfält förrän efter den 20 juni.

Med hjälp av tidsseriesatellitdata från NASA, forskarna visade att under sex rissäsonger innan grundvattenlagarna genomfördes, i genomsnitt 86 % av risodlingsarealen i delstaterna Punjab och Haryana planterades före den 28 juni. Mindre än 40 % planterades på eller före det datumet efter att lagarna antogs, enligt studien.

Data visade att risskörden sedan ändrades senare, med en sammanlagd åtta dagars skördefördröjning i slutet av oktober och början av november. Denna förskjutning har lett till ett smalare fönster och en betydande ökning av förbränning av skörderester under de första tre veckorna av november. Före gärningarna, toppdatumet för jordbruksbränder var den 24 oktober, med 490 bränder per dag; det var den 4 november, med 681 bränder per dag, efter att lagarna antogs.

På samma gång, meteorologiska data visade att de första två veckorna i november i genomsnitt var kallare än de två sista veckorna i oktober, i kombination med svagare vindar, orsakar ökad, stagnerande luftföroreningar i metropolen New Delhi, som är starkt påverkad av partiklar från dessa jordbruksbränder.

Jordbrukare måste snabbt ta bort rester omedelbart efter risskörd i detta område, känd som Indiens brödkorg, att förbereda åkrar för plantering av vete som växer på vintern.

Lösningar kan inkludera nya agronomiska teknologier som den traktormonterade Happy Seeder, en anordning som gör att bönder kan borra igenom tunga skörderester och plantera frön utan att brinna. De kan koppla sådana framsteg med kortare rissorter som erbjuder flexibilitet vid plantering och skördedatum.

Andra alternativ inkluderar att undersöka alternativa användningsområden för skörderester, som att samla in och sälja biomassa för kraftproduktion, skapande av biokol, eller som material för papper eller möbler.

"Det kan finnas användningar som är ekonomiskt lönsamma men de måste betraktas som en del av en heltäckande lösning, " sa McDonald.

Till sist, regeringsplanerare främjar jordbruksutveckling i nordöstra Indien, som drar nytta av mer regn och vatten.