Evaluación de la financiación federal de I+D para...

Jun 20, 2023

La agricultura es una fuente sustancial de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), que representan alrededor del 10% del total de EE. UU. Los agricultores, ganaderos y otros productores agrícolas también se ven directamente afectados por el aumento de las temperaturas, las olas de calor más frecuentes e intensas, las sequías y otras condiciones climáticas extremas que resultan en parte del aumento de las emisiones de GEI.

La agricultura climáticamente inteligente es un conjunto de enfoques que tiene como objetivo lograr tres objetivos: producir más y mejores alimentos, aumentar la resiliencia de los sistemas agrícolas a la sequía y otros impactos relacionados con el clima, y ​​reducir las emisiones netas de GEI.

La investigación y el desarrollo (I+D) agrícola público, y la innovación que respalda, es clave para avanzar en los objetivos de la agricultura climáticamente inteligente. En primer lugar, la I+D impulsa aumentos en la productividad y la eficiencia agrícolas, lo que reduce el uso de la tierra, el uso de otros insumos y las emisiones de GEI relacionadas. En segundo lugar, la I+D de cultivos más resistentes a la sequía, razas de animales tolerantes al calor y prácticas y tecnologías agrícolas eficientes en el uso de los recursos (por ejemplo, sistemas de riego de precisión) es fundamental para reducir la vulnerabilidad de los agricultores a los impactos relacionados con el clima y el clima extremos. En tercer lugar, el desarrollo y la adopción de métodos agrícolas que reduzcan la huella de carbono de la agricultura dependen de dicha investigación e innovación. E incluso después del desarrollo, muchas prácticas y tecnologías agrícolas climáticamente inteligentes, ya sean bien establecidas o emergentes, enfrentan barreras para la adopción generalizada que requieren más investigación para superarlas.

A pesar de ser una misión crítica, la mitigación y adaptación climática no es una prioridad estatutaria del Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA), y no existe un organismo interinstitucional que recopile y difunda datos específicos sobre cómo se está abordando esta misión.

Este informe presenta el primer análisis detallado y sistemático de la financiación de las agencias federales de I+D para la mitigación climática agrícola. Incluye el análisis de decenas de miles de proyectos respaldados por los principales financiadores federales de investigación agrícola, incluido el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura (NIFA) y el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) del USDA, la Fundación para la Investigación de Alimentos y Agricultura (FFAR), la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía. Este informe presenta estimaciones para todos los fondos de los programas de I+D administrados por las agencias mencionadas. Esto incluye financiamiento para investigación básica, aplicada y de desarrollo, así como para actividades de educación y extensión que forman parte de proyectos y programas de investigación. Excluye la financiación de programas dedicados a la educación y la extensión, como la financiación de la Ley Smith-Lever para la extensión agrícola, así como los programas de conservación, como el Programa de Incentivos de Calidad Ambiental o el Programa de Reserva de Conservación del USDA.

Las agencias y programas federales de I+D incluidos en el análisis gastaron un estimado de $241 millones por año en la mitigación climática agrícola de 2017 a 2021. Esta cantidad es aproximadamente 35 veces menor que la gastada en innovación de energía limpia de EE. UU. Por lo tanto, este informe subraya la escala del potencial de mitigación climática que representa la I+D agrícola.

Nuestro análisis también revela cómo la distribución de la financiación de I+D se alinea con las fuentes de emisiones de GEI agrícolas y el potencial para mitigar esas emisiones, lo que nos permite identificar brechas de financiación clave. Si bien la mayoría de los fondos se ha dirigido a proyectos relacionados con la captura de carbono del suelo, varias fuentes de emisiones notables han recibido relativamente pocos fondos (Figura ES-1). Por ejemplo, los proyectos relacionados con la fermentación entérica (parte del proceso digestivo del ganado y otros rumiantes) recibieron menos del 2 % de los fondos de mitigación que podrían categorizarse, aunque el metano de la fermentación entérica representa más del 28 % de las emisiones agrícolas.

El USDA proporciona la mayoría de los fondos federales de investigación y desarrollo relacionados con la mitigación para la agricultura a través de ARS y NIFA. Dentro del ARS, programas como Suelo y Aire, Sistemas Agrícolas Sostenibles y la Red de Investigación de Agroecosistemas a Largo Plazo (LTAR) respaldan importantes esfuerzos de mitigación. Dentro de NIFA, la Iniciativa de Investigación y Alimentos Agrícolas (AFRI) financia la mayor parte de la investigación relacionada con la mitigación, particularmente a través de su programa de Sistemas Agrícolas Sostenibles y el área prioritaria de Bioenergía, Recursos Naturales y Medio Ambiente. Fuera del USDA, la NSF, ARPA-E y FFAR proporcionan una cantidad significativa de fondos. Varios otros programas contribuyen con cantidades más pequeñas, como el financiamiento Hatch del USDA para instituciones de concesión de tierras y el programa de Investigación y Educación en Agricultura Sostenible (SARE).

Los programas de I+D identificados en este informe desempeñan un papel crucial en el desarrollo de las soluciones climáticamente inteligentes necesarias para reducir las emisiones de GEI de EE. UU. y, al mismo tiempo, mejorar la resiliencia de nuestros sistemas agrícolas y economías rurales. Para maximizar sus resultados beneficiosos, la financiación de estos programas debe reforzarse a través de la Ley Agrícola, asignaciones anuales y otras leyes. Sin embargo, la financiación también debe centrarse en las áreas en las que puede tener el mayor impacto. Este análisis encuentra que, si bien se dedica una cantidad sustancial de fondos de I+D a proyectos que involucran cultivos de cobertura, una amplia gama de prácticas y tecnologías reciben pocos fondos de I+D en relación con su potencial para reducir la huella de carbono de la agricultura de EE. UU. (Figura ES-2). Estas oportunidades sin fondos incluyen el desarrollo y la prueba de aditivos alimentarios que inhiben el metano (p. ej., algas rojas) y medicamentos para el ganado y cultivos de cría diseñados para secuestrar más carbono en el suelo.

La agricultura es una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), que representan aproximadamente el 10% de las emisiones de EE. UU. según la Agencia de Protección Ambiental (EPA) al considerar el impacto de los gases en el calentamiento global durante un período de 100 años". Emisiones y sumideros de gases de efecto invernadero de EE. UU.: 1990–2020", Agencia de Protección Ambiental de EE. UU., EPA 430-R-22-003 (2022), 2-20, https://www.epa.gov/ghgemissions/inventory-us-greenhouse - emisiones-de-gases-y-sumideros-1990-2020. Los valores de EE. UU. presentados para 2020 se calcularon utilizando un valor de potencial de calentamiento global (GWP) de 100 años de 25 para el metano y 298 para el óxido nitroso, los valores utilizados en las estimaciones de la EPA a partir de esta publicación. En la Figura 1 se presenta un desglose de las principales fuentes de emisiones de GEI agrícolas de EE. UU. en 2020. Las actividades de gestión del suelo, incluida la aplicación de fertilizantes, representan más de la mitad de las emisiones agrícolas. La aplicación de fertilizantes nitrogenados y estiércol, la deposición de estiércol de los animales de pastoreo, la retención de residuos de cultivos y otras actividades agregan nitrógeno mineral al suelo, que los microbios convierten en óxido nitroso (N2O), un potente GEI. Casi el 30% de las emisiones en el sector provienen de la fermentación entérica, el proceso en el que los microbios en el tracto digestivo del ganado y otros rumiantes descomponen los alimentos, produciendo metano como subproducto.US EPA, "Inventario de emisiones y sumideros de gases de efecto invernadero de EE. UU. , 2-20. La gestión del estiércol (el almacenamiento, el tratamiento y el transporte del estiércol del ganado) también produce emisiones de metano y N2O, que representan alrededor del 13 % de las emisiones agrícolas. Una pequeña parte de las emisiones también proviene de otras actividades, como el cultivo de arroz, la quema de campos y el encalado. Varias actividades relacionadas con la agricultura no están incluidas en las estimaciones de la huella de carbono de la agricultura de la EPA, pero también generan emisiones. Aunque las tierras de cultivo y los pastizales pueden secuestrar carbono en el suelo, la conversión de tierras en tierras de cultivo y pastizales generó 54 y 18 millones de toneladas métricas (MMT) equivalentes de dióxido de carbono (CO2e) en 2020, respectivamente, el equivalente al 12 % del cálculo total de la EPA. emisiones agrícolas. La producción de amoníaco, un componente clave de los fertilizantes, generó 12,7 MMT CO2e, equivalente al 2% de las emisiones agrícolas.

A nivel mundial, la agricultura, la ganadería, la acuicultura y otros tipos de producción agrícola, sin incluir las emisiones relacionadas con la cadena de suministro o el uso de la tierra, representan aproximadamente el 15 % de las emisiones.J. Poore y T. Nemecek (2018), en Hannah Ritchie y Max Roser, "Impactos ambientales de la producción de alimentos", Our World in Data, 2020, https://ourworldindata.org/environmental-impacts-of-food.

La agricultura representa una mayor parte de las emisiones a nivel mundial que en los Estados Unidos, en parte porque la producción agrícola mundial suele ser más intensiva en GEI que en los EE. UU. Caroline Grunewald y Sebastian Dueñas Ocampo, "Sustainable Intensification Tracker: An Interactive Data Visualization", The Breakthrough Institute , 3 de diciembre de 2019, https://thebreakthrough.org/issues/food/intensification-data-visual. y porque la agricultura representa una mayor parte de la actividad económica en otros países que en los EE. UU. "Agricultura, silvicultura y pesca, valor agregado (% del PIB)", Banco Mundial, consultado el 1 de noviembre de 2022, https://data .worldbank.org/indicator/NV.AGR.TOTL.ZS? Además, la expansión de las tierras de cultivo y los pastos contribuye al cambio global del uso de la tierra, lo que representa al menos las tres cuartas partes de la deforestación. Hannah Ritchie y Max Roser, "Bosques y deforestación", Our World In Data, 2021, https://ourworldindata. org/bosques-y-deforestación. En general, incluidos el uso de la tierra y el cambio de uso de la tierra, así como la cadena de suministro y los desechos posteriores a la venta al por menor, los sistemas alimentarios contribuyen hasta con el 34 % de las emisiones mundiales.Monica Crippa et al. (2021), en Hannah Ritchie y Max Roser, "Impactos ambientales de la producción de alimentos", Our World in Data, 2020, https://ourworldindata.org/environmental-impacts-of-food.

Las emisiones de dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y otros GEI impiden que el calor se escape de la Tierra, lo que contribuye a los cambios en el clima, como temperaturas más altas, cambios en los patrones de precipitación y sequías, inundaciones y condiciones climáticas extremas más frecuentes e intensas. Desde finales de la década de 1970, la temperatura superficial promedio en los Estados Unidos contiguos ha aumentado de 0,32 °F a 0,55 °F por década, calentándose un total de 2,6 °F desde 1970. "Indicadores de cambio climático: temperatura global y de EE. UU.", EPA de EE. UU. , julio de 2021, https://www.epa.gov/climate-indicators/climate-change-indicators-us-and-global-temperature. "Día de la Tierra: Clasificaciones de calentamiento de EE. UU.", Climate Central, 2022, https://www.climatecentral.org/climate-matters/earth-day-warming-rankings. Nueve de los 10 años más cálidos han ocurrido desde 1998. EPA de EE. UU., "Indicadores de cambio climático". Si bien el calentamiento puede beneficiar a algunos cultivos y agricultores, se prevé que las temperaturas elevadas durante la temporada de crecimiento reduzcan los rendimientos de los principales cultivos básicos y provoquen una pérdida sustancial de la productividad ganadera. USGCRP, Cuarta Evaluación Nacional del Clima, cap. 10, "Agricultura y comunidades rurales", Globalchange.gov, 2018, https://nca2018.globalchange.gov/chapter/10/. Temperaturas más cálidas y olas de calor, que son cada vez más frecuentes e intensas, "Indicadores de cambio climático: olas de calor", EPA de EE. UU., 4 de febrero de 2021, https://www.epa.gov/climate-indicators/climate-change-indicators -Olas de calor. han causado miles de millones de dólares en pérdidas de cultivos en los Estados Unidos. Noah S. Diffenbaugh, Frances V. Davenport y Marshall Burke, "El calentamiento histórico ha aumentado las pérdidas de seguros de cultivos de EE. 8 (28 de julio de 2021): 084025, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac1223. Los patrones climáticos cambiantes influyen en las precipitaciones, lo que aumenta las precipitaciones en algunas áreas y contribuye a sequías intensas y generalizadas, como en el suroeste, que afectan directamente la producción de cultivos. "Indicadores de cambio climático: sequía", EPA de EE. UU., 17 de julio de 2021, https:/ /www.epa.gov/climate-in.... La evidencia también muestra que las plagas y enfermedades agrícolas están aumentando en algunas regiones a medida que se calientan. Allison Doody, "Pests and Diseases and Climate Change: Is There a Connection?", febrero 27, 2020, CIMMYT, https://www.cimmyt.org/news/pe...

La innovación es clave para la adaptación climática (reducir la vulnerabilidad de los agricultores al clima extremo, el aumento de las temperaturas y otros impactos del cambio climático), así como para la mitigación climática, que incluye la reducción de las emisiones de GEI y la eliminación del dióxido de carbono de la atmósfera. Una de las estrategias de mitigación y adaptación más importantes es aumentar los rendimientos agrícolas, ya sea mediante la cría de cultivos y ganado, el uso más eficiente de insumos u otros medios. La expansión de los rendimientos permite a los agricultores producir más con menos tierra, recursos y emisiones. Por ejemplo, las mejoras en la eficiencia permitieron que la huella de carbono de una libra de carne de res, pollo y leche se redujera en un 34 %, 51 % y 68 %, respectivamente, desde 1961. Grunewald y Ocampo, "Sustainable Intensification Tracker", pestaña GHG Emissions, "Intensidad de gases de efecto invernadero por tipo de alimento". Un informe del Instituto de Recursos Mundiales de 2018 estimó que aumentar los rendimientos mundiales de cultivos y ganado al mismo ritmo que han aumentado históricamente evitaría más cambios en el uso de la tierra y emisiones de GEI para 2050 que todos los demás cambios plausibles del sistema alimentario combinados.Tim Searchinger et al., " Creando un futuro alimentario sostenible: resumen ejecutivo (síntesis)", Instituto de Recursos Mundiales, diciembre de 2018, https://research.wri.org/wrr-food/executive-summary-síntesis. La investigación y el desarrollo (I+D) del gobierno federal y otros, al financiar la investigación fundamental y otros esfuerzos que el sector privado carece de incentivos para apoyar, permitió gran parte del crecimiento histórico de los rendimientos y será necesario para continuar aumentando los rendimientos. Alex Smith y Dan Blaustein-Rejto, "Growing Green : Los beneficios ambientales de la investigación y el desarrollo agrícolas públicos", The Breakthrough Institute, 18 de septiembre de 2022, https://thebreakthrough.org/issues/food-agriculture-environment/agriculture-research-and-development-growing-food-for- la próxima generación.

Existe una amplia variedad de otras estrategias de mitigación y adaptación. Muchos están algo establecidos pero enfrentan barreras para una adopción generalizada. Estas barreras pueden abordarse, al menos en parte, mediante la investigación y la innovación, así como mediante incentivos y divulgación a los agricultores. Dichas prácticas y tecnologías agrícolas incluyen, pero no se limitan a:

Las tecnologías emergentes en etapa inicial también tienen un gran potencial de mitigación y adaptación, pero requerirán una importante I+D y comercialización antes de que puedan adoptarse ampliamente. Éstas incluyen:

También se afirma a menudo que varias prácticas establecidas y emergentes tienen un gran potencial de mitigación, pero los científicos generalmente reconocen que tienen un potencial limitado o requieren investigación adicional antes de que se pueda comprender bien su impacto climático. Por ejemplo, a menudo se afirma que el cambio de la labranza convencional a la agricultura sin labranza o labranza reducida secuestra carbono. Pero investigaciones recientes indican que, aunque la agricultura sin labranza aumenta los niveles de carbono en la superficie del suelo al reducir la perturbación del suelo, reduce los niveles más profundos en el perfil del suelo, lo que resulta en un secuestro neto mínimo o nulo. David S. Powlson et al., "Limited Potencial de la agricultura sin labranza para la mitigación del cambio climático", Nature Climate Change 4, no. 8 (30 de julio de 2014): 678–83, https://doi.org/10.1038/nclimate2292. Andong Cai et al., "La disminución del almacenamiento de carbono en el suelo sin labranza puede aliviarse a largo plazo", Geoderma 425 (1 de noviembre de 2022): 116028, https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.116028 . Estas evaluaciones recientes se basan en métodos de recolección de suelo más precisos que tienen en cuenta la profundidad de la muestra y la masa del suelo, entre otros factores. Asimismo, aunque se ha observado que una variedad de prácticas y regímenes de pastoreo, a menudo denominados "regenerativos", aumentan el carbono del suelo en lugares específicos, persiste una gran incertidumbre científica sobre el potencial de mitigación a escala nacional de estos métodos. Blaustein-Rejto et al. ., La vaca limpia, "Pastoreo regenerativo". Estos ejemplos ilustran la necesidad de medir, modelar, informar y verificar mejor el impacto de mitigación de muchas prácticas agrícolas.

En resumen, aumentar la productividad agrícola y ganadera, reducir la huella de carbono de la producción y adaptarse a las amenazas que plantea el cambio climático son prioridades críticas e interrelacionadas para la agricultura estadounidense. Los esfuerzos para abordar estos tres objetivos a menudo se denominan "agricultura climáticamente inteligente". /.

La I+D pública es fundamental para la innovación agrícola climáticamente inteligente. La I+D pública financia la investigación básica y aplicada que sustenta muchas innovaciones que mejoran la productividad y que el sector privado sigue desarrollando y comercializando. La I+D pública también genera y conserva datos de acceso abierto que benefician a todos los investigadores. Además, la I+D pública respalda mucha más investigación centrada en la administración y los resultados ambientales que la I+D privada, como ilustra la Figura 2.

A pesar de sus muchos beneficios potenciales, la financiación federal general de I+D ha disminuido en las últimas décadas, como muestra la Figura 3. Desde su punto máximo en 2002 con $ 7640 millones, el gasto público en I+D agrícola de EE. UU. (ajustado por inflación) se redujo en aproximadamente un tercio a $ 5160 millones en 2019 (el último año del que se dispone de estadísticas completas), similar al nivel de gasto del año pasado. visto en la década de 1970.

Este informe se enfoca en abordar otro desafío para financiar suficientemente la I+D agrícola climáticamente inteligente: la falta de datos públicos sobre cuánto financiamiento federal de I+D se destina a diferentes áreas de la agricultura climáticamente inteligente. El Departamento de Agricultura de EE. UU. (USDA) ha proporcionado, en ocasiones, estimaciones del financiamiento total para la mitigación y adaptación climática, pero estos datos no son requeridos por ley y, en el pasado, no han incluido financiamiento para áreas de investigación específicas dentro de estas amplias categorías. . Esta omisión no es exclusiva del USDA; otras agencias federales también financian investigaciones relacionadas con la agricultura, aunque rara vez se informa que ayudan a promover la agricultura climáticamente inteligente. Esta falta de transparencia de los datos impide que los formuladores de políticas y otras partes interesadas evalúen las direcciones de investigación anteriores y actuales, así como identificar qué áreas requieren más financiación para la investigación y cuáles están bien cubiertas.

Este informe presenta el primer análisis detallado y sistemático de la financiación de las agencias federales de investigación y desarrollo para la agricultura climáticamente inteligente, con énfasis en la mitigación climática. La siguiente sección, "Programas federales de investigación y desarrollo agrícola", describe la estructura actual de financiamiento, agencias y programas federales de investigación y desarrollo agrícola. La Sección 3, "Financiación agregada de I+D para la agricultura climáticamente inteligente", presenta estimaciones de la financiación agregada de las agencias de I+D para la mitigación climática, la adaptación y el crecimiento de la productividad. La Sección 4, "Financiación detallada de I+D para la mitigación climática", presenta estimaciones más detalladas de la financiación de agencias de I+D para la mitigación climática y fuentes y sumideros de emisiones específicas. La Sección 5, "Comparación de la financiación de I+D para prácticas con su potencial de mitigación", presenta estimaciones de financiación para prácticas y tecnologías de mitigación seleccionadas y compara sus niveles de financiación con su potencial de mitigación. La sección final, "Implicaciones de las políticas", analiza las opciones para que el Congreso y las agencias respalden mejor la I+D agrícola climáticamente inteligente, incluida la Ley Agrícola y el proceso de asignaciones anuales.

El gobierno federal es el mayor financiador de la investigación agrícola pública de EE. UU., como se ilustra en la Figura 4. En 2019, el gobierno federal financió el 64 %, o $3240 millones, del total de $5040 millones asignados a la I+D agrícola. Los gobiernos estatales son el siguiente mayor financiador, proporcionando $1.060 millones, seguidos por fuentes no gubernamentales con $741 millones.Kelly Nelson y Keith Fuglie, "Investment in US Public Agricultural Research and Development Has Fallen by a Third over Past Two Decades, Lags Major Trade Competitors, USDA ERS, 6 de junio de 2022, https://www.ers.usda.gov/amber-waves/2022/june/investment-in-us-public-agricultural-research-anddevelopment-has-fallen-by-a -tercero-en-las-últimas-dos-décadas-retrasos-principales-competidores-comerciales/.

En 2019, el USDA representó el 85 % de los fondos federales de I+D agrícola. Dentro del USDA, los fondos se distribuyeron por igual entre la investigación interna y externa. Nelson y Fuglie, "Investment in US Public Agricultural Research and Development". La investigación interna se realiza en agencias del USDA como el Servicio de Investigación Agrícola (ARS), mientras que la investigación externa consiste en subvenciones de investigación a universidades, organizaciones sin fines de lucro, empresas y otras instituciones. Otras agencias, como la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y los Institutos Nacionales de Salud (NIH), proporcionaron el 15 % restante de los fondos federales para I+D agrícola. Estas agencias financian la agricultura principalmente a través de subvenciones a colegios universitarios y escuelas de agricultura, silvicultura y medicina veterinaria.

El USDA lleva a cabo investigaciones internas principalmente a través de dos agencias: el ARS y el brazo de I+D del Servicio Forestal de EE. UU. Otras agencias financiadas por el USDA incluyen el Servicio de Investigación Económica (ERS) y el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas (NASS). Nelson y Fuglie.

El ARS es la principal agencia de investigación científica interna del USDA y es una de las cuatro agencias en el Área de Misión de Investigación, Educación y Economía del USDA. La investigación del ARS se enfoca en brindar herramientas científicas y soluciones innovadoras para los agricultores, productores, la industria y las comunidades estadounidenses. La investigación tiene como objetivo sostener los agroecosistemas y los recursos naturales de los Estados Unidos, así como garantizar la competitividad y la excelencia económica agrícola. El ARS tiene un presupuesto de aproximadamente $1.6 mil millones para el año fiscal 22 para gastos de personal e investigación, y un presupuesto de $128 millones para el mantenimiento y la construcción de instalaciones. 15, 2022, 136 Estatuto. 55–56, https://www.congress.gov/117/plaws/publ103/PLAW-117publ103.pdf. Emplea a aproximadamente 2000 científicos y posdoctorados, junto con otros 6000 empleados, que trabajan en 660 proyectos de investigación dentro de 15 programas nacionales. "About ARS", USDA ARS, revisado el 21 de julio de 2022, https://www.ars.usda.gov /sobre-ars/.

El brazo de investigación y desarrollo del Servicio Forestal de los EE. UU. informa las acciones de manejo tomadas por el Servicio Forestal, los estados, las tribus y otros administradores de tierras para mantener la salud, la diversidad y la productividad de los bosques y pastizales. La división de I+D del Servicio Forestal también produce una serie de productos, como conjuntos de datos, herramientas, contenido basado en la web y medios digitales para que la ciencia esté disponible y accesible para los administradores de recursos naturales, los encargados de formular políticas y el público. Acerca de Investigación y Desarrollo, Servicio Forestal del USDA, consultado el 26 de octubre de 2022, https://www.fs.usda.gov/research/about.

El ERS del USDA lleva a cabo investigaciones económicas objetivas y de alta calidad sobre tendencias y problemas emergentes en la agricultura, la alimentación, el medio ambiente y las zonas rurales de Estados Unidos. Esta información es utilizada por los tomadores de decisiones del sector público y privado para garantizar la administración eficiente de los recursos agrícolas y la prosperidad económica del sector agrícola. Los productos observados de cerca del ERS incluyen proyecciones anuales de 10 años para el sector agrícola, estimaciones de la productividad agrícola de EE. UU. y hojas informativas estatales. "About ERS", USDA ERS, 28 de enero de 2019, https://www.ers.usda .gov/about-ers/.

El NASS del USDA proporciona estadísticas precisas, oportunas y comparables que cubren prácticamente todos los aspectos de la agricultura estadounidense, hasta el nivel local. Esto se logra realizando cientos de encuestas cada año y preparando informes. Por ejemplo, el NASS realiza el Censo de Agricultura cada cinco años, que proporciona datos agrícolas detallados para cada condado de Estados Unidos. "About NASS", USDA NASS, 17 de septiembre de 2022, https://www.nass.usda.gov/ Acerca de_NASS/index.php.

Los fondos de investigación externos del USDA son administrados principalmente por el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura (NIFA) del USDA. En 2019, NIFA asignó alrededor de $1100 millones para investigación: 26 % a través de "subvenciones de capacidad", 38 % a través de subvenciones competitivas y 36 % a través de programas de subvenciones especiales dirigidas. Nelson y Fuglie, "Investment in US Public Agricultural Research and Development".

NIFA distribuye subvenciones de capacidad a instituciones estatales y territoriales según una fórmula y requiere que las instituciones estatales igualen la subvención federal. Ejemplos de subvenciones de capacidad incluyen fondos Hatch (para estaciones experimentales agrícolas estatales en universidades con concesión de tierras), fondos Evans-Allen (para facultades de agricultura en facultades y universidades históricamente negras) y fondos del Programa de capacidad de investigación de enfermedades y salud animal. Nelson y Fuglie . El financiamiento de Hatch fue establecido por la Ley Hatch de 1887, para llevar a cabo programas de investigación agrícola que establezcan y mantengan una industria agrícola permanente y efectiva en los Estados Unidos. Se proporciona financiamiento a las Estaciones Experimentales Agrícolas Estatales (SAES), departamentos establecidos por colegios y universidades (principalmente instituciones de concesión de tierras) en los 50 estados, el Distrito de Columbia y las áreas insulares (p. ej., Puerto Rico y las Islas Vírgenes de EE. UU.) . Las actividades de Hatch incluyen investigación sobre todos los aspectos de la agricultura, como la agricultura sostenible, la acuicultura, la nutrición y la seguridad". usda.gov/sites/default/files/documents/22-2023-NIFA.pdf. Al menos el 25 % de los fondos de Hatch se reserva para proyectos en los que una SAES colabora con otra SAES, ARS o facultad o universidad para resolver problemas relacionados con más de un estado. La financiación de Hatch en el año fiscal 2022 ascendió a $260 millones. "Ley de Asignaciones Consolidadas, 2022 (HR 2471; PL 117-103)," Libro 1, División A, "Ley de Asignaciones de Agricultura, Desarrollo Rural, Administración de Alimentos y Medicamentos y Agencias Relacionadas, 2022" : 69–70, https://www.govinfo.gov/content/pkg/CPRT-117HPRT47047/pdf/CPRT-117HPRT47047.pdf.

Las subvenciones de capacidad Evans-Allen apoyan la investigación agrícola en las instituciones de concesión de tierras de 1890 que realizan actividades de investigación agrícola. Los destinatarios también deben proporcionar una coincidencia del 100 % de fuentes no federales. Las instituciones de concesión de tierras de 1890 son históricamente universidades negras de concesión de tierras establecidas en virtud de la Segunda Ley Morrill de 1890. "Investigación agrícola en las instituciones de concesión de tierras de 1890", USDA NIFA, consultado el 25 de octubre de 2022, https://www.nifa.usda .gov/grants/programs/agricultural-research-1890-land-grant-instituciones. El programa tenía un presupuesto de $ 80 millones en el año fiscal 22. "Ley de Asignaciones Consolidadas, 2022 (HR 2471; PL 117-103)", 69. NIFA también financia programas de I + D más pequeños sobre la base de una fórmula, como la Capacidad de Salud y Enfermedad Animal de $ 4 millones y el Programa de subvenciones de capacidad McIntire–Stennis de $36 millones, que apoya la investigación forestal y opera una variedad de programas de extensión, que tenía un presupuesto de $551 para el año fiscal 22. "Ley de asignaciones consolidadas, 2022", 69–70.

NIFA también administra subvenciones competitivas, en gran parte a través de la Iniciativa de Investigación Agrícola y Alimentaria (AFRI). En el año fiscal 22, NIFA asignó $445 millones a subvenciones competitivas a través de AFRI. AFRI se estableció en la Ley Agrícola de 2008 como el programa federal más grande que brinda subvenciones competitivas para investigación, extensión y educación relacionadas con las ciencias de la agricultura y la alimentación. La mayor parte de los fondos se administra a través del programa Foundational and Applied Science (AFRI-FAS) (Tabla 1), que proporciona fondos a una amplia gama de instituciones, incluidas universidades y colegios, empresas con fines de lucro y organizaciones sin fines de lucro como Two Blades Foundation en Illinois y el Stroud Water Research Center en Pennsylvania. "AFRI Funded Projects by State", USDA NIFA, consultado el 25 de octubre de 2022, https://www.nifa.usda.gov/afrifunded-projects-state. El objetivo del programa es amplio: "invertir en proyectos de investigación, educación y extensión sobre producción agrícola para sistemas de producción de plantas y animales más sostenibles, productivos y económicamente viables". "Solicitud de solicitudes: Iniciativa de investigación agrícola y alimentaria, subvenciones competitivas Program, Foundational and Applied Science Program", USDA NIFA, 2022: 4, https://www.nifa.usda.gov/sites/default/files/2022-05/FY22-AFRI-FAS-RFA-MOD1-508. pdf. Como tal, financia proyectos en seis áreas prioritarias: (1) Sanidad vegetal y producción y productos vegetales; (2) Salud y producción animal y productos animales; (3) Seguridad alimentaria, nutrición y salud; (4) Bioenergía, recursos naturales y medio ambiente; (5) Sistemas y tecnología agrícola; y (6) Economía agrícola y comunidades rurales. USDA NIFA, "Solicitud de solicitudes", 4.

Las subvenciones han financiado una variedad de esfuerzos de investigación que promueven la mitigación climática y mejoran la competitividad global de los agricultores, incluidos proyectos sobre agricultura de precisión, salud del suelo y diseño de incentivos para promover la conservación y la sostenibilidad de los recursos. El programa de Sistemas Agrícolas Sostenibles de AFRI (AFRI-SAS) proporciona subvenciones competitivas a proyectos a largo plazo que tienen como objetivo minimizar los impactos ambientales, adaptarse al cambio climático, mejorar la prosperidad rural y mejorar la calidad de vida de quienes participan en las cadenas de valor de la alimentación y la agricultura. . Entre 2018 (cuando NIFA anunció el programa por primera vez) y 2021, NIFA ha asignado alrededor de $ 87 millones al programa anualmente y puede financiar alrededor del 15 % de las solicitudes de proyectos. : 21-71, https://www.usda.gov/sites/default/files/documents/19nifa2021notes.pdf USDA NIFA, "Notas explicativas del presupuesto del USDA de 2023". "Iniciativa de investigación sobre agricultura y alimentos: sistemas agrícolas sostenibles", USDA NIFA, 8 de marzo de 2022, https://www.nifa.usda.gov/grants/funding-opportunities/agriculture-food-research-initiative-sustainableagricultural-systems. El programa busca financiar proyectos visionarios y transdisciplinarios, que integren múltiples disciplinas como la genómica y la inteligencia artificial, que adopten un enfoque de sistemas para resolver desafíos. El programa también tiene un fuerte enfoque en la agricultura climáticamente inteligente; su solicitud de solicitudes para 2022 enumeró "Agricultura y silvicultura climáticamente inteligentes" como uno de los tres objetivos que los proyectos deben abordar. A diferencia del programa AFRI-FAS, la financiación se limita principalmente a colegios y universidades. "Solicitud de solicitudes: Iniciativa de investigación agrícola y alimentaria Sistemas agrícolas sostenibles", USDANIFA, 2022: 8–10, 18, https://www.nifa.usda .gov/sites/default/files/2022-04/FY22-AFRI-SAS-RFA-508-F.pdf.

El programa de Educación y Desarrollo de la Fuerza Laboral de AFRI se enfoca en cultivar la próxima generación de profesionales de investigación, educación y extensión en las ciencias de la agricultura y la alimentación. Como tal, financia principalmente oportunidades de desarrollo profesional para profesionales de la educación, capacitación laboral, becas para investigadores predoctorales y posdoctorales y otros esfuerzos que priorizan la educación y la extensión más allá de los otros programas de AFRI.

NIFA también administra más de 40 programas de subvenciones competitivas que no pertenecen a AFRI. -iniciativa-de-investigacion-en-agricultura-y-alimentacion-AFRI. De estos, los programas con la mayor cantidad de fondos dedicados a la mitigación climática (consulte la siguiente sección para obtener más detalles) incluyen el programa de Investigación y Educación en Agricultura Sostenible (SARE), la Iniciativa de Investigación y Extensión de Agricultura Orgánica (OREI) y la Iniciativa de Investigación de Cultivos Especiales (SCRI). .

SARE proporciona subvenciones competitivas para la investigación impulsada por los agricultores que promueve la agricultura sostenible y lleva a cabo programas de extensión/divulgación y educación para aumentar la adopción de prácticas agrícolas sostenibles. SARE fue autorizado por el Congreso en 1990 por no menos de $60 millones por año, aunque las asignaciones anuales nunca han alcanzado este nivel. En el año fiscal 22, el Congreso proporcionó $45 millones en asignaciones. "Gráfico de asignaciones agrícolas para el año fiscal 2023", Coalición Nacional de Agricultura Sostenible, julio de 2022, https://sustainableagriculture.net/wp-content/uploads/2022/08/FY2023-Appropriations-Senate -Marca-1.pdf. Entre 1988 y 2017, SARE otorgó más de $ 251 millones: casi $ 77 millones para proyectos que abordan la salud del suelo, alrededor de $ 41 millones para proyectos que abordan el pastoreo y $ 45 millones para proyectos que abordan problemas relacionados con el agua. Alrededor de dos tercios de la financiación total se destinaron a la investigación y la educación, y el resto se destinó a agricultores/ganaderos, desarrollo profesional, estudiantes graduados y otros proyectos. "Nuestras granjas, nuestro futuro: 30 años de SARE", USDA SARE, 2018 , https://www.sare.org/wp-content/uploads/30-Years-of-SARE-Our-Farms-Our-Future.pdf.

OREI proporciona subvenciones competitivas que apoyan las actividades de investigación, educación y extensión específicas de los productos básicos cultivados y procesados ​​orgánicamente. OREI se estableció en 2002 y aseguró financiamiento obligatorio permanente a través de la Ley Agrícola de 2018. El financiamiento del año fiscal 22 es de $ 30 millones, y el financiamiento de referencia permanente total para el año fiscal 23 aumentará a $ 50 millones. "Iniciativa de Investigación y Extensión de Agricultura Orgánica", Coalición Nacional de Agricultura Sostenible, abril de 2019, https://sustainableagriculture.net/publications/grassrootsguide/ investigación-orgánica-sustentable/iniciativa-de-extensión-de-la-investigación-orgánica/. NIFA estima que el 26 % de las solicitudes de OREI están financiadas. "Iniciativa de investigación y extensión de agricultura orgánica", USDA NIFA, 22 de febrero de 2022, https://www.nifa.usda.gov/grants/funding-opportunities/organic-agriculture- investigación-extensión-iniciativa.

SCRI otorga subvenciones para apoyar proyectos de investigación y extensión que aborden desafíos clave en la industria de cultivos de especialidad. Un cultivo de especialidad se define en la Ley Agrícola como "frutas y verduras, frutos secos, frutos secos, horticultura y cultivos de vivero (incluida la floricultura)". "¿Qué es un cultivo de especialidad?", Servicio de marketing agrícola del USDA, consultado el 25 de octubre de 2022, https://www.ams.usda.gov/services/grants/scbgp/specialty-crop. SCRI fue autorizado por la Ley Agrícola de 2008 y sus niveles de financiación para el año fiscal 2022 son de aproximadamente $80 millones. "Iniciativa de investigación de cultivos especiales", Coalición Nacional de Agricultura Sostenible, actualizado en agosto de 2019, https://sustainableagriculture.net/publications/grassrootsguide/sustainable-organic -research/specialtycrop-research-initiative/. NIFA estima que el 20 % de las solicitudes están financiadas. "Iniciativa de investigación de cultivos especiales", USDA NIFA, 5 de octubre de 2022, https://www.nifa.usda.gov/grants/financiamiento-opportunities/specialty-crop-research-initiative -scri.

Otras agencias federales financiaron alrededor del 15 % de la I+D agrícola federal, $481 millones en 2019. Nelson y Keith Fuglie, "Investment in US Public Agricultural Research and Development". Estas agencias incluyen la Fundación para la Investigación en Alimentos y Agricultura (FFAR), la NSF y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía, entre otras.

La FFAR es una corporación de investigación independiente sin fines de lucro, establecida por la Ley Agrícola de 2014, que se asocia con el sector privado para abordar las brechas críticas en la investigación agrícola. El FFAR desarrolla esfuerzos de investigación en colaboración que igualan los fondos federales al menos uno por uno con el apoyo no federal, como de la industria, fundaciones e instituciones académicas. Hasta la fecha, el FFAR ha asegurado $1,40 en fondos no federales por cada dólar de fondos federales. Las prioridades del FFAR incluyen la salud del suelo, la gestión sostenible del agua, los cultivos de próxima generación, los sistemas animales avanzados, los sistemas alimentarios urbanos y el nexo salud-agricultura. El Congreso proporcionó a la agencia un total de $200 millones en fondos obligatorios en la Ley Agrícola de 2014 y $185 millones en la Ley Agrícola de 2018. Emily Bass, "¿Qué es la Fundación para la Alimentación y la Agricultura?", The Breakthrough Institute, 29 de julio de 2022 , https://thebreakthrough.org/issues/food-agriculture-environment/what-is-the-foundation-for-food-andagriculture.

La NSF es una agencia federal independiente creada en 1950 que se basa en el proceso anual de presupuesto y asignaciones del Congreso para la financiación del programa cada año. En el año fiscal 2021, la NSF recibió $8500 millones, el 94 % de los cuales se destina a actividades de investigación y educación. "NSF by the Numbers", hoja informativa de la Fundación Nacional de Ciencias, consultada el 25 de octubre de 2022, https://www.nsf.gov/news /factsheets/Factsheet_By%20the%20Numbers_05_21_V02.pdf. La NSF apoya la investigación agrícola en varias ramas, como la Dirección de Ciencias Biológicas (BIO), la Dirección de Geociencias (GEO) y la Oficina de Actividades Integrativas (OIA). Por ejemplo, NSF BIO asignó aproximadamente $ 818 millones en fondos en el año fiscal 21 para la investigación que avanza en la comprensión de los sistemas vivos, algunos de los cuales estaban relacionados con los sistemas agrícolas. , https://www.nsf.gov/about/budget/fy2023/pdf/fy2023budget.pdf.

ARPA-E se estableció dentro del Departamento de Energía de EE. UU. para apoyar el desarrollo de tecnologías energéticas de alto riesgo a largo plazo para mantener las ventajas de EE. UU. en ciencia y tecnología. En 2007, ARPA-E se creó a través de la Ley America COMPETES Act, y en 2009 recibió $400 millones en asignaciones. Desde entonces, ARPA-E ha apoyado más de 400 proyectos de investigación de tecnología energética. Heather Gonzalez, "ARPA-E and the FY2016 Budget Request", 17 de junio de 2015, https://sgp.fas.org/crs/misc/ R43986 .pdf. ARPA-E alberga programas que financian específicamente la I+D agrícola, como ROOTS y SMARTFARM (Sistemas de seguimiento y análisis de combustibles renovables para el transporte a partir de la gestión y los recursos agrícolas). En el año fiscal 2017, ROOTS anunció $35 millones en financiamiento para proyectos que tienen como objetivo producir cultivos que aumenten la acumulación de carbono en el suelo, reduzcan las emisiones de óxido nitroso y mejoren la productividad agrícola, por ejemplo, desarrollando raíces más profundas". ARPA-E anuncia $70 millones en financiamiento para nuevos Programs to Power Transportation and Store Carbon in Soil", 15 de diciembre de 2016, https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/arpa-e-announces-70-million-funding- nuevos-programas-energia-transporte. En el año fiscal 20, SMARTFARM anunció $16,5 millones en financiamiento para proyectos que cuantifican de manera confiable, precisa y rentable las emisiones del ciclo de vida de producción de materias primas para biocombustibles a nivel de campo. "ARPA-E anuncia $16,5 millones para tecnologías que apoyan la cadena de suministro de biocombustibles", septiembre 1 de enero de 2020, https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/arpa-e-announces-165-million-technologies-supporting-biofuels-supply-chain. En última instancia, estos proyectos podrían desarrollar tecnologías de medición y agricultura de precisión que podrían usarse para una variedad de cultivos y operaciones.

Además de FFAR, NSF y ARPA-E, otras agencias que brindan fondos para la investigación en alimentos y agricultura incluyen la EPA, la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID) y el Departamento de Defensa (DOD).

La EPA financia varias iniciativas de investigación agrícola para controlar los contaminantes ambientales e informar al público para proteger el medio ambiente y la salud humana. Por ejemplo, en 2021, la EPA otorgó $11 millones en fondos para 11 proyectos "de agricultor a agricultor" para mejorar la calidad del agua y la educación ambiental. , 16 de junio de 2021, https://www.epa.gov/newsreleases/epa-announces-11-million-farmfocused-projects-improve-water-quality-and-environmental. En 2020, la agencia otorgó alrededor de $5 millones para nuevas investigaciones para comprender y gestionar los impactos de las sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS) en la calidad y disponibilidad del agua en comunidades rurales y operaciones agrícolas en los Estados Unidos". Nueva investigación sobre la gestión de PFAS en comunidades agrícolas y rurales", EPA de EE. UU., 20 de agosto de 2020, https://www.epa.gov/newsreleases/epa-awards-nearly-5-million-new-researchmanaging-pfas-agricultural- y-rural.

USAID, a través de su programa "Feed the Future Innovation Labs", financia la investigación agrícola dirigida por las principales universidades estadounidenses en asociación con instituciones de países en desarrollo. Los 21 laboratorios de innovación, cada uno especializado en un área como la salud animal o los sistemas de leguminosas, tienen como objetivo desarrollar y ampliar soluciones basadas en la ciencia para reducir el hambre, la pobreza y la desnutrición en el mundo. Históricamente, USAID también ha sido el principal financiador de CGIAR (anteriormente el Grupo Consultivo para la Investigación Agrícola Internacional), una red global de instituciones de investigación agrícola. USAID ha donado un promedio de $122 millones anuales a CGIAR durante los últimos 10 años, aunque esta financiación se ha reducido en aproximadamente un 60 % desde 2016, a $89 millones en 2021. "CGIAR Trust Fund Contributions", CGIAR, consultado el 25 de octubre de 2022, https://www.cgiar.org/funders/trust-fund/trust-fund-contributions-dashboard/.

El DOD financia programas de investigación y desarrollo de agricultura y alimentos que apoyan la prevención, vigilancia y detección de amenazas biológicas. Por ejemplo, el DOD aportó alrededor de $3 millones para apoyar el proyecto de Defensa de Alimentos, Agricultura y Veterinaria (FAV-D). Esto fortalecerá la defensa de la infraestructura agrícola de los EE. UU. al garantizar que el USDA y otros socorristas tengan contramedidas para responder a los brotes de enfermedades animales extranjeras. "Resumen del presupuesto de la Dirección de Ciencia y Tecnología, año fiscal 2023", Departamento de Ciencia y Tecnología de Seguridad Nacional Directorio, marzo de 2022: S&T – R&D - 60, https://www.dhs.gov/sites/default/files/ 2022-03/Science%20and%20Technology%20Directorate_Remediated.pdf.

Aunque las agencias y programas federales de I+D generalmente no se enfocan exclusivamente en la agricultura climáticamente inteligente, muchos de ellos financian cantidades sustanciales de investigación relevante, como se detalla en las siguientes tres secciones.

Para estimar los niveles agregados de apoyo de las agencias de investigación y desarrollo del USDA para la agricultura climáticamente inteligente, mapeamos las 61 "áreas de conocimiento" para las cuales NIFA y ARS informan los gastos totales en cinco categorías relacionadas con la agricultura climáticamente inteligente: productividad, mitigación, adaptación, bioenergía, Nota: Cuando es posible, informamos la bioenergía por separado de otros fondos para la mitigación del cambio climático. y otros (ver Apéndice A para más detalles). Aunque este enfoque omite la financiación de ERS y NASS del USDA, estas agencias representan solo el 9 % del gasto total en I+D del USDA; además, el USDA estima que solo tenían alrededor de $ 6 millones en fondos relacionados con el clima en el año fiscal 21. "Resumen del presupuesto del año fiscal 2021 del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos", USDA, consultado el 25 de octubre de 2022, https://www.usda.gov/sites /default/files/documents/usda-fy2021-budget-summary.pdf. Comunicación personal, personal del USDA, 1 de julio de 2022.

La mayor parte del gasto de NIFA y ARS se centra en I+D para aumentar la producción y la productividad, generalmente mediante la mejora de los rendimientos de cultivos y ganado y la reducción de pérdidas por plagas, enfermedades y otras amenazas (Figura 5). Por ejemplo, NIFA propuso destinar el 48 % del presupuesto de AFRI en el año fiscal 21 a sus áreas prioritarias de producción y sanidad vegetal y animal. 26 de febrero de 2022, https://www.usda.gov/sites/default/files/documents/19nifa2021notes.pdf. Del mismo modo, las áreas del programa de producción y protección de cultivos y ganado del ARS tenían un presupuesto de $ 776 millones, el 56% del financiamiento total del programa de investigación. https://www.usda.gov/sites/default/files/documents/21-2023-ARS.pdf.

La I+D que aumenta los rendimientos y otras formas de productividad es clave tanto para la mitigación como para la adaptación climática. En pocas palabras, las mejoras en la productividad total de los factores, definidas como un aumento en la producción en relación con todos los insumos utilizados, pueden permitir a los agricultores producir más con menos tierra, recursos y emisiones. Las innovaciones y la investigación que ayudan a los agricultores a mantener o aumentar los rendimientos en las condiciones actuales o futuras (p. ej., bajo estrés hídrico o altas temperaturas) también contribuyen inherentemente a la adaptación climática. Por ejemplo, los esfuerzos de investigación en etapa inicial dirigidos por la Universidad de Illinois para desarrollar cultivos con fotosíntesis más eficiente podrían permitir a los agricultores aumentar los rendimientos incluso en condiciones meteorológicas y climáticas adversas o menos predecibles". El tercer avance demuestra que los trucos fotosintéticos pueden aumentar el rendimiento, conservar Water", FFAR, 10 de agosto de 2020, https://foundationfar.org/news/third-breakthrough-demonstrates-photosynthetic-hacks-can-boost-yieldconserve-water/.

Dentro del USDA, una cantidad creciente pero aún relativamente pequeña de financiamiento apoya proyectos directamente relacionados con la mitigación y adaptación climática (Figura 5). Con base en el análisis del financiamiento total por área de conocimiento, estimamos que en el año fiscal 2019, NIFA asignó aproximadamente $117 millones a la mitigación climática y $86 millones a la adaptación y la ciencia climática relacionada, el año más reciente para el cual hubo datos disponibles. Con base en un análisis de los fondos informados por ARS por área de conocimiento, estimamos que la agencia asignó $107 y $143 millones a la mitigación y adaptación climática, respectivamente, en el año fiscal 2019. En total, NIFA y ARS gastaron hasta $453 millones en proyectos relacionados con la mitigación y la adaptación, o el 20 % de su financiamiento total. reeis.usda.gov/content/trends.

Nuestras cifras difieren mucho de las estimaciones más recientes del USDA sobre gastos relacionados con el clima. Por el contrario, el USDA estima que sus agencias de investigación (ARS, NIFA, ERS y NASS) dedicaron solo $184 millones en fondos del año fiscal 21 para actividades relacionadas con energía limpia, mitigación climática y adaptación/resiliencia climática (Figura 6). Incluyen en este total $ 90 millones de agencias que el USDA ha identificado como apoyo al Programa de Investigación de Cambio Global de EE. UU. (USGCRP), una iniciativa interinstitucional para coordinar la investigación sobre el cambio ambiental global y sus implicaciones. Solicitud de tabulación especial de USDA OBPA a Dan Blaustein-Rejto , 1 de julio de 2022.

Las estimaciones para NIFA y ARS $ 105 millones para ARS y $ 73 millones para NIFA. son menos de la mitad de grandes que las nuestras, destacando varias limitaciones de ambas figuras:

Para estimar tendencias de financiamiento más detalladas y abordar las limitaciones de nuestro análisis agregado, realizamos un análisis de texto de los proyectos financiados por NIFA, FFAR, ARPA-E y NSF. Informamos el financiamiento para las mayores fuentes de GEI agrícolas que informa la EPA: manejo de suelos agrícolas, fermentación entérica, manejo de estiércol y cultivo de arroz, así como secuestro de carbono del suelo. Sin embargo, el análisis del texto no aborda todas las limitaciones descritas anteriormente. Además, los datos detallados de financiamiento o gastos a nivel de proyecto no están disponibles para ARS. Por lo tanto, aunque incluimos ARS en nuestras estimaciones de financiamiento total de I+D para la mitigación climática, no desagregamos más el financiamiento ni comparamos directamente el financiamiento de ARS y otras agencias.

Estimamos que NIFA, FFAR, ARPA-E y NSF proporcionaron $134 millones en financiamiento por año, en promedio, para la mitigación climática agrícola desde el año fiscal 2017 hasta 2021. Tenga en cuenta que FY19 es el año más reciente para el cual los niveles de financiamiento de ARS por conocimiento área están disponibles. Como muestra la Figura 6, el USDA informa que el ARS financió $39 millones adicionales en el año fiscal 21 relacionados con la mitigación de emisiones y hasta $104 millones si también se incluye el financiamiento del USGCRP. Estimamos que la financiación podría haber sido tan alta como $ 107 millones en 2019. El USDA informa que ARS promulgó una financiación FY21 de $ 39 millones para "energía limpia y mitigación climática", $ 65 millones para USGCRP (todo lo cual podría estar potencialmente relacionado con la mitigación) y $1 millón para "adaptación/resiliencia". Incluyendo este rango de estimaciones de financiamiento del ARS, estimamos que el financiamiento reciente de las agencias de investigación y desarrollo para la mitigación del cambio climático en la agricultura ha totalizado entre $173 y $241 millones por año.

Al igual que en el análisis agregado de la sección anterior, encontramos que hay más fondos de investigación y desarrollo del USDA para proyectos de mitigación de lo que estima la propia agencia. Por ejemplo, estimamos que NIFA gastó aproximadamente $143 millones en proyectos relacionados con la mitigación en el año fiscal 21, casi tres veces más que la cifra de $51 millones del USDA.

Independientemente de qué estimación se considere, la financiación federal de I+D para la mitigación climática agrícola es sustancialmente menor que para la energía limpia, incluso representando la parte más pequeña de las emisiones nacionales de la agricultura. En 2020, la energía (p. ej., electricidad, transporte, calefacción y refrigeración) representó ocho veces más emisiones de GEI que la agricultura". Explorador de datos de inventario de gases de efecto invernadero", EPA de EE. UU., 2022, https://cfpub.epa.gov/ghgdata /inventoryexplorer/ #iallsectors/allsectors/allgas/inventsect/all. Sin embargo, el gobierno de EE. UU. gastó entre 35 y 49 veces más en innovación de energía limpia en 2020 (~$ 8400 millones) que las agencias de I+D gastaron en mitigación climática en la agricultura. Chad Smith y David Hart, "The 2021 Global Energy Innovation Index: National Contributions to theGlobal Clean Energy Innovation System", octubre de 2021: 18, https://www2.itif.org/2021-global-energyinnovation-index.pdf. Esto muestra que la innovación agrícola climáticamente inteligente en su conjunto está siendo seriamente subfinanciada en relación con la innovación relacionada con el clima en otros sectores y subraya el importante potencial de mitigación del sector agrícola.

Durante 2017–2021, la mayoría de los fondos de mitigación se asignaron a proyectos relacionados con la captura de carbono en el suelo, en promedio $121 millones por año (Figura 7). Los proyectos incluyen aquellos que buscan comprender o mejorar la salud del suelo, el carbono del suelo o la materia orgánica del suelo. Por ejemplo, AFRI financió un proyecto plurianual de $10 millones dirigido por la Universidad Estatal de Carolina del Norte para crear herramientas que ayuden a los agricultores a adoptar y administrar cultivos de cobertura. Las actividades del proyecto incluyen la evaluación del rendimiento de los cultivos de cobertura en 200 ubicaciones, el desarrollo de procesos para estimar el rendimiento utilizando imágenes de teledetección y la creación de calculadoras que permitan a los agricultores evaluar las necesidades de nutrientes de sus campos cuando utilizan cultivos de cobertura". Systems through Cover Crops and an Innovative Information and Technology Network", USDA NIFA, 2019, https://portal.nifa.usda.gov/web/crisprojectpages/1019717-enhancing-the-sustainability-of-us-cropping-systems- a través de cultivos de cobertura y una red innovadora de información y tecnología.html.

La segunda mayor parte de los fondos de mitigación de las agencias de investigación y desarrollo, un promedio de $14 millones por año, se destinó a la gestión de suelos agrícolas, la mayor fuente de emisiones agrícolas de EE. UU. (Figura 7). Los proyectos de gestión del suelo incluyen aquellos que tienen como objetivo mejorar la eficiencia con la que los cultivos usan nitrógeno, comprender mejor o mejorar la capacidad de los cultivos para fijar nitrógeno del aire y, de lo contrario, reducir las emisiones de óxido nitroso de la aplicación de fertilizantes y fuentes biológicas de nitrógeno.

Al igual que con otras áreas de I+D climáticamente inteligente, la financiación para reducir las emisiones de la fermentación entérica fue desproporcionadamente baja en relación con su impacto climático. Desde 2017, la fermentación entérica (parte del proceso digestivo del ganado y otros rumiantes) representó más del 25 % de las emisiones antropógenas totales de metano de EE. UU. y el 28 % de las emisiones agrícolas totales de EE. UU. US EPA, "Greenhouse Gas Inventory Data Explorer". Además, la reducción de las emisiones de metano también tiene beneficios a corto plazo (ver Cuadro 1). Sin embargo, los proyectos para comprender, medir, monitorear y reducir las emisiones de metano entérico recibieron solo $2 millones por año desde 2017 hasta 2021 (Figura 7). Aunque esta cantidad no incluye la investigación realizada por ARS, debido a las limitaciones de datos, es una porción relativamente pequeña de la financiación total. El financiamiento para el metano entérico representó menos del 2 % del financiamiento que no proviene del ARS para la mitigación climática agrícola y el 9 % del financiamiento para la reducción de emisiones (excluyendo el secuestro de carbono del suelo). Esto sugiere una oportunidad significativa para una mayor inversión.

A pesar de contar con fondos insuficientes hasta la fecha, la financiación de I+D para proyectos relacionados con el metano entérico está aumentando. Por ejemplo, los proyectos de ley de gastos del Congreso del año fiscal 2019 al año fiscal 21 han incluido al menos $1 millón para que la Unidad de Investigación de Manejo de Nutrientes del Ganado mantenido por el ARS estudie el potencial del bromoformo, un compuesto producido por las algas rojas, para reducir las emisiones de metano entérico. Administración de Alimentos y Medicamentos y Ley de Asignaciones de Agencias Relacionadas, 2019", 115.º Congreso, 2.ª sesión, 24 de mayo de 2018: 21, https://www.govinfo.gov/content/pkg/CRPT-115srpt259/pdf/CRPT-115srpt259. pdf. Y en 2022, el FFAR anunció que igualaría las contribuciones de la industria hasta $2.5 millones para la Greener Cattle Initiative, un esfuerzo de cinco años para reducir las emisiones de metano entérico. "FFAR Consortium to Reduce Methane Emissions from Cattle", Foundation for Food & Agriculture Research , 4 de mayo de 2022, https://foundationfar.org/news/ffar-consortium-to-reduce-methane-emissions-from-cattle/. Además, el programa de Sistemas de Agricultura Sostenible (SAS) de AFRI anunció una subvención de $ 10 millones en 2021 a Colby College para un estudio de cinco años sobre la eficacia, seguridad, viabilidad y percepción del consumidor de los aditivos alimentarios a base de algas para el ganado lechero de EE. UU.". $ 10 Million Announced to Support Algae-Feed Research for US Dairy", Bigelow Laboratory for Ocean Sciences", 6 de octubre de 2021, https://www.bigelow.org/news/articles/2021-10-06.html. estos esfuerzos, el financiamiento sigue siendo más bajo que para muchas otras estrategias de mitigación climática y más bajo de lo que recomiendan los grupos de estudio. aditivos.Tim Searchinger et al., "Opportunities to Reduce Methane Emissions from Global Agriculture", noviembre de 2021: 3, 15, https://scholar.princeton.edu/sites/default/files/methane_discussion_paper_nov_2021.pdf.

Aunque la discrepancia es menos marcada que para el metano entérico, el financiamiento para la investigación sobre el manejo del estiércol también es bajo en relación con las contribuciones de estas actividades a las emisiones agrícolas totales. La gestión del estiércol recibió $4 millones por año, o el 3 % de los $134 millones de fondos totales de mitigación, pero representó alrededor del 13 % de las emisiones. Por el contrario, casi $4 millones por año, alrededor del 3% del financiamiento total de mitigación (excluyendo ARS), se asignó a reducir las emisiones de metano del cultivo de arroz, que fue responsable de solo el 2,4% de las emisiones agrícolas de EE. UU.

Aunque la mayor parte de las emisiones de GEI de EE. UU. se derivan del dióxido de carbono (CO2), "Explorador de datos de inventario de gases de efecto invernadero", EPA, 2022. Las pronunciadas emisiones de metano (CH4) del sector agrícola brindan oportunidades importantes para reducir los impactos climáticos. Esto se debe a (1) el alto potencial de calentamiento global del metano en comparación con el dióxido de carbono y (2) los beneficios a corto plazo de reducir las emisiones de metano relacionadas con su vida útil más corta en la atmósfera. Aunque el metano permanece en la atmósfera durante solo 10 años, juega un papel muy importante en el calentamiento a corto plazo. Esto se debe a que el metano puede atrapar alrededor de 80 veces más calor que el dióxido de carbono durante un período de 20 años para emisiones iniciales iguales. Change, Valérie Masson-Delmotte et al., eds. (IPCC: 2021), https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/.

Por lo tanto, el impacto potente pero de corta duración del metano lo ha convertido en un importante contribuyente al calentamiento que el planeta ha experimentado hasta la fecha: los últimos hallazgos científicos sugieren que las emisiones de metano de las actividades humanas representan al menos el 25% del calentamiento. Cambio climático 2021: La base de la ciencia física. Esto también significa que reducir rápidamente la tasa de emisiones antropogénicas reducirá la tasa de calentamiento atmosférico y ayudará a limitar el calentamiento máximo. Ilissa B. Ocko et al., "Acting Rapidly to Deploy Ready Available Methane Mitigation Measures by Sector Can Immediately Slow Global Warming , "Environmental Research Letters 16, no. 5 (2021): 054042, https://doi.org/10.1088/1748-9326/abf9c8. Aun así, la concentración de metano en la atmósfera es más de 2,5 veces los niveles preindustriales y continúa aumentando. Cambio climático 2021: la base de la ciencia física.

La fermentación entérica del ganado es la mayor fuente de emisiones de metano en los Estados Unidos y representó alrededor del 25 % de las emisiones totales de metano del país en 2020. La gestión del estiércol representó el 9 % de las emisiones totales de metano y el cultivo de arroz el 2 %. "Inventario de emisiones y sumideros de gases de efecto invernadero de EE. UU.", 2-20 Por lo tanto, la reducción de las emisiones de metano por libra de carne o productos lácteos tiene un gran potencial para reducir las emisiones sin alterar significativamente los sistemas alimentarios o los hábitos dietéticos.

La reducción de las emisiones de metano agrícola puede desempeñar un papel importante en el cumplimiento de los compromisos de EE. UU. en virtud del Acuerdo de París de 2015Acción climática de las Naciones Unidas, "El Acuerdo de París", https://www.un.org/en/climatechange/parisagreement. y es una parte fundamental para evitar las peores consecuencias del cambio climático. Una creciente literatura describe los muchos beneficios a largo plazo de la mitigación del metano, así como la importancia de la acción temprana. Aixue Hu et al., 2013, "Mitigation of Short-Lived Climate Pollutants Slows Sea-Level Rise", Nature Climate Change 3 ( 14 de abril de 2013): 730–34, https://doi.org/10.1038/nclimate1869. Kirsten Zickfeld, Susan Solomon y Daniel M. Gilford, "Centuries of Thermal Sea-Level Rise due to Anthropogenic Emissions of Short-Lived Greenhouse Gases", Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. 114, no. 4 (enero de 2017): 657–62, https://doi.org/10.1073/pnas.1612066114. Ocko et al., "Actuar rápidamente para implementar medidas de mitigación de metano fácilmente disponibles". Tianyi Sun, Ilissa B. Ocko y Steven P. Hamburg, "El valor de la mitigación temprana del metano para preservar el hielo marino del verano en el Ártico", Environmental Research Letters 17, no. 4: 044001 (marzo de 2022), https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac4f10.

De 2017 a 2021, la mayoría de los fondos para actividades de mitigación climática se originaron en ARS, AFRI, ARPA-E, subvenciones de capacidad Hatch para universidades con concesión de tierras, FFAR y SARE. La financiación sustancial adicional provino de varias direcciones de la NSF, como Ciencias Biológicas (BIO) y la OIA (Figura 8).

Dentro del ARS, varios programas y centros de investigación (también conocidos como unidades de investigación) apoyan investigaciones de mitigación particularmente importantes. Por ejemplo, el programa Suelo y Aire dentro del Área del Programa de Gestión Ambiental tiene como objetivo comprender los efectos que el cambio climático tiene en la agricultura y los métodos a través de los cuales la agricultura puede adaptarse al cambio climático, entre otros temas. Programa Nacional 212: Suelo y Aire: Estratégico Vision", USDA ARS, https://www.ars.usda.gov/naturalresources-and-sustainable-agricultural-systems/soil-and-air/. Por ejemplo, un proyecto de investigación en Arkansas está trabajando en varios objetivos, incluida la vinculación de la agricultura de precisión y las tecnologías de mapeo digital del suelo para optimizar la rentabilidad y la sostenibilidad en la granja. Lands", USDA ARS, https://www.ars.usda.gov/research/project/?accnNo=435714. Otro programa ambiental, Sistemas Agrícolas Sostenibles, apoya a los productores en el desarrollo de información y tecnologías integradas para resolver problemas relacionados con la productividad, la rentabilidad, la eficiencia energética y la administración de los recursos naturales. "Programa Nacional 216: Investigación de Sistemas Agrícolas Sostenibles: Visión Estratégica", USDA ARS, https://www.ars.usda.gov/natural-resources-and-sustainable-agricultural-systems/sustainable-agriculturalsystems-research/. Un proyecto de investigación en Missouri busca mejorar los enfoques tradicionales de modelado de carbono del suelo mediante el uso de mediciones de múltiples sensores de suelo y técnicas de aprendizaje automático. "Proyecto de investigación: Adaptación del aprendizaje profundo para el mapeo tridimensional del carbono del suelo", USDA ARS, https://www .ars.usda.gov/research/project/?accnNo=440395.

La Red de Investigación de Agroecosistemas a Largo Plazo (LTAR) del ARS también apoya la mitigación al vincular los sitios de investigación experimental del ARS que recopilan datos a largo plazo sobre la sostenibilidad agrícola, el cambio climático, los servicios del ecosistema y la conservación de los recursos naturales con sitios asociados operados por instituciones de investigación, como universidades. .Mark R. Walbridge y Steven R. Shafer, "Una red de investigación de agroecosistemas a largo plazo (LTAR) para la agricultura", USDA ARS, https://www.ars.usda.gov/ARSUserFiles/np211/LTAR%20Walbridge %20and%20Shafer%202011%20Paper.pdf. Los sitios LTAR a menudo realizan investigaciones relacionadas con la mitigación climática (ver Cuadro 2). ARS también ha apoyado la investigación sobre metano entérico, entre muchas otras áreas, en centros de investigación en University Park, Pensilvania; madison, wisconsin; Bushland, Texas; y Beltsville, Maryland, entre otros sitios. Aunque la falta de financiamiento a nivel de proyecto o datos de gastos para ARS nos impide analizar cuánto financiamiento proporcionan estos programas o centros para la mitigación, el financiamiento para el Programa de administración ambiental ha ido aumentando gradualmente, aunque a un ritmo más lento que el financiamiento total del programa ARS ( Tabla 2).

Dentro de AFRI, la mayor parte del financiamiento relacionado con la mitigación se encuentra bajo el programa SAS, que ha otorgado alrededor de $80 millones en subvenciones competitivas anualmente para proyectos a largo plazo desde 2019. Alrededor del 30 % del financiamiento total del programa SAS se ha destinado a proyectos relacionados con la mitigación. representa el 57% de la financiación relacionada con la mitigación de AFRI desde 2019. AFRI también proporciona una financiación sustancial de mitigación (un estimado de $ 11 millones por año para 2017-2021) bajo su área prioritaria "Bioenergía, recursos naturales y medio ambiente". Esta área prioritaria, una de seis, apoya proyectos para "promover, mejorar y mantener agroecosistemas saludables y los recursos naturales que son esenciales para la producción sostenida a largo plazo de bienes y servicios agrícolas". Programa Fundacional y de Ciencias Aplicadas", USDA NIFA, 17 de julio de 2020: 7, 37, https://www.nifa.usda.gov/sites/default/files/rfa/FY-2021-2022-AFRI-Foundational-and -Ciencia-aplicada-RFA-Final-07172020.pdf. En el año fiscal 21, esta área otorgó alrededor de $ 33 millones a proyectos, USDA NIFA, "Programa de subvenciones competitivas de la iniciativa de investigación de alimentos y agricultura", 9. incluidos alrededor de $ 13 millones a proyectos que evalúan el efecto de las prácticas agrícolas en la dinámica del suelo y desarrollan enfoques innovadores para comprender mejor y gestionar la salud del suelo y la sostenibilidad agrícola. Cantidades significativas (aunque menores) de financiamiento para proyectos de mitigación provienen de otras áreas prioritarias como "Sanidad vegetal y producción y productos vegetales". Véase el Recuadro 3 para ejemplos de proyectos AFRI.

La Estación Biológica Archbold, en asociación con la Universidad de Florida, es uno de los 18 sitios en los Estados Unidos que forman parte de la red de Investigación de Agroecosistemas a Largo Plazo (LTAR) del USDA ARS. Gran parte de la investigación de la estación se lleva a cabo en el rancho Buck Island de Archbold, una operación de trabajo de vacas y terneros de 10,500 acres con 3,000 cabezas de ganado, que sirve como un laboratorio viviente para la investigación ecológica a largo plazo. Los estudios en el rancho han encontrado que los pastos seminativos pastoreados en el sitio son un sumidero neto de CO2, absorbiendo más a través de la fotosíntesis de lo que liberan y tienen un impacto climático menor incluso después de tener en cuenta el metano generado por el ganado. Un estudio separado encontró que los pastos pastoreados almacenan más carbono que los pastos sin pastoreo, lo que tiene un impacto climático menor incluso después de tener en cuenta el metano generado por el ganado. Los investigadores de Archbold continúan estudiando las emisiones de GEI de los pastizales y las operaciones de pastoreo y cómo reducirlas, incluso mediante la administración de suplementos alimenticios para el ganado. Betsey Boughton, Grégory Sonnier y Hilary Swain, "Gases, Grasses, and Cows", Florida Cattleman and Livestock Journal, septiembre de 2020.

El óxido nitroso (N2O) es un potente gas de efecto invernadero con 298 veces el potencial de calentamiento del CO2 durante 100 años. Los suelos agrícolas son actualmente la principal fuente antropogénica de N2O, el resultado de la aplicación de fertilizantes nitrogenados y estiércol. Nathaniel C. Lawrence et al., "Las emisiones de óxido nitroso de los suelos agrícolas desafían la sostenibilidad climática en el cinturón de maíz de EE. UU." Actas de la Academia Nacional de Ciencias de USA 118, no. 46 (2021): e2112108118, https://doi.org/10.1073/pnas.2112108118.

La Universidad Estatal de Pensilvania recibió una subvención AFRI de $ 288,500 en 2018 para investigar los impactos de varias prácticas de manejo del suelo (es decir, labranza reducida, cultivo de cobertura y aplicación de estiércol) en la emisión de nitrógeno del suelo. Lo hizo mediante el estudio de los microbios del suelo que evitan que el nitrógeno se libere a la atmósfera. "Consumo de óxido nitroso en suelos bajo gestión adaptativa al cambio climático", Sistema de información de investigación actual USDA NIFA, 1 de mayo de 2018, https://cris.nifa .usda.gov/cgi-bin/starfinder/ 0?path=-fastlink1.txt&id=anon&pass=&search=R=78935&format=WEBFMT6NT. Las muestras de suelo que analizó el estudio provenían de parcelas de investigación establecidas y apoyadas por otros dos programas del USDA: Investigación y Educación Agrícola Sostenible del Noreste (SARE) y la Red de Investigación de Agroecosistemas a Largo Plazo (LTAR) del USDA ARS. Las subvenciones de AFRI también han apoyado un esfuerzo de Penn State que condujo al descubrimiento de un gen en los cultivos que aumenta la capacidad de absorción de nitrógeno y regula el ángulo de crecimiento de las raíces. La falta de este gen permite que las raíces crezcan en ángulos más pronunciados, lo que a su vez ayuda a que las raíces crezcan más profundamente en el suelo. Hannah M. Schneider et al., "Root Angle in Maize Influences Nitrogen Capture and Is Regulated byCalcineurin B-Like Protein (CBL)–Serina/treonina–proteína quinasa 15 interactiva (ZmCIPK15)," Plant, Cell & Environment 45, no. 3 (2022): 837–53, https://doi.org/10.1111/pce.14135. Este descubrimiento puede ayudar a producir cultivos que reduzcan la contaminación de las aguas subterráneas y las emisiones de N2O.

La Universidad de Lehigh (Bethlehem, Pensilvania) recibió una subvención AFRI de $ 434,809 en 2020 para desarrollar, sintetizar y probar un fertilizante novedoso que utiliza rocas, minerales y desechos de yeso de paneles de yeso como fuentes de nutrientes. Este enfoque podría reducir las emisiones de N2O y la escorrentía de nitrógeno al tiempo que aumenta la disponibilidad de macronutrientes (Ca, Mg y S) y micronutrientes (Zn y Cu) en el suelo para los cultivos. "Mechanochemical Synthesis of Nitrogen Efficient Fertilizer Materials", USDA NIFA Current Research Sistema de Información, 1 de junio de 2020, https://cris.nifa.usda.gov/cgi-bin/starfinder/0?path=fastlink1.txt&id=anon&-pass=&search=R=88112&format=WEBLINK.

Por cada dólar de financiamiento, SARE, OREI y FFAR proporcionan más dinero para proyectos directamente relacionados con la mitigación climática que otras agencias y programas de I+D que tienen al menos $4 millones en financiamiento relacionado con la mitigación por año (Figura 9). El financiamiento de las tres agencias apoya predominantemente los esfuerzos de secuestro de carbono del suelo. Los proyectos relacionados con el carbono del suelo representaron aproximadamente el 41%, 34% y 28% de sus respectivos gastos de 2017 a 2021.

Aunque no presentamos niveles de financiamiento por área de mitigación para ARS debido a limitaciones de datos, la agencia parece proporcionar financiamiento sustancial para proyectos relacionados con el manejo de estiércol y manejo de suelos agrícolas, en comparación con otras agencias. De un total aproximado de 690 proyectos de investigación, ARS tiene más de 80 proyectos relacionados con estiércol y más de 130 relacionados con fertilizantes. Basado en una búsqueda de "estiércol" y "fertilizante" en todos los campos de los proyectos de ARS, https://www.ars. usda.gov/research/projects, consultado el 4 de noviembre de 2022 e informes de aproximadamente 690 proyectos de investigación de https://www.ars.usda.gov/research/programs/. Por ejemplo, el sitio de Manejo de Recursos de las Grandes Llanuras Centrales del ARS en Akron, Colorado, está estudiando los efectos a largo plazo del estiércol en el carbono del suelo y el rendimiento de los cultivos. , USDA ARS, 31 de marzo de 2022, https://www.ars.usda.gov/research/project/?accnNo=442147. En Kimberly, Idaho, los investigadores del ARS están estudiando cómo el uso a largo plazo del estiércol, la labranza reducida y los cultivos de cobertura afectan las emisiones de óxido nitroso y el rendimiento de los cultivos". (NZI)", USDA ARS, 1 de mayo de 2021, https://www.ars.usda.gov/research/project/ ?accnNo=440181. Y el ARS tiene un esfuerzo multisitio para evaluar la capacidad de las tecnologías innovadoras de fertilizantes como los EEF, los sistemas de aplicación de fertilizantes de precisión y el biocarbón para reducir las pérdidas de nutrientes y mejorar la eficiencia". , USDA ARS, 19 de abril de 2021, https://www.ars.usda.gov/research/project/ ?accnNo=440170. Sin embargo, sin que el ARS informe el financiamiento a nivel de proyecto, el financiamiento de la agencia para las áreas de mitigación no se puede comparar con el de otras agencias. Los informes más detallados del ARS sobre el financiamiento a nivel de proyecto o el financiamiento para diferentes áreas de mitigación climática permitirían una mejor evaluación y comparación.

El FFAR otorga alrededor del 29% de los fondos a proyectos de mitigación, gran parte de ellos a proyectos relacionados con el secuestro de carbono del suelo, y una mayor parte de su financiación total (1,4%) al metano entérico que la que asignan otras agencias y programas. El FFAR apoya y opera varios esfuerzos de mitigación a largo plazo y a gran escala. El FFAR, US Farmers & Ranchers in Action y la Organización Mundial de Agricultores han obtenido al menos $15 millones en fondos de PepsiCo, McDonald's, The Nature Conservancy y otras organizaciones para formar AgMission, una iniciativa global para lograr emisiones de GEI agrícolas netas negativas. . La iniciativa comprende una amplia variedad de proyectos, incluida la prueba de incentivos para que los agricultores adopten prácticas de salud del suelo, el desarrollo de revisiones y metanálisis sobre investigación climáticamente inteligente y el desarrollo de un marco de datos integral e interoperable para la mitigación y adaptación climática". The Nature Conservancy Se une al innovador esfuerzo para movilizar la agricultura para luchar contra el cambio climático", FFAR, 9 de febrero de 2022, https://foundationfar.org/news/the-nature-conservancy-joins-groundbreakingeffort-to-mobilize-agriculture-to-fight-climate -cambiar/. Además, el FFAR financia proyectos de investigación, consorcios y programas que tienen como objetivo mejorar la salud del suelo, una de las seis áreas prioritarias de investigación de la fundación. Por ejemplo, en 2019, FFAR otorgó alrededor de $746 000 (igualados por una cantidad igual de fondos no federales) a la Universidad Estatal de Iowa para estudiar cómo las franjas de pradera podrían integrarse mejor en los campos de maíz y soya para mejorar la salud del suelo, la erosión y la rentabilidad agrícola". La subvención FFAR mejora la salud del suelo y aumenta la sostenibilidad agrícola", FFAR, 1 de abril de 2019, https://foundationfar.org/news/ffar-grant-improves-soil-health-and-increases-farm-sustainability/. En 2021, FFAR anunció un premio de $5 millones, igualado por Stonyfield Organic y Stonyfield Foundation, a Wolfe's Neck Center en Freeport, Maine, para desarrollar OpenTEAM. Esta plataforma brinda a los agricultores un mejor acceso a las herramientas existentes y nuevas para la medición del carbono del suelo, el mantenimiento de registros, el análisis y otras actividades relacionadas con la gestión del suelo, al tiempo que reduce la entrada de datos de los agricultores. "Ecosistema de tecnología abierta para la gestión agrícola (OpenTEAM)", FFAR, consultado el 26 de octubre de 2022, https://foundationfar.org/grants-funding/grants/open-technology-ecosystem-for-agriculturalmanagement-openteam/.

En 2018, el FFAR otorgó una subvención de $50 000 a Elm Innovations y la Universidad de California, Davis, para estudiar el potencial de las algas marinas rojas, Asparagopsis armata, para reducir las emisiones de metano del ganado lechero cuando se agregan a sus dietas. La investigación, con más de $350 000 en fondos equivalentes y otras contribuciones, fue la primera de su tipo en los Estados Unidos. "FFAR Awards Grant to Reduce Methane Emissions from Dairy Cattle", Foundation for Food & Agriculture Research, 9 de octubre de 2018, https: //foundationfar.org/news/ffar-awards-grant-to-reduce-methaneemissions-from-dairy-cattle/. Finalmente, descubrió que alimentar con algas rojas a las vacas lecheras reducía sus emisiones de metano entérico en más del 50 %. Breanna M. Roque et al., "La inclusión de Asparagopsis armata en la dieta de las vacas lecheras lactantes reduce las emisiones de metano entérico en más del 50 por ciento", Journal de Producción más Limpia 234 (10 de octubre de 2019): 132–38, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.06.193. Desde que concluyó el proyecto, Elm Innovations (ahora Blue Ocean Barns) ha recaudado casi $27 millones en fondos. Blue Ocean Barns, "Blue Ocean Barns Completes $20 Million Series a Financing, Accelerating Solution to Agricultural Methane Emissions", PR Newswire, 13 de julio de 2022, https://www.prnewswire.com/newsreleases/blue-ocean-barns-completes-20-million-series-a-financing-accelerating-solution-to-agriculturalmethane-emissions-301585454.html. En 2022, el Departamento de Alimentos y Agricultura de California aprobó su producto de algas marinas secas como Considerado generalmente como seguro para su uso como ayuda digestiva, y la empresa se asoció con empresas como Ben and Jerry's, lo que ilustra los beneficios a corto plazo que la financiación de FFAR puede have.Blue Ocean Barns, "Moviéndose para reducir drásticamente las emisiones de metano de los productos lácteos, Ben & Jerry's, Clover Sonoma y Straus Family Creamery firman acuerdos para implementar el suplemento alimenticio para ganado de algas marinas de Blue Ocean Barns", PR Newswire, 9 de mayo de 2022, https ://www.prnewswire.com/news-releases/moving-todramatically-reduce-dairy-methane-emissions-ben--jerrys-clover-sonoma-and-straus-family-creamery-signagreements-to-roll-out- algas-alimento-para-ganado-suplemento-de-blue-ocean-barns-301542264.html.

Para identificar aún más las brechas potenciales en el financiamiento de I+D, también comparamos los niveles de financiamiento que las prácticas y tecnologías agrícolas recibieron de los programas de NIFA, FFAR y ARPA-E con su potencial de mitigación climática. Estimamos los niveles de financiamiento anual, promediados entre 2017 y 2021 y desglosados ​​por fuente de financiamiento, mediante el análisis de texto de los títulos y descripciones de los proyectos. Omitimos NSF debido a limitaciones de datos. Consulte el Apéndice A para obtener detalles sobre las palabras clave utilizadas para categorizar los proyectos.

Como muestra la Figura 10, la mayor cantidad de fondos, alrededor de $28 millones anuales, se dedicó a los cultivos de cobertura. Estimamos que NIFA, FFAR y ARPA-E proporcionaron un total de $ 15 millones, $ 9 millones, $ 7 millones y $ 7 millones para proyectos sobre cultivos de raíces mejoradas, labranza cero o reducida, agricultura de precisión y biocarbón, respectivamente. Todas las demás tecnologías y prácticas relacionadas con la mitigación climática que evaluamos recibieron menos de $4 millones por año. Estos incluyen tecnologías que requieren una investigación básica y aplicada sustancial para ser ampliadas, como los aditivos para piensos o los inhibidores de la ureasa y la nitrificación. Según un análisis separado de The Breakthrough Institute y Good Food Institute, NIFA y FFAR también han proporcionado alrededor de $3 millones por año en subvenciones para proyectos relacionados con nuevas alternativas a la carne y otras proteínas alternativas. Ron y Smith, "American National Competitiveness and the Future de carne."

En esta área también, no todas las tecnologías y prácticas recibieron una cantidad similar de financiamiento de NIFA, FFAR y ARPA-E en relación con su potencial de mitigación climática. La Figura 11 muestra la cantidad de financiamiento por tonelada métrica de potencial de mitigación, con base en estimaciones del potencial técnico de mitigación en los Estados Unidos de varias fuentes. Nuestro análisis no debe interpretarse como una sugerencia de que alguna práctica o tecnología en particular haya recibido demasiado o suficiente financiamiento. Más bien, muestra que sigue existiendo una brecha de financiamiento de I+D particularmente grande para algunas áreas clave, como los cultivos de raíces mejoradas y los aditivos para piensos que reducen el metano.

Las estimaciones del potencial de mitigación se obtienen de varias fuentes, que se detallan en el Apéndice B. Todas estas estimaciones reflejan estimaciones máximas o de nivel superior del potencial técnico de mitigación en los Estados Unidos. Como tales, no tienen en cuenta cómo los costos potenciales (p. ej., el costo de implementar prácticas agroforestales como el cultivo en callejones) pueden limitar la adopción. Estas fuentes utilizan diferentes métodos y suposiciones para estimar el potencial de mitigación en diferentes períodos de tiempo. Por lo tanto, los valores que se muestran en la Figura 11 deben verse como aproximaciones y compararse cuidadosamente entre sí. Además, la I+D relacionada con cada práctica o tecnología puede tener un impacto diferente en la adopción de la misma por parte de los agricultores, tanto en los Estados Unidos como a nivel mundial, y por lo tanto en la mitigación del cambio climático. Por ejemplo, aunque la agrosilvicultura recibe menos fondos de I+D que los inhibidores de la nitrificación en relación con su potencial de mitigación, un gasto adicional de 1 millón de dólares dirigido a la investigación sobre la agrosilvicultura en lugar de los inhibidores de la nitrificación no tendría necesariamente un mayor beneficio para el clima.

Se omiten varias prácticas de la Figura 11, ya que su potencial de mitigación es poco conocido o muy incierto. Por ejemplo, no conocemos ninguna estimación sólida representativa a nivel nacional del potencial de mitigación del pastoreo regenerativo. También omitimos la labranza cero y la agricultura de labranza reducida, dado que las evaluaciones recientes de estas prácticas sobre el potencial de mitigación suponen que no hay una mitigación neta de GEI o concluyen que no se puede garantizar que la labranza cero extraiga el CO2 atmosférico.Fargione et al., "Natural Soluciones Climáticas". Cai et al., "Disminución del almacenamiento de carbono en el suelo sin labranza".

Además, la lista de prácticas analizadas y mostradas en las Figuras 10 y 11 no es completa. Por ejemplo, no se incluye la financiación de proyectos de investigación centrados en medir el carbono del suelo, modelar el secuestro de carbono del suelo en diferentes entornos o comprender la dinámica de la fijación de nitrógeno. Estas áreas de investigación son relevantes e importantes. Sin embargo, la amplia gama de proyectos que se incluyen en estas áreas y su superposición con la investigación sobre prácticas agrícolas específicas (p. ej., labranza cero o cultivos de cobertura) nos impide estimar la financiación mediante el análisis de texto. Por lo tanto, el financiamiento total para todas las prácticas no es equivalente al nivel total de financiamiento para la mitigación climática presentado en las secciones anteriores.

Las agencias y programas federales de I+D brindan un apoyo crítico para la investigación básica y aplicada necesaria para avanzar en la mitigación y adaptación climática en la agricultura. Sin embargo, los niveles totales de financiación de I+D agrícola se han estancado, la financiación para la investigación centrada en la productividad ha disminuido y varias áreas de mitigación climática (en particular, el metano entérico) reciben una financiación de I+D particularmente baja en relación con su potencial de mitigación. Hay muchas opciones disponibles para reforzar los programas de I + D para abordar estas brechas.

La Ley Agrícola, que se renovará en 2023, determina los niveles de financiación obligatorios para varios programas de investigación. Históricamente ha proporcionado financiamiento obligatorio para FFAR y OREI. La Ley Agrícola de 2018 proporcionó a OREI fondos obligatorios, aumentándolos a $50 millones en el año fiscal 23. También lo agregó a la línea de base permanente, incluyéndolo efectivamente por defecto en futuras Leyes Agrícolas y brindando a los investigadores una mayor previsibilidad y garantía de financiamiento. El proyecto de ley de 2018 también proporcionó $185 millones en financiamiento obligatorio para FFAR, aunque no lo agregó a la línea de base.

Más allá de la Ley Agrícola, se pueden encontrar oportunidades adicionales para mejorar la innovación agrícola climáticamente inteligente en el proceso de asignaciones y en la legislación independiente. El ciclo de asignaciones anuales brinda una oportunidad para que los formuladores de políticas financien la I+D agrícola climáticamente inteligente y dirijan fondos adicionales a áreas con fondos insuficientes. Además, el Congreso ha propuesto previamente una legislación independiente para impulsar la I+D agrícola. Por ejemplo, en 2021, los senadores Dick Durbin (D-Ill.) y Jerry Moran (R-Kan.) presentaron la Ley America Grows en el Senado, al igual que los representantes Cheri Bustos (D-Ill.-17), Jimmy Panetta ( D-Calif.-20) y Kim Schrier (D-Wash.-8) en la Cámara. El proyecto de ley proponía aumentar los fondos para las agencias de investigación agrícola del USDA en un 5% anual sobre una base ajustada por inflación. El proyecto de ley se inspiró en la Ley de Curas del Siglo XXI, que cuando se aprobó en 2016, aumentó los fondos para los NIH. La aprobación de este proyecto de ley u otro similar contribuiría en gran medida a ampliar la capacidad de I+D para abordar mejor la miríada de desafíos que enfrenta el sistema agrícola.

Además, varios cambios administrativos podrían impulsar la I+D climáticamente inteligente. Además de dirigir la financiación a áreas de investigación desatendidas, el USDA debería mejorar el nivel de detalle y transparencia de los datos que proporciona sobre proyectos de I+D agrícola. Una base de datos centralizada y en la que se pueda realizar búsquedas sobre el gasto en I+D en todas las agencias y programas (incluidas las subvenciones y la investigación interna) proporcionaría más accesibilidad y transparencia. Esto no solo facilitaría análisis como los presentados anteriormente, sino que también podría ayudar a los investigadores y administradores de programas, quienes deben coordinar su trabajo con el de otros programas de investigación. Como parte de este objetivo, el USDA debe apuntar a que los datos sobre cómo el ARS gasta su presupuesto sean más transparentes. Sin financiamiento a nivel de proyecto o datos de gasto, no es posible estimar con precisión el gasto de ARS en mitigación climática u otras áreas. Además, las agencias de I+D deberían categorizar la financiación interna y externa con más detalle; por ejemplo, podrían establecer palabras clave consistentes en todas las agencias y programas utilizados para indicar si un proyecto está relacionado con la mitigación climática, la adaptación climática, el crecimiento de la productividad u otros temas.

El Congreso y el USDA recientemente ampliaron el apoyo para la adopción de prácticas agrícolas climáticamente inteligentes. La Ley de Reducción de la Inflación proporcionó aproximadamente $20 mil millones en fondos para programas de conservación que brindan a los agricultores asistencia técnica y financiera para adoptar prácticas y tecnologías beneficiosas para el medio ambiente. https://www.farmers.gov/inflation-reduction-investments. El USDA también anunció $2800 millones en subvenciones para asociaciones para productos básicos climáticamente inteligentes: 70 proyectos que tienen como objetivo expandir los mercados de productos básicos climáticamente inteligentes producidos en los Estados Unidos. Estos esfuerzos deberían aumentar la adopción de prácticas climáticamente inteligentes existentes y conducir a una mejor cuantificación de sus impactos climáticos. Emily Bass, "Las últimas inversiones del USDA en agricultura climáticamente inteligente son solo un comienzo", The Breakthrough Institute, 28 de septiembre de 2022, https://thebreakthrough.org/issues/food-agriculture-environment/the-usdaslatest-investments-in-climate-smart-agriculture-are-just-a-start.

A pesar de estos esfuerzos, ni la Ley de Reducción de la Inflación ni las Alianzas para Materias Primas Climáticamente Inteligentes brindan financiamiento sustancial para actividades críticas de I+D. La investigación financiada por agencias como NIFA, ARS y FFAR respalda la capacidad de los Estados Unidos para descarbonizar la agricultura. Sin ella, los productores agrícolas no tendrán acceso a herramientas, tecnologías y prácticas nuevas y mejoradas necesarias para minimizar su huella de carbono. En última instancia, se necesita un sólido sistema federal de I+D agrícola para apoyar la innovación climáticamente inteligente.

Dan Blaustein-Rejto es el Director del programa de Alimentos y Agricultura en Breakthrough.

Emily Bass es Subgerente de Política Federal para el programa de Alimentos y Agricultura en Breakthrough

Guido Núñez-Mujica es científico de datos sénior en Breakthrough

Jasmine Yu completó su Ph.D. en Bioquímica de la Universidad de Texas A&M, donde estudió los procesos genéticos y moleculares del desarrollo en el sorgo, un cultivo prometedor para biocombustibles.