Stanford University
Sliced sugarcane

探索印度食糖行业的可持续发展

研究人员分析说,从制糖业产生于印度的相互连接的食物,水和能源挑战 - 全球糖的第二大生产国 - 如何在政治经济驱动这些挑战。

由丹尼尔·塔克洪流
时钟-申博体育_申博开户2020年8月3日

对甘蔗种植的政治支持几代人帮助印度成为全球糖的第二大生产国。 目前,国家对可再生能源的承诺可能产生额外的好处,比如保护自然资源并为穷人提供更好的营养。

申博体育开户的研究人员进行了印度的食糖产业,并通过其政治经济的镜头其对水,粮食和能源资源的影响的第一个综合分析 - 也就是,在食糖生产根深蒂固的政治利益如何威胁到粮食,水和能源安全随着时间的推移。结果表明,一个国家的生物燃料政策,鼓励生产乙醇直接从甘蔗汁制成可以使印度的水和能源资源的可持续发展。利用甘蔗汁代替糖蜜也将腾出的土地和灌溉水用于种植营养丰富的食物。这项研究发表七月24 环境研究快报.

有部门之间的外溢效应,意想不到的后果,” 说合着者 罗莎蒙德奈勒,食品安全专家和申博体育开户的威廉·里格利教授 School of Earth, 能源 & Environmental Sciences (斯坦福土)。这是非常有启发性思考的食物,水和能源,因为解决方案可能不是在你专注于部门之间的联系。”

朝着可再生能源

有点类似于玉米产业在美国,这是近年来已转向有关其输出到乙醇生产的40%,政策制定者在印度 - 其中许多人来自制糖业获得经济利益 - 目前正在研究如何利用甘蔗,以增加能量独立性和对可再生能源利用的转变。

Chart of irrigation water for different crops
会议E20到2030年:增加甘蔗,水和土地资源的需要,和额外的糖生产。 2030年从糖蜜产生乙醇满足乙醇到汽油调和率20%将需要额外的水和土地资源,并产生额外的糖。与此相反,从甘蔗汁生产乙醇可满足混合目标,而不用担心水和土地资源,将减少多余的糖分。 (图片来源:Lee等人/环境研究快报)

印度政府2030年设定了一个目标,以增加乙醇对汽油调和率从目前的约6%的速度到20%,推出了一些政策,以促进生产乙醇甘蔗。增加的混合率是“为提高能源安全理想的目标,”研究人员写道。然而,其对人类健康和环境的影响将在很大程度上取决于在其上的糖产品最终是主要原料:果汁从压碎的甘蔗或糖蜜,从糖加工的副产品萃取。

印度的生物燃料的国家政策只是在最近才开始允许在生产乙醇使用甘蔗汁的,除糖蜜。

如果能源产业继续使用糖蜜作为原料的生物乙醇,以满足它的目标,它需要更多的水和土地资源,导致生产的多余的糖分,” 说合着者anjuli耆那教的菲格罗亚,在地球系统科学的博士后研究员。 “相反,如果行业中使用的甘蔗汁生产乙醇,目标可无需额外的水和土地超过目前的水平得到满足。”

用甘蔗汁被用来生产乙醇还可以帮助缓解政府支出来补贴糖,并在其公共分配系统出售低于成本。

根深蒂固的诱因

糖在印度可以追溯到20世纪50年代,当频繁的饥荒困扰的国家的公共分配系统。当时,糖有助于满足基本热量的要求。但是今天 - 与微量营养素缺乏导致的疾病,残疾,甚至死亡 - 印度政府更关心的是营养。

“在印度,现在,即使是贫困人口已经达到了他们的基本热量需求,”说勒,谁也处在高级研究员 申博体育开户伍兹环境研究所。 “他们已经能够以补贴价格购买糖,但同时他们没有获得足够的蛋白质和认知发育和身体健康的微量元素。”

Chart of micronutrient content of different foods
微量营养素含量和糖和选择作物的卡路里。糖提供任何营养价值的空热量。 (图片来源:Lee等人/环境研究快报)

在印度的甘蔗种植面积部分已经扩大,因为政策激励生产,包括一个最低价格,保证销售甘蔗和糖的公共分配的。这些法规已经成为根深蒂固经过多代,使作物的高利润,以6个亿农民的国家,但空热量的作物减少了可用于微量元素丰富的食物资源量。 

“使用稀缺的自然资源产生不履行其在世界第二人口最多的国家的营养需求,如果越来越需要更多的粮食进口,以满足印度日益增长的需求可以将全球粮食系统的压力作物,”内勒说。

平衡技术

研究人员在马哈拉施特拉邦集中他们的分析在西印度,该国最大的甘蔗生产国之一。在马哈拉施特拉邦的甘蔗种植增加了7倍,在过去50年成为灌溉用水的主要用户。该研究发现,在2010 - 11年度,甘蔗仅占4马哈拉施特拉邦的剪裁区域共%,但使用的状态的灌溉用水的61%。同时,灌溉等营养食品,农作物仍比全国平均水平低。

Chart of water use of sugarcane vs molasses
在马哈拉施特拉邦的主要作物或农作物群体灌溉用水从1970-71至2010-11。在马哈拉施特拉邦,受甘蔗灌溉用水量比其他任何作物一段时间内更迅速增加,甘蔗已应用于各时间段总灌溉用水的最高份额。 (图片来源:Lee等人/环境研究快报)

“在我们的研究区域甘蔗灌溉是关于所有其他作物的四倍,并从2000年翻番至2010年这导致大约在此期间河水流量减少50%的,说:”合着者 史蒂芬戈雷利克在申博体育开户地球赛勒斯渔民托尔曼教授。 “因为这个区域是容易受到显著干旱,未来的水资源管理很可能是非常具有挑战性。”

作为继续努力审查印度食糖产业及其影响,主要作者沮阳利,在地球系统科学的博士生,还开发了卫星图像分析,从空间识别甘蔗的一部分。

“尽管甘蔗在印度的水,食物和能源部门的重要性,没有可靠的甘蔗地图近年来在时间序列,”李说。 “利用遥感数据,我正在开发当前的时间序列甘蔗映射在马哈拉施特拉邦 - 迈出的重要一步。”

Groundwater
马哈拉施特拉邦的季风气候 - 年的干旱与洪水之间进行切换 - 使得它特别具有挑战性的,当它涉及到水资源管理。 (图片来源:存在Shutterstock)

稀缺或丰盈?

马哈拉施特拉邦的农业区被认为是干旱缠身,然而在九月2019年,该地区经历了造成21人死亡,并造成28000个居民浦那市的撤离大洪水。

 

同时,研究人员开始与一个明确的重点抗旱管理马哈拉施特拉邦的导火索项目,他们的目标扩大到包括在他们的研究期间目睹浦那的破坏浸水后,呈现“一个更加困难的水资源管理问题,”根据合着者 史蒂芬戈雷利克.

 

“气候预测在未来的40至80岁表明,在降雨可能增加10%,但更大的变化 - 这是变性我担心最多,洪水和干旱的未来管理方面,”戈雷利克说。

在印度的利益相关者,包括非政府组织,学术界和政府官员工作的研究人员,关注该项目的目标。该研究的一部分 食品水能城市可持续发展的环境 (保险丝),一个国际财团部分支持通过国家科学基金会 贝尔蒙特论坛 为在强调城市粮食 - 水 - 能源系统稀缺资源的竞争地址 - 包括气候变异的影响。

勒也是在弗里曼spogli国际问题研究所和教授,以礼貌,经济学高级研究员。戈雷利克也是导火索铅首席研究员,并在申博体育开户伍兹环境研究所的高级研究员。

这项研究是由美国支持美国国家科学基金会。

Student with experts in sugarcane field

研究的主要作者沮阳利,中心,而在2018年8月在访问印度西部马哈拉施特拉邦甘蔗场被描绘与当地农民和农业专家。 (菊阳利的图像提供)

媒体联系人

史蒂芬戈雷利克

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

gorelick@stanford.edu(650)725-2950

罗莎蒙德奈勒

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

roz@stanford.edu,(650)723-5697

菊阳利

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

ljuyoung@stanford.edu

anjuli耆那罗亚

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

ajainf1@stanford.edu

丹妮尔吨。塔克

School of Earth, 能源 & Environmental Sciences

dttucker@stanford.edu,(650)497-9541

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