Het hertekenen van de wereldwijde kaart van de gewasdistributie op bestaande landbouwgrond kan helpen om in de komende decennia aan de groeiende vraag naar voedsel en biobrandstoffen te voldoen. terwijl de waterstress in landbouwgebieden aanzienlijk wordt verminderd, volgens een nieuwe studie. Vandaag gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen , de studie is de eerste die probeert om zowel de voedselproductiebehoeften als de duurzaamheid van hulpbronnen tegelijkertijd en op wereldwijde schaal aan te pakken.

De resultaten laten zien dat "er veel plaatsen zijn waar er inefficiënties zijn in het watergebruik en de productie van nutriënten, " zegt hoofdauteur Kyle Davis, een postdoctoraal onderzoeker bij het Earth Institute van Columbia University. Die inefficiënties kunnen worden verholpen, hij zegt, door gewassen in te wisselen die een hogere voedingskwaliteit hebben en een lagere impact op het milieu hebben.

De landbouwvraag zal naar verwachting de komende decennia aanzienlijk groeien als gevolg van bevolkingsgroei, rijkere diëten, en gebruik van biobrandstoffen. In de tussentijd, waterstress zal naar verwachting verergeren door de klimaatverandering en naarmate de wereldwijde watervoerende lagen snel uitgeput raken. In een poging om deze dubbele uitdagingen aan te gaan, de auteurs keken naar modellen voor het watergebruik van gewassen en opbrengstkaarten voor 14 belangrijke voedselgewassen. Ze waren met name geïnteresseerd in het identificeren van gewasverdelingen die de regenafhankelijke productie minder vatbaar zouden maken voor droge perioden en het waterverbruik in geïrrigeerde systemen zou verminderen.

De onderzoekers kozen ervoor om zich te concentreren op 14 gewassen die 72 procent uitmaken van alle gewassen die over de hele wereld worden geoogst:aardnoten, maïs, gierst, olie Palm, koolzaad, rijst, wortels, sorghum, soja, suikerbiet, suikerstok, zonnebloemen, knollen en tarwe. Groenten en fruit zijn niet meegenomen omdat er geen goede gegevens over hun waterbehoefte beschikbaar waren.

De nieuwe oogstkaarten die Davis en zijn collega's voorstellen, zouden 10 procent meer calorieën en 19 procent meer eiwit produceren - genoeg om nog eens 825 miljoen mensen te voeden - terwijl het verbruik van regenwater met 14 procent en irrigatiewater met 12 procent zou worden verminderd.

wereldwijd, dergelijke verbeteringen zouden worden bereikt door de productie van aardnoten drastisch te verhogen, wortels, soja bonen, sorghum en knollen en afnemende gierst, rijst, suiker en tarwe, die meer water verbruiken maar een lagere calorie- en eiwitopbrengst per hectare hebben. Maar de specifieke veranderingen variëren sterk per land en per type watergebruik als gevolg van verschillen in het lokale klimaat, bodemkenmerken en gewasopbrengsten. Bijvoorbeeld, regengevoede sorghum, soja bonen, knollen en tarwe zouden gierst kunnen vervangen, suikerbiet en zonnebloem in het westen van Rusland. Geïrrigeerde maïs, gierst, wortels en knollen verdrongen rijst, sorghum en tarwe in Noord-India.

De studie identificeerde herverdelingen van gewassen die aanzienlijke waterbesparingen zouden opleveren - minstens 20 procent van de vraag naar water voor landbouwproductie - voor 42 landen, waarvan vele al onder aanzienlijke waterstress staan. Deze omvatten Australië, Indië, Mexico, Marokko en Zuid-Afrika. Er werden ook grote waterbesparingen gerealiseerd in belangrijke mondiale landbouwcentra, zoals Central Valley in Californië, de Nijldelta, Zuidoost-Australië en het Indo-Gangetische bekken. In andere belangrijke landbouwgebieden bleef waterschaarste bestaan, zoals het middenwesten van de VS, echter, ongeacht de gewaskeuze. Voor nog eens 63 landen, waarvan de meeste sterk afhankelijk zijn van de invoer van voedsel om zichzelf te voeden, de herverdelingen zouden een stijging van meer dan 20 procent genereren in de productie van calorieën of eiwitten, zelfvoorziening van voedsel te vergroten. Deze omvatten Ethiopië, Iran, Kenia en Spanje, onder andere.

In recente jaren, sommige onderzoekers hebben gepleit voor het voldoen aan de stijgende wereldwijde vraag naar gewassen via technologie of het verhogen van het gebruik van water en kunstmest. Maar grote technologie-investeringen zouden onbereikbaar zijn voor kleine boeren op het platteland, en veel van de voorgestelde methoden voor waterefficiëntie om te beschermen tegen waterstress, zoals het verhogen van de irrigatie-efficiëntie en het planten van gewassen met een hogere opbrengst, het verminderen van dierlijke eiwitten in diëten, en het minimaliseren van voedselverspilling - geconfronteerd met aanzienlijke belemmeringen voor de uitvoering, de studieaantekeningen, inclusief economische, gezondheidsgerelateerd, infrastructurele en milieuvraagstukken.

Het gewasdistributiemodel van het nieuwe papier zou geen enorme technologische investeringen vergen. Het zou evenmin leiden tot verlies van gewasdiversiteit of bodemvoedingsstoffen, die de landbouw anders kwetsbaarder zouden maken voor droogte, ongedierte en andere schokken. Nog altijd, Davis zegt dat de bevindingen eigenlijk slechts een startpunt zijn, geen definitieve oplossing. Het onderzoek hield geen rekening met mogelijke culturele of politieke barrières, vraag en aanbod op de markt, voedingsvoorkeuren of consumptiepatronen, die in toekomstig onderzoek zouden moeten worden onderzocht. De bevindingen "kunnen worden gebruikt als een van de verschillende instrumenten om voedselsystemen duurzamer te maken, " hij zegt.

Davis voert nu een vervolgonderzoek uit in India, waar rijst en tarwe zwaar worden gesubsidieerd. Hij en zijn collega's onderzoeken de impact die het ruilen van traditionele granen met een hogere voedingswaarde in dat subsidieprogramma zou hebben op het watergebruik en de productie van nutriënten. hoe deze alternatieve granen te duur zouden moeten zijn om op de markt te kunnen concurreren, en hoe consumptiepatronen en voedingsvoorkeuren hun adoptie kunnen beïnvloeden.

"Als we denken aan de economische, sociaal, en milieuaspecten van voedselzekerheid in een bepaald land en werken nauw samen met lokale besluitvormers, we kunnen oplossingen creëren die zijn afgestemd op de behoeften en doelen van de mensen van dat land, " zegt Davy.