Ridisegnare la mappa globale della distribuzione delle colture sui terreni agricoli esistenti potrebbe aiutare a soddisfare la crescente domanda di cibo e biocarburanti nei prossimi decenni, riducendo significativamente lo stress idrico nelle aree agricole, secondo un nuovo studio. Pubblicato oggi in Geoscienze naturali , lo studio è il primo a tentare di affrontare contemporaneamente e su scala globale sia le esigenze di produzione alimentare che la sostenibilità delle risorse.

I risultati mostrano che "ci sono molti posti dove ci sono inefficienze nell'uso dell'acqua e nella produzione di nutrienti, ", afferma l'autore principale Kyle Davis, un ricercatore post-dottorato presso l'Earth Institute della Columbia University. Tali inefficienze potrebbero essere risolte, lui dice, sostituendo le colture con una maggiore qualità nutritiva e un minore impatto ambientale.

Si prevede che la domanda agricola crescerà notevolmente nei prossimi decenni a causa della crescita della popolazione, diete più ricche, e l'uso di biocarburanti. Nel frattempo, si prevede che lo stress idrico peggiorerà con il cambiamento climatico e con il rapido esaurimento delle falde acquifere globali. Nel tentativo di affrontare queste sfide gemelle, gli autori hanno esaminato i modelli di utilizzo dell'acqua delle colture e le mappe delle rese per 14 principali colture alimentari. Erano specificamente interessati a identificare le distribuzioni delle colture che avrebbero reso la produzione alimentata dalla pioggia meno suscettibile ai periodi di siccità e avrebbero ridotto il consumo di acqua nei sistemi irrigui.

I ricercatori hanno scelto di concentrarsi su 14 colture che costituiscono il 72% di tutte le colture raccolte in tutto il mondo:arachidi, granoturco, miglio, olio di palma, colza, Riso, radici, sorgo, soia, barbabietola, canna da zucchero, girasoli, tuberi e grano. Frutta e verdura non sono state incluse perché non erano disponibili dati validi sul loro fabbisogno idrico.

Le nuove mappe delle colture proposte da Davis e dai suoi colleghi produrrebbero il 10% in più di calorie e il 19% in più di proteine, sufficienti per sfamare altri 825 milioni di persone, riducendo il consumo di acqua piovana del 14% e l'acqua di irrigazione del 12%.

Globalmente, tali miglioramenti sarebbero ottenuti aumentando drasticamente la produzione di arachidi, radici, semi di soia, sorgo e tuberi e miglio in diminuzione, Riso, zucchero e grano, che consumano più acqua ma hanno rese caloriche e proteiche inferiori per ettaro. Ma i cambiamenti specifici variano ampiamente in base al paese e al tipo di utilizzo dell'acqua a causa delle differenze nel clima locale, caratteristiche del suolo e resa delle colture. Ad esempio, sorgo alimentato dalla pioggia, semi di soia, tuberi e grano potrebbero sostituire il miglio, barbabietola da zucchero e girasole nella Russia occidentale. Mais irrigato, miglio, radici e tuberi hanno soppiantato il riso, sorgo e grano nell'India settentrionale.

Lo studio ha identificato ridistribuzioni delle colture che creerebbero sostanziali risparmi idrici - almeno il 20% della domanda di acqua per la produzione agricola - per 42 paesi, molti dei quali sono già sottoposti a un significativo stress idrico. Questi includono l'Australia, India, Messico, Marocco e Sudafrica. Importanti risparmi idrici sono stati ottenuti anche in importanti centri agricoli globali, come la Central Valley della California, il delta del Nilo, Australia sudorientale e bacino indo-gangetico. La scarsità d'acqua persisteva in altre importanti aree agricole, come il Midwest degli Stati Uniti, però, indipendentemente dalla scelta della coltura. Per altri 63 paesi, la maggior parte dei quali fa molto affidamento sulle importazioni di cibo per nutrirsi, le ridistribuzioni genererebbero un aumento superiore al 20% della produzione calorica o proteica, aumentare l'autosufficienza alimentare. Questi includevano l'Etiopia, Iran, Kenia e Spagna, tra gli altri.

Negli ultimi anni, alcuni ricercatori hanno sostenuto di soddisfare la crescente domanda globale di colture tramite la tecnologia o di aumentare l'uso di acqua e fertilizzanti. Ma i grandi investimenti tecnologici sarebbero fuori portata per i piccoli agricoltori rurali, e molti dei metodi di efficienza idrica proposti per proteggersi dallo stress idrico, come aumentare l'efficienza dell'irrigazione e piantare colture ad alto rendimento, diminuzione delle proteine ​​animali nelle diete, e ridurre al minimo gli sprechi alimentari, affrontare ostacoli significativi all'attuazione, le note di studio, compreso economico, legati alla salute, problematiche infrastrutturali e ambientali.

Il nuovo modello di distribuzione del raccolto della carta non richiederebbe massicci investimenti tecnologici. Né comporterebbe una perdita di diversità delle colture o di nutrienti del suolo, che altrimenti potrebbe rendere l'agricoltura più vulnerabile alla siccità, parassiti e altri shock. Ancora, Davis dice che i risultati sono in realtà solo un punto di partenza, non una soluzione definitiva. La ricerca non ha tenuto conto di potenziali barriere culturali o politiche, domanda e offerta di mercato, preferenze dietetiche o modelli di consumo, che dovrebbero essere esaminati in ricerche future. I risultati "possono essere utilizzati come uno dei numerosi strumenti per rendere i sistemi alimentari più sostenibili, " lui dice.

Davis sta ora conducendo uno studio di follow-up in India, dove riso e grano sono fortemente sovvenzionati. Lui e i suoi colleghi stanno esaminando l'impatto che lo scambio di cereali tradizionali più ricchi di nutrienti in quel programma di sussidi avrebbe sull'uso dell'acqua e sulla produzione di nutrienti, come questi cereali alternativi dovrebbero avere un prezzo per competere sul mercato, e come i modelli di consumo e le preferenze dietetiche potrebbero influenzare la loro adozione.

"Se pensiamo all'economia, sociale, e ambientali della sicurezza alimentare in un particolare paese e lavorare a stretto contatto con i decisori locali, possiamo creare soluzioni su misura per le esigenze e gli obiettivi della gente di quel paese, "dice Davis.