Решаване на глобален хранителен проблем с компютри - знания

Актуални новини в Süddeutsche Zeitung

Табло

икономика

Мюнхен

Култура

общество

Знание

Селско стопанство: Изследователите искат да решат глобалните проблеми с храните с компютри

Отваряне на снимката в нова страница

За да увеличат добива, фермерите в Германия ще трябва да отглеждат повече царевица, картофи и ряпа, но по-малко пшеница и захарно цвекло.

(Снимка: Julian Stratenschulte/dpa)

Земеделските учени отдавна са загрижени, че светът ще се нуждае от достатъчно храна за девет милиарда души след няколко десетилетия.
Американско-италиански екип от учени представи предложение за решение: фермерите могат да обменят посевите си, за да използват по-добре наличните ресурси, особено водата.
Изследователите на околната среда са възложили тази задача за оптимизация на компютъра; Той трябваше да определи най-добрата комбинация от 14 общи култури за всяка страна, които съставляват около три четвърти от световното отглеждане.

Ако се казва, че глупавите фермери имат най-дебелите картофи, какви учени ги изучават? Поне новаторски, както показа Кайл Дейвис от Университета на Вирджиния в Шарлотсвил. Той изчисли, че глобалното земеделие може да изхрани 825 милиона повече хора, отколкото днес, ако полетата се използват оптимално. Земеделските производители трябва да отглеждат значително повече грудки, фъстъци и соя, но по-малко царевица, ориз, просо, захарна тръстика и цвекло и най-вече по-малко пшеница.

Това е принос към интензивен дебат: агрономите отдавна са загрижени от факта, че светът ще се нуждае от достатъчно храна за девет милиарда души след няколко десетилетия. Досега вашите идеи се въртяха около три мерки: оптимизиране на добива от съществуващите полета, ограничаване на отпадъците и намаляване на дела на храните на животинска основа. Американско-италианският екип от учени около Дейвис сега представя друга мисъл: фермерите могат да обменят посевите си, за да използват по-добре наличните ресурси, особено водата.

Етиопия може да увеличи производството на протеини шестократно и да удвои калориите

Изследователите на околната среда са възложили тази задача за оптимизация на компютъра; той трябваше да определи най-добрата комбинация от 14 общи култури за всяка страна, които съставляват около три четвърти от световното отглеждане. Това са предимно основни храни; Площите за отглеждане на плодове, зеленчуци и бобови култури бяха пропуснати. „Преминаването към растения с по-малко нужди от вода, но по-висока хранителна стойност може да увеличи доходността“, казва Кайл. Соята и фъстъците например са особено богати на протеини. Клубените имат по-ниска хранителна стойност на килограм, но добивът от хектар поле е много висок. И трите предлагат предимства пред жадните полета с царевица, ориз и пшеница.

В същото време процентът на наднорменото тегло нараства във всички региони. ООН говори за предупредителен сигнал.

От Bernd Dörries, Paul-Anton Krüger, Tobias Matern, Oliver Meiler

В изчислителния модел количеството произведени протеини може да се увеличи с 19 процента и количеството калории с десет процента, както и да се намали глобалната консумация на вода с около една осма (Nature Geoscience). Индия представлява почти една трета от общите спестявания. Чили може да намали изкуственото си напояване до десета; След преминаването Израел ще се нуждае от 51 процента по-малко дъждовна вода, а Судан почти 70 процента. Изследователите подчертават, че методът не води до монокултури, тъй като техният модел също взема предвид разнообразието, качеството на почвата и количеството фураж за животните.

Не всяка държава получава една и съща рецепта; в някои случаи препоръките противоречат на световната тенденция: Германия например трябва да замени почти половината от пшеницата си и една трета от производството на захарно цвекло с царевица, картофи или ряпа. Според модела клубените биха могли да дадат почти шест пъти повече добив от преди. Калкулаторът намали рапицата в полза на слънчогледа, соята и просото. В крайна сметка германското земеделие би използвало около десет процента по-малко вода и ще отделя девет процента повече калории и дванадесет процента повече протеини.

За съжаление компютърът пренебрегва един важен фактор: какво обичат да ядат хората?

Други страни биха се възползвали от много по-големи промени: Етиопия би могла да увеличи производството на протеини шест пъти и повече от два пъти броя на калориите, ако масово отглежда фъстъци и соя, но на практика се отказва от царевица, просо и пшеница. В допълнение към трите зърна Пакистан трябва драстично да намали производството на захарна тръстика, но вместо това трябва да отгледа 18 пъти повече слънчоглед, 23 пъти повече клубени и 47 пъти повече фъстъци от преди. Австралия ще трябва да увеличи реколтата от картофи с фактор 220, но почти напълно ще се сбогува с пшеницата. Той би произвел повече от два пъти калориите и повече от три пъти протеина.

Въпреки впечатляващите цифри, други експерти са предпазливи. „Какви икономически инструменти трябва да използвате, за да накарате фермерите да се преориентират толкова много?“, Пита Мартин Бансе от института Thünen в Брауншвайг. "Това е интересен подход, но се страхувам, че не ни доближава до отговора как ще храним девет милиарда души в бъдеще." Кайл Дейвис признава, че ще са необходими големи, вероятно правителствени програми, за да повлияят на предпочитанията на фермерите и потребителите. Индия вече има такава, която за съжаление в момента сочи в грешната посока. Субсидиите ще насърчават отглеждането на ориз и пшеница там. Но може би може да се обърне.

„Това е солидна перспектива, но доста грубо глобално проучване“, казва Мартин ван Итерсум от университета Вагенинген. Той е един от лидерите на международен проект, наречен Yieldgap Atlas, който използва локално проверени числа, за да идентифицира различия в добива за всяка държава, които биха могли да бъдат затворени чрез по-добро управление - размяната на култури не е един от съветите. Ван Итерсум поставя пръст върху проблем, който екипът на Дейвис също разглежда в изследването. „Идеята пренебрегва това, което хората искат да ядат“, предупреждава холандецът. "Вземете Италия. Тя трябва да отглежда картофи и да намали производството на пшеница - в родината на тестените изделия."

Кой знае, че на земята растат много зеленчуци и цветя, за които блатата умират? Биолозите искат да разрешат проблема с биореакторите и мъховите полета.