Zoals de National Weather Service waarschuwt dat een hittegolf die zich over het zuidwesten van de Verenigde Staten verspreidt, "zeldzaam is, gevaarlijk en dodelijk, " een team van wetenschappers, geleid door de Universiteit van Arizona, heeft geleid tot een nieuwe visie gericht op het verminderen van klimaatverstoringen voor voedselzekerheid, volksgezondheid en plattelandseconomieën.

In een nieuw artikel gepubliceerd in het tijdschrift Planten, Mensen, Planeet , 14 wetenschappers uit het zuidwesten van de VS en Mexico presenteren een model voor landbouw in droge landschappen dat is ontworpen om de gezondheid van het land ten goede te komen, ziekterisico's te verminderen en het economisch welzijn van woestijngemeenschappen te herstellen.

De onderzoekers stellen voor om de voedselproductie in de woestijn van de grond af aan te herstructureren, door wilde voedselgewassen te selecteren die al zijn aangepast aan extreme omstandigheden. De voedselgewassen in de woestijn zouden metgezel worden geplant of "tussengewas" in ontwerpen die niet alleen de hittestress in de planten verminderen, maar ook onder de landarbeiders die voor hen zorgen.

Het artikel van de onderzoekers, getiteld "Een Arid-Amerikaans model voor landbouw in een warmere, water schaarse wereld, " roept op tot een dramatische paradigmaverschuiving om de voedselproductie in de woestijn weg te halen van waterconsumptie, hitte-intolerante eenjarige gewassen.

Conventionele landbouw probeert land- en waterbronnen te hervormen om afzonderlijke gewassen die in uniforme stands worden geteeld te beschermen tegen hitte en droogte - een strategie die steeds duurder en onhoudbaarder wordt onder snel veranderende klimaat- en bodemomstandigheden, zeggen de onderzoekers. In plaats daarvan, ze suggereren dat boeren in dorre landschappen gewassen selecteren uit wilde, veerkrachtige inheemse soorten die al zijn aangepast aan droogte.

"Woestijnplanten hebben een opmerkelijk aantal strategieën ontwikkeld om met hitte om te gaan, droogte, onvoorspelbare regenval en arme gronden, " zei Erin Riordan, een UArizona-onderzoeksmedewerker en de belangrijkste wetenschapper die het binationale onderzoeksteam coördineert dat verankerd is aan het Desert Laboratory van de Universiteit van Arizona op Tumamoc Hill.

Er wordt voorspeld dat dergelijke stressvolle agronomische omstandigheden de komende eeuw meer dan de helft van het landoppervlak van de wereld zullen domineren, zei Riordan.

Om hun model te maken, het interdisciplinaire team van ecologen, antropologen, etnobotanisten, restauratie-ecologen en professionals in de volksgezondheid hebben elementen van hightech energie- en waterwinningsoplossingen gecombineerd met de traditionele ecologische kennis van woestijnverzamelaars uit de droge gebieden van Noord-Amerika, bekend als "Aridamerica."

"We zien de woestijnen van vandaag niet als woestenijen, maar als laboratoria voor de toekomst van de landbouw, " zei Gary Paul Nabhan, leidende co-auteur van de studie en een sociaal onderzoeker in het Southwest Center van de universiteit. Nabhan is een MacArthur bekroonde agro-ecoloog en de Endowed Chair in Food and Water Security aan de UArizona.

Door oude en geavanceerde strategieën te combineren om met stijgende temperaturen om te gaan, waterschaarste en ziekten verergerd door hittestress, de geleerden hopen de voedselproductie minder ontmoedigend te maken, gevaarlijk en dodelijk voor toekomstige woestijnbewoners.

Het nieuwe model lokaliseert de productie van hernieuwbare energie, het opvangen van regenwater en het snoeien van winterharde vaste planten in dezelfde ruimtes. De plaatsing van verschillende laaggroeiend voedsel onder bomen zoals mesquite en fotovoltaïsche panelen zorgt voor gedeeltelijke schaduw, het vasthouden van bodemvocht, proliferatie van bodemmicroben en koolstofvastlegging ten voordele van de planten.

Door te vertrouwen op aan hitte en droogte aangepaste voedselsoorten zoals agaves, cactussen en stikstofbindende peulvruchten, deze diverse systemen kunnen zorgen voor betrouwbare opbrengsten van voedzaam voedsel met minimale irrigatie in het licht van de klimaatonzekerheid.

"Cactussen en agaves hebben in veel traditionele culturen in Aridamerica gefunctioneerd als een vorm van verzekering tegen grillen van het milieu en jaarlijkse misoogsten, " zei Exequiel Ezcurra, een professor ecologie aan de Universiteit van Californië die wereldwijd bekend staat om zowel zijn woestijnonderzoek als het behoud van biodiversiteit.

De voordelen van het consumeren van woestijnplanten

Woestijnvoedselplanten zijn niet alleen gunstig voor de gezondheid van het land, maar de gezondheid van de mens. In tegenstelling tot maïs, sorghum en suikerriet die enkelvoudige suikers produceren die zwaarlijvigheid en ouderdomsdiabetes verergeren, meerjarige woestijngewassen bieden meerdere manieren om deze ziekten te voorkomen, zeggen de onderzoekers.

De studie belicht 17 categorieën woestijnplanten die de bloedsuikerspiegel kunnen verlagen en een diversiteit aan antioxidanten bieden die mensen helpen beschermen tegen de negatieve gevolgen van chronische ziekten die worden verergerd door hittestress.

De auteurs stellen openbare investeringen voor in de productie van chemo-preventieve voedingsmiddelen en medicijnen om gezondheidsrisico's vooraf aan te pakken in plaats van de meeste dollars in de gezondheidszorg te investeren in dure ziekenhuisopnames aan het einde van hun leven.

Waterzuinige vetplanten en stikstofbindende peulvruchten kunnen vijf tot twaalf jaar nodig hebben om hun eerste voedingsoogsten te produceren. Hoe dan ook, ze kunnen in tien jaar tijd meer eetbare biomassa produceren met veel minder water dan de conventionele eenjarige gewassen, terwijl koolstof wordt vastgehouden in de bodem om klimaatverandering tegen te gaan, zei Nabhan.

"We noemen zulke gestaag producerende droge teeltsystemen 'slow farming', ' omdat ze zijn als de woestijnschildpadden die uiteindelijk de race zullen winnen, " zei hij. "Ze hebben weinig andere input nodig dan geduldig kapitaal en innovatieve boeren om het voedselproductiepotentieel te herstellen naar marginale gronden die zijn verzout, verdicht of uitgeput van hun microbiële diversiteit."

In het grootstedelijke Tucson, waar veel van het werk van het onderzoeksteam gedurende vier decennia heeft plaatsgevonden, meer dan 120 nieuwe voedsel- en drankproducten in de woestijn zijn voortgekomen uit 40 startende micro-ondernemingen. De meeste van deze "slow food and drinks" zijn op de markt verschenen sinds Tucson zes jaar geleden werd aangewezen als de eerste UNESCO-stad van gastronomie in de VS.

De onderzoekers zeggen dat de timing van hun werk cruciaal is. Met de versnellende klimaatverandering en de aanhoudende pandemie, ze waarschuwen dat de voedselzekerheid in droge gebieden de komende decennia dramatisch zal verslechteren, tenzij nieuwe strategieën worden ingevoerd.

Zowel in de Verenigde Staten als in Mexico lopen er proefprojecten om het model van de onderzoekers te testen. De agrivoltaïsche component van deze studie, waarin meerjarige gewassen worden geteeld onder zonnepanelen, wordt getest in de Biosphere 2-faciliteit van de universiteit en op drie openbare scholen in het zuiden van Arizona.

In aanvulling, Nabhan heeft gewerkt met het Comcaac (Seri People) dorp Desemboque in Sonora, Mexico, om meerjarige woestijnplanten te planten onder nieuwe zonne-installaties. Elementen van het model van de onderzoekers zijn al in gebruik door sommige voedselproducenten, waaronder de Via Organica Farm in Guanajuato, Mexico, waar mesquite, agave en cactussen worden tussengewas voor voedsel, drank en koolstofopslag.