In futuro, come ci nutriremo?

Di Debbie Koenig

2 giugno 2022 -- Entro il 2050, per nutrire la popolazione mondiale in crescita, dovremo produrre il 56% di cibo in più rispetto al 2010. Sebbene gli esperti concordino sulla possibilità di farlo utilizzando le attuali pratiche agricole e produttive, ciò potrebbe essere catastrofico per il pianeta. Come faremo a soddisfare la domanda?

Immaginate questo: Invece di una fattoria che occupa migliaia di acri di terreno, le colture crescono verso l'alto, all'interno di magazzini a clima controllato. Le nuove tecnologie aiutano gli agricoltori a sapere con precisione quando fertilizzare e raccogliere le colture, producendo rese più elevate con meno perdite. Sugli scaffali dei negozi e nelle case, le innovazioni nel packaging mantengono gli alimenti più freschi e più a lungo, riducendo gli sprechi. Nei prossimi decenni, ognuna di queste tecnologie potrebbe contribuire a nutrire il mondo in modo sostenibile.

Adattare l'agricoltura

In passato, i grandi operatori dell'industria agricola avevano un obiettivo principale: coltivare più cibo possibile. E sono diventati molto, molto bravi a farlo. Negli Stati Uniti, l'agricoltura occupa circa un quinto del territorio. Ma gli agricoltori sono così prolifici che l'intero Paese potrebbe vivere con la produzione di un'area grande più o meno come l'Indiana, l'Illinois e metà dell'Iowa messi insieme.

Ma questi mega-rendimenti hanno un prezzo. A livello globale, la produzione di cibo rappresenta il 70% di tutto l'utilizzo di acqua dolce e il 26% delle emissioni di gas serra, oltre a occupare la metà di tutta la terra abitabile del pianeta. Se vogliamo essere in grado di sfamare altri miliardi di persone da qui a decenni, la soluzione non può essere quella di continuare a coltivare nello stesso modo.

"Queste pratiche non sono sostenibili", afferma Raj Khosla, PhD, professore di agricoltura di precisione presso la Colorado State University.

L'agricoltura di precisione è una pratica relativamente nuova, che utilizza la tecnologia, l'intelligenza artificiale e l'automazione per gestire in modo diverso piccole parti di un campo, fino alle singole file. Aggiungendo quantità precise di acqua, pesticidi, erbicidi e fertilizzanti (compreso l'azoto, un nutriente essenziale per le piante che ha effetti negativi drammatici sull'ambiente) si ottengono rese più elevate utilizzando una quantità minore di ciascuno di essi, il che significa minori quantità di deflusso che inquinano i corsi d'acqua e minori emissioni di gas a effetto serra dalle attrezzature agricole.

"A livello di ricerca e tra coloro che adottano per primi le nuove pratiche e tecnologie, stiamo assistendo a miglioramenti significativi nell'efficienza dell'uso dell'acqua e dell'azoto. Ma ci sono milioni di agricoltori nel mondo e non tutti hanno le risorse per reinvestire in nuove pratiche di produzione", afferma Khosla.

L'agricoltura di precisione non è l'unico modo in cui gli scienziati e i produttori alimentari stanno cercando di coltivare di più utilizzando meno. Tra gli altri sforzi, stanno migliorando i sistemi di irrigazione per utilizzare meno acqua, reintroducendo le colture di copertura per aiutare a migliorare il suolo e utilizzando metodi innovativi per far arrivare i semi nel terreno.

In molti casi, sono i semi stessi a cambiare. In tutto il mondo, gli agricoltori stanno piantando colture geneticamente modificate che riducono l'impatto ambientale dell'agricoltura.

"Per molti biologi vegetali, questo è l'aspetto che ci ha interessato molto tempo fa: vedere se potevamo usare meno terra per l'agricoltura, per averne di più per gli ecosistemi nativi", dice Pamela Ronald, PhD, che dirige il Ronald Laboratory for Crop Genetics Innovation and Scientific Literacy dell'Università della California, Davis. "All'inizio della mia carriera, non avevamo sequenze genetiche; ora, solo per il riso, abbiamo sequenze per tremila varietà".

Ora c'è un enorme database di diversità genetica che viene utilizzato per creare colture più resistenti.

Anche le aziende agricole devono cambiare

Anche l'aspetto delle aziende agricole sta cambiando. Alcune delle principali innovazioni non hanno bisogno di grandi quantità di terreno. Non hanno bisogno di alcun terreno, poiché coltivano al chiuso, spesso in aree urbane. Queste pratiche non solo consentono di risparmiare acqua, suolo e altre risorse naturali, perché il cibo viene coltivato vicino al luogo di vendita, ma riducono anche le emissioni di gas serra legate al trasporto.

Prendiamo ad esempio l'agricoltura verticale, che fa crescere le colture verso l'alto, all'interno di edifici di tipo magazzino a clima controllato. Si prevede che diventerà un'industria da quasi 10 miliardi di dollari entro il 2026. L'agricoltura verticale combina tecnologie e sistemi che preservano le risorse, come l'idroponica (in cui le piante crescono nell'acqua e in sostanze nutritive liquide), l'aeroponica (in cui le piante crescono con le radici sospese e le sostanze nutritive vengono applicate tramite una nebbia sottile) e l'acquaponica (in cui le piante idroponiche crescono in acque reflue naturalmente ricche di sostanze nutritive provenienti da pesci d'allevamento).

Per alcune colture, le fattorie verticali possono rendere da 10 a 20 volte di più per acro rispetto a un campo tradizionale. Inoltre, la coltivazione al chiuso elimina le restrizioni legate al clima. Per esempio, Driscoll's, un importante produttore di frutti di bosco, ha recentemente annunciato l'intenzione di costruire una fattoria verticale per la regione del Nord-Est. I residenti potrebbero presto avere fragole locali, anche in pieno inverno.

Il futuro della carne

Le colture non sono l'unica minaccia agricola per l'ambiente. Anche il bestiame contribuisce in modo determinante al cambiamento climatico. Ben l'80% del terreno agricolo mondiale è utilizzato per l'allevamento di animali, ma queste creature contribuiscono solo al 18% delle calorie mondiali. Tutti questi animali hanno bisogno di molta acqua: ci vogliono quasi 450 galloni per produrre un singolo hamburger da mezzo chilo. Ricordate che la produzione di cibo è responsabile del 26% delle emissioni mondiali di gas serra? Di questo 26%, più della metà proviene dall'allevamento di animali. Tra tutti gli animali allevati a scopo alimentare, i bovini sono quelli che fanno più danni.

Come se non bastasse, gli allevamenti di bestiame causano la maggior parte della deforestazione della foresta amazzonica, la più grande foresta pluviale della Terra. Le chiome degli alberi assorbono le emissioni di carbonio e contribuiscono a contenere il riscaldamento globale. Se le tendenze attuali continueranno e un numero sempre maggiore di alberi verrà sostituito da pascoli per il bestiame, nel giro di un decennio l'ecosistema dell'Amazzonia potrebbe collassare.

Una soluzione ovvia è quella di ridurre il consumo di prodotti animali. Secondo un nuovo studio pubblicato su Nature Food, il semplice consumo di meno carne potrebbe ridurre l'impatto ambientale fino al 60%, mentre la sostituzione dell'80% dei prodotti animali con sostituti di origine vegetale potrebbe arrivare al 75%. Ma le proiezioni dell'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura dicono che il consumo globale continuerà a crescere nei prossimi decenni.

"La prima parte è la domanda di un maggior numero di persone con l'aumento della popolazione. La seconda è che ci aspettiamo che i redditi delle persone continuino a crescere e che le persone escano dalla povertà", afferma Jack Bobo, JD, direttore delle politiche alimentari e idriche globali presso la Nature Conservancy. "La prima cosa che le persone scelgono di fare quando il loro reddito aumenta è acquistare più proteine".

Per soddisfare la domanda in modo sostenibile, gli allevatori dovranno trovare il modo di produrre più carne e prodotti caseari senza bisogno di più terra e utilizzando metodi meno dannosi.

In una certa misura, questo sta già accadendo.

"Il modo in cui alimentiamo gli animali è cambiato radicalmente", afferma Bobo. "Da decenni disponiamo di un'alimentazione di precisione per gli animali. Una mucca oggi produce molta più carne di quella che avrebbe prodotto nel 1980".

"Quindi le mandrie di bovini sono diminuite, mentre la produzione di carne bovina è rimasta relativamente costante. Questo è stato un bene per l'ambiente".

Forse per questo motivo, la quantità di terra dedicata all'allevamento di animali a livello globale è in calo.

Nuovi modi di allevare gli animali

Scienziati e agricoltori stanno studiando nuovi modi per ridurre l'impatto ambientale dell'allevamento degli animali a scopo alimentare. Tra questi, l'adattamento dell'alimentazione dei bovini, in modo che ruttino e scoreggino meno metano, un gas serra nocivo; l'utilizzo di sistemi integrati che includono colture, acquacoltura e agricoltura animale per ridurre gli sprechi e utilizzare meno risorse - ad esempio, trasformando gli escrementi del bestiame in compost per fertilizzare le colture; sistemi silvopastorali che mettono sullo stesso terreno alberi e bestiame al pascolo, dove gli alberi neutralizzano una buona parte dei gas serra; utilizzo di strumenti genomici per selezionare il bestiame per i tratti preferenziali e far crescere animali più resistenti; utilizzo della tecnologia per rendere più efficienti tutte le parti del sistema di coltivazione, come il monitoraggio dei pascoli per sapere quando sono pronti per il pascolo.

E poi ci sono le soluzioni adiacenti all'agricoltura: nuovi modi per creare proteine che imitino la carne o che siano carne. Molte di queste sono a base vegetale, come gli hamburger di alcune catene di fast-food e di negozi di alimentari che potrebbero passare per quelli veri, mentre altre sono coltivate in laboratorio: proprio così, gli scienziati stanno cercando di capire come coltivare proteine animali senza animali. (Per saperne di più su queste proteine alternative).

Ridurre gli sprechi

Ecco un dato sorprendente: se la perdita e lo spreco di cibo fossero un Paese, sarebbero la terza fonte di emissioni di gas serra al mondo. A livello globale, quasi un terzo di tutto il cibo prodotto non viene consumato. Più della metà di questo spreco avviene a livello individuale, all'interno delle nostre case. Nel frattempo, nel 2020, ben 811 milioni di persone non avranno abbastanza da mangiare.

Negli Stati Uniti, i ricercatori stimano che dimezzare gli sprechi alimentari potrebbe ridurre l'impatto ambientale della produzione alimentare in modo sostanziale: Risparmieremmo 3,2 trilioni di galloni d'acqua, pari al consumo annuo di 28 milioni di case americane. Ridurremmo il consumo di energia tanto da alimentare 21,4 milioni di case americane per un anno. E ridurremmo le emissioni di gas serra in misura pari alle emissioni di 23 centrali elettriche a carbone.

Un approccio che sembra funzionare a livello governativo si chiama "Target-Measure-Act". Si tratta di fissare un obiettivo di riduzione, di misurare le perdite e gli sprechi alimentari per identificare i punti critici e di agire per risolvere tali punti. Il Regno Unito è stato il pioniere di questa pratica e ha registrato una riduzione dei rifiuti del 27% dal 2007 al 2018.

Anche la tecnologia svolge un ruolo importante, dall'azienda agricola a casa vostra. Ecco solo una serie di innovazioni recenti:

• Un misuratore di umidità chiamato GrainMate aiuta gli agricoltori africani ad assicurarsi che il grano sia completamente asciutto prima dello stoccaggio, riducendo il deterioramento.

• L'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'Alimentazione e l'Agricoltura ha introdotto casse sostenibili per il trasporto di prodotti freschi. Nei Paesi del Sud e del Sud-Est asiatico ha ridotto le perdite fino all'87%.

• Apeel ha creato un rivestimento per frutta e verdura che aiuta a mantenerle fresche due volte più a lungo.

• Wasteless utilizza l'intelligenza artificiale per aiutare i rivenditori a vendere i prodotti deperibili prima che si deteriorino.

• L'imballaggio Coexshield utilizza sostanze antimicrobiche e antivirali sicure per gli alimenti per mantenere freschi prodotti come la carne macinata da 7 a 12 giorni in più.

• Bluapple si colloca nel vostro banco frigo, assorbendo il gas etilene emesso da frutta e verdura - il gas che fa andare a male i prodotti più velocemente. In questo modo si guadagna tempo per mangiare tutto.

Pensare in grande

Naturalmente, ogni nuova innovazione può potenzialmente introdurre una diversa sfida alla sostenibilità: si pensi che fino a poco tempo fa tutto ciò che aiutava gli agricoltori a coltivare di più era considerato vantaggioso. Ci sono voluti decenni prima che il mondo si rendesse conto dei danni che alcune di queste pratiche stavano causando.

"Come possiamo assicurarci di pensare sistematicamente alle conseguenze non intenzionali delle nostre azioni? È un sistema così complicato e interconnesso. I piccoli cambiamenti hanno effetti a catena", afferma Sarah Sha, ricercatrice e stratega di KitchenTown, un incubatore dell'industria alimentare della Silicon Valley. "Tutti coloro che lavorano nel settore alimentare devono essere più a loro agio nel comprendere la loro connessione con il quadro generale e poi agire tenendo conto della visione a lungo termine".