Hvordan man kan brødføde verden og bevare miljøet

Landmændene bærer en stor del af byrden for at dyrke maden for at brødføde milliarder af mennesker, da verdens befolkning konstant stiger.

Men for at gøre det, disse landmænd skal holde afgrøder sunde og højtydende. Det kræver brug af gødning og pesticider, som hjælper med afgrøder, men kan have en utilsigtet, negativ påvirkning af miljøet.

Bestøvere kan tage skade. Vandveje kan blive infiltreret med næringsstofbelastninger, dræber liv i vand. Atmosfæriske drivhusgasser, der forårsager klimaændringer, øges.

På den ene side, fodre verden. På den anden, bevare miljøet.

Sylvie Broder, en professor i Purdue Department of Agronomy, ved, at det er muligt at gøre begge dele.

Hendes mål er at hjælpe landmænd med at få mest muligt ud af deres marker og samtidig reducere potentialet for miljøskader. Hendes arbejde fokuserer på kulstof- og nitrogenkredsløb i jorden, kulstofbinding, drivhusgasemissioner og vandkvalitetspåvirkninger fra landbruget.

Efterhånden som teknologien udvikler sig, nye afgrødesorter kommer ind på marker og forvaltningspraksis ændres, Broder skal løbende vurdere disse påvirkninger og hvordan man kommunikerer ny information til landmænd og interessenter.

"Vi vil aldrig have en enkelt løsning på bæredygtighedsproblemet. Det handler ikke kun om ét næringsstof eller en afgrøde, fordi disse er landbrugssystemer, og de ændrer sig altid, " sagde Broder. "Der vil altid være nye udfordringer, og der vil altid være afvejninger. Du arbejder på at forstå disse afvejninger, og samfundet vil afgøre, hvilke der er acceptable."

Brouders forskning har ført til udviklingen af ​​næringsstofguider og teknologier, der reducerer drivhusgasemissioner og forbedrer luft- og vandkvaliteten ved at afbalancere mængden af ​​kvælstof og anden gødning, der påføres marker med den, der optages af planter eller tilsættes det organiske kvælstof reserver af sund jord. Hun fokuserer også på at modificere flisedræningssystemer og sædskifte for at forhindre, at næringsstoffer kommer ind i vandvejene. En anden indsats førte til modeller, der hjælper landmænd med at afgøre, om de kan bruge marginale jorder til at dyrke bioenergiafgrøder.

Et centralt eksempel på hendes igangværende amerikanske Department of Agriculture-finansierede projekt, der søger win-win-løsninger, er at dyrke dækafgrøder til produktion af bioenergi. Vinterdækafgrøder, såsom rug korn, kan reducere jorderosion og optage restkvælstof i jorden for at forhindre det i at udvaskes til vandløb og floder. Imidlertid, der er ingen direkte økonomisk værdi i dækafgrøden, og landmænd skal ofte bruge kemikalier til at dræbe den, før de kan plante deres økonomiske afgrøder. Broder og kolleger udforsker nye systemer, der dyrker vinterdækafgrøder som høstbare bioenergiafgrøder, holde dækning på jorden året rundt. Andre fordele inkluderer at skabe et yderligere økonomisk produkt i en årlig landbrugscyklus, og undgå jordkonkurrencen mellem fødevarer og energiafgrøder, der har vakt offentlig bekymring for den løbende fødevaresikkerhed.

"Målet er at hjælpe landmændene med at fortsætte med at producere rentable afgrøder, der begrænser eller eliminerer potentielle skader på miljøet, " sagde Broder.

Broder har også bidraget til den nationale landbrugspolitik. Fra 2014-17, hun tjente i U.S. Environmental Protection Agency's Science Advisory Board, hvis medlemmer yder videnskabelig rådgivning til føderale administratorer.

Og dette forår, hun ledede oprettelsen af ​​et papir, "Aktivering af open source-datanetværk i offentlig landbrugsforskning, " for Council for Agricultural Science and Technology. Papiret opfordrer til bedre adgang til og deling af landbrugsdata blandt videnskabsmænd. Hun præsenterede resultater i en række møder på Capitol Hill.

"Åben videnskab og åbne data er nødvendige for, at vi kan tackle store, store udfordringer. Vi er nødt til at gøre flere ting for at samarbejde og ikke kun dele vores resultater gennem peer-reviewed forskning, men del også dataene, " sagde hun. "Jeg finder det vigtigt at være i grænsefladen mellem videnskab og politik, bringe mennesker sammen for at diskutere videnskabens tilstand, hvad vi ved, hvad vi tror vi ved, hvad vi ved, ved vi ikke, og hvordan det kan bruges af økonomer eller politikere til at stimulere forvaltning. "