Alimentar a diez mil millones de personas: ¿cómo puede la tecnología agrícola lograr una intensificación sostenible sin dañar el planeta?

Introducción

Hacia mediados de este siglo, la población mundial se acercará a los 10 mil millones. Los sistemas agrícolas deben garantizar el suministro de alimentos mientras reducen drásticamente las emisiones de carbono, ahorran agua, disminuyen los insumos químicos y reducen el desperdicio. Es un momento crucial de "éxito o fracaso".

Un artículo de revisión reciente publicado en la revista *Agronomy*, titulado *Overview of Sustainable Agricultural Systems: Enhancing Efficiency and Reducing Environmental Impact*, sintetiza 11 estudios y explora sistemáticamente cómo hacer que los sistemas agrícolas sean más eficientes y respetuosos con el medio ambiente. La investigación abarca múltiples áreas, como prácticas agrícolas sostenibles, reutilización de aguas residuales, reducción de gases de efecto invernadero, huella de carbono, eficiencia energética, agricultura de precisión, cultivo controlado y toma de decisiones digital.

Tres caminos: la integración de ecología, intensificación y tecnología

A través de una revisión sistemática de 291 estudios, el artículo clasifica las prácticas agrícolas sostenibles en tres direcciones principales: prácticas de agroecología, intensificación sostenible e innovación tecnológica. La agroecología incluye métodos como la diversificación de cultivos y fertilizantes orgánicos; la intensificación sostenible se centra en aumentar el rendimiento por unidad de superficie mediante la mejora de la eficiencia de los recursos y la mejora genética; y la innovación tecnológica abarca inteligencia artificial, biotecnología, drones y macrodatos.

El marco evita la falsa oposición entre la agroecología tradicional y la tecnología moderna. Es probable que el futuro sistema alimentario necesite una combinación de ambos: las prácticas ecológicas pueden mejorar la salud del suelo y la resiliencia, mientras que las herramientas digitales y biológicas ayudan a los agricultores a aplicar insumos con mayor precisión. El artículo también señala que los sistemas integrados de cultivo y ganadería son una ruta viable. Un estudio en suelos arenosos tropicales advierte que la labranza convencional puede dañar la fertilidad del suelo y la productividad a largo plazo.

En los países en desarrollo, muchos agricultores enfrentan presiones múltiples, como la degradación del suelo, el crecimiento poblacional, el estrés climático y la dificultad para acceder a insumos costosos. Los sistemas que mejoran el suelo y mantienen la productividad son más resilientes que la expansión basada en altos insumos.

Los residuos se convierten en nuevos recursos

La agricultura consume aproximadamente el 70% de los recursos de agua dulce del mundo, por lo que la reutilización del agua se ha convertido en una frontera de la agricultura sostenible. La revisión muestra que las aguas residuales tratadas y los subproductos agrícolas, manejados adecuadamente, pueden transformarse en insumos valiosos. En Brasil, los investigadores propusieron un método para identificar zonas adecuadas para el riego con aguas residuales tratadas. Las aguas residuales de plantas lecheras y fábricas de azúcar pueden proporcionar un suministro estable de nutrientes, reduciendo la dependencia de fertilizantes sintéticos.

Otro estudio encontró que las aguas residuales tratadas de mataderos pueden utilizarse para la producción de soja, pero se requiere un monitoreo a largo plazo del contenido de sodio en el suelo para evitar la salinización. Además, una investigación mostró que los digestatos anaeróbicos pueden usarse para el fertirriego del maíz, pero es necesario mantener un intervalo de 21 días entre la aplicación y la cosecha para permitir la recuperación de la microbiota vegetal.

Estos hallazgos transforman la narrativa de la gestión de residuos, pasando de la eliminación a la recuperación de recursos.Estos hallazgos cambian la narrativa de la gestión de residuos, pasando de la eliminación a la recuperación de recursos. En regiones con escasez de agua, las aguas residuales tratadas pueden aliviar la presión sobre los sistemas de agua dulce; en países importadores de fertilizantes, los flujos de residuos ricos en nutrientes pueden reducir los costos de insumos y aumentar la resiliencia. Sin embargo, las aguas residuales mal tratadas pueden propagar contaminantes, el exceso de sodio puede dañar el suelo, y una supervisión laxa puede hacer que la agricultura circular cause daños ambientales. El desafío político radica en garantizar que la reutilización sea segura, monitoreable y económicamente viable.

Agricultura climáticamente inteligente: reducir emisiones sin reducir producción

Las revisiones muestran que la agricultura climáticamente inteligente se está volviendo más cuantificable. Agricultores, empresas y gobiernos necesitan cada vez más rastrear las emisiones de gases de efecto invernadero y la huella de carbono, no solo la producción. En el sur de Brasil, los estudios encontraron que reemplazar el barbecho invernal con cultivos de cobertura, junto con sistemas de maíz de labranza cero, puede aumentar los sumideros de carbono del suelo y reducir significativamente la huella climática de los cultivos. Los cultivos de cobertura protegen el suelo, aumentan la materia orgánica, reducen la erosión y ayudan a los sistemas agrícolas a almacenar más carbono.

Otro estudio analizó la huella de carbono agrícola de China entre 2000 y 2020, y encontró que las emisiones totales aumentaron un 21.32%, impulsadas principalmente por el consumo de fertilizantes y energía. Al mismo tiempo, la intensidad de carbono (emisiones por unidad de valor económico) disminuyó, lo que indica que la producción se ha vuelto más eficiente económicamente. Pero para los responsables de políticas, el aumento de la productividad por sí solo no es suficiente; las políticas climáticas deben rastrear las emisiones absolutas, el uso de insumos y la estructura del crecimiento agrícola.

La revisión también desafía supuestos simplistas sobre el uso de energía. Una evaluación del ciclo de vida del cultivo interior de cannabis encontró que los sistemas de alta densidad podrían ser más respetuosos con el medio ambiente si el aumento de productividad compensa el consumo adicional de electricidad. Otro estudio sobre invernaderos en regiones áridas mostró que mejorar el diseño de ventilación puede potenciar el enfriamiento natural y reducir la dependencia de sistemas mecánicos. La sostenibilidad debe evaluarse en todo el sistema: rendimiento, fuente de energía, consumo de agua, ahorro de insumos, evitación de pérdidas e intensidad de emisiones.

Agricultura digital: reducir el desperdicio pero requiriendo acceso equitativo

La agricultura de precisión se está convirtiendo en una herramienta principal para reducir el desperdicio. Los mapas digitales, la fertilización variable, las cámaras hiperespectrales, el aprendizaje automático y los sistemas robóticos pueden ayudar a los agricultores a aplicar insumos solo donde se necesitan. Un estudio combinó el pensamiento lean con herramientas digitales para la protección de cultivos de caña de azúcar, reduciendo la superposición de pesticidas y mejorando la eficiencia operativa mediante mapas digitales y aplicación variable. Otro estudio utilizó imágenes hiperespectrales y aprendizaje automático para distinguir plantas de tomate de malezas con una precisión superior al 94%, requiriendo solo 10-20 bandas espectrales, lo que permite la toma de decisiones robótica en tiempo real en el campo.

Estas tecnologías pueden transformar radicalmente la gestión de pesticidas, fertilizantes, riego y mano de obra, reduciendo costos, disminuyendo la contaminación, aumentando la productividad y creando oportunidades de inversión en sensores, drones, plataformas de gestión agrícola, robótica, tecnología de invernaderos y análisis de datos.Sin embargo, la transformación digital conlleva importantes riesgos de equidad. Si la agricultura de precisión sigue siendo costosa, intensiva en datos y concentrada en grandes explotaciones comerciales, podría ampliar la brecha entre las empresas agrícolas y los pequeños agricultores. Muchos agricultores del Sur Global enfrentan problemas como redes débiles, dificultades de financiamiento, escasez de apoyo técnico y fragmentación del mercado. Los gobiernos y las agencias de desarrollo deben apoyar herramientas digitales asequibles, cooperativas de agricultores, sistemas de datos abiertos, servicios de extensión y modelos de financiamiento que permitan la participación de pequeños y medianos productores.