Gli agricoltori sopportano gran parte dell'onere per la coltivazione del cibo per sfamare miliardi di persone mentre la popolazione mondiale tende continuamente a crescere.

Ma per farlo, quegli agricoltori devono mantenere i raccolti sani e ad alto rendimento. Ciò richiede l'uso di fertilizzanti e pesticidi, che aiutano le colture ma possono avere un involontario, impatto negativo sull'ambiente.

Gli impollinatori possono essere danneggiati. I corsi d'acqua possono essere infiltrati da carichi di nutrienti, uccidere la vita acquatica. I gas serra atmosferici che causano il cambiamento climatico sono aumentati.

Da una parte, nutrire il mondo. Dall'altra, preservare l'ambiente.

Sylvie Brouder, un professore del Dipartimento di Agronomia della Purdue, sa che è possibile fare entrambe le cose.

Il suo obiettivo è aiutare gli agricoltori a ottenere il massimo dai loro campi riducendo al contempo il potenziale danno ambientale. Il suo lavoro si concentra sul ciclo del carbonio e dell'azoto nel suolo, sequestro del carbonio, emissioni di gas serra e impatti sulla qualità dell'acqua dell'agricoltura.

Con l'evolversi della tecnologia, nuove varietà di colture entrano nei campi e le pratiche di gestione cambiano, Brouder deve valutare continuamente tali impatti e come comunicare nuove informazioni agli agricoltori e alle parti interessate.

"Non avremo mai un'unica soluzione al problema della sostenibilità. Non si tratta solo di un nutriente o di una coltura perché si tratta di sistemi agricoli, e cambiano sempre, " Brouder ha detto. "Ci saranno sempre nuove sfide e ci saranno sempre dei compromessi. Lavori per capire quei compromessi, e la società deciderà quali sono accettabili."

La ricerca di Brouder ha portato allo sviluppo di guide e tecnologie per la gestione dei nutrienti che riducono le emissioni di gas serra e migliorano la qualità dell'aria e dell'acqua bilanciando la quantità di azoto e altri fertilizzanti che vengono applicati ai campi con quella assorbita dalle piante o aggiunta all'azoto organico riserve di suoli sani. Si concentra anche sulla modifica dei sistemi di drenaggio delle piastrelle e delle rotazioni delle colture per impedire ai nutrienti di entrare nei corsi d'acqua. Un altro sforzo ha portato a modelli che aiutano gli agricoltori a determinare se possono utilizzare terreni marginali per coltivare colture bioenergetiche.

Un esempio chiave del suo progetto in corso finanziato dal Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti che cerca soluzioni vantaggiose per tutti è la coltivazione di colture di copertura per la produzione di bioenergia. Colture invernali di copertura, come la segale ai cereali, può ridurre l'erosione del suolo e assorbire l'azoto residuo del suolo per impedirne la lisciviazione nei torrenti e nei fiumi. Però, non c'è un valore economico diretto nella coltura di copertura e gli agricoltori spesso devono usare prodotti chimici per ucciderla prima di poter piantare le loro colture economiche. Brouder e colleghi stanno esplorando nuovi sistemi che coltivano colture di copertura invernali come colture bioenergetiche raccoglibili, mantenendo la copertura sul terreno tutto l'anno. Altri vantaggi includono la creazione di un prodotto economico aggiuntivo in un ciclo agricolo annuale, ed evitando la competizione territoriale tra colture alimentari ed energetiche che ha sollevato la preoccupazione dell'opinione pubblica per la continua sicurezza alimentare.

"L'obiettivo è aiutare gli agricoltori a continuare a produrre colture redditizie che limitino o eliminino potenziali danni all'ambiente, " ha detto Broder.

Brouder ha anche contribuito alla politica agricola nazionale. Dal 2014-17, ha fatto parte del comitato consultivo scientifico dell'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti, i cui membri forniscono consulenza scientifica agli amministratori federali.

E questa primavera, ha guidato la creazione di un documento, "Abilitare reti di dati open source nella ricerca agricola pubblica, " per il Council for Agricultural Science and Technology. Il documento chiede un migliore accesso e condivisione dei dati agricoli tra gli scienziati. Ha presentato i risultati in una serie di incontri a Capitol Hill.

"La scienza aperta e i dati aperti sono necessari per noi per affrontare grandi, domande di grande sfida. Dobbiamo fare più cose per collaborare e non solo condividere i nostri risultati attraverso ricerche peer-reviewed, ma condividi anche i dati, " ha detto. "Trovo importante essere all'interfaccia tra scienza e politica, riunire le persone per discutere lo stato della scienza, quello che sappiamo, quello che pensiamo di sapere, quello che sappiamo non lo sappiamo, e come ciò può essere utilizzato da economisti o responsabili politici per incentivare la gestione".