Wissenschaft

Zukunft des Agrarwesens: Wie werden 10 Mrd. Menschen satt?

Seit Anbeginn der Zivilisation ist das Wachstum unserer Spezies vom Ackerbau abhängig, der uns mit Nahrung versorgt. Während der letzten 70 Jahre hat sich die Weltbevölkerung verdreifacht und sie wird noch weiter steigen.Tuesday, April 9

Von Jon Heggie
Gewächshäuser helfen dabei, Temperatur, Wasser und die Nährstoffe für die Pflanzen in einem geschlossenen Agrarsystem zu regulieren.

Moderne Anbaumethoden und Innovationen wie Pflanzenschutz, selektive Züchtung und künstlicher Dünger haben bislang die Bedienung der steigenden Nachfrage unterstützt. Doch für eine Weltbevölkerung, die laut Prognosen bis 2050 auf 9,7 Milliarden Menschen ansteigen wird, benötigen wir eine neue Innovationswelle, um das Gleichgewicht zwischen höherer Nahrungsmittelproduktion und Nachhaltigkeit für den Planeten zu finden. Hier werden fünf Wege vorgestellt, wie sich die Landwirtschaft zum Besseren entwickeln könnte. 

Drohnen und Agrarroboter

Digitalisierte Landwirtschaft ist ein boomender Industriezweig. Drohnen werden immer erschwinglicher und besitzen immer ausgefeiltere Technik. Sie sind mit hochauflösenden Kameras bestückt, die Bilder von Feldern und Vieh in Echtzeit liefern. Sie könnten auch so designet werden, dass sie Wasser und Nährstoffe sowie Unkrautvernichter und Schädlingsbekämpfungsmittel an genau die Stellen bringen, an denen sie gebraucht werden. Agrarroboter-Teams könnten der Schlüssel zur Bewirtschaftung riesiger Agrarflächen werden. Diese autonomen Roboter können programmiert werden, um die Felder zu überprüfen, zu säen, zu bewässern und sogar zu ernten. Jeder Agrarroboter trifft kleine Entscheidungen, während er sich zwischen den einzelnen Pflanzen bewegt und kommuniziert nützliche Informationen an den Rest seines Teams, die er auch zur Selbstverbesserung nutzt. Diese Technologie sorgt dafür, dass die Pflanzen die bestmögliche Pflege bekommen, was den Ertrag maximieren und den Ausschuss minimieren könnte. 

Intelligente Sensoren und Big Data

Drohnen und Agrarroboter werden einen Teil der sich stetig vergrößernden Anzahl von Sensoren, Handmessgeräten und Wearables, die detaillierte Informationen über Bodengesundheit, Pflanzenwachstum, das Wetter und die Gesundheit und Produktivität jedes einzelnen Tieres sammeln. Die Landwirtschaftsbetriebe der Zukunft werden wahrscheinlich riesige Datenmengen produzieren und komplexe Big Data-Algorithmen können dabei helfen, nützliches Wissen daraus zu ziehen, was letztendlich das Treffen wichtiger Entscheidungen erleichtert. Zusammen mit der hart erworbenen Erfahrung der Landwirte kann Big Data Aufschluss darüber geben, welche Pflanzen wo wachsen, an welchem Ort auf welche Weise eingegriffen werden muss, wann der optimale Erntezeitpunkt ist und sogar wann man am besten einlagert oder verkauft. Diese konstante Analyse gibt den Landwirten die uneingeschränkte Kontrolle über immer größer werdende Landflächen. 

Gewächshäuser

Der Klimawandel bringt extremere und zunehmend unberechenbare Wetterverhältnisse mit sich. Gewächshäuser helfen dabei, die schlimmsten Auswirkungen zu mildern, indem sie Temperatur, Wasser und die Nährstoffe für die Pflanzen in einem geschlossenen Agrarsystem regulieren. Sie werden bereits großflächig genutzt, um Obst und Gemüse in kälteren Regionen anzubauen: Die Niederlande sind berühmt für ihre Gewächshauskomplexe, die sich auf bis zu 70 Hektar erstrecken. Diese könnten auch genutzt werden, um anderweitig nicht nutzbares Land wie Wüsten ganzjährig produktiv werden zu lassen, sodass auch unter extremen Bedingungen Landwirtschaft betrieben werden kann. Solarmodule könnten dabei die notwendige Energie liefern, um die Gewächshäuser auf einer optimalen Temperatur zu halten und Wasser für die Bewässerung zu entsalzen. Gewächshäuser aus speziellen Materialien können das Sonnenlicht absorbieren, die Hitze jedoch reflektieren und dabei gleichzeitig die empfindlichen Pflanzen vor starkem Wind, sintflutartigem Regenfall und Krankheiten schützen. Selbst einfache Gewächshäuser aus Kunststoff können in Gegenden, die anfällig für Schädlinge und Dürren sind, den Ertrag verdreifachen.

Fruchtbarkeit der Böden und Gesundheit des Planeten

Gesunde Pflanzen benötigen gesunden Boden und die Betriebe der Zukunft müssen ihren Fokus auf nachhaltige Bewirtschaftung legen, wenn sie ihre Produktivität aufrechterhalten oder sogar noch steigern wollen. Einfach Techniken wie die Abdeckung der Pflanzen, Mulchen und die Verwendung von Kompost könnten eine wesentlich Rolle bei der Einsparung von Wasser und der Anreicherung von Nährstoffen im Boden spielen, insbesondere in kargen Landstrichen. Präzisionslandwirtschaft wird die erforderlichen Mengen von Dünger und Pflanzenschutzmitteln wesentlich verringern, die Effektivität steigern und speziell abgestimmte Mischungen können so zugeschnitten werden, dass sie jeder Bodenanforderung individuell gerecht werden. Anbaupläne können Pflanzen- und Bodenarten so kombinieren, dass verschiedene Feldfrüchte zusammen auf einem Feld angebaut werden können und damit ein größeres Gleichgewicht der Nährstoffanforderungen herrscht. Die Entwicklung von mehrjährigen Getreidesorten, die nicht jedes Jahr neu gepflanzt werden müssen, befördert eine gesündere und stabilere Bodenbeschaffenheit. Gleichzeitig werden durch Gensequenzierung die Mikroben identifiziert und angepasst, die die Pflanzen dabei unterstützen, Nährstoffe effizienter zu nutzen und die Anreicherung im Boden schneller zu vollziehen, was für Fruchtbarkeit sorgt.

Die richtigen Lebensmittel

Es ist nicht nur wichtig, wie wir die Nahrungsmittel anbauen, sondern auch was wir anbauen. Nur etwa 55% der weltweit erzeugten Kalorien werden dem Menschen direkt zugeführt – etwa 36% wird zur Verfütterung an Nutztiere gebraucht. Aber für jede 100 Kalorien an Getreide, das an Tiere verfüttert wird, erhalten wir nur 40 neue Kalorien in Form von Milch, 12 Kalorien bei Hühnerfleisch, 10 Kalorien für Schweinefleisch und 3 Kalorien für Rindfleisch. Fleisch ist eine hervorragende Quelle für Eiweiß und Vitamine, aber kalorientechnisch ist es ein relativ ineffizientes Lebensmittel. Man geht davon aus, dass wir zum jetzigen Zeitpunkt schon genug pflanzliche Kalorien produzieren, um neun Milliarden Menschen damit zu versorgen, wenn wir weniger Fleisch essen und auf eine vegetarischere Ernährung umstellen würden. Verantwortungsbewusst durchgeführte Genmodifikationen kann nicht nur die Nutzpflanzen robuster machen, sondern auch dahingehend erweitert werden, dass größere Erträge und ein höherer Nährstoffgehalt erwirtschaftet werden können.

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Dieser Inhalt wurde von unserem Partner bereitgestellt. Er spiegelt nicht notwendigerweise die Meinung von National Geographic oder seinen Redaktionsmitarbeitern wider.

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