La población mundial

Actualmente, la población estimada a nivel mundial es de 7 324 782 000 personas (http://populationpyramid.net/es/mundo/2015). Para el año 2050, la población mundial alcanzará los 9 100 (^{FAO, 2009}). Esto significa que la población mundial se incrementará en 1 775 218 000 personas. El total de ese incremento ocurrirá en los países en desarrollo y aproximadamente 70% de la población será urbana, en comparación con la población actual (49%) y eventualmente mayor capacidad de compra. Con estas proyecciones, se estima que la producción de alimentos deberá incrementarse 50% a nivel mundial y 70% en países en desarrollo, si se desea asegurar la alimentación de su población (^{Godfray et al., 2010}).

Esto es un reto, particularmente cuando menos población mundial vive en el campo y más de 70% vive en las ciudades. Sin embargo, aumentar la producción de alimentos 70% no necesariamente permitirá responder a la demanda alimentaria de una población creciente y urbana (^{WSFS, 2009}; ^{FAO, 2011}). Esto debido al incremento en los precios internacionales de los alimentos, debido al uso de alimentos para la producción de biocombustibles, incremento en el consumo en países asiáticos, volatilidad en el precio mundial del petróleo que repercute en el precio de insumos y el cambio climático que provoca condiciones de sequía e inundaciones (^{WSFS, 2009}).

Es decir, la demanda de alimentos está superando a la oferta. Por tanto, se espera que la población en países subdesarrollados, 30% padezca más hambre y una mayor desnutrición. Por tanto, para reducir la brecha entre la demanda y la oferta será necesario apelar a la investigación científica, innovación y desarrollo tecnológico que permita producir alimentos de manera más sustentable.

En México, la población actual es alrededor de 125 millones de personas (http://populationpyramid.net/es/mexico/2015/), que equivale a 1.71% de la población mundial. Esto ubica a México en el undécimo lugar entre los países con mayor población a nivel mundial (^{INEGI, 2015}). Es decir, que para el año 2050 habrá 31 millones de habitantes más que representa 24.8% adicional de la población actual. Si consideramos que la producción agropecuaria en el país está contraída y que crece a una tasa anual de 1.1% (periodo 2000-2011), implica que difícilmente se podrá lograr satisfacer las necesidades alimentarias de la población y que año con año se dependerá de mayor importación de alimentos (^{FAO, 2013b}).

El desafío no es solo la producción de alimentos para una población en crecimiento constante, sino como asegurar suficiente agua limpia, suelo agrícola, energía y mano de obra, de manera que se reduzcan los efectos adversos sobre el ambiente y no se ponga en riesgo satisfacer las necesidades básicas de las generaciones presentes y futuras. Se estima que, si los alimentos tuvieran que incrementarse 70% para el año 2050, la disponibilidad de agua tendría que incrementarse 55% y la energía en 50% (^{FAO, 2011}; ^{Guijarro y Sánchez, 2015}), situación que se antoja difícil. Aunque la producción de alimentos en el mundo puede ser suficiente para satisfacer las necesidades de la población actual, cerca de mil millones de personas están en condición de hambre y de éstos cerca 400 millones están en situación de desnutrición crónica (^{FAO, 1991}).

Entonces, alimentar a una población mayormente urbana y con mayores ingresos implicará incrementar la producción de alimentos en alrededor de 70% en países en desarrollo (^{Godfray et al., 2010}), algo que se antoja mayúsculo para países como México, donde el deterioro de los recursos naturales se agrava y se intensifica por efectos del cambio climático.

Varios autores enfatizan que el sistema actual de producción de alimentos necesita cambiar radicalmente para producir más alimentos de manera sustentable. Los informes de International Assessment of Agricultural Knowledge, Science and Technology for Development ^{(IAASTD) (2009)} y de ^{Schutter (2010)} afirman que, para poder alimentar a nueve mil millones de personas en el año 2050, será necesario adoptar sistemas agrícolas más eficientes y recomiendan un cambio fundamental hacia la agroecología como una forma de impulsar la producción de alimentos y paralelamente reducir la condición de pobreza de la población.

La IAASTD sugiere que los métodos alternativos tienen gran potencial para mantener la productividad agropecuaria. Esto lo respalda ^{Badgley et al. (2007)} y ^{Godfray y Garnett (2014)} quienes señalan que los métodos alternativos innovadores podrían producir suficientes alimentos a nivel mundial para sostener la actual población humana, y potencialmente una población mayor, sin aumentar la superficie cultivada. Sin embargo, ^{Emsley (2001)} y ^{Avery (2007)} manifiestan serias dudas de que métodos alternativos puedan satisfacer las necesidades de producción de alimentos para una población mundial creciente y sostienen que sólo la agricultura industrial (Revolución verde) será capaz de producir en cantidad suficiente los alimentos para la población global futura.

^{Conway (1997)} propone que se requiere una doble revolución verde (Doubly green revolution), en el sentido de una agricultura más productiva de bajo impacto ambiental. Un ejemplo reciente de métodos alternativos agroecológicos es el programa de “Hambre cero” en Brasil, en donde más de 70% de los alimentos provino de la agricultura familiar y aunado a otras acciones lograron mitigar de manera extraordinaria el problema de hambre, pasando de 35% en el año 1992 a 18.1% en el año 2007 y una reducción de 10% de 2002 a 2007 (^{Neves do Amaral y Peduto, 2010}).

Independientemente de cómo se produzcan los alimentos, convencional o de manera agroecológica, los agricultores tendrán que producir más por unidad de tierra, agua, energía, agroquímicos y reduciendo el impacto ambiental (emisiones de CO₂, biodiversidad y el suelo). Es decir, que la seguridad alimentaria y nutricional no debe focalizarse en incrementar sólo la producción de alimentos sino en poner atención en formas más sustentable de producir éstos. Es decir, que los sistemas de producción no deben estar enfocados en objetivos productivistas y de rentabilidad, sino en poner atención en servicios ambientales y una mayor eficiencia a lo largo de las cadenas alimentarias, promoviendo prácticas de producción, consumo sostenible y dietas saludables (^{FAO, 2015}). Ello implica un cambio en el modelo actual de gobernanza en la producción de alimentos, y el desarrollo de políticas públicas eficientes que aseguren el bienestar y salud de la gente y la sostenibilidad del ambiente. Algunas propuestas son las siguientes:

Sistemas de producción agroecológica

Son usualmente sistemas de producción agrodiversos, resilientes, eficientes en el uso de la energía, socialmente justos, productivos y basados en estrategias de soberanía alimentaria (^{Altieri 1995}; ^{Gliessman 1998}). Estos sistemas fomentan la producción local mediante la agricultura familiar e integran procesos de innovación, un moderado rechazo o uso racional en el uso de insumos sintéticos (fertilizantes, plaguicidas), transgénicos, hormonas y antibióticos en la producción pecuaria. Ejemplos de ellos son:

Agricultura orgánica

La International Federation for Organic Agriculture Movement (IFOAM) ha propuesto los principios salud, ecología, cuidado y equidad de la agricultura orgánica (^{IFOAM, 2012}). Es una de las agriculturas de mayor importancia, reconocimiento social y valor agregado a nivel mundial. Países como Australia y Argentina detentan la mayor superficie de producción orgánica mundial. México ocupa el tercer lugar mundial por número de productores orgánicos (170 mil), con una superficie cultivada cercana a las 400 mil hectáreas, generando 400 millones de dólares en divisas y 170 mil empleos (^{Gómez et al., 2005}). Este tipo de agricultura se basa en la inserción de técnicas innovadoras de producción agrícola omitiendo el uso de insumos sintéticos y replicar parcialmente los ciclos naturales, mediante el empleo de técnicas agrícolas amigables.

Agricultura siempre-verde

Este tipo de agricultura desarrollada en la India, consiste en el uso de técnicas agrícolas orgánicas, un uso limitado de fertilizantes y de productos fitosanitarios. Incorpora especies de árboles multipropósito en sistemas de cultivos anuales y agricultura de conservación (^{World Agroforestry Centre, 2009}). Este tipo de agricultura se concibe como parte de un complejo “ecosistema de producción” que incluye al menos de 20 a 30 actividades productivas interconectadas. Tiene un enfoque basado en la ciencia económica y en el cuidado del ambiente, los recursos naturales y aumento de la producción alimentaria de pequeños agricultores. Entre los múltiples beneficios están la conservación de la biodiversidad, producción de alimentos diversos, forrajes, combustibles, fibras e ingreso de los productos forestales, almacenamiento de carbono y conservación de la cobertura del suelo (^{World Agroforestry Centre, 2009}).

Agricultura de labranza mínima

Este término genérico incluye técnicas agrícolas de protección del suelo, evitar erosión y otras formas de degradación. Los principios en que se basa son: rotación de cultivos, coberturas vegetales, siembra directa sin remoción del suelo y reintegrar los residuos al suelo. Hace un uso eficiente y efectivo de los recursos naturales a través del manejo integrado del suelo, el agua y los recursos biológicos, a los que se suman insumos externos (^{FAO, 2015}).

Agricultura intensiva sustentable

Esta se basa en principios agroecológicos, amplificados hasta el punto de convertirse en dominantes en términos de prácticas agrícolas (^{Godfray y Garnett, 2014}). Se refiere al empleo intensivo de las propiedades ecológicas aplicados en los agroecosistemas. Por ejemplo, en términos pecuarios, la producción de leche en México tiene que incrementarse en 17% en los próximos 20 años para satisfacer la demanda (^{SAGARPA, 2010}). Dado que la actividad ganadera genera gases efecto invernadero, esta actividad está enfrentando severas críticas (^{Oyhantçabal et al., 2010}) y por ello se propone cambiar el sistema de producción convencional por sistemas sustentables, tomando en cuenta las externalidades negativas como acumulación de excretas, malos olores, lixiviados, deforestación, erosión y contaminación de mantos freáticos (^{SAGARPA, 2010}). Otras propuestas son las siguientes:

Mejoramiento genético

Mucha de la innovación para asegurar mayor producción futura de alimentos va a estar supeditado al mejoramiento genético. Diversos países están produciendo materiales genéticos mejorados a partir del empleo de la agrobiodiversidad nativa. Es decir, se va a requerir producir material genético con mayor vigor, mayor valor nutricional, tolerante a enfermedades, a condiciones extremas del clima (alta temperatura, mayor concentración de CO₂, sequía o alta humedad) y mayor vida de anaquel. Pero, además, mucho del mejoramiento genético estará orientado a satisfacer muchas de las nuevas preferencias alimenticias. Por ejemplo, producción de materiales genéticos especializados y en función de la demanda delmercado. Se tenderá a crear materiales genéticos de ciclo corto, tolerantes a sequía y a altas temperaturas, particularmente en México donde vastas áreas serán afectadas por el cambio climático (^{Altieri y Nicholls, 2009}).

Agricultura Hi-Tech

En las últimas décadas se han experimentado cambios radicales en el empleo de innovaciones tecnológicas en la producción agropecuaria. La agricultura de alta tecnología (Hi-Tech) implicará cultivar a control remoto usando computadoras, robots, cámaras de video, drones y otros. Esta tecnología será cada vez más importante, particularmente en un contexto de modernización del campo, que inducirá a cultivar plantas y criar animales de manera automatizada y a distancia, usando teléfono móvil o tablet. Además, la detección de enfermedades se hará a través de kits de PCR para obtener rápidos y eficientes diagnósticos en tiempo real.

Así, la agricultura de precisión que incluye el uso de computadoras, sensores, sistemas de posicionamiento global (SPG), de información geográfica (SIG), percepción remota, monitores de rendimiento, y sensores para estimar y controlar variaciones en la producción agropecuaria. Por ejemplo, la fertirrigación a pesar de ser una técnica costosa, ha sido una técnica rentable, principalmente en el cultivo de hortalizas, ya que aumenta la eficiencia de uso del agua y los fertilizantes (^{Biswas, 2010}). Sin embargo, México tendrá limitaciones para que pueda ser extensivo este modelo a todo el país, por los costos de esta tecnología, situación orográfica y socioeconómica, pero si en regiones que por años han mostrado una mayor cercanía a la agricultura de altos insumos como son los estados del norte. La agricultura de precisión ha demostrado no solo ser mas rentable sino amigable con el ambiente, incluyendo una reducción en el uso de insumos sintéticos (^{Norton y Swinton, 2000}; ^{Bongiovanni y Lowenberg-Deboer, 2004}).

Biotecnología

De acuerdo con la ^{FAO (2011)}, la biotecnología puede contribuir a la seguridad alimentaria a través de diferentes estrategias para mejorar cultivos, ganadería, silvicultura, agroindustria, pesca y acuicultura. Dentro de las estrategias que se han empleado se incluyen mejoramiento vegetal y animal para incrementar rendimientos, caracterización y conservación de recursos genéticos, diagnóstico de enfermedades de plantas y animales, desarrollo de vacunas e inocuidad de los alimentos. En términos de producción agrícola, el cultivo de tejidos vegetales, la mutagénesis y la producción de biofertilizantes son las tecnologías más usadas y aceptadas. El Centro Internacional del Maíz y Mejoramiento del Trigo (CIMMYT) desarrollaron semillas de maíz con calidad proteica mejorada (QPM) a partir de la introducción de genes que modifican el endospermo. Estas semillas poseen 50% más de triptófano y lisina, que semillas de maíz convencional (^{Scrimshaw, 2006}; ^{Dos Santos Silva et al., 2012}).

Otro ejemplo, ha sido la modificación de plantas que expresen antígenos (vacunas comestibles), en donde se ha utilizado arroz, trigo, alfalfa, papa, guisante y lechuga, a partir de la utilización de Agrobacterium tumefaciens, como vector; el cual libera en las células vegetales el gen que codifica el antígeno del virus o de la bacteria patogénica y en consecuencia se genera una respuesta inmune en el individuo al ingerir el vegetal (^{Curtis et al., 1994}). De hecho, el arroz dorado (Golden Rice) fue desarrollado con el objetivo de expresar un alto contenido de β-caroteno, que es convertido por el organismo en vitamina (^{Dos Santos Silva et al., 2012}).

Un desafío que requiere un abordaje de coexistencia es entre los sistemas de agricultura orgánica, convencional y biotecnológica debido al debate que este último tema genera en la opinión pública.

Estos tres modelos de agricultura difieren en términos de impacto ambiental, dependencia de insumos sintéticos particularmente para el control de plagas, enfermedades, malezas e incrementar la fertilidad del suelo y productividad (^{Morgan y Murdoch, 2000}). Sin embargo, estos modelos deben de coincidir en reducir las externalidades al ambiente, la salud humana y en la calidad de los alimentos. Es decir, el paradigma de la agricultura debe confluir a una agricultura comprometida a solucionar el problema de desnutrición y la falta de alimentos mundial futura en un entorno de sustentabilidad.

Fisiología y ciencia de las plantas

Hoy día se plantea como opción el modelar y determinar relaciones fisiológicas entre la luz fotosintéticamente activa y la producción de materia seca; el área foliar y la intercepción de radiación; la temperatura y la velocidad de crecimiento y rendimiento. De ahí, la necesidad de identificar requerimientos específicos del desarrollo y crecimiento de las plantas en sus diferentes etapas fenológicas y escenarios climáticos para lograr su máximo potencial bajo condiciones de campo o invernadero. Un aspecto clave es el mapeo floral para incrementar el valor económico de material vegetal, lo cual contribuirá a optimizar la producción y la calidad de las cosechas.

Protección y riego de cultivos

El manejo integrado de plagas (MIP) es una robusta y resiliente estrategia de protección de cultivos que contribuye a fomentar el uso de plaguicidas orgánicos y su automatización. Misma que está basada en una combinación de diferentes tácticas, tratando de reducir el uso de plaguicidas sintéticos. Además, el agua de buena calidad es importante para el sector agrícola (^{Cavoski et al., 2011}). Es decir, la agricultura requiere agua de calidad para una aceptable e inocua producción. El uso de agua reciclada no siempre es posible, debido a la presencia de varias sustancias tóxicas y de bacterias (^{Mateo-Sagasta y Burke, 2013}). Por ello, se requiere tecnología para tratar aguas negras y reutilizarla, sistemas innovativos de cero uso o uso eficiente de agua, ante un escenario de restricción de este recurso y por tanto más caro.

Por ejemplo, en Egipto, más de 50% de sus tierras de cultivo son desérticas, y se ha demostrado que el uso de aguas residuales tratadas puede ser usada en el riego de árboles y otros cultivos (^{FAO, 2010}). Por tanto, el tratamiento de aguas residuales es una opción de valor agregado que permitiría a los agricultores ahorrar costos por el pago del agua, al mismo tiempo que se aprovecharían los nutrimentos presentes en las aguas negras, ofreciendo un potencial de “triple dividendo” tanto a los usuarios urbanos, productores y al ambiente.

Insectos comestibles

El consumo de insectos es una tradición con raíces prehispánicas en México, y cuyo consumo se da en otros 130 países (^{Ramos-Elourdy, 1989}, ²⁰⁰⁹). Sin embargo, existen pocos esfuerzos e iniciativas para establecer centros de reproducción de insectos con fines comestibles comerciales a nivel mundial. ^{Miranda-Román et al. (2011)} proponen establecer rutas alimentarias en torno a la recolección, comercialización y degustación de insectos comestibles como una delicia culinaria. Se estima que anual y globalmente se producen y cosechan unas 418 t de insectos comestibles (^{Ramos-Elourdy, 2009}). Cada vez más restaurantes en México incluyen en su menú platillos de insectos, como son larvas, chapulines, hormigas y otros. Recientemente la ONU reconoció que el consumo de insectos es una alternativa como fuente de proteína y una forma de mitigar el cambio climático.

La cría de insectos comestibles tiene una alta conversión de carne (proteína) comparado con la producción bovina, además recomendable para el ambiente y para una dieta balanceada y nutritiva. Una de las ventajas de los insectos es que éstos se reproducen rápidamente, tienen un alto contenido de proteína, de aminoácidos esenciales y minerales en un balance adecuado (^{van Huis et al., 2013}). ^{Ramos-Elorduy (1998)} y (²⁰⁰⁶) afirma que la deficiencia más preocupante en la dieta del mexicano son las proteínas, y son éstas la principal aportación de los insectos a la alimentación: mientras que 100 g de carne de res contienen de 54 a 57% de proteínas, 100 g de chapulines, por ejemplo, contienen de 62 a 75% de proteínas.

Por tanto, las biofábricas de cría de insectos comestibles ligados a la gastronomía y entomofagia pueden ser una opción de ingreso y de mayor disponibilidad de este alimento en anaqueles de supermercados, menú de restaurantes y menú diario de las familias. Una estrategia para lograr un mayor consumo de insectos puede ser la divulgación científica, y rescatando a la vez la raíz cultural de su uso gastronómico (^{Miranda-Román et al., 2011}). Es así, que la entomofagia puede ser una alterativa viable para paliar los problemas de malnutrición en el mundo y una fuente de empleo y de ingresos.

Uso de tierras marginales

Millones de personas en todo el mundo dependen de la agricultura para su subsistencia, y muchas veces se desarrolla en suelos con poca vocación agrícola natural (^{Shahid y Al-Shankiti, 2013}). Por ejemplo, agricultura en suelos salinos usando plantas adaptadas o tolerantes (halófitas). Debido al cambio climático, se debe continuar generando materiales tolerantes a los extremos de escasez, exceso de agua y temperatura. Hoy en día, más de 1 500 millones de personas dependen de tierras marginales, en parte, porque muchos sistemas agrícolas han agotado la fertilidad natural del suelo (^{UNCCD, 2014}). Esto implica introducir cultivares nuevos a partir de genotipos nativos resistentes o adaptados a condiciones de estrés ambiental y biótico que puedan prosperar adecuadamente en este tipo de tierras.

Es decir, aprovechar la diversidad genética nativa para generar cultivares o variedades con mayor tolerancia al estrés por altas temperaturas, sequía, resistencia a plagas y enfermedades, pero fundamentalmente a suelos marginales (^{Ebert, 2014}). A la vez, desarrollar estrategias para minimizar el efecto en la productividad agrícola, y revertir el deterioro. Por lo contrario, producir en tierras marginales demandará de mayor energía, selección de ecotipos adaptados y uso de insumos sintéticos.

Por tanto, es necesario un cambio de enfoque que permita buscar otras alternativas a la producción alimentaria en tierras marginales y no insistir en cultivos convencionales. Por ejemplo, en Chile, se estudia diversas especies vegetales, como la jojoba, la higuerilla y la alcaparra, para su producción en tierras desérticas y en Israel, los agricultores han implementado el cultivo en invernaderos.

Pérdida y reducción en el desperdicio de alimentos

Estimaciones recientes indican que una tercera parte (30 a 40%) de los alimentos producidos a nivel mundial se pierden y se desperdician en el sistema alimentario global (^{Gustavsson et al., 2011}). La inseguridad alimentaria es un asunto que motiva mayor producción y calidad de alimentos mediante formas sustentables, pero a la vez permite reducir la pérdida y desperdicio de alimentos. La Unión Europea (UE), propuso recientemente reducir 30% la pérdida de alimentos para el año 2030 (^{Lipinski et al., 2013}). Junto a la reducción de pérdidas y desperdicio de los alimentos están las nuevas formas de conservar por más tiempo los alimentos.

Por ejemplo, el deshidratado de frutas y verduras con CO₂ que excluye aspectos negativos del deshidratado convencional, resultando un producto con mejor calidad, bajo costo de refrigeración, se mantiene la calidad nutricional y cuando el producto es re hidratado adquiere la apariencia de un producto fresco. La reducción de pérdida de alimentos debe de procurarse desde la producción inicial (finca) hasta el consumo final en el hogar, mediante cadenas cortas de comercialización. Una opción es la venta más próxima al consumidor a partir de mercados locales y con ello, reactivar economías locales.

Por otra parte, se deben establecer políticas públicas que motiven tanto al gobierno como al sector privado a desarrollar infraestructura de caminos, transporte, instalaciones de almacenamiento y de refrigeración, que permita reducir las pérdidas alimentarias. Además, sensibilizar a la población para evitar la compra compulsiva de alimentos y proporcionar información y conocimiento que permita a los actores de las cadenas agroalimentarias estándares de inocuidad e higiene garantizando alimentos de calidad. No obstante, es necesario reactivar el intercambio de alimento, a nivel local, con la finalidad de reducir la perdida de alimentos. Asimismo, realizar investigación para desarrollar innovaciones que permitan elaborar productos alimenticios a partir de los remanentes.

Agricultura urbana

Con una población mundial que mayormente habita en las ciudades (^{UN, 2010}), la agricultura urbana será uno de los paliativos para asegurar alimentos y reducir la huella ecológica de las ciudades (^{Rees y Wackernagel, 1996}). La agricultura urbana y periurbana es reconocida por instituciones internacionales, ciudadanos y autoridades locales de muchas ciudades en el mundo como una estrategia sustentable, que combina espacios verdes, en y alrededor de las ciudades que contribuye a la seguridad alimentaria, bienestar de la gente, y alimentos frescos para mercados locales, además de un mejor ambiente (UNDP, 1996; ^{Mougeot, 2005}, ²⁰⁰⁶; ^{Viljoen, 2005}; ^{UN, 2012}). ^{Zezza y Tasciotti (2010)} señalan que la agricultura urbana tiene un efecto positivo en la seguridad alimentaria a nivel de hogar, en generar ingreso y mejorar el acceso a alimentos frescos.

Probablemente, la agricultura urbana no contribuya grandemente a la producción de alimentos para el mercado nacional, pero si puede resolver parcialmente problemas locales de seguridad alimentaria y proveer mejores condiciones de vida para la gente y espacios para la vida silvestre (^{Pérez-Vázquez, 2001}). La agricultura urbana debe considerase como la producción de alimentos en los confines de las ciudades para sus habitantes, reduciendo la huella ecológica de las mismas.

Agricultura ecointensiva Hi-Tech

Este tipo de agricultura puede conjuntar las condiciones expresadas para la agricultura intensiva sustentable, incorporando además avances tecnológicos amigables con el ambiente. Este enfoque de agricultura puede ser incluyente de los avances tecnológicos como el uso de sensores de riego, de luz y ventilación en invernaderos, de requerimientos de nutrimentos, de sistemas dosificadores de soluciones nutritivas, lo cual puede ser controlado a distancia mediante computadora o equipos de telefonía móvil, el uso de drones y robots.

El uso de alta tecnología en países como ha demostrado en Australia y Brasil que puede reducir los costos de producción en más de 50%, en comparación con los costos que se alcanzan en México (Aguilar-Rivera et al., 2011). Además, esta agricultura aplica los principios de conservación y mejora de la calidad del suelo, disminución de la emisión de gases efecto invernadero, reducción de lixiviados y contaminación, uso racional y eficiente del agua, y conservación de la biodiversidad. Por ello, este tipo de agricultura podría tener mayor beneficio social.