Joshua Elliot, Erwin Schmid, Thomas A. M. Pugh, Feng Zhou, Jonas Jägermeyr, Xuhui Wang, David Makowski, Laurent Li, Wenfeng Liu, Delphine Deryng, Philippe Ciais, Hui Yang, Christoph Müller, Nathaniel D. Mueller, Chenzhi Wang, Stefan Olin, Su-Jong Jeong, Christian Folberth, James S. Gerber, Shilong Piao, Ashwan Reddy, Patrice Dumas, Peking University [Beijing], Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), University of Chicago, Colorado State University [Fort Collins] (CSU), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ICOS-ATC (ICOS-ATC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre International de Recherche sur l'Environnement et le Développement (CIRED), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École des hautes études en sciences sociales (EHESS)-AgroParisTech-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), China Agricultural University (CAU), Agronomie, AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Lund University [Lund], University of Maryland [College Park], University of Maryland System, Seoul National University [Seoul] (SNU), Chinese Academy of Sciences [Beijing] (CAS), Mathématiques et Informatique Appliquées (MIA-Paris), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), and Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-AgroParisTech-Université Paris-Saclay
Irrigation is the largest sector of human water use and an important option for increasing crop production and reducing drought impacts. However, the potential for irrigation to contribute to global crop yields remains uncertain. Here, we quantify this contribution for wheat and maize at global scale by developing a Bayesian framework integrating empirical estimates and gridded global crop models on new maps of the relative difference between attainable rainfed and irrigated yield (ΔY). At global scale, ΔY is 34 ± 9% for wheat and 22 ± 13% for maize, with large spatial differences driven more by patterns of precipitation than that of evaporative demand. Comparing irrigation demands with renewable water supply, we find 30–47% of contemporary rainfed agriculture of wheat and maize cannot achieve yield gap closure utilizing current river discharge, unless more water diversion projects are set in place, putting into question the potential of irrigation to mitigate climate change impacts., There are big uncertainties in the contribution of irrigation to crop yields. Here, the authors use Bayesian model averaging to combine statistical and process-based models and quantify the contribution of irrigation for wheat and maize yields, finding that irrigation alone cannot close yield gaps for a large fraction of global rainfed agriculture.