Medan urbant jordbruk kan spela en roll för att stödja livsmedelsförsörjningskedjor för många stora amerikanska städer – vilket bidrar till matmångfald, hållbarhet och lokalisering av matsystem – det är orealistiskt att förvänta sig takträdgårdar, samhällstomter och liknande för att ge majoriteten av näringen till befolkningen i en metropol.

Det är slutsatsen av ett team av forskare som analyserade näringsbehoven hos befolkningen i Chicago och beräknade hur mycket mat som kunde produceras i staden genom att maximera urbant jordbruk, och hur mycket odlingsmark som skulle behövas i anslutning till staden för att odla resten. Studien var den första som utvärderade mark som krävs för att möta efterfrågan på mat samtidigt som den tog hänsyn till en rad näringsbehov istället för bara kalorier eller kvantiteter.

"Det finns en enorm entusiasm runt om i landet för lokala livsmedelssystem och urbant jordbruk, " sa ledande forskare Christine Costello, biträdande professor i jordbruks- och biologisk teknik, College of Agricultural Sciences, Penn State. "Vi ville bestämma hur mycket näring det urbana jordbruket verkligen kan bidra med - för att ta reda på vad som är möjligt - samt hur mycket mark som krävs för att möta befolkningens behov."

Nu, med covid-19-pandemin som avslöjar svagheter i livsmedelsförsörjningskedjor, fokus på lokalisering av livsmedelssystem har skärpts, speciellt i och runt storstäder. Att svara på frågor om hur mycket mat det urbana jordbruket faktiskt kan bidra med är viktigare än någonsin, Costello påpekade. Till exempel, en nyligen genomförd studie fann att 30 % av Bostons efterfrågan på frukt och grönsaker kunde tillgodoses i Boston genom jordbaserat jordbruk och takterrass.

Med växande befolkning och välstånd, efterfrågan på mat i städerna kommer att öka, vilket innebär stora utmaningar för att uppnå ekonomisk, miljömässig och social hållbarhet, Costello noterade. På samma gång, fler människor bor i stadsmiljöer. 2018 i USA, 82 % av befolkningen bodde i stadsområden, med en förväntad ökning till 89 % till 2050.

"Stadsjordbruk är attraktivt eftersom det använder mark eller hustak som för närvarande inte används för livsmedelsproduktion och kan öka livsmiljöer och biologisk mångfald, förbättra dagvattenhanteringen, och ge frukt och grönsaker, resulterar i positiva näringsresultat, " sa Costello. "Men, frukt och grönsaker innehåller inte tillräckligt med kalorier, protein eller andra viktiga näringsämnen, som vitamin B12, att stödja alla mänskliga behov."

Odling i jord på ett tak är vanligtvis begränsad utan betydande omstrukturering av taket, gör det ofta omöjligt, Costello förklarade. Av denna anledning, hydroponiska eller vertikala jordbrukssystem kan vara att föredra. Hydroponiska system är bäst lämpade för att producera bladgrönt, som grönkål och sallad, och örter.

I studien, forskare beräknade den mark som krävs för att tillgodose behoven i Chicago och angränsande samhällen med och utan urban jordbruksmatproduktion, som de uppskattade på två sätt. En använde genomsnittliga skördar från urbana och konventionella jordbruksmetoder; den andra använde optimeringstekniker för att producera nödvändiga näringsämnen med minsta möjliga landbas.

Teamet uppskattade det totala näringsbehovet för Chicagos befolkning med hjälp av de dagliga näringsbehoven som rekommenderas av U.S. Department of Agricultures Center for Nutrition Policy and Promotion. Tjugoåtta näringsämnen övervägdes. Livsmedel som ingick i studien valdes ut utifrån deras nuvarande prevalens i det amerikanska jordbrukssystemet och för deras näringsmässiga egenskaper.

Forskarna uppskattade mängden mark som krävs för varje djurbaserad vara med hjälp av en formel baserad på USDA-rekommendationer och tidigare forskning gjord av Costello. Forskarna skapade kopplingar mellan grödor och boskap i en modell och använde nationella inventeringsdata för att uppskatta både åkermark och betesmark som används för varje kilogram - cirka 2 pund - av djurfodervara.

Studien använde satellitdata för att definiera tillgänglighet av marktyp och inkorporerade USDA-data om avkastning för konventionellt odlade grödor under en 10-årsperiod. Jordbaserade urbana jordbruksavkastningsdata för odlingssäsongerna 2015 och 2016 kom från Columbia Center for Urban Agriculture, ligger i Missouri.

Resultaten, nyligen publicerad i Miljövetenskap och teknik , antydde att det inte är möjligt – med användning av de dominerande råvarorna och den vanliga jordbruksproduktionen i städerna i dag – att tillgodose Chicagos näringsbehov inom en radie under 400 miles, med tanke på den odlings- och betesmark som finns tillgänglig, utan att berika maten med D-vitamin och komplettera maten med vitamin B12.

Med vitamin D berikning, en vanlig amerikansk praxis, den erforderliga radien reduceras till 110-140 miles. Med vitamin B12-tillskott, radien reducerades ytterligare till 40-50 miles. Införandet av urbant jordbruk minskade radien med ytterligare 6-9 miles och ökade mångfalden av tillgängliga livsmedel.

"Detta arbete visar behovet av att inkludera en fullständig lista över näringsämnen när man utvärderar genomförbarheten av att lokalisera livsmedelssystem, " Costello sa. "Nyckelnäringsförstärkning eller tillskott kan avsevärt minska den landyta som krävs för att möta näringsbehoven hos en befolkning."