5 tecnologie che aiutano a rendere gli alimenti a zero emissioni di carbonio

agricoltura verticale 5 24 Filari di lattuga romana crescono in una fattoria verticale. (Brandon Wade/AP Images per Eden Green)

A livello globale, circa un terzo di tutte le emissioni di gas serra provengono dai sistemi agroalimentari. L'impronta di carbonio dei sistemi alimentari include tutte le emissioni derivanti dalla sua coltivazione, lavorazione, trasporto e rifiuti.

Anche l'agricoltura lo è vulnerabili agli effetti del cambiamento climatico e, come il conflitto in Ucraina dimostra, i sistemi alimentari possono essere esposti alla geopolitica.

Sono già disponibili diverse tecnologie che possono aiutare a decarbonizzare i complessi sistemi che collegano produttori e consumatori. Queste tecnologie possono anche rendere i nostri sistemi alimentari molto più resistenti alle minacce globali. Eccone cinque che riteniamo mostrino un enorme potenziale.

1. Carbon farm e agricoltura rigenerativa

Oggi, la maggior parte delle emissioni di gas serra legate al nostro cibo provengono dalla produzione del cibo e vengono emesse quando i terreni vengono arati. Questo è importante come i suoli indisturbati immagazzinano carbonio.

Ma con alcune modifiche relativamente piccole alla gestione, i suoli possono nuovamente diventare pozzi di carbonio. Ad esempio, piantare legumi e colture foraggere ogni pochi anni, invece di coltivare solo prodotti come grano o mais, o seminare un raccolto di copertura in autunno, quando i campi sarebbero altrimenti spogli, permettere alla materia organica di accumularsi e aiutare il terreno per assorbire il carbonio. Questo non solo aiuta a rallentare il cambiamento climatico, ma protegge anche i suoli dall'erosione.

L'idea che gli agricoltori possano semplicemente utilizzare più tipi di colture potrebbe non sembrare tecnologicamente sofisticata, ma funziona. E una nuova generazione di strumenti agricoli intelligenti, che include attrezzature agricole che utilizzano big data e intelligenza artificiale, aiuterà presto gli agricoltori ad adottare queste pratiche che producono cibo e intrappolano il carbonio.

Questi strumenti di agricoltura intelligente fanno parte di una più ampia rivoluzione agricola digitale, nota anche come agricoltura di precisione, che lo farà consentire agli agricoltori di ridurre il proprio impatto ambientale e tenere traccia della quantità di gas serra catturati dai loro giacimenti, creando un registro del carbonio che documenta i loro sforzi.

2. Concimi intelligenti

Tradizionalmente, ci vuole molto combustibili fossili per trasformare l'azoto dall'aria in fertilizzante. Inoltre, lo è difficile per gli agricoltori mettere esattamente la giusta quantità di fertilizzante nel posto giusto, al momento giusto, affinché le colture lo utilizzino in modo efficiente.

I fertilizzanti sono spesso applicato in eccesso, e non utilizzato dalle colture, finendo per inquinamento, né come gas a effetto serra or contaminanti dell'acqua. Ma una nuova generazione di fertilizzanti mira a risolvere questi problemi.


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Biofertilizzanti intelligenti, usa microrganismi che sono allevati o ingegnerizzati per vivere in armonia con le colture e catturano i nutrienti dall'ambiente, fornendoli alle colture senza sprechi.

agricoltura a emissioni zero 5 24 I biofertilizzanti intelligenti che utilizzano i microrganismi per catturare i nutrienti dall'ambiente possono evitare i problemi di spreco e inquinamento associati ai fertilizzanti convenzionali. (Shutterstock)

3. Fermentazione di precisione

Gli esseri umani hanno utilizzato i microrganismi per trasformare zuccheri e amidi in prodotti fermentati come birra, vino e pane sin dagli albori della storia. Ma in breve tempo, la fermentazione di precisione verrà utilizzata per produrre molti più prodotti.

Per decenni questa tecnologia è stata utilizzata per creare la maggior parte dell'insulina del mondo e l'enzima caglio utilizzato nella produzione del formaggio. Gli Stati Uniti hanno recentemente consentito proteine ​​del latte fermentate senza animali — prodotto mediante l'inserimento di geni produttori di latte nei microbi — per essere utilizzato in gelato, che ora è disponibile per la vendita. È solo questione di tempo prima che i prodotti da la fermentazione di precisione diventa un luogo comune nei supermercati di tutto il mondo.

In futuro, se i microrganismi della fermentazione venissero alimentati con prodotti di scarto (come i "granelli esauriti" avanzati dalla produzione della birra o l'amido di scarto delle proteine ​​vegetali), gli agricoltori potrebbero creare prodotti a basso impatto e di alto valore a partire da materiale organico che sarebbero altrimenti va sprecato e si decompone in gas serra.

4. Coltura verticale

Anche se niente è meglio di frutta e verdura fresca, raccolta matura e consumata immediatamente, la triste realtà è che la maggior parte dei prodotti freschi consumati in Canada, nel nord degli Stati Uniti e nel nord Europa proviene da fattorie industriali nel sud-ovest degli Stati Uniti o nell'emisfero meridionale. Il impronta di carbonio di questa catena del freddo a lunga distanza è grande e la qualità dei prodotti non è sempre la migliore.

Una nuova generazione di aziende agricole verticali mira a cambiare questa situazione utilizzando luci a LED ad alta efficienza energetica per produrre raccolti tutto l'anno vicino a casa. Questi strutture agricole ad ambiente controllato utilizzare meno acqua e manodopera rispetto alle fattorie convenzionali e produrre grandi quantità di frutta e verdura fresca su piccoli appezzamenti di terreno.

Inoltre, queste strutture stanno nascendo ovunque America del Nord ed Europa, ma soprattutto a Singapore e Giappone. Mentre c'è ancora un considerevole dibattito sul fatto che l'attuale generazione di aziende agricole verticali lo sia migliore in termini di consumo energetico, sono sempre più pronte a utilizzare l'energia rinnovabile per garantire un approvvigionamento di prodotti freschi a emissioni zero tutto l'anno, anche in Il nord del Canada.

5. Biogas

Il letame degli allevamenti è difficile da gestire in quanto può diventare una fonte di inquinamento dell'acqua ed emissioni di gas serra. Tuttavia, se il letame del bestiame viene collocato in un digestore anaerobico, è possibile catturare il metano presente in natura come a gas naturale verde.

Se adeguatamente pianificati, i digestori di biogas possono anche trasformare i rifiuti organici urbani in energia rinnovabile, dando così all'agricoltura l'opportunità di contribuire a un portafoglio di energia sostenibile. Questo sta già accadendo nelle fattorie dell'Ontario, dove sta aiutando una nuova generazione di digestori di biogas aumentare i redditi agricoli e sostituire i combustibili fossili.

I sistemi di guida cambiano

Queste tecnologie diventano molto più interessanti quando sono collegate. Ad esempio, i collettori di biogas collegati agli allevamenti potrebbero essere utilizzati per creare l'energia necessaria per far funzionare impianti di fermentazione che producono prodotti lattiero-caseari senza animali.

Allo stesso modo, se le proteine ​​di origine vegetale, come quelle provenienti da colture leguminose come i piselli, sono prodotte nelle aziende agricole utilizzando tecniche di agricoltura rigenerativa e lavorate localmente, gli amidi avanzati possono essere utilizzati per la fermentazione di precisione. Sebbene non siamo consapevoli che questo processo venga eseguito su larga scala, il potenziale beneficio in termini di sostenibilità è enorme.

La chiave per sbloccare questi vantaggi è sviluppare attività agroalimentari che lo siano sistemi alimentari circolari, in modo che i prodotti di scarto di una fase diventino input preziosi in un'altra. Un'aggiunta fondamentale ai sistemi alimentari circolari sarà il monitoraggio del carbonio dal campo alla tavola, dove i benefici vengono premiati.

Tecnologie per ottenere una carbon neutral, economia alimentare circolare si stanno avvicinando rapidamente alla maturità. Probabilmente passeranno solo pochi anni prima dei cinque le tecnologie sopra descritte diventano mainstream.

Oggi il mondo deve affrontare una delle più grandi sfide del secolo: come nutrire in modo nutriente la popolazione mondiale in crescita, affrontare il cambiamento climatico e non distruggere gli ecosistemi da cui tutti dipendiamo per la vita. Ma siamo sul punto di avere gli strumenti per nutrire il futuro e proteggere il pianeta.The Conversation

Circa l'autore

Renè Van Acker, Professore e Preside dell'Ontario Agricultural College, Università di Guelph; Evan Fraser, Direttore dell'Arrell Food Institute e Professore al Dip. di Geografia, Ambiente e Geomatica, Università di Guelphe Lenore Newman, Canada Research Chair, Sicurezza alimentare e ambiente, Università di The Fraser Valley

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.


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