Hoe zullen we onszelf in de toekomst voeden?

Door Debbie Koenig

2 juni 2022 -- Tegen 2050 zullen we maar liefst 56% meer voedsel moeten produceren dan in 2010 om de groeiende wereldbevolking te voeden. Hoewel deskundigen het erover eens zijn dat dit mogelijk is met de huidige landbouw- en productiepraktijken, zou dit catastrofaal kunnen zijn voor de planeet. Dus hoe gaan we aan de vraag voldoen?

Stel je dit voor: In plaats van een boerderij die duizenden hectaren land in beslag neemt, groeien de gewassen naar boven, in klimaat-gecontroleerde pakhuizen. Nieuwe technologieën helpen boeren precies te weten wanneer ze moeten bemesten en oogsten, waardoor ze hogere opbrengsten krijgen met minder verlies. In de winkelrekken en bij u thuis houden innovaties in de verpakking voedsel langer vers, waardoor minder afval ontstaat. In de komende decennia kan elk van deze maatregelen helpen om de wereld duurzaam te voeden.

Landbouw aanpassen

In het verleden hadden de grote spelers in de landbouwsector maar één doel: zoveel mogelijk voedsel verbouwen. En daar zijn ze heel goed in geworden. Hier in de VS eist de landbouw ongeveer een vijfde van het land op. Maar de boeren zijn zo productief dat het hele land zou kunnen leven van de opbrengst van een gebied ter grootte van Indiana, Illinois en de helft van Iowa samen.

Maar deze mega-opbrengsten hebben een prijs. Wereldwijd is voedselproductie goed voor 70% van alle zoetwaterverbruik en 26% van de uitstoot van broeikasgassen - en het neemt de helft van alle bewoonbare grond op de planeet in beslag. Willen we over tientallen jaren nog miljarden mensen kunnen voeden, dan kan de oplossing niet zijn dat we op dezelfde manier blijven boeren.

"Deze praktijken zijn niet duurzaam", zegt Raj Khosla, PhD, professor precisielandbouw aan de Colorado State University.

Precisielandbouw is een relatief nieuwe praktijk, waarbij technologie, kunstmatige intelligentie en automatisering worden gebruikt om kleine delen van een veld anders te beheren, tot op de rijen nauwkeurig. Door precieze hoeveelheden water, pesticiden, herbiciden en meststoffen (waaronder stikstof, een essentiële voedingsstof voor planten die dramatische negatieve effecten heeft op het milieu) toe te voegen, worden hogere opbrengsten verkregen met minder van elk, wat betekent dat minder water wordt afgevoerd en minder broeikasgassen worden uitgestoten door landbouwmachines.

"Op onderzoeksniveau en bij vroege gebruikers van nieuwe praktijken en technologieën zien we een aanzienlijke verbetering van de efficiëntie van het water- en stikstofgebruik. Maar er zijn miljoenen boeren in de wereld, en niet iedereen heeft de middelen om opnieuw te investeren in nieuwe productiepraktijken," zegt Khosla.

Precisielandbouw is niet de enige manier waarop wetenschappers en voedselproducenten proberen meer te verbouwen met minder gebruik. Ze verbeteren onder meer irrigatiesystemen om minder water te gebruiken, herintroduceren dekkingsgewassen om de bodem te helpen verbeteren en gebruiken innovatieve methoden om zaden in de grond te krijgen.

In veel gevallen veranderen de zaden zelf. Over de hele wereld planten boeren genetisch gemanipuleerde gewassen die de ecologische voetafdruk van de landbouw verkleinen.

"Voor veel plantenbiologen was dat lang geleden al de reden van onze belangstelling: kijken of we minder land konden gebruiken voor landbouw om meer over te houden voor inheemse ecosystemen", zegt Pamela Ronald, PhD, die het Ronald Laboratory for Crop Genetics Innovation and Scientific Literacy leidt aan de Universiteit van Californië in Davis. "Aan het begin van mijn carrière hadden we geen genetische sequenties; en nu hebben we alleen al voor rijst sequenties voor drieduizend variëteiten."

Er is nu een enorme database van genetische diversiteit die wordt gebruikt om meer veerkrachtige gewassen te creëren.

Boerderijen moeten ook veranderen

Hoe landbouwbedrijven eruit zien verandert ook. Sommige van de toonaangevende innovaties hebben geen grote hoeveelheden land nodig. Ze hebben helemaal geen land nodig, omdat ze gewassen binnen verbouwen, vaak in stedelijke gebieden. Deze praktijken besparen niet alleen water, grond en andere natuurlijke hulpbronnen, omdat het voedsel dicht bij de plaats van verkoop wordt verbouwd, maar verminderen ook de uitstoot van broeikasgassen als gevolg van transport.

Neem bijvoorbeeld verticale landbouw, waarbij gewassen omhoog groeien, in gebouwen met klimaatbeheersing en magazijnen. Men verwacht dat het een industrie van bijna 10 miljard dollar zal worden in 2026. Verticale landbouw combineert technologie en systemen die hulpbronnen sparen, zoals hydrocultuur (waarbij planten groeien in water met vloeibare voedingsstoffen), aeroponics (waarbij planten groeien met hangende wortels en voedingsstoffen worden toegediend via fijne nevel) en aquaponics (waarbij hydrocultuurplanten groeien in natuurlijk voedingsrijk afvalwater van gekweekte vis).

Voor sommige gewassen kunnen verticale boerderijen 10 tot 20 keer zoveel opbrengen per hectare als een traditioneel veld. En binnenkweek elimineert klimaatgerelateerde beperkingen. Zo heeft Driscoll's, een grote bessenkweker, onlangs plannen aangekondigd om een verticale boerderij in het noordoosten te bouwen. Inwoners kunnen binnenkort lokale aardbeien hebben, zelfs in het midden van de winter.

De toekomst van vlees

Gewassen zijn niet de enige bedreiging voor het milieu. Vee draagt ook in grote mate bij tot de klimaatverandering. Maar liefst 80% van de landbouwgrond in de wereld wordt gebruikt voor het kweken van dieren, maar de dieren leveren slechts 18% van de calorieën in de wereld. Al die dieren hebben ook veel water nodig - er is bijna 450 liter nodig om een hamburger van een kwart pond te produceren. Weet je nog dat voedselproductie verantwoordelijk is voor 26% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen? Van die 26% is meer dan de helft afkomstig van het fokken van dieren. Van alle dieren die voor voedsel worden gefokt, richten runderen de meeste schade aan.

Alsof dat allemaal nog niet erg genoeg is, zorgt de veehouderij voor de meeste ontbossing in het Amazone regenwoud, het grootste regenwoud op aarde. Het bladerdak absorbeert koolstofuitstoot en helpt de opwarming van de aarde tegen te gaan. Als de huidige trends doorzetten en meer van de bomen worden vervangen door grasland voor vee, kan het ecosysteem van het Amazonegebied binnen tien jaar instorten.

Een voor de hand liggende oplossing is het verminderen van onze consumptie van dierlijke producten. Uit een nieuwe studie in Nature Food blijkt dat gewoon minder vlees eten de milieueffecten met maar liefst 60% zou kunnen verminderen - en 80% van de dierlijke producten vervangen door plantaardige vervangers zou dat kunnen opvoeren tot 75%. Maar volgens prognoses van de Voedsel- en Landbouworganisatie van de VN zal de wereldwijde consumptie de komende decennia blijven toenemen.

"Het eerste deel is de vraag van meer mensen naarmate de bevolking groeit. Het tweede is dat we verwachten dat de inkomens van mensen zullen blijven stijgen en dat mensen uit de armoede worden gehaald," zegt Jack Bobo, JD, directeur van het wereldwijde voedsel- en waterbeleid bij de Nature Conservancy. "Het eerste wat mensen doen als hun inkomen stijgt, is meer eiwitten kopen."

Om duurzaam aan de vraag te voldoen, zullen boeren manieren moeten vinden om meer vlees en zuivelproducten te produceren zonder meer land nodig te hebben en met minder schadelijke methoden.

Tot op zekere hoogte gebeurt dat al.

"De manier waarop we dieren voeren is drastisch veranderd", zegt Bobo. "We hebben al tientallen jaren precisievoeding voor dieren. Een koe produceert tegenwoordig veel meer vlees dan een koe in 1980."

"Dus de veestapels zijn afgenomen terwijl de productie van rundvlees relatief stabiel is gebleven. Dat is goed geweest voor het milieu."

Wellicht als gevolg daarvan neemt de hoeveelheid land die wereldwijd voor het fokken van dieren wordt gebruikt af.

Nieuwe manieren om dieren te houden

Wetenschappers en boeren werken aan nieuwe manieren om de milieu-impact van het fokken van dieren voor voedsel te verminderen. Daartoe behoren aanpassing van het veevoer zodat koeien minder boeren en minder methaan, een schadelijk broeikasgas, laten ontsnappen; het gebruik van geïntegreerde systemen die gewassen, aquacultuur en dierlijke landbouw omvatten om afval te verminderen en minder hulpbronnen te gebruiken - bijvoorbeeld door van de uitwerpselen van het vee compost te maken om de gewassen te bemesten; silvopastorale systemen die bomen en grazend vee op hetzelfde land zetten, waarbij de bomen een groot deel van de broeikasgassen neutraliseren; het gebruik van genomische instrumenten om vee te screenen op voorkeurskenmerken en veerkrachtigere dieren te kweken; en het gebruik van technologie om alle onderdelen van het teeltsysteem efficiënter te maken, zoals het monitoren van weilanden om te weten wanneer ze klaar zijn voor begrazing.

En dan zijn er de oplossingen die aansluiten bij de landbouw - nieuwe manieren om eiwitten te maken die vlees nabootsen of vlees zijn. Veel daarvan zijn plantaardig, zoals de hamburgers bij sommige fastfoodketens en in supermarkten die voor echt kunnen doorgaan, terwijl andere in een laboratorium worden gekweekt - dat klopt, wetenschappers zoeken uit hoe je dierlijke eiwitten kunt kweken zonder dieren. (Lees meer over deze alternatieve eiwitten)

Afval verminderen

Dit is een verbazingwekkend feit: als voedselverlies en -afval een land was, zou het de op twee na grootste bron van broeikasgasemissies ter wereld zijn. Wereldwijd wordt bijna een derde van al het geproduceerde voedsel niet opgegeten. Meer dan de helft van die verspilling gebeurt op individueel niveau, in onze huizen. Ondertussen hadden in 2020 maar liefst 811 miljoen mensen niet genoeg te eten.

Onderzoekers schatten dat het halveren van onze voedselverspilling in de VS de impact van de voedselproductie op het milieu aanzienlijk kan verminderen: We zouden 3,2 biljoen liter water besparen - net zoveel als 28 miljoen Amerikaanse huizen jaarlijks gebruiken. We verminderen het energieverbruik genoeg om 21,4 miljoen Amerikaanse huizen een jaar lang van energie te voorzien. En we verminderen de uitstoot van broeikasgassen met een hoeveelheid die gelijk is aan de uitstoot van 23 kolencentrales.

Een aanpak die op overheidsniveau lijkt te werken, heet "Target-Measure-Act". Hierbij wordt een reductiedoelstelling vastgesteld, worden voedselverlies en -verspilling gemeten om de knelpunten vast te stellen en worden maatregelen genomen om die knelpunten aan te pakken. Het Verenigd Koninkrijk was pionier op dit gebied en heeft tussen 2007 en 2018 een afvalvermindering van 27% gezien.

Technologie speelt hier ook een rol, van de boerderij tot bij u thuis. Hier zijn een paar recente innovaties:

• Een vochtmeter genaamd de GrainMate helpt boeren in Afrika ervoor te zorgen dat hun graan goed droog is voordat het wordt opgeslagen, waardoor bederf wordt tegengegaan.

• De Voedsel- en Landbouworganisatie van de Verenigde Naties heeft duurzame bulkverpakkingskratten geïntroduceerd voor het vervoer van verse producten. In Zuid- en Zuidoost-Aziatische landen heeft dit de verliezen tot 87% verminderd.

• Apeel heeft een coating voor fruit en groenten ontwikkeld die ervoor zorgt dat ze twee keer zo lang vers blijven.

• Wasteless gebruikt kunstmatige intelligentie om retailers te helpen bederfelijke producten te verkopen voordat ze kunnen bederven.

• Coexshield verpakkingen gebruiken voedselveilige antimicrobiële en antivirale stoffen om zaken als gemalen rundvlees 7 tot 12 dagen langer vers te houden.

• Bluapple zit in de groentelade en absorbeert het ethyleengas dat fruit en groenten afgeven - het gas dat ervoor zorgt dat producten sneller bederven. Het geeft je tijd om alles op te eten.

Groot denken

Natuurlijk heeft elke nieuwe innovatie het potentieel om een andere duurzaamheidsuitdaging te introduceren - denk aan hoe tot voor kort alles wat boeren hielp om meer te verbouwen als gunstig werd beschouwd. Het duurde tientallen jaren voordat de wereld zich bewust werd van de schade die sommige van die praktijken veroorzaakten.

"Hoe zorgen we ervoor dat we systematisch nadenken over de onbedoelde gevolgen van onze acties? Het is zo'n ingewikkeld, onderling verbonden systeem. Kleine veranderingen hebben rimpeleffecten", zegt Sarah Sha, onderzoeker en strateeg bij KitchenTown, een incubator voor de voedingsindustrie in Silicon Valley. "Iedereen die met voedsel te maken heeft, moet beter begrijpen wat zijn verband is met het grotere geheel en vervolgens actie ondernemen met die langetermijnvisie in gedachten."