När den globala befolkningen växer, efterfrågan på mat ökar medan åkermarken krymper. En ny studie från University of Illinois undersöker hur risproduktion i Indien kan möta framtida behov genom att anpassa sig till förändrade klimatförhållanden och vattentillgänglighet.

"Ris är den primära grödan i Indien, Kina, och andra länder i Sydostasien. Risförbrukningen ökar också i USA och på andra håll i världen, "säger Prasanta Kalita, professor vid Institutionen för jordbruks- och biologisk teknik vid U of I och huvudförfattare till studien.

"Om du tittar på var de traditionellt odlar ris, det är länder som har mycket vatten, eller åtminstone de brukade. De har tropiskt väder med kraftig nederbörd de är beroende av för risproduktion. Övergripande, cirka 4, 000 liter vatten går till produktion och bearbetning per kilo ris, " han påstår.

Klimatförändringar kommer sannolikt att påverka framtida vattentillgänglighet, och risodlare måste implementera nya förvaltningsmetoder för att upprätthålla produktionen och öka avkastningen, Säger Kalita.

FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO) uppskattar att världens befolkning kommer att växa med två miljarder människor år 2050, och matbehovet kommer att öka med 60%.

"Vi kommer att behöva flera ansträngningar för att möta den efterfrågan, "Kalita säger." Och med två miljarder fler människor, vi kommer också att behöva mer vatten för växtodling, dricker vatten, och industriell användning. "

Kalita och hans kollegor genomförde studien vid Borlaug Institute för Sydasiens forskningsgård i Bihar, Indien. Bönder i regionen odlar ris under monsunperioden, när kraftig nederbörd upprätthåller skörden.

Forskarna samlade in data om risutbyte och klimatförhållanden, använde sedan datasimuleringar för att modellera framtidsscenarier baserat på fyra globala klimatmodeller. Syftet med studien var att uppskatta risutbytet och vattenbehovet fram till 2050, och utvärdera hur jordbrukare kan anpassa sig till effekterna av klimatförändringar.

"När vädret ändras, det påverkar temperaturen, regn, och koldioxidkoncentration. Dessa är viktiga ingredienser för grödans tillväxt, speciellt för ris. Det är ett komplicerat system, och effekter är svåra att utvärdera och hantera, "Säger Kalita.

"Våra modelleringsresultat visar att grödans tillväxtfas krymper. Tiden för total mognad från den dag du planterar till den dag du skördar blir kortare. Grödorna mognar snabbare, och som resultat, du får inte utdelningens fulla potential. "

Om bönderna upprätthåller gällande praxis, risutbytet kommer att minska väsentligt år 2050, studien visar. Men olika förvaltningsstrategier kan mildra effekterna av klimatförändringar, och forskarna ger en rad rekommendationer.

Traditionellt risodling innebär översvämning av åkrarna med vatten. Ristransplantationer behöver cirka sex centimeter stående vatten. Om fälten inte är jämna, det kräver ännu mer vatten för att täcka grödorna, Säger Kalita. Dock, om bönder använder direktfröet ris istället för transplantationer, de kan öka produktionen samtidigt som de använder betydligt mindre vatten.

En annan metod innefattar markskyddsteknik. "Markytan förlorar kontinuerligt vatten på grund av temperaturen, fuktighet, och vind. Om du håller skörderester på marken, det minskar avdunstningen och bevarar vatten. Vidare, när skörderesten sönderfaller, det kommer att bidra till att öka jordkvaliteten, "Förklarar Kalita.

Forskarna föreslår också att man implementerar strategier för att förhindra förluster efter skörd. FAO uppskattar att cirka 30% av grödorna går förlorade eller slösas bort efter skörd, så ansträngningar att minska dessa förluster kan ytterligare öka grödans tillgänglighet och livsmedelssäkerhet.

Övergripande, det bästa sättet att uppnå en 60% ökning av risproduktionen samtidigt som man minimerar ytterligare bevattningsbehov är en kombination av bevarandestrategier och en 30% minskning av förlusten efter skörd, konstaterar forskarna.