Alimentar a 10 mil millones de personas sin destruir la Tierra: Eficiencia y vías de reducción de emisiones de los sistemas agrícolas sostenibles

La agricultura global se encuentra en un punto de inflexión crucial. A mediados de este siglo, el mundo necesitará alimentar a cerca de 10 mil millones de personas, al mismo tiempo que debe reducir drásticamente las emisiones de carbono, ahorrar agua dulce, disminuir el uso de productos químicos y reducir el desperdicio de alimentos. Una revisión editorial publicada en *Agronomy*, titulada «Descripción general de los sistemas agrícolas sostenibles: mejora de la eficiencia y reducción del impacto ambiental», integra 11 estudios que analizan sistemáticamente cómo hacer que la producción agrícola sea más eficiente y menos dañina para el medio ambiente.

Midiendo cada insumo: tres vías hacia la agricultura sostenible

A través de una revisión sistemática de 291 estudios, la investigación agrupa las prácticas agrícolas sostenibles prometedoras en tres vías: prácticas agroecológicas, intensificación sostenible e innovación tecnológica. La agroecología incluye diversificación de cultivos, fertilizantes orgánicos, etc.; la intensificación sostenible se centra en lograr una mayor producción por unidad de tierra mediante la mejora de la eficiencia de los recursos y la mejora genética; la innovación tecnológica abarca inteligencia artificial, biotecnología, drones y macrodatos.

Este marco evita la falsa oposición entre la agroecología tradicional y la tecnología moderna. El sistema alimentario del futuro probablemente necesitará una combinación de ambas: las prácticas ecológicas pueden mejorar la salud del suelo y la resiliencia, mientras que las herramientas digitales y biológicas ayudan a los agricultores a utilizar los insumos con mayor precisión. El estudio también señala que los sistemas integrados de agricultura y ganadería constituyen una vía práctica; por ejemplo, el pastoreo intermitente de leguminosas puede mantener o mejorar la composición química del suelo.

Reutilización de aguas residuales: de residuo a recurso agrícola

La agricultura consume aproximadamente el 70 % del agua dulce mundial, por lo que la reutilización del agua se convierte en un frente clave para la agricultura sostenible. Las investigaciones muestran que las aguas residuales tratadas y los subproductos agrícolas, si se gestionan adecuadamente, pueden convertirse en insumos valiosos. En Brasil, los investigadores propusieron un método para identificar áreas aptas para la reutilización de aguas residuales en la agricultura de riego; las aguas residuales de plantas lecheras y fábricas de azúcar pueden proporcionar nutrientes estables, reduciendo la dependencia de fertilizantes sintéticos. Otro estudio encontró que las aguas residuales tratadas de mataderos pueden apoyar la producción de soja, pero se requiere un monitoreo a largo plazo de la concentración de sodio en el suelo para evitar la salinización.

Para las regiones con escasez de agua, las aguas residuales tratadas pueden aliviar la presión sobre los sistemas de agua dulce. En países que dependen de la importación de fertilizantes, los flujos de residuos ricos en nutrientes pueden reducir los costos de insumos y aumentar la resiliencia. Sin embargo, el desafío regulatorio radica en garantizar que la reutilización sea segura, monitoreable y económicamente viable.

Agricultura climáticamente inteligente: reducción de carbono sin sacrificar la producción

La agricultura climáticamente inteligente se está volviendo cuantificable. Un estudio en el sur de Brasil encontró que reemplazar el barbecho invernal con cultivos de cobertura en sistemas de maíz sin labranza aumenta el almacenamiento de carbono en el suelo y reduce significativamente la huella de carbono de los cultivos. Un análisis de la huella de carbono agrícola de China entre 2000 y 2020 muestra que las emisiones totales aumentaron un 21,32 %, impulsadas principalmente por el consumo de fertilizantes y energía; sin embargo, la intensidad de carbono (emisiones por unidad de valor económico) disminuyó, lo que indica una mejora en la eficiencia de producción.

Una lección clave es que solo aumentar la eficiencia de producción no es suficiente para controlar las emisiones absolutas; las políticas climáticas deben rastrear las emisiones absolutas, la estructura de insumos y el patrón de crecimiento agrícola. Además, una evaluación del ciclo de vida del cultivo de cannabis en interiores encontró que los sistemas de alta intensidad pueden compensar el consumo de electricidad cuando la productividad aumenta significativamente, resultando en una mayor eficiencia ambiental general.### Agricultura digital: reducir el desperdicio, pero abordar el acceso equitativo

La agricultura de precisión ayuda a los agricultores a aplicar insumos solo donde se necesitan mediante mapas digitales, fertilización variable, cámaras hiperespectrales, aprendizaje automático y sistemas robóticos. Un estudio combinó el pensamiento lean con herramientas digitales para la protección fitosanitaria de la caña de azúcar, reduciendo la superposición de pesticidas y mejorando la eficiencia operativa a través de 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 para tomar decisiones en tiempo real en el campo.

Estas tecnologías pueden reducir el uso de pesticidas y fertilizantes, disminuir la contaminación, aumentar la productividad y generar oportunidades de inversión en sensores, drones, plataformas de gestión agrícola, etc. Sin embargo, si la agricultura de precisión sigue siendo costosa y requiere muchos datos, podría ampliar la brecha entre las grandes explotaciones y los pequeños agricultores. Muchos agricultores en países en desarrollo enfrentan problemas como redes débiles, dificultades de financiamiento y falta de apoyo técnico. Los gobiernos y las instituciones de desarrollo necesitan apoyar herramientas digitales asequibles, cooperativas agrícolas, sistemas de datos abiertos, servicios de extensión y modelos de financiamiento para que los pequeños y medianos productores también puedan participar.

Impacto en la industria

• Productividad: La agricultura de precisión y las herramientas digitales pueden reducir el desperdicio de pesticidas, fertilizantes y agua, disminuir los costos de producción y aumentar la producción por unidad de insumo.
• Modelo de operación agrícola: La toma de decisiones basada en datos cambiará la gestión tradicional basada en la experiencia, convirtiendo el monitoreo en tiempo real y las tecnologías variables en estándar.
• Estructura laboral agrícola: La automatización y la robótica reducen la necesidad de trabajo físico, pero requieren operadores técnicos con mayores habilidades.
• Cadena de suministro de alimentos: Un uso más eficiente de los insumos podría estabilizar o incluso reducir los precios de los alimentos, aunque la inversión tecnológica inicial puede aumentar los costos.
• Dirección de inversión agrícola: El capital fluirá más hacia la agricultura de precisión, sistemas de reutilización de aguas residuales, plataformas de seguimiento de carbono y startups de biotecnología.
• Patrón de comercio global: Las presiones de reducción de emisiones pueden llevar a los países importadores a establecer barreras para productos agrícolas con alta huella de carbono, impulsando la transformación verde de la cadena de suministro.

Perspectivas futuras

En los próximos 3-5 años, la tecnología agrícola se centrará en tres direcciones: 1. Integración profunda de IA y aprendizaje automático: Desde la identificación de cultivos hasta la pulverización precisa, los algoritmos de IA serán más rápidos y baratos, permitiendo su adopción en pequeñas explotaciones. 2. Comercialización de la agricultura circular: Los costos de las tecnologías de reutilización de aguas residuales y digestión anaerobia disminuirán, formando una industria madura de recuperación de recursos. 3. Expansión del mercado de agricultura de carbono: Prácticas de secuestro de carbono como cultivos de cobertura y labranza cero generarán ingresos por créditos de carbono, incentivando a los agricultores a adoptar prácticas sostenibles.

La demanda mundial de alimentos sigue creciendo, y la agricultura debe volverse "inteligente": desperdiciar menos agua, perder menos nutrientes, aplicar menos productos químicos, utilizar mejor los datos y diseñar sistemas que sean compatibles con los límites ecológicos. El futuro pertenece a los productores que puedan convertir la eficiencia en resiliencia.