Môžeme uspokojiť rastúcu potrebu potravín bez toho, aby sme zničili naše životné prostredie?

Cieľom vyvíjajúcej sa koncepcie s názvom „udržateľná intenzifikácia“ je preklenúť priepasť medzi konvenčným a ekologickým poľnohospodárstvom.

Foto s láskavým dovolením spoločnosti USDA NRCS Texas, od spoločnosti Flickr, licencované podľa CC BY 2.0

Paul McDivitt za Ensiu @ensiamedia | @PaulMcDivitt

Dejiny poľnohospodárstva sa dajú najlepšie opísať ako „viac za viac“. Čím viac pôdy obrábame, tým viac potravín sme vyrábali. Čím viac vody, hnojív a pesticídov sme použili, tým bohatšie boli naše úrody. Zatiaľ čo moderné poľnohospodárstvo úspešne živí miliardy ľudí, jeho rýchle rozšírenie tiež viedlo k strate biodiverzity, znečisteniu vodných ciest a zvyšovaniu emisií skleníkových plynov. Keďže svetová populácia sa priblíži k 10 miliardám ľudí a sú stanovené vplyvy zmeny klímy, tento prístup nie je udržateľný.

„Veľký pokrok, ktorý musíme v budúcnosti vidieť, ktorý ľudia označujú ako„ udržateľná intenzifikácia “, je oblasťou, v ktorej musíme získať viac za menej,“ hovorí Navin Ramankutty, dočasný riaditeľ Inštitútu pre zdroje, životné prostredie a udržateľnosť na univerzite. Britskej Kolumbie.

Diskusie o budúcnosti potravín a poľnohospodárstva sa často koncipujú ako výber medzi dvoma zdanlivo diametrálnymi prístupmi. Cieľom tradičného poľnohospodárstva je produkovať čo najviac potravín s obrovskými monokultúrami závislými od zavlažovacích systémov, syntetických hnojív a pesticídov. Druhé, ekologické poľnohospodárstvo, uprednostňuje udržateľnosť pomocou prírodných vstupov a procesov, vďaka ktorým sú farmy pohostinnejšie voči prírode.

Brachiaria trávy a iné krmoviny sa používajú v západnej Keni ako súčasť „push-pull“ prístupu k ochrane proti škodcom a zvyšovaniu úrodnosti pôdy, ktorý vyvinul Medzinárodné stredisko pre fyziológiu a ekológiu hmyzu (ICIPE). Foto s láskavým dovolením spoločnosti CIAT od spoločnosti Flickr, licencované podľa CC BY-NC-SA 2.0

Vývoj, ktorý sa vyvíja, sa nazýva udržateľná intenzifikácia, sa snaží preklenúť túto priepasť tým, že získa najlepšie nápady z oboch strán a minimalizuje ich slabiny, ako je nadmerné používanie hnojív konvenčného poľnohospodárstva a tendencia organického poľnohospodárstva k nižším výnosom.

„Nemôžeme jednoducho ísť na celé poľnohospodárstvo alebo na ekologické hospodárstvo,“ vysvetľuje Vara Prasad, vedkyňa plodín na Kansas State University. „Zároveň si nemôžeme dovoliť znečisťovať naše životné prostredie negatívnymi dopadmi, ktoré sa teraz dejú.“

Trvalo udržateľné zintenzívnenie uznáva potrebu vyrábať dostatok potravín na živenie rastúcej populácie, ale snaží sa o to čo najekologickejším spôsobom. Zameriava sa najmä na zvýšenie výnosov - množstvo potravín vyrobených na jednotku pôdy - ako spôsob, ako minimalizovať potrebu premeny lesov a iných neobrábaných pôd na poľnohospodárske podniky.

„Toto prvé zníženie je veľkým rozdielom, takže všetko, čo môžeme urobiť, aby sme tomu zabránili, je veľké,“ hovorí Ramankutty v súvislosti s odlesňovaním v Brazílii a Indonézii, ktoré bolo spôsobené poľnohospodárskou expanziou.

Analýza 85 projektov integrovanej ochrany proti škodcom v Ázii a Afrike ukázala, že najviac sa znížilo používanie pesticídov bez toho, aby došlo k poklesu výnosov. Upravené z Pretty, J. a Bharucha, Z. (2015) Integrovaná ochrana proti škodcom pre trvalo udržateľné zintenzívnenie poľnohospodárstva v Ázii a Afrike. Hmyz 6: 152 - 182. Klikni na zväčšenie.

Environmentálna udržateľnosť je rovnako dôležitá ako zvyšovanie výroby, hovorí Prasad. Medzi ciele ochrany životného prostredia okrem zachovania voľne žijúcich krajín patria aj zníženie emisií skleníkových plynov, odtoku dusíka a fosforu, znečistenia pesticídmi a ochrana sladkovodných zdrojov. Udržateľná intenzifikácia si však uvedomuje, že neexistuje dokonalé riešenie. Pri toľkých cieľoch musia byť kompromisy.

Trvalo udržateľná intenzifikácia nešpecifikuje konkrétne technológie alebo postupy. Namiesto toho sa zameriava na požadované výsledky: viac potravín na menšej pôde a menej nepriaznivý vplyv na životné prostredie.

Výhra-win stratégie

Aj keď je tento koncept otvorený, vedci, ktorí študujú udržateľnú intenzifikáciu, poukazujú na niekoľko stratégií a technológií podložených dôkazmi, ktoré môžu zvýšiť výnosy a zároveň dosiahnuť environmentálne zisky. V nedávnej štúdii uverejnenej v publikácii Nature Sustainability sa odhaduje, že 163 miliónov fariem pokrývajúcich približne 453 miliónov hektárov (1 miliarda akrov) praktizuje určitú formu udržateľnej intenzifikácie.

Jednou z najsľubnejších stratégií je zlepšenie odrôd plodín a plemien hospodárskych zvierat. Vývoj semien odolných voči škodcom a chorobám pomocou tradičného šľachtenia alebo genetického inžinierstva môže zvýšiť výnosy a znížiť používanie pesticídov. Kultivary vhodné pre miestne podmienky a extrémne poveternostné podmienky, ako sú sucho a teplo, môžu tiež pomôcť poľnohospodárom produkovať viac potravín bez toho, aby zhoršovali ekosystémy.

Poľnohospodári vo Virgínii používajú postupy bez ochrany, aby chránili prírodné prostredie a kvalitu vody v zálive Chesapeake Bay Watershed. Foto s láskavým dovolením spoločnosti USDA od spoločnosti Flickr, licencované pod licenciou CC BY 2.0

Účinné využívanie vstupov je spoločným cieľom v postupoch udržateľnej intenzifikácie. Integrovaná ochrana proti škodcom, ktorá využíva stratégie ako biologické kontroly proti škodcom, môže chrániť plodiny bez toho, aby poškodila prospešný hmyz. Pri metaanalýze 85 projektov integrovanej ochrany proti škodcom v roku 2015 sa zistilo „priemerné zvýšenie výnosov v rámci projektov a plodín o 41 percent, v kombinácii s poklesom využívania pesticídov na 31 percent.“ Postupy v oblasti ochrany poľnohospodárstva - ako je poľnohospodárstvo bez pôdy, pokrývajú plodiny a striedanie plodín - zlepšujú kvalitu pôdy a znižujú burinu, znižujú náklady a ukladajú uhlík v podzemí.

Cieľom projektu Intenzifikácia udržateľných a odolných poľnohospodárskych systémov vo východných gangetických rovinách je spolupráca austrálskeho centra pre medzinárodný poľnohospodársky výskum a medzinárodného centra na zlepšenie kukurice a pšenice s cieľom zlepšiť produktivitu drobného poľnohospodárstva v Nepále. Foto s láskavým dovolením spoločnosti IFPRI v južnej Ázii, od spoločnosti Flickr, s licenciou podľa CC BY-NC-ND 2.0

Pestovanie stromov a kríkov na ornej pôde a okolo nej môže byť prospešné pre poľnohospodárov a miestne ekosystémy, pretože poskytuje prostredie pre vtáky a iné zvieratá. Stromy na silvopastúrach chránia zvieratá pred horúcim slnkom v lete a studeným vetrom v zime a výživné trávy pod nimi rýchlo a lacno chovajú dobytok. Stromy na farmách a okolo nich môžu fixovať dusík v pôde, oddeľovať uhlík a znižovať odtok a eróziu pôdy.

Technológia, ako napríklad presné poľnohospodárske vybavenie - ktoré kombinuje podrobné údaje s robotmi, senzormi a zobrazovaním na semená rastlín a účinnejšie aplikuje vodu, hnojivá a pesticídy - môže zvýšiť produktivitu už vysoko výnosných fariem a zároveň znížiť náklady na vstupy. Medzi množstvo vyvíjaných technológií, ktoré sú prospešné pre všetkých, sú vylepšené nástroje na predpovedanie počasia, ktoré poľnohospodárom pomáhajú pri výbere optimálnych dátumov výsadby a zberu, a tekuté probiotiká na fixáciu dusíka, ktoré by mohli nahradiť aspoň niektoré syntetické hnojivá.

Intenzívna kultivácia zvyšuje výnosy ryžových polí v Hai Duong vo Vietname. Foto s láskavým dovolením Eric Bakera, od spoločnosti Flickr, s licenciou podľa CC BY-NC-SA 2.0

Ďalšou stratégiou je pestovanie plodín na úhoroch a častejšie výsadba a zber úrody na existujúcej úrodnej pôde. Zvyšuje sa tým produktivita pôdy vyčlenenej na pestovanie plodín, čím sa znižuje potreba premeny lesov a iných prírodných biotopov.

„Neexistuje nedostatok technických nástrojov, technických príležitostí, ktoré môžu ľudia využiť na zvýšenie produktivity plodín a zníženie ich vplyvu na životné prostredie,“ hovorí Tim Searchinger, profesor v Princetone a výskumný pracovník na World Resources Institute. "Nie je to vedecký problém, je to problém."

Poloha a kontext

V niektorých oblastiach, napríklad v subsaharskej Afrike, sú výnosy veľmi nízke, a to najmä kvôli nedostatku vody a živín v pôde. Táto nízka základná hodnota znamená, že nástroje moderného poľnohospodárstva ponúkajú obrovskú príležitosť získať viac potravín z existujúcej poľnohospodárskej pôdy. Ak má však byť toto zintenzívnenie udržateľné, bude nevyhnutné spojiť tento prístup s programami, ktoré poľnohospodárov vychovávajú o osvedčených postupoch, ako predchádzať plytvaniu a znečisteniu.

„Jedna vec, ktorá sa často zabúda, je skutočnosť, že aplikácia hnojív nie je vo svojej podstate zlá,“ vysvetľuje Michael Clark, postdoktorand na Oxfordskej univerzite. „Keď začnete príliš veľa aplikovať, stáva sa to problémom.“

Malé farmy v Číne produkovali menej emisií skleníkových plynov po tom, čo sa poľnohospodári zúčastnili na školiacich programoch zameraných na hospodárenie s hnojivami. Prispôsobené Cui, Z., a kol. Príroda http://dx.doi.org/10.1038/nature25785 (2018)

Čína prispieva k boju proti nadmernému používaniu hnojív financovaním poľnohospodárskych vedcov, aby žili v dedinách, kde učia poľnohospodárov, kedy a ako účinnejšie aplikovať hnojivo. Tieto iniciatívy pomohli viac ako 20 miliónom drobných poľnohospodárov zvýšiť výnosy kukurice, ryže a pšenice o desať percent, pričom sa znížilo používanie hnojív o 15 percent, čím sa výrazne znížili emisie skleníkových plynov.

Keď nové regióny zavádzajú systémy zavlažovania vody na zvýšenie úrody, poľnohospodári s prvým prístupom majú tendenciu nadmerne využívať vzácny zdroj a pre neskorších osvojiteľov je málo. Miestne predpisy a skupiny užívateľov vody môžu poľnohospodárom pomôcť využívať vodu efektívnejšie, spravodlivejšie a udržateľnejšie.

Poľnohospodári v Etiópii používajú miestny trávový mulč a kvapkové zavlažovanie na udržateľné zintenzívnenie svojich výnosov. Foto s láskavým dovolením laboratória pre udržateľnú intenzifikáciu inovácií

Popri poľnohospodárskych technológiách a postupoch je dôležitou súčasťou udržateľnej intenzifikácie aj budovanie sociálnych a ekonomických štruktúr a inštitúcií. Prasad hovorí, že investície do poľných škôl a rozvoj programov rozširovania v rozvojových krajinách sú potrebné, aby pomohli poľnohospodárom implementovať udržateľné postupy a technológie.

Trvalo udržateľný potravinový systém

Hoci udržateľná intenzifikácia je dôležitou súčasťou zvyšovania udržateľnosti poľnohospodárstva, nemôže to urobiť sama. Ak sa pokúsime vyrobiť dostatok potravín na splnenie súčasných prognóz bez rozširovania poľnohospodárskej pôdy, museli by sme zvýšiť výnosy úrody o 11 percent viac od roku 2006 do roku 2050 ako od roku 1962 do roku 2006 - vysoký poriadok vzhľadom na to, že minulé zisky sa zväčša pripisujú pridaným vstupom. , Clark hovorí, že skutočne udržateľný potravinový systém sa musí zaoberať aj plytvaním potravinami a prejedaním sa, ako aj presunom stravy od mäsa a mliečnych výrobkov, čo predstavuje nadmerný podiel environmentálnej stopy poľnohospodárstva.

Okrem toho v tzv. Paradoxe Jevons môžu zvýšenie efektívnosti motivovať poľnohospodárov, aby produkovali viac, čo môže viesť k ďalšiemu zúčtovaniu pôdy. Aby sme mohli využívať všetky výhody trvalo udržateľnej intenzifikácie, musíme urobiť lepšiu prácu, aby sme zabezpečili, že prírodné oblasti sú mimo hraníc poľnohospodárskej expanzie.

Hoci výzvy pretrvávajú, matematika udržateľnej intenzifikácie je jednoduchá: čím viac potravín vyrábame na najmenšom množstve pôdy s najmenším dopadom na životné prostredie, tým lepšie budú ľudia a príroda.

ensia.com | Neštebotajú | Facebook | Instagram | LinkedIn

Pôvodne uverejnené na stránke ensia.com 1. novembra 2018.