Special: Så vill forskarna lösa framtidens livsmedelskris

Dags att rätta munnen efter matsäcken. Allt hårdare ansträngda resurser ska mätta allt fler munnar. Framtidens livsmedelsförsörjning är en teknologisk revolution som startar i dag.

Livsmedelsproduktionen, såväl i Sverige som globalt, står inför stora utmaningar. Om 30 år beräknas folkmängden passera nio miljarder och klimatförändringarna påverkar jordbrukets förutsättningar. Samtidigt finns det begränsade tillgångar till ny odlingsmark, bristen på vatten är ett ständigt ökande problem och mycket tyder på att det i en relativt nära framtid kan uppstå brist på gödningsmedel. Miljöaktuellt har tittat på elva spännande idéer, trender och tankar från experter som kan hjälpa till att lösa problemen och skapa en andra grön revolution.

1. Vi måste odla smartare
Att producera livsmedel kräver odlingsbar mark och många länder odlar redan den mark som finns. Indien och Kina är de länder där efterfrågan på livsmedel ökar snabbast, men där närmar man sig redan kapacitetstaket vad det gäller odlingsbar mark.
Ny odlingsbar mark finns visserligen fortfarande att tillgå. Den största potentialen anses finnas i Afrika. Samtidigt innebär ökad odlingsareal ett ökat tryck på resurserna och klimatet. Enligt Ingrid Öborn, professor vid forskningsprogrammet Future agriculture på SLU, ligger den verkliga utmaningen i att öka matproduktionen utan att öka markanvändningen.
– Vi har begränsad mark att tillgå. Utmaningen är att öka produktionen, men samtidigt hålla oss till den mark vi har. För att lyckas med det krävs smartare jordbruk, bättre vattenhushållning och bättre hushållning med de näringsämnen som jordbruket tillsätter, säger hon.
Läs mer

2. Saltvattendrivna växthus

Precis som det råder brist på mark råder det på många håll också akut brist på vatten. En intressant idé som löser både mark- och vattenproblemet är att odla i växthus i anslutning till havet och använda salt havsvatten.

I dag pågår tre pilotprojekt med havsvattedrivna växthus, ett på Teneriffa, ett i Abu Dhabi och ett i Oman. Alla bygger på energieffektiv avdunstningsteknik som omvandlar saltvatten till sötvatten och i processen samtidigt skapar en miljö med hög luftfuktighet i vilken de flesta plantor kan odlas. Havsvatten dunstar först till ånga. Därefter kondenserar ångan och samlas in som sötvatten som slutligen används för att bevattna plantorna.
Läs mer

3. Insekter – mums!
Det kanske vänder sig i magen på dig när du tänker på att äta skalbaggar, flugor, löss, gräshoppor och getingar, men enligt forskare kan insekter komma att bli ett viktigt proteintillskott i vår diet redan om tio år. Den växande befolkningens ökande aptit på proteinrik föda står nämligen inte i proportion till den belastning konventionell köttproduktion skapar.

På Wageningens-universitetet i Holland finns ett forskningscenter som fokuserar på insekter som födokälla. Här är man helt klara med hur utvecklingen ser ut: Från 2020 och framåt kommer insekter att vara en viktig del av människan diet – även här, i den rika världen. Konventionellt kött och fisk är helt enkelt inte en hållbar proteinkälla. Dessutom är fördelarna med insekter många, bland annat är de rika på proteinrika och fattiga på kolesterol.
Dessutom leder uppfödning av insekter till betydligt lägre utsläpp av växthusgaser än köttproduktion och konsumtionen av dem lämnar betydligt mindre avfall efter sig.
– Det viktigaste är att få folk att förbereda sig och vänja sig vid idén. Efter 2020 kommer vi inte ha så stort val, säger professor Marcel Dicke i en intervju i tidningen Wired.
Också FN:s mat och jordbruks-organisation FAO har tagit upp möjligheterna med insekter för att mätta den ökande världsbefolkningen. 2008 hade FAO ett möte om ämnet i Thailand och 2013 planeras en världskongress. FAO konstaterar i ett policydokument att vi kanske inte behöver avstå från kött för att rädda planeten, vi kanske bara måste ta köttet från andra typer av djur.
FAO konstaterar också att människor redan i dag äter insekter i över 80 procent av världens länder – mest i tropikerna – och att det finns över tusen olika insekter som används som föda.
Video

4. Gmo – lösning eller hot?
Användningnen av genmodifierade organismer (gmo) har varit kraftigt ifrågasatt i Europa. I resten av världen verkar man emellertid ta de eventuella riskerna lättare. Gmo används i en stor del av världens jordbruk och användningen ökar ständigt.
När det kommer till livsmedelsförsörjningen och den växande befolkningen är förstås risproduktionen extra intressant, då 50 procent av världens befolkning redan i dag har ris som sin främsta föda. Genmodifierat ris finns redan, till exempel Nerica (Ner Rice for Africa) och Asiens Golden Rice.
International Rice Research Institute i Manilla i Filippinerna är Asiens största icke-kommersiella forskningscenter. Där arbetar forskare i projektet C4 Rice med att på genetisk väg ändra fotosyntesen i riskornet så att det blir tåligare och växer snabbare. Det handlar om att skapa ett ris med så kallat C4-fotosyntes. De flesta plantor, inklusive ris, har en så kallade C3-fotosyntes, den vanliga, medan C4-plantor som majs bygger kolhydrater genom en annan process som kräver mindre koldioxid. Det gör att plantorna förlorar mindre vatten och kan växa snabbare.

Inom tio år hoppas forskarna ha tagit fram ett C4-ris som är betydligt tåligare och växer 50 procent snabbare än konventionellt ris.
Ingrid Öborn på SLU menar att gmo visserligen kan vara bra för att förbättra enstaka egenskaper hos ett sädesslag, men att tekniken aldrig kommer att bli en storskalig lösning på den livsmedelsutmaning som människan står inför.
– Genmodifiering kan användas för att stärka enstaka egenskaper i ett sädesslag, men det är ingen lösning när det gäller att skapa det som verkligen behövs för att lösa problemet, nämligen robusta och hållbara odlingssystem. Dessutom finns det andra förädlingsmetoder som inte är lika kontroversiella som gmo, säger hon.
Läs mer

5. Fiskodling i stället för köttproduktion
Fisk är en lika bra proteinkälla som kött. Problemet är att den vilda fisken i havet är slut. Om Jordens nio miljarder människor ska äta fisk i framtiden måste det helt enkelt bli odlad fisk.
Björn Frostell är docent vid institutionen för industriell ekologi vid KTH och har tillsammans med ett par kollegor fått ett anslag för att studera kriterier för ekologiskt hållbar fiskodling.
– Fiskodling har förstås många infallsvinklar, men klart är i varje fall att vi redan 1990 passerade gränsen för hur mycket vild fisk vi kan ta upp ur haven. All ökad fiskkonsumtion måste alltså komma från fiskodling om den ska vara hållbar, säger han.

Den fiskodlingsteknik med bassänger i havet som används i dag i till exempel Norge och Irland kommer att bli alltmer ifrågasatt, tror Björn Frostell, eftersom den har stor miljöpåverkan.
– Skulle inte norrmännen och irländarna ha hela Atlanten som spädde ut utsläppen så skulle det få allvarliga konsekvenser direkt, säger han.
Det Björn Frostell ändå tror på är landbaserad fiskodling i slutna system, där vattnet cirkulerar och återanvänds. Den tekniken används redan på en del ställen i Kina, som i dag står för två tredjedelar av all fiskodling i världen.
Fiskodling har självklart egna problem sett i sin helhet, men vi behöver protein och enligt Björn Frostell är odlad fisk i ett slutet system långt mycket bättre för miljön och klimatet än alla typer av köttproduktion.
– Det har en enkel förklaring: Köttproduktion är väldigt mycket mer resurskrävande än fiskproduktion. Detta beror i sin tur på att kor behöver mer energi för att de står upp på sina fyra ben i luften. Fiskar behöver inte lika mycket energi då de glider fram i vattnet.
Björn Frostell tror att övergången från köttproduktion till fiskodling är en stark trend i framtiden. Han berättar att han så sent som för ett par veckor sedan fick ett telefonsamtal från en svensk grisbonde som undrade om det skulle löna sig för honom att bygga om sina grishägn till vattentankar och börja odla fisk.
Läs mer

6. Experten: Ekologisk odling kommer att utvecklas
Ekologiska jordbrukare strävar efter att minska eller helst helt avstå från att tillföra material som inte finns i jorden, till exempel handelsgödsel eller kemiska bekämpningsmedel. Ekotrenden är stark bland konsumenter och allt fler konventionella jordbruk i västvärlden ställer om till ekologiskt.
Problemet – i varje fall ur ett försörjningsperspektiv då befolkningen ökar – är förstås att ekologiskt jordbruk ger mindre skördar.
Maria Wivstad är föreståndare för Centrum för ekologisk produktion och konsumtion (Epok) vid SLU. Hon tycker att det är en förenkling om man bara konstaterar att ekologisk produktion ger mindre skördar och att den därför inte har någon plats i en värld som riskerar lida av matbrist.
– Visst, den ekologiska produktionen måste lösa ett antal problem för att den ska passa i en värld där befolkningen växer och där vi behöver producera mer livsmedel. Men det är för enkelt att säga att ekologisk produktion ger mindre skördar. Sett till produktion per hektar är det förstås så, men samtidigt stoppar det ekologiska jordbruket in mindre resurser totalt sett, så matematiken är långt ifrån enkel, säger Maria Wivstad.
Hon menar att vi i första han måste se till resursproblemet i världen. Matproduktionen måste öka, men till skillnad från exempelvis professor Ingrid Öborn menar Maria Wivstad att detta inte kan lösas genom ökad produktion på befintlig jordbruksmark.
– Det skulle inte vara hållbart, säger Maria Wivstad som i stället menar att vi har flera andra vägar att gå för att lösa livsmedelsproblemet. Det enklaste är enligt henne att ställa om konsumtionen bort från animaliska livsmedel som tar stora åkerarealer i anspråk.
– Över 35 procent den producerad spannmålen går i dag till djurfoder. Genom att ställa om konsumtionen från animalisk föda skulle vi enkelt kunna frigöra stora matreserver.
Dessutom poängterar Maria Wivstad att den ekologsika odlingen är under stark utveckling och att vi inte kan säga så mycket om hur mycket man kommer att kunna producera ekologiskt i framtiden.
– Ingen kan i dag svara på den framtida potentialen i ekologisk odling, då odlingsformen hela tiden utvecklas snabbt och det kommer nya tekniska lösningar. I dag finns det regler för vad man gödslar med i ekologisk produktion, men de reglerna kan ju komma att ändras om det krävs.
Läs mer

7. Kampen mot superogräset
Jordbrukare har genom årtionden bekämpat ogräs med massiva mängder bekämpningsmedel. Nu slår ogräset tillbaka. Muterat ogräs som är resistent mot bekämpningsmedel började dyka upp redan på 1970-talet och nu tycks mutationerna gå snabbare. I dag står ogräs för en procent av den totala åkerarealen i världen och experterna menar att siffran förmodligen kommer att öka.
– Resistent ogräs är ett verkligt problem. För att lösa problemet krävs mer genomtänkta odlingssystem. Förr i tiden visste man hur man hanterade ogräset utan bekämpningsmedel. Man tog hänsyn till vilka grödor man odlade och växlade grödor, till exempel mellan fleråriga och ettåriga grödor, säger Ingrid Öborn från SLU.
Hon tror inte på att en ökad kemikalieanvändning kan lösa problemet. I stället förespråkar hon mindre ensidikgt jordbruk och smartare odlingssystem.

– Om odlingen är alltför ensidig blir något förr eller senare resistent, oavsett vilka bekämpningsmedel du än använder. Det är oundvikligt.
En intressant trend inom jordbruket är mekanisk ogräsbekämpning. Metoden har utvecklats länge inom det ekologiska jordbruket och nu börjar intresset öka också inom det konventionella.
Jonas Carlsson är ekobonde i Blekinge och har uppfunnit vad han kallar för en ogräsklippare. Den kan monteras på en traktor och fungerar med ett stort antal smarta självkännande knivar som skär av ogräset djupt nere i den växande grödan utan att skada den. Verktyget är enligt Jonas Carlsson speciellt effektivt mot tistel, men fungerar även på andra ogräs som kvickrot.
– I jordbruket är ogräs ett stort problem som kan påverka skördeutfallet. Tisteln hotar att slå ut stora delar av den ekologiska odlingen, säger Jonas Carlsson i en intervju i Blekinge läns tidning.
Förra året vann han Karlskrona kommuns miljöpris och nu är han som enda jordbrukare en av 25 finalister i den nordiska miljötekniktävlingen Nordic Cleantech Open.
Läs mer 

8. Biochar är det nya svarta inom jordbruket
Ursprungsbefolkningen i Amazonas blandade träkol i sin åkermark långt innan Columbus nådde kontinenten. Resultatet blev det som på portugisiska kallas terra preta, den svarta jorden. Det är en näringsrik jord som täcker stora delar av Amazonflodens delta.
Nu har träkol blivit det nya svarta inom jordbruket. Den långsamma nedbrytningen och bromsningen av näringsläckage gör att jordbrukare åter har börjat intressera sig för kol som jordförbättringsmedel, framförallt i näringsfattiga och förstörda jordar. Att biologiskt kol eller biochar, som tekniken kallas, dessutom effektivt binder koldioxid i marken gör den förstås extra intressant i skuggan av klimathotet.

Biochar kan framställas av trä, gödsel eller organiska restprodukter. Tekniken är relativt enkel och bygger på att biomassan hettas upp i en syrefri miljö. På så sätt bildas stabila och svårnedbrytbara aromatiska kolstrukturer. Processen binder 20 procent mer kol än vad som går åt till att driva den.
Stora förhoppningar ställs till tekniken, men på SLU tar Ingrid Öborn ståhejet med en nypa salt.
– Visst, biocharteknik är jättehett inom forskningen just nu, eftersom det är ett sätt att lagra kol i marken. Samtidigt måste man ju använda träd för att framställa kolen. I Sverige skulle tekniken till exempel konkurrera med framställning av biodrivmedel. Visst är det en väldigt intressant teknik, men någon stor lösning på livsmedelsproblemet tror jag inte att det kommer att bli, säger Ingrid Öborn.
Läs mer

9. Datormodeller optimerar skörden
Effektivt jordbruk kräver djup kunskap inom ett stort antal områden som biologi, meteorologi, kemi, geografi och så vidare. Det finns helt enkelt väldigt många saker som kan gå snett och förstöra en skörd. De senaste åren har lyckligtvis ett antal digitala verktyg introducerats som kan förbättra oddsen för jordbrukaren och därmed öka produktionen. Det är verktyg som hjälper jordbrukaren att fatta rätt beslut och inte ta för höga risker.
Ett exempel är datormodellen I-Farm som tagits fram av Iowa State University. Där behöver man bara fylla i vilken gröda du vill odla, var du vill odla den och hur du tänker sköta den. Sedan räknar I-Farm ut förväntad skörd, vinst och miljöpåverkan.
Läs mer

10. Modifierad kassava blir supergröda
En tredjedel av Afrikas befolkning är undernärd. Därför arbetar forskare vid Donald Danforth Plant Science Center (DDPSC) i USA med att försöka skapa en supergröda som innehåller alla näringsämnen en människa behöver i en enda tugga.
Valet har fallit på den afrikanska rotfrukten kassava och namnet på projektet är Biocassava Plus. Kassavarot är redan från början rik på järn, zink samt A- och E-vitamin. Problemet är att den ruttnar inom två dagar och därför är svår att sälja.

Forskarna vid DDPSC har redan nu lyckats skapa olika sorters kassava som var för sig innehåller fyra gånger så mycket protein, tio gånger så mycket E-vitamin och åtta gånger så mycket zink.
Nästa steg är att få ihop alla dessa egenskaper till en och samma planta. Och, ja, den nya superkassavan är naturligtvis hårt genmodifierad.
Läs mer

11. Precisionsodling minskar gödslande
Mängden gödsel som används på världens åkermark är skrämmande stor, vilket dels får allvarliga konsekvenser för världens miljö, dels är kostsamt för den enskilda jordbrukaren.
En ny teknik som kan lösa problemet och minska kemikalieanvändningen har tagits fram av amerikanerna Stuart Birell och Ratnesh Kumar vid Iowa State University. Den bygger på sammankopplade sensorer som grävs ner i jorden och som känner av och signalerar till en dator hur mycket gödsel och vatten jorden behöver. Då vet jordbrukaren när det är dags att vattna och/eller gödsla.
Sensorerna är ungefär lika stora som en tunnare kortlek och är tänkta att stanna i jorden året runt. Till skillnad från andra system på marknaden kräver de inga antenner ovan mark som riskerar att köras sönder av jordbruksredskap. I stället sänder sensorerna lågfrekventa radiosignaler direkt genom jorden.
Eftersom jordbrukarna på det här sättet kan veta exakt hur mycket näring och vatten som behöver tillsättas till jorden menar Birell och Kumar att användningen av handelsgödsel kan minska drastiskt. Tekniken är just nu i en kommersialiseringsfas och beräknas finnas på marknaden om tre till fem år.
Läs mer