At bytte om på hvor der dyrkes afgrøder kan brødføde yderligere 825 millioner mennesker

Gentegning af det globale kort over afgrødefordeling på eksisterende landbrugsjord kan hjælpe med at imødekomme den stigende efterspørgsel efter fødevarer og biobrændstoffer i de kommende årtier, samtidig med at vandstress i landbrugsområder reduceres markant, ifølge en ny undersøgelse. Udgivet i dag i Natur Geovidenskab , undersøgelsen er den første, der forsøger at adressere både fødevareproduktionsbehov og ressourcebæredygtighed samtidigt og på globalt plan.

Resultaterne viser, at "der er mange steder, hvor der er ineffektivitet i vandforbrug og næringsstofproduktion, " siger hovedforfatter Kyle Davis, en postdoc-forsker ved Columbia University's Earth Institute. Disse ineffektiviteter kunne rettes, han siger, ved at bytte ind afgrøder, der har større ernæringsmæssig kvalitet og lavere miljøbelastning.

Landbrugsefterspørgslen forventes at vokse betydeligt i løbet af de næste par årtier på grund af befolkningstilvækst, rigere kostvaner, og brug af biobrændstof. I mellemtiden vandstress forventes at forværres med klimaændringer, og da de globale grundvandsmagasiner hurtigt udtømmes. I et forsøg på at løse disse dobbelte udfordringer, forfatterne så på modeller for brug af afgrøder og udbyttekort for 14 store fødevareafgrøder. De var specifikt interesserede i at identificere afgrødefordelinger, der ville gøre regnfodret produktion mindre modtagelig for tørre perioder og reducere vandforbruget i kunstvandede systemer.

Forskerne valgte at fokusere på 14 afgrøder, der udgør 72 procent af alle høstede afgrøder rundt om i verden:jordnødder, majs, hirse, olie palme, raps, ris, rødder, sorghum, sojabønner, sukkerroer, sukkerrør, solsikker, knolde og hvede. Frugt og grønt blev ikke inkluderet, fordi der ikke var gode data om deres vandbehov.

De nye afgrødekort, som Davis og hans kolleger foreslår, vil producere 10 procent flere kalorier og 19 procent mere protein – nok til at brødføde yderligere 825 millioner mennesker – samtidig med at forbruget af regnvand reduceres med 14 procent og kunstvandingsvand med 12 procent.

Globalt, sådanne forbedringer ville blive opnået ved at øge produktionen af ​​jordnødder dramatisk, rødder, sojabønner, sorghum og knolde og aftagende hirse, ris, sukker og hvede, som forbruger mere vand, men har lavere kalorie- og proteinudbytte pr. Men de specifikke ændringer varierer meget efter land og vandforbrugstype på grund af forskelle i lokalt klima, jordegenskaber og afgrødeudbytte. For eksempel, regnfodret sorghum, sojabønner, knolde og hvede kunne erstatte hirse, sukkerroer og solsikke i det vestlige Rusland. Kunstvandet majs, hirse, rødder og knolde fortrængt ris, sorghum og hvede i det nordlige Indien.

Undersøgelsen identificerede afgrødeomfordelinger, der ville skabe betydelige vandbesparelser - mindst 20 procent af vandefterspørgslen til landbrugsproduktion - for 42 lande, hvoraf mange allerede er under betydelig vandstress. Disse omfatter Australien, Indien, Mexico, Marokko og Sydafrika. Store vandbesparelser blev også opnået i betydelige globale landbrugscentre, såsom Californiens Central Valley, Nildeltaet, Det sydøstlige Australien og det indo-gangetiske bassin. Vandknaphed fortsatte i andre vigtige landbrugsområder, såsom det amerikanske midtvest, imidlertid, uanset afgrødevalg. For yderligere 63 lande, hvoraf de fleste er stærkt afhængige af fødevareimport for at brødføde sig selv, omfordelingerne ville generere en stigning på mere end 20 procent i enten kalorie- eller proteinproduktion, øget selvforsyning med fødevarer. Disse omfattede Etiopien, Iran, Kenya og Spanien, blandt andre.

I de seneste år, nogle forskere har slået til lyd for at imødekomme den stigende globale efterspørgsel efter afgrøder via teknologi eller øge brugen af ​​vand og gødning. Men store teknologiinvesteringer ville være uden for rækkevidde for små landmænd, og mange af de vandeffektivitetsmetoder, der er foreslået for at beskytte mod vandstress - såsom at øge kunstvandingseffektiviteten og plante afgrøder med højere udbytte, faldende animalsk protein i diæter, og minimere madspild – står over for betydelige barrierer for implementering, undersøgelsesnotaterne, herunder økonomiske, sundhedsrelateret, infrastruktur- og miljøspørgsmål.

Det nye papirs afgrødedistributionsmodel ville ikke kræve massive teknologiinvesteringer. Det ville heller ikke resultere i tab af afgrødediversitet eller jordens næringsstoffer, som ellers kunne gøre landbruget mere sårbart over for tørke, skadedyr og andre stød. Stadig, Davis siger, at resultaterne i virkeligheden kun er et udgangspunkt, ikke en endelig løsning. Forskningen tog ikke højde for potentielle kulturelle eller politiske barrierer, markedets udbud og efterspørgsel, diætpræferencer eller forbrugsmønstre, som skal undersøges i fremtidig forskning. Resultaterne "kan bruges som et af flere værktøjer til at gøre fødevaresystemer mere bæredygtige, " han siger.

Davis udfører nu en opfølgende undersøgelse i Indien, hvor ris og hvede er stærkt subsidieret. Han og hans kolleger undersøger, hvilken indvirkning det ville have på vandforbruget og produktionen af ​​næringsstoffer at bytte traditionelle kornsorter med højere næringsstoffer ind i dette tilskudsprogram. hvordan disse alternative kornsorter skal prissættes for at konkurrere på markedet og hvordan forbrugsmønstre og kostpræferencer kan påvirke deres adoption.

"Hvis vi tænker på det økonomiske, social, og miljøaspekter af fødevaresikkerhed i et bestemt land og arbejde tæt sammen med lokale beslutningstagere, vi kan skabe løsninger, der er skræddersyet til behovene og målene for landets befolkning, " siger Davis.