"Matproduktionen måste fördubblas till 2050 för att föda världens växande befolkning." Denna truism har upprepats så ofta de senaste åren att den har blivit allmänt accepterad bland akademiker, politiker och bönder, men nu utmanar forskare detta påstående och föreslår en ny vision för jordbrukets framtid.

Forskning publicerad idag (17 februari) i Biovetenskap föreslår att produktionen sannolikt kommer att behöva öka mellan 25 procent och 70 procent för att möta 2050 års efterfrågan på livsmedel. Påståendet att vi måste fördubbla den globala produktionen av grödor och djur till 2050 stöds inte av uppgifterna, hävdar Mitch Hunter, doktorand i agronomi, i Penn State College of Agricultural Sciences. Han säger att analysen visar att produktionen måste fortsätta att öka, men inte så snabbt som många har påstått.

Dock, att klargöra framtida livsmedelsefterfrågan är bara en del av historien.

"Under de kommande decennierna, jordbruket kommer att uppmanas att både mata människor och säkerställa en hälsosam miljö, sade Hunter. Just nu, berättelsen inom jordbruket är verkligen ur balans, med övertygande mål för livsmedelsproduktion men ingen tydlig känsla för de framsteg vi behöver göra på miljöområdet. För att få det jordbruk vi vill ha 2050, vi behöver kvantitativa mål för både livsmedelsproduktion och miljöpåverkan."

En genomgång av de senaste trenderna i jordbrukets miljöpåverkan visar att de ökar och måste minska dramatiskt för att behålla rent vatten och stabilisera klimatet, enligt forskarna. Hunter ser forskningen som en

Ange kvantitativa mål, forskarna hävdar, kommer att klargöra omfattningen av de utmaningar som jordbruket måste möta under de kommande decennierna, fokusera forskning och politik på att uppnå specifika resultat.

"Livsmedelsproduktion och miljöskydd måste behandlas som lika delar av jordbrukets stora utmaning, " säger studiens medförfattare David Mortensen, professor i ogräs och tillämpad växtekologi, Penn State.

Dessa nya rön har viktiga konsekvenser för jordbrukare. Lägre efterfrågeprognoser kan tyda på att priserna inte kommer att stiga så mycket som förväntat under de kommande decennierna. Dock, författarna noterar att ekonomiska prognosmodeller redan är baserade på aktuella kvantitativa prognoser, så prisprognoser kanske inte påverkas särskilt mycket av denna nya analys.

På samma gång, bönder kommer att behöva öka ansträngningarna för att hålla näringsämnen på sina åkrar, minska utsläppen av växthusgaser och förbättra markens hälsa.

Denna analys bygger på de två vanligast citerade prognoserna för efterfrågan på mat, en från FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation och en ledd av David Tilman, en framstående ekolog vid University of Minnesota. Hunter och hans kollegor bestred inte dessa underliggande prognoser; de uppdaterade dem helt enkelt för att hjälpa till att omformulera berättelsen.

"Båda dessa prognoser är trovärdiga och viktiga, men utgångsåren de använde är över ett decennium sedan nu, och den globala produktionen har ökat avsevärt under den tiden, " förklarade Hunter.

Så, medan Tilmans studie visade att världen kommer att kräva 100 procent mer kalorier 2050 än 2005, det motsvarar endast en ökning med 68 procent jämfört med produktionsnivåerna 2014, det senaste året med tillgängliga data. För att möta FAO:s prognoser, som använde olika antaganden och prognostiserade lägre efterfrågan, produktionen skulle bara behöva öka med 26 procent från 2014 års nivåer.

"Med tanke på hur mycket produktionen har ökat den senaste tiden, det är ganska missvisande att fortsätta hävda att vi måste fördubbla vår skörd till 2050, " Sa Hunter.

Att sikta på att fördubbla livsmedelsproduktionen gör det mycket svårare att ta tag i våra miljöutmaningar.

"Att fördubbla livsmedelsproduktionen, vi skulle behöva öka den globala jordbruksproduktionen snabbare än vi någonsin har gjort tidigare, och vi är vid en punkt i den utvecklade världen där vi redan driver våra jordbrukssystem till max. Vi vet inte hur man fördubblar avkastningen i dessa system, speciellt utan att mångdubbla vår miljöpåverkan, " Sa Hunter.

Trots ökad diskussion om hållbarhet inom jordbruket, den gemensamma berättelsen om att vi behöver drastiskt öka livsmedelsproduktionen utmanas sällan i jordbrukskretsar, enligt forskarna. Detta beror delvis på att definitionerna av hållbarhet varierar mycket, allt från att "inte öka jordbrukets miljöavtryck" till att uppnå "stora minskningar av miljöpåverkan".

Forskarna presenterar hårda data och kvantitativa mål för att hjälpa till att reda ut denna förvirring. För globala växthusgasutsläpp och näringsföroreningar i Mississippi River Basin, uppgifterna visar att jordbrukets miljöprestanda går åt fel håll, med de sammanlagda effekterna som stadigt ökar. Vetenskapsbaserade mål indikerar att dessa effekter måste minska kraftigt under de kommande decennierna för att undvika de värsta effekterna av klimatförändringarna och minska storleken på den "döda zonen" i Mexikanska golfen.

Författarna argumenterar för forskning och politiska ansträngningar för att hjälpa till att identifiera produktionsmetoder som kan möta den växande globala efterfrågan på livsmedel samtidigt som de når hållbarhetsmål.

"Även med lägre efterfrågan, Att odla tillräckligt med mat samtidigt som man skyddar miljön kommer att vara en skrämmande utmaning, " Sa Hunter. "Vi uppmanar forskare, beslutsfattare och bönder att anamma denna omkalibrerade vision om jordbrukets framtid och börja arbeta mot dessa mål."