Från 1980 till 2016, spannmålsproduktionen i Brasilien har mer än fyrdubblats, och landet står nu som världens största sojabönsexportör och den näst största exportören av majs. De två främsta drivkrafterna för denna ökning av livsmedelsproduktionen var odling av odlingar och dubbelodling, skörda två grödor, som majs och sojabönor, från samma fält på ett enda år.

Medan odlingsmarksexpansion länge har erkänts som en av drivkrafterna bakom ökningen av Brasiliens jordbruksproduktion, en ny studie publicerad i Naturmat kvantifierar för första gången den inverkan som dubbelodling också hade på att hjälpa Brasilien att uppnå sin nationella spannmålsboom.

Jing Gao, biträdande professor i geospatial datavetenskap vid University of Delaware's College of Earth, Ocean and Environment (CEOE) och Data Science Institute (DSI), var medförfattare till studien som inkluderade medarbetare från institutioner i Kina och Brasilien.

Gao bidrog till teamets insatser genom att undersöka jordbruksräkningsrelaterade data som samlats in från Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), och identifiera rumsliga mönster och förändringar som inträffade över tid i tre viktiga jordbruksregioner när det gäller livsmedelsproduktion:Center-West, Sydost-Syd, och Matopiba -regioner i Brasilien.

"Du vet inte vad som händer förrän du har analyserat data, "sa Gao." Detta var första gången denna unika datamängd analyserades från denna vinkel för att visa hur systemet fungerade. Att förstå hur ökningen i Brasiliens spannmålsproduktivitet uppnåddes under det senaste förflutet ger insikt för att utveckla hållbar livsmedelsproduktion i framtiden. "

Dessa tre regioner täckte 36% av Brasiliens territorium och stod för 79% av den nationella produktionen av sojabönor och 85% av landets majsproduktion 2016. Center-West-området visade de största produktionsökningarna samt odling av odlingar. Som sådan, Center-West förträngde Sydost-Syd som den dominerande spannmålsproducenten i landet, producerar 46% av landets spannmål jämfört med 29% för sydost-syd.

Ökningen av spannmålsproduktionen i Center-West kan hänföras till såväl odlingsmarkutvidgning som dubbelodling.

Bidragen från dubbelodling i Center-West ökade från 19% till 33% från 2003 till 2016. Ökningen i sojabönproduktionen berodde till stor del på odling av odlingar-sojabönorna står för mer än en tredjedel av Brasiliens odlingsland-men ökningen inom majsproduktion kan kopplas till praxis med dubbelskörd. I centrum-väst, jordbruksområdet för andra säsongen majs - eller majsen som odlas efter att första säsongen skördats av sojabönor - ökade från 26,3% till 66,6% från 2003 till 2016, och 2012, den andra säsongen majsgrödan överträffade majsen som odlades under den första säsongen som den huvudsakliga källan till majs rikstäckande.

Tao Lin, från College of Biosystems Engineering and Food Science vid Zhejiang University i Kina och motsvarande författare till uppsatsen, sade att det var intressant att se att jordbruksutvecklingen i dessa regioner hade olika tillvägagångssätt för jordbrukets expansion och dubbelskärning.

"Center-West-regionen har upplevt en snabb odling av odlingar under de senaste decennierna, och efter att det nya odlingslandet skapades, bönderna bestämde sig då för att också öka dubbelskärningsområdet mycket, "sade Lin." Samtidigt, bidraget från dubbelodling i regionen Sydost-Syd är över 50%, som har haft ett mycket högre genomslag än odlingsutbyggnad på senare tid, för det finns inte mycket åkermark kvar för ytterligare expansion i denna kommersiella jordbruksregion. "

Forskarna fann också att den starkaste drivkraften bakom denna snabba ökning av spannmålsproduktionen har varit den ökande efterfrågan på majs- och sojabönsexport från Brasilien i global skala.

Det är viktigt att förstå hur dubbelbeskärning har hjälpt ett land som Brasilien, som spelar en kritisk roll i den globala livsmedelskedjan, öka sin jordbruksproduktivitet samtidigt som omvandlingen av naturmark för jordbruksbegränsning begränsas och eventuellt hjälpa till att kompensera några av de negativa miljöpåverkan som kan uppstå på grund av odling av odlingar.

Från 2003 till 2016, dubbelodling i Brasilien kompenserade motsvarande cirka 76,7 miljoner hektar åkermark för majsproduktion, det är, mer än dubbelt så mycket som det årliga skördade området majs i USA.

Även om inte alla länder odlar mat i ett område i världen som är gynnsamt eller till och med möjligt för dubbelodling, för andra spannmålsväxande pantropiska länder, dubbelodling kan vara en lösning för att öka spannmålsproduktionen utan att utöka odlingen över naturlandskap.