Bolehkah kita memenuhi keperluan yang semakin meningkat untuk makanan tanpa memusnahkan persekitaran kita?

Konsep yang dipanggil "intensifikasi yang mampan" bertujuan untuk merapatkan jurang antara pertanian konvensional dan pertanian organik.

Gambar dari USDA NRCS Texas, dari Flickr, berlesen di bawah CC BY 2.0

Oleh Paul McDivitt untuk Ensia | @ensiamedia | @PaulMcDivitt

Sejarah pertanian digambarkan sebagai "lebih banyak untuk lebih banyak." Semakin banyak tanah yang kami ladang, semakin banyak makanan yang kami hasilkan. Semakin banyak air, baja dan racun perosak yang kami pakai, semakin banyak hasil kami. Walaupun pertanian moden berjaya memberi makan kepada berbilion orang, perkembangannya yang pesat juga telah membawa kepada kehilangan biodiversiti, saluran air yang tercemar dan pelepasan gas rumah hijau yang semakin meningkat. Apabila penduduk dunia mendaki hingga 10 bilion orang dan kesan perubahan iklim, pendekatan ini tidak dapat dikekalkan.

"Kemajuan besar yang perlu kita lihat pada masa akan datang, yang dikhaskan untuk orang ramai sebagai 'intensifikasi yang mampan," adalah di mana kita perlu mendapatkan lebih kurang, "kata Navin Ramankutty, pengarah sementara Institut Sumber, Alam Sekitar dan Kemampanan di Universiti British Columbia.

Perdebatan mengenai masa depan makanan dan pertanian sering dibingkai sebagai pilihan antara dua pendekatan yang seolah-olah diametrik. Satu, pertanian konvensional, bertujuan untuk menghasilkan sebanyak mungkin makanan dengan monokultur yang luas bergantung kepada sistem pengairan, baja sintetik dan racun perosak. Yang lain, pertanian organik, mengutamakan kelestarian, menggunakan input dan proses semulajadi untuk menjadikan ladang lebih mesra alam.

Rumput Brachiaria dan pakan lain digunakan di barat Kenya sebagai sebahagian daripada pendekatan

Konsep yang berkembang yang dipanggil intensifikasi lestari bertujuan untuk merapatkan jurang ini dengan mengambil ide-ide terbaik dari kedua belah pihak dan meminimumkan kelemahan mereka, seperti kelebihan penggunaan baja pertanian konvensional dan kecenderungan pertanian organik terhadap hasil yang lebih rendah.

"Kita tidak boleh pergi semua pertanian konservasi atau organik," jelas Vara Prasad, ahli sains tanaman di Kansas State University. "Pada masa yang sama, kita tidak mampu untuk mencemarkan persekitaran kita dengan kesan negatif yang berlaku sekarang."

Pengukuhan yang mampan mengiktiraf keperluan untuk menghasilkan makanan yang cukup untuk memberi makan kepada penduduk yang semakin meningkat, tetapi berusaha untuk melakukannya dengan cara yang paling mesra alam. Khususnya, ia memberi tumpuan kepada peningkatan hasil - jumlah makanan yang dikeluarkan bagi setiap unit tanah - sebagai satu cara untuk meminimumkan keperluan untuk menukarkan hutan dan tanah yang belum ditanam kepada ladang.

"Potongan pertama itu membuat perbezaan yang besar, jadi apa yang dapat kita lakukan untuk mengelakkannya adalah hebat," kata Ramankutty, merujuk kepada penebangan hutan di Brazil dan Indonesia dengan perkembangan pertanian.

Analisis 85 projek pengurusan perosak bersepadu di Asia dan Afrika menunjukkan bahawa penggunaan racun makhluk perosak paling berkurangan tanpa menyebabkan penurunan hasil. Diadaptasi dari Pretty, J., & Bharucha, Z. (2015) Pengurusan Perosak Bersepadu untuk Pengentasan Pertanian yang Berkelanjutan di Asia dan Afrika. Serangga 6: 152-182. Klik untuk memperbesar.

Kelestarian alam sekitar sama pentingnya dengan peningkatan pengeluaran, kata Prasad. Di samping memelihara tanah liar, objektif alam sekitar termasuk mengurangkan pelepasan gas rumah kaca, lumpur nitrogen dan fosforus, pencemaran racun perosak, dan melindungi sumber air tawar. Walau bagaimanapun, pengukuhan yang berterusan menyedari bahawa tiada penyelesaian yang sempurna. Dengan begitu banyak sasaran, ada yang pasti akan menjadi trade-offs.

Pengukuhan yang mampan tidak menyatakan teknologi atau amalan tertentu. Sebaliknya, ia memberi tumpuan kepada hasil yang diinginkan: lebih banyak makanan di tanah yang kurang, dengan kurang kesan buruk terhadap alam sekitar.

Strategi Win-Win

Walaupun konsep itu terbuka, saintis mengkaji titik intensifikasi yang mampan kepada beberapa strategi dan teknologi yang disokong bukti yang dapat meningkatkan hasil sementara mencapai keuntungan alam sekitar. Satu kajian baru-baru ini yang diterbitkan dalam Perkembangan Alam Sekitar menganggarkan bahawa 163 juta ladang yang meliputi kira-kira 453 juta hektar (1 bilion ekar) mengamalkan beberapa bentuk penguatkuasaan yang mampan.

Salah satu strategi yang paling menjanjikan adalah meningkatkan jenis tanaman dan baka ternakan. Membangunkan biji serangga dan tahan penyakit melalui pembiakan tradisional atau kejuruteraan genetik boleh meningkatkan hasil dan mengurangkan penggunaan racun perosak. Kultivar yang sesuai dengan keadaan tempatan dan ekstrem cuaca, seperti kemarau dan panas, juga dapat membantu para petani menghasilkan lebih banyak makanan tanpa ekosistem yang merosot.

Petani di Virginia tidak menggunakan amalan untuk melindungi habitat hidupan liar dan kualiti air di Chesapeake Bay Watershed. Foto dari USDA, dari Flickr, dilesenkan di bawah CC BY 2.0

Penggunaan cekap input adalah matlamat yang sama dalam amalan intensif yang mampan. Pengurusan perosak bersepadu, yang menggunakan strategi seperti kawalan biologi untuk memerangi perosak, dapat melindungi tanaman tanpa merugikan serangga yang bermanfaat. Meta-analisis 2015 sebanyak 85 projek pengurusan perosak bersepadu mendapati "kenaikan hasil purata merentasi projek dan tanaman sebanyak 41 peratus, digabungkan dengan penurunan penggunaan racun makhluk perosak kepada 31 peratus." Amalan pertanian pemuliharaan - seperti penanaman tanpa tanaman, tanaman penutup dan rotasi tanaman - meningkatkan kualiti tanah dan mengurangkan rumpai, memotong kos dan menyimpan karbon di bawah tanah.

Intensifikasi Sistem Perladangan Lestari dan Berkesinambungan dalam projek Plains Gangetic Timur, kerjasama Pusat Penyelidikan Pertanian Pusat Australia dan Pusat Penambahbaikan Jagung dan Gandum Antarabangsa, bertujuan untuk meningkatkan produktiviti pertanian pekebun kecil di Nepal. Gambar ihsan IFPRI South Asia, dari Flickr, dilesenkan di bawah CC BY-NC-ND 2.0

Tumbuh pokok dan pokok renek di dan sekitar tanaman dan padang rumput boleh memberi manfaat kepada petani dan ekosistem tempatan, menyediakan habitat kepada burung dan makhluk lain. Pokok silvopastur melindungi haiwan dari matahari panas pada musim panas dan angin sejuk pada musim sejuk, dan rumput yang berkhasiat di bawahnya memelihara ternakan dengan cepat dan murah. Pokok di sekitar dan ladang boleh membetulkan nitrogen di dalam tanah, menyerap karbon, dan mengurangkan aliran air dan hakisan tanah.

Teknologi seperti peralatan penternakan ketepatan - yang menggabungkan data terperinci dengan robot, sensor dan pengimejan untuk menanam benih dan menggunakan air, baja dan racun perosak dengan cara yang lebih cekap - boleh meningkatkan produktiviti ladang yang sudah menghasilkan tinggi sementara memotong kos ke atas input. Di antara pelbagai teknologi win-win yang sedang dibangunkan adalah alat peramalan cuaca yang lebih baik, yang membantu para petani memilih tarikh penanaman dan penuaian yang optimum dan probiotik cecair nitrogen yang dapat menggantikan sekurang-kurangnya beberapa baja sintetik.

Penanaman intensif meningkatkan hasil dari sawah padi di Hai Duong, Vietnam. Gambar ihsan Eric Baker, dari Flickr, berlesen di bawah CC BY-NC-SA 2.0

Satu lagi strategi melibatkan penanaman tanaman di tanah runtuh dan penanaman dan penuaian lebih kerap di ladang sedia ada. Melakukan demikian meningkatkan produktiviti tanah yang sudah dibersihkan untuk tanaman, mengurangkan keperluan untuk menukar hutan dan habitat semula jadi yang lain.

"Tidak ada kekurangan peralatan teknikal, peluang teknikal yang boleh digunakan orang untuk meningkatkan produktiviti tanaman dan mengurangkan impak alam sekitar mereka," kataTim Searchinger, seorang profesor di Princeton dan seorang penyelidik di World Resources Institute. "Ia bukan masalah saintifik, ia masalah."

Lokasi dan Konteks

Di sesetengah kawasan, seperti sub-Sahara Afrika, hasilnya sangat rendah disebabkan terutamanya kekurangan air dan nutrien di dalam tanah. Tahap rendah ini bermakna bahawa alat pertanian moden menawarkan peluang besar untuk mendapatkan lebih banyak makanan dari ladang yang sedia ada. Walau bagaimanapun, jika intensifikasi ini dapat dikekalkan, ia akan menjadi penting untuk memasangkan akses ini dengan program yang mendidik para petani tentang amalan terbaik untuk mengelakkan sisa dan pencemaran, kata Prasad.

"Satu perkara yang sering dilupakan ialah penggunaan baja tidak sememangnya buruk," jelas Michael Clark, seorang penyelidik pasca doktoral di Universiti Oxford. "Apabila anda mula memohon terlalu banyak adalah apabila ia menjadi isu."

Ladang kecil di China menghasilkan pengeluaran gas rumah hijau yang lebih sedikit selepas petani mengambil bahagian dalam program latihan yang memberi tumpuan kepada pengurusan baja. Diadaptasi dari Cui, Z., et al. Alam http://dx.doi.org/10.1038/nature25785 (2018)

China sedang berusaha untuk memerangi penggunaan baja yang terlalu banyak dengan membiayai saintis pertanian untuk tinggal di kampung-kampung, di mana mereka mengajar para petani bagaimana dan bagaimana untuk memohon baja dengan lebih berkesan. Inisiatif ini membantu lebih daripada 20 juta petani pekebun kecil meningkatkan hasil jagung, beras dan gandum sepuluh peratus sambil mengurangkan baja menggunakan 15 peratus, dengan ketara mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dalam proses.

Sebagai kawasan baru mengamalkan sistem pengairan air untuk meningkatkan hasil tanaman, petani dengan akses pertama cenderung menggunakan sumber yang berharga secara berlebihan, meninggalkan sedikit untuk pemakai lewat. Peraturan tempatan dan kumpulan pengguna air dapat membantu para petani menggunakan air dalam cara yang lebih efisien, saksama dan mampan.

Petani di Ethiopia menggunakan mulsa rumput setempat dan pengairan titisan untuk mengekalkan hasil mereka secara mampan. Gambar ihsan Makmal Inovasi Intensifikasi Mampan

Di samping teknologi dan amalan pertanian, membina struktur dan institusi sosial dan ekonomi merupakan bahagian penting dalam pengukuhan yang mampan. Prasad mengatakan bahawa melabur di sekolah-sekolah ladang ladang dan membangunkan program-program lanjutan di negara-negara membangun adalah diperlukan untuk membantu petani melaksanakan amalan dan teknologi yang mampan.

Sistem Makanan Lestari

Walaupun intensifikasi yang mampan adalah bahagian penting dalam membuat pertanian lebih mampan, ia tidak boleh melakukan pekerjaan semata-mata. Sekiranya kita cuba menghasilkan makanan yang mencukupi untuk memenuhi unjuran semasa tanpa tanah sawah, kita perlu meningkatkan hasil tanaman sebanyak 11 peratus lebih tinggi dari 2006 hingga 2050 daripada yang kita lakukan dari tahun 1962 hingga 2006 - pesanan yang tinggi memandangkan keuntungan masa lalu sebahagian besarnya disebabkan oleh input tambahan . Clark mengatakan bahawa sistem makanan yang benar-benar mampan juga mesti menangani sisa makanan dan makan berlebihan, serta diet beralih dari daging dan tenusu, yang menyumbang kepada kesan sampingan dari pertanian.

Di samping itu, dalam apa yang dikenali sebagai paradoks Jevons, keuntungan kecekapan boleh memberi insentif kepada petani untuk menghasilkan lebih banyak, yang boleh membawa kepada penjelasan tanah tambahan. Untuk meraih faedah penuh pengukuhan yang mampan, kita perlu melakukan kerja yang lebih baik untuk memastikan kawasan semula jadi tidak terhad kepada pengembangan pertanian.

Walaupun cabaran masih ada, matematik intensifikasi yang mampan adalah mudah: Semakin banyak makanan yang kami hasilkan dalam jumlah paling sedikit tanah dengan kesan alam sekitar yang paling sedikit, semakin baik manusia - dan alam semula jadi - akan menjadi.

ensia.com | Twitter | Facebook | Instagram | LinkedIn

Originally diterbitkan di ensia.com pada 1 November 2018.