Вирішення глобальної харчової проблеми за допомогою комп’ютерів - знання

Актуальні новини в Süddeutsche Zeitung

Панель приладів

економіка

Мюнхен

Культура

суспільство

Знання

Сільське господарство: Дослідники хочуть вирішити глобальні харчові проблеми за допомогою комп’ютерів

Відкрити малюнок на новій сторінці

Щоб збільшити урожай, фермерам у Німеччині довелося б вирощувати більше кукурудзи, картоплі та ріпи, але менше пшениці та цукрових буряків.

(Фото: Джуліан Стратеншульте/dpa)

Сільськогосподарські вчені вже давно стурбовані тим, що за кілька десятиліть у всьому світі буде потрібно їжі для дев'яти мільярдів людей.
Американсько-італійська група вчених зараз запропонувала рішення: фермери могли обміняти свої врожаї, щоб краще використовувати наявні ресурси, особливо воду.
Дослідники навколишнього середовища віддали це завдання оптимізації комп’ютеру; він повинен був визначити найкращу суміш 14 загальнокультурних культур для кожної країни, які складають приблизно три чверті глобального вирощування.

Якщо говориться, що у дурних фермерів найтовстіша картопля, то що вчені вивчають їх? Принаймні новаторський, як показав Кайл Девіс з Університету Вірджинії в Шарлоттсвіллі. За його підрахунками, глобальне сільське господарство могло б прогодувати на 825 мільйонів людей більше, ніж сьогодні, якби поля використовувались оптимально. Фермерам слід вирощувати значно більше бульб, арахісу та сої, але менше кукурудзи, рису, проса, цукрової тростини та буряків і, перш за все, менше пшениці.

Це внесок у напружені дискусії: агрономи давно стурбовані тим, що за кілька десятиліть у всьому світі буде потрібно достатньо їжі для дев'яти мільярдів людей. Наразі ваші ідеї спиралися на три заходи: оптимізувати урожайність існуючих полів, приборкати відходи та зменшити частку продуктів харчування на основі тварин. Американсько-італійська команда вчених з Девіса зараз представляє ще одну ідею: фермери могли б обмінятись своїми врожаями, щоб краще використовувати наявні ресурси, особливо воду.

Ефіопія може збільшити вироблення білка в шість разів і подвоїти калорії

Дослідники навколишнього середовища віддали це завдання оптимізації комп’ютеру; він повинен був визначити найкращу суміш 14 загальнокультурних культур для кожної країни, які складають приблизно три чверті глобального вирощування. В основному це основна їжа; Зони вирощування фруктів, овочів та бобових залишились поза увагою. "Перехід до рослин з меншою потребою у воді, але більша харчова цінність може максимізувати врожайність", - говорить Кайл. Наприклад, соя та арахіс особливо багаті білком. Бульби мають нижчу харчову цінність на кілограм, але врожайність з гектара поля дуже висока. Всі три мають переваги над спраглими полями кукурудзи, рису та пшениці.

Водночас рівень надмірної ваги зростає у всіх регіонах. Організація Об'єднаних Націй говорить про попереджувальний сигнал.

Бернд Дерріс, Пол-Антон Крюгер, Тобіас Матерн, Олівер Мейлер

У моделі розрахунку кількість вироблених білків можна збільшити на 19 відсотків, а кількість калорій - на десять відсотків, а також зменшити глобальне споживання води приблизно на восьму частину (Геологія природи). На Індію припадало майже третину загальних заощаджень. Чилі може скоротити своє штучне зрошення до десятої; Після перетворення Ізраїлю знадобиться на 51 відсоток менше дощової води, а Судану майже 70 відсотків. Дослідники підкреслюють, що метод не призводить до монокультур, оскільки їх модель також враховує різноманітність, якість ґрунту та кількість корму для тварин.

Не в кожній країні отримують однаковий рецепт; у деяких випадках рекомендації суперечать світовій тенденції: наприклад, Німеччина повинна замінити майже половину пшениці та третину виробництва цукрових буряків кукурудзою, картоплею або ріпою. Згідно з моделлю, бульби можуть дати майже в шість разів більше врожаю, ніж раніше. Калькулятор зменшив ріпак на користь соняшнику, сої та проса. Врешті-решт, сільське господарство Німеччини споживало б приблизно на десять відсотків менше води і викидало б на дев’ять відсотків більше калорій і на дванадцять відсотків більше білка.

На жаль, комп’ютер ігнорує один важливий фактор: що люди люблять їсти?

Інші країни отримали б користь від набагато більших змін: Ефіопія могла б збільшити виробництво білка в шість разів і більш ніж удвічі збільшити кількість калорій, якщо б вона масово вирощувала арахіс і сою, але практично відмовилася від кукурудзи, проса та пшениці. На додаток до трьох зерен, Пакистан повинен різко скоротити виробництво цукрової тростини, але замість цього повинен виростити в 18 разів більше соняшнику, в 23 рази більше бульб і в 47 разів більше арахісу, ніж раніше. Австралії довелося б збільшити врожай картоплі в 220 разів, але майже повністю попрощався б із пшеницею. Він виробляв би вдвічі більше калорій та більше ніж утричі більше білка.

Незважаючи на вражаючі цифри, інші експерти обережні. «Які економічні інструменти ви повинні використовувати, щоб фермери так сильно переорієнтувались?» - запитує Мартін Бансе з Інституту Тюнена в Брауншвейгу. "Це цікавий підхід, але я боюся, що він не наближає нас до відповіді про те, як ми будемо годувати дев'ять мільярдів людей у майбутньому". Кайл Девіс визнає, що будуть потрібні великі, мабуть, урядові програми, щоб вплинути на уподобання фермерів та споживачів. В Індії вже є такий, який, на жаль, в даний момент вказує в неправильному напрямку. Субсидії сприятимуть вирощуванню там рису та пшениці. Але, можливо, це можна змінити.

"Це суттєва перспектива, але дуже грубе глобальне дослідження", - говорить Мартін ван Іттерсум з Університету Вагенінгена. Він є одним із керівників міжнародного проекту, який називається "Атлас Yieldgap", який використовує перевірені на місцевому рівні цифри, щоб визначити розриви врожайності для кожної країни, які можна було б усунути за рахунок кращого управління - обмін врожаями не є однією з порад. Ван Іттерсум торкається проблеми, з якою команда Давіса також займається у дослідженні. "Ідея ігнорує те, що люди хочуть їсти", - попереджає голландець. "Візьміть Італію. На ній слід вирощувати картоплю і зменшити виробництво пшениці - на батьківщині макаронних виробів".

Хто знає, що на землі росте багато овочів та квітів, від яких гинуть болота? Біологи хочуть вирішити проблему з біореакторами та полями з мохом.