Generationer av politiskt stöd för sockerodling har hjälpt Indien att bli den näst största sockerproducenten i världen. Nu, landets engagemang för förnybar energi kan skapa ytterligare fördelar, som att bevara naturresurser och ge bättre näring till de fattiga.

Stanford -forskare genomförde den första omfattande analysen av Indiens sockerindustri och dess inverkan på vatten, livsmedel och energiresurser genom sin politiska ekonomis lins - det vill säga hur förankrade politiska intressen för sockerproduktion hotar mat, vatten- och energisäkerhet över tid. Resultaten visar att en nationell politik för biobränsle som uppmuntrar produktion av etanol som framställs direkt från sockerrörsjuice kan göra Indiens vatten- och energiresurser mer hållbara. Att använda sockerrörsjuice istället för melass skulle också frigöra mark och bevattningsvatten för att odla näringsrika livsmedel. Forskningen publicerades 24 juli i Miljöforskningsbrev .

"Det finns spridningseffekter mellan sektorer, oavsiktliga konsekvenser, "sa medförfattaren Rosamond Naylor, en livsmedelssäkerhetsexpert och William Wrigley -professorn i Stanford's School of Earth, Energi- och miljövetenskap (Stanford Earth). "Det är mycket lärorikt att tänka på sambandet mellan mat, vatten och energi eftersom lösningen kanske inte finns i den sektor du fokuserar på. "

Går mot förnybar energi

Något analogt med majsindustrin i USA, som har flyttat cirka 40 procent av sin produktion till etanolproduktion de senaste åren, beslutsfattare i Indien - av vilka många tjänar ekonomiskt på sockerindustrin - undersöker för närvarande hur man använder sockerrör för att öka energioberoende och övergå till förnybar energianvändning.

Den indiska regeringen har satt upp ett mål att öka blandningen av etanol-till-bensin från sin nuvarande hastighet på cirka 6 procent till 20 procent år 2030 och infört flera policyer för att främja produktion av etanol från sockerrör. Den ökade blandningshastigheten är ett "önskvärt mål för förbättrad energisäkerhet, "skriver forskarna. Men dess effekter på människors hälsa och miljön kommer i stor utsträckning att bero på vilken sockerprodukt som blir det huvudsakliga råvaran:juice som utvinns ur krossad sockerrör, eller melass, en biprodukt från sockerbearbetning.

Indiens nationella politik för biobränslen började nyligen tillåta användning av sockerrörsjuice i etanolproduktion, förutom melass.

"Om energibranschen fortsätter att använda melass som bioetanolmaterial för att nå sitt mål, det skulle kräva ytterligare vatten- och landresurser och resultera i produktion av extra socker, "sa medförfattaren Anjuli Jain Figueroa, en postdoktor inom jordsystemvetenskap. "I kontrast, om industrin använde sockerrörsjuice för att producera etanol, målet kunde uppnås utan att kräva ytterligare vatten och mark utöver nuvarande nivåer. "

Att använda sockerrörsjuice för att skapa etanol kan också hjälpa till att lindra statliga utgifter för att subventionera socker och sälja det under kostnaden i sitt offentliga distributionssystem.

Förankrade incitament

Det offentliga distributionssystemet för socker i Indien är från 1950 -talet, när ofta hungersnöd plågade landet. Då, socker hjälpte till att uppfylla grundläggande kaloribehov. Men idag - med mikronäringsbrist som leder till sjukdom, funktionshinder och till och med död - den indiska regeringen är mer bekymrad över näring.

"I Indien just nu, även fattiga befolkningar har uppfyllt sina grundläggande kaloribehov, "sa Naylor, som också är en senior fellow vid Stanford Woods Institute for the Environment. "De har kunnat köpa socker till subventionerade priser, men under tiden har de inte tillgång till tillräckligt med protein och mikronäringsämnen för kognitiv tillväxt och fysiskt välbefinnande. "

Sockerrörsodling i Indien har delvis expanderat på grund av politik som stimulerar produktionen, inklusive ett minimipris, garanterad försäljning av sockerrör och offentlig distribution av socker. Dessa bestämmelser har förankrats under många generationer, gör grödan mycket lönsam för de 6 miljoner bönderna i landet, men den kaloriala grödan minskar mängden tillgängliga resurser för livsmedel som är rika på mikronäringsämnen.

"Att använda knappa naturresurser för att producera en gröda som inte uppfyller näringsbehovet för det näst mest befolkade landet i världen kan sätta press på det globala livsmedelssystemet om mer och mer livsmedelsimport krävs för att möta den ökande efterfrågan i Indien, "Sa Naylor.

Balansgång

Forskarna fokuserade sin analys på Maharashtra i västra Indien, en av landets största sockerrörsproducerande stater. Sockerrörsodling i Maharashtra har sjufaldigats under de senaste 50 åren för att bli den dominerande användaren av bevattningsvatten. Studien visade att 2010-11, sockerrör upptog endast 4 procent av Maharashtras totala beskurna områden men använde 61 procent av statens bevattningsvatten. Under tiden, bevattning för andra näringsrika livsmedelsgrödor förblev lägre än de nationella genomsnitten.

"Bevattning av sockerrör i vår studieregion är ungefär fyra gånger så stor som alla andra grödor och har fördubblats från 2000 till 2010. Detta resulterade i cirka 50 procent minskning av flodflödet under den perioden, "säger medförfattaren Steven Gorelick, Cyrus Fisher Tolman professor vid Stanford Earth. "Med tanke på att denna region är mottaglig för betydande torka, framtida vattenförvaltning kommer sannolikt att vara ganska utmanande. "

Som en del av de fortsatta ansträngningarna att undersöka den indiska sockerindustrin och dess effekter, huvudförfattare Ju Young Lee, en doktorsexamen student i jordsystemvetenskap, utvecklade också satellitbilder för att identifiera sockerrör från rymden.

"Trots vikten av sockerrör i vattnet, livsmedels- och energisektorer i Indien, det finns inga pålitliga sockerrörskartor för de senaste åren och i tidsserier, "Sa Lee." Med hjälp av fjärranalysdata, Jag utvecklar nuvarande tidsserier för sockerrör i Maharashtra-ett viktigt steg framåt. "

Brist eller överflöd?

Jordbruksområdet i Maharashtra anses vara torrt, och ändå i september 2019, regionen upplevde stora översvämningar som dödade 21 människor och orsakade 28, 000 invånare i staden Pune för att evakuera.

Medan forskarna startade FUSE -projektet i Maharashtra med ett tydligt fokus på torkhantering, deras mål utvidgades till att omfatta översvämningar efter att ha bevittnat förödelsen av Pune under sin forskningsperiod, presenterar "ett mycket svårare vattenhanteringsproblem, "enligt medförfattaren Steven Gorelick.

"Klimatprognoser under de kommande 40 till 80 åren tyder på kanske en ökning av nederbörden med 10 procent, men mycket större variation - och den variabiliteten är det som oroar mig mest, när det gäller framtida hantering av både översvämningar och torka, "Sa Gorelick.