Si vous vouliez vraiment jouer avec la production alimentaire mondiale, un bon endroit pour commencer serait au Maroc. Ils ne poussent pas beaucoup ici, mais il abrite des mines contenant la plupart des réserves mondiales connues de roche phosphatée, principale source de phosphore nutritif. La plupart d'entre nous à travers le monde, la plupart des jours, mangeront de la nourriture cultivée dans des champs fertilisés par le phosphate naturel de ces mines.

Le phosphore est un minéral essentiel pour faire pousser des aliments, mais la recherche suggère que cela est exploité de manière non durable. Si les réserves s'épuisent, la production alimentaire sera limitée et la famine tout à fait possible.

Maintenant, David Vaccari, ingénieur en environnement au Stevens Institute of Technology, et ses collègues ont développé un modèle pour décrire comment le phosphore circule dans le système alimentaire mondial. Le modèle, rapporté dans le numéro du 4 septembre de Sciences et technologies de l'environnement , peut prédire comment plusieurs approches de conservation différentes pourraient réduire la demande pour une ressource non renouvelable qui est absolument vitale pour nourrir le monde.

« Le phosphate est répandu sur toute la planète mais à peine recyclé, " dit Vaccari, un pionnier de la recherche sur les phosphates qui a dirigé les travaux. « Le modèle nous permet de répondre à des questions spécifiques « et si » pour voir comment certains changements dans le comportement humain pourraient améliorer considérablement la conservation de cette ressource et par extension, aider à soutenir la production alimentaire mondiale.

Autrefois, le cycle du phosphore était pratiquement fermé :les récoltes étaient mangées par les humains et le bétail tandis que leurs excréments étaient utilisés comme engrais naturels pour faire à nouveau pousser les cultures. Ces jours, le cycle est rompu. Chaque année, les roches phosphatées sont extraites et transformées en engrais. Ceci est converti en récoltes qui sont transportées vers les villes pour la nourriture. Une partie du phosphore est perdue à chaque étape du parcours et se retrouve dans l'environnement. Les eaux de ruissellement des fermes se déversent dans les cours d'eau, les déchets alimentaires vont à la décharge, et les déchets humains vont à l'évacuation des eaux usées, dont la plupart finissent par se retrouver dans la mer. Un cycle est devenu un processus linéaire.

Vaccari et ses collègues modélisent ce cycle, avec des "boutons" qui peuvent être tournés vers le haut ou vers le bas pour créer différents scénarios de conservation. Lorsqu'un bouton est tourné, par ex. fraction de viande animale dans l'alimentation, fraction de nourriture gaspillée, fraction des déchets humains recyclés - le modèle, qui prend en compte les fuites et les pertes du système alimentaire, revient en arrière pour calculer dans quelle mesure l'extraction du phosphate pourrait être réduite.

Le modèle montre plusieurs résultats intéressants :

• Les changements de régime alimentaire collectif peuvent réduire considérablement la demande d'extraction de phosphate. Étant donné que différents animaux ont une empreinte différente sur l'extraction du phosphate, ces changements pourraient inclure la réduction de la consommation totale de viande ou le passage à des viandes qui nécessitent moins d'aliments pour produire; par exemple, il faut 32 livres d'aliments pour produire du bœuf comestible; 11 livres pour produire du porc comestible; et quatre pour produire du poulet comestible et environ un ou deux pour le lait et les œufs. Moins de livres d'aliments nécessaires, moins la demande d'extraction de phosphate est faible.
• Les changements alimentaires ne réduiraient la demande de phosphore minier que jusqu'à un certain point; alors, étonnamment, la demande augmenterait. C'est parce que manger moins de viande conduirait nécessairement à manger plus de récoltes et au départ, les cultures pourraient utiliser le phosphore provenant de ressources non minières telles que l'érosion minérale naturelle du sol. Cependant, l'érosion minérale naturelle ne suffirait pas à soutenir la demande accrue de cultures, il faudrait donc à nouveau exploiter les mines de phosphate.
• Les calculs montrent que réduire la quantité de nourriture que nous gaspillons est environ 80 fois plus efficace pour conserver le phosphore que de recycler ces mêmes déchets.
• Même si 100 pour cent du phosphore de nos déchets humains était recyclé, l'extraction du phosphore ne serait réduite que d'environ 16 pour cent; le recyclage de 100 pour cent des déchets alimentaires réduirait l'exploitation minière de 5 pour cent. Le recyclage a un effet si faible sur la conservation parce que le phosphore recyclé est sujet à une grande partie des mêmes pertes dans le système alimentaire que les engrais. Ainsi, bien que le recyclage fasse toujours partie de la solution, il est préférable de réduire la quantité de déchets que nous produisons en premier lieu.
• Si le monde devait dépendre entièrement du phosphore autre que de l'exploitation minière, il ne serait capable de faire vivre qu'environ un tiers de la population mondiale actuelle, en utilisant les niveaux actuels d'utilisation et d'efficacité de recyclage.
• Cependant, si nous augmentions substantiellement notre efficacité, il serait possible de faire vivre environ le double de la population mondiale actuelle.

Le monde, cependant, n'est pas près de manquer de phosphore. Aux taux d'utilisation actuels, les réserves connues de phosphore pourraient soutenir la production agricole pendant plusieurs siècles, selon Vaccari. Mais contrairement à l'azote, qui constitue 78 pour cent de l'atmosphère (et un ingrédient principal des engrais), le phosphate est une ressource limitée et « de nouvelles sources de phosphore seront difficiles à trouver, " dit Vaccari.

La réduction de l'extraction du phosphate présente d'autres avantages. Lorsque le phosphore « fuit » de l'agriculture, systèmes de production alimentaire et d'élimination des déchets, il contribue à de graves problèmes de pollution de l'eau tels que les proliférations d'algues nuisibles dans les lacs et dans la zone côtière. Outre les problèmes de santé publique connus de longue date et l'impact économique des proliférations d'algues dans les communautés de pêcheurs, une variété mortelle d'algues a récemment causé la mort de plusieurs chiens dans le sud des États-Unis.

"Le phosphore est essentiel à la vie, " a déclaré Vaccari. " Le plan est donc de le conserver pendant longtemps en extrayant le phosphate de manière durable et responsable - et ce modèle nous aide à trouver des moyens optimaux pour y parvenir. "