Un passaggio del 12% dalla produzione di bestiame monogastrico a quella di ruminanti può ridurre le emissioni e aumentare la produzione agricola per 525 milioni di persone

Nature Food volume 3, pagine 1040–1051 (2022)Citare questo articolo

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I ruminanti hanno un’efficienza nell’uso del mangime inferiore rispetto al bestiame monogastrico e producono emissioni reattive di azoto e metano più elevate, ma possono utilizzare biomassa non commestibile per l’uomo attraverso il foraggiamento e la paglia. Qui conduciamo un’analisi controfattuale, sostituendo i ruminanti con bestiame monogastrico per quantificare i cambiamenti nella perdita di azoto e nelle emissioni di gas serra a livello globale da una prospettiva dell’intero ciclo di vita. Passare il 12% della produzione zootecnica globale da monogastrico a ruminante potrebbe ridurre le emissioni di azoto del 2% e le emissioni di gas serra del 5% a causa del cambiamento nell’uso del suolo e della minore domanda di aree coltivate per l’alimentazione dei ruminanti. La produzione dei terreni coltivati ​​liberati potrebbe nutrire fino a 525 milioni di persone in tutto il mondo. Un maggior numero di prodotti per ruminanti, oltre a una gestione ottimizzata, genererebbe benefici complessivi per un valore di 468 miliardi di dollari, riducendo gli impatti negativi sulla salute umana e sull’ecosistema e mitigando gli impatti climatici.

Nel 2010 il settore zootecnico globale ha emesso 65 TgN all’anno, pari a un terzo delle emissioni totali di azoto reattivo di origine antropica (Nr)1. L’intera catena di produzione del bestiame ha generato circa il 15% delle emissioni globali di gas serra (GHG) di origine antropica, con i ruminanti e il bestiame monogastrico che contribuiscono rispettivamente con 5,7 e 1,4 emissioni di gas serra PgCO2e all’anno2. La produzione di mangimi per il bestiame utilizza circa due terzi della superficie totale dei terreni coltivati ​​a livello mondiale3 e l’aumento della domanda di proteine ​​derivate dal bestiame potrebbe accelerare la concorrenza tra alimenti e mangimi4.

L’efficienza nell’uso dei mangimi è inferiore nei ruminanti rispetto al bestiame monogastrico1, il che comporta emissioni di Nr e gas serra relativamente più elevate per unità di produzione proteica per i ruminanti. Ridurre il consumo di prodotti dei ruminanti può contribuire a limitare l’impatto ambientale della produzione di carne5, ma soddisfare il fabbisogno di proteine ​​animali del bestiame monogastrico, in particolare del pollame, comporta dei compromessi. I cereali rappresentano circa il 95% del mangime negli allevamenti intensivi di pollame e il pollame consuma relativamente più cereali commestibili per l’uomo rispetto ai ruminanti6. Al contrario, circa il 60% del mangime per ruminanti è costituito da cellulosa non commestibile per l’uomo, ad esempio erba, residui colturali e foglie7. Pertanto, i ruminanti possono contribuire a massimizzare l’utilizzo di biomassa vegetale altrimenti inutilizzabile, a vantaggio della sicurezza alimentare e riducendo l’impatto ambientale dell’agricoltura8,9.

Sosteniamo che massimizzare l’uso della cellulosa come mangime per il bestiame può ridurre la pressione sulla produzione di mangimi per cereali, che è associata ad elevati costi ambientali e rischi per la sicurezza alimentare. Qui eseguiamo un’analisi controfattuale, sostituendo i ruminanti con bestiame monogastrico, per quantificare i cambiamenti nelle emissioni di Nr e gas serra in 166 paesi, assumendo una prospettiva dell’intero ciclo di vita. Abbiamo quindi calcolato gli aspetti di efficienza della produzione di quantità equivalenti di proteine ​​e le conseguenti emissioni di Nr e gas serra da ruminanti e bestiame monogastrico in diversi paesi, considerando i vincoli locali. Sulla base di queste analisi globali, abbiamo sviluppato uno scenario ottimizzato per la produzione di proteine ​​animali massimizzando la proporzione di ruminanti per ridurre le emissioni di Nr e gas serra, aumentando così la disponibilità di terreni coltivati ​​per la produzione alimentare umana a base di cereali. Gestire i ruminanti per la produzione alimentare a basse emissioni potrebbe salvaguardare la sicurezza alimentare, ridurre gli impatti ambientali e mitigare il cambiamento climatico.

I ruminanti si nutrono principalmente di cellulosa non commestibile per l'uomo (Dati estesi, Fig. 1), sebbene abbiano fabbisogni alimentari maggiori (14,8 kgN di mangime per kgNruminante) rispetto al bestiame monogastrico (6,3 kgN di mangime per kgNmonogastrico). La produzione di bestiame monogastrico richiede circa quattro volte più terreno coltivabile rispetto alla produzione di ruminanti per produrre un equivalente per unità di proteine ​​(Fig. 1a, c e Dati estesi, figure 2 e 3) (8,0 ha per t di proteine ​​per il bestiame monogastrico contro 1,9 ha per t di proteine ​​per ruminanti). I ruminanti globali hanno prodotto circa 7 Tg di proteine-N nel 2019. La produzione dello stesso livello di proteine ​​esclusivamente da parte di bestiame monogastrico comporterebbe perdite di azoto nell’ambiente del 15% (7 Tg) in più nell’intera catena di produzione. In un simile scenario, le emissioni di ammoniaca (NH3) nell'aria e di nitrati (NO3−) rilasciati nei corpi idrici aumenterebbero rispettivamente del 13% (3 Tg) e del 18% (5 Tg), mentre le emissioni di N2O e NOx diminuirebbero del 14%. % (-0,3 Tg) e 17% (-0,04 Tg), rispettivamente (Fig. 2a, b). Gli aumenti sostanziali sono associati alla produzione di mangimi per cereali per il bestiame monogastrico, che richiede più superficie coltivata e input di fertilizzanti sintetici.