L'expansion mondiale des surfaces cultivées, vouée à se poursuivre au rythme de la croissance démographique mondiale, exerce une pression considérable sur les écosystèmes naturels.
Leur exploitation conduit à des déséquilibres majeurs : tandis que les terres cultivées de manière intensive reçoivent des quantités excessives d'azote (N) et de phosphore (P), les terres agricoles à faible niveau d'intrants, pauvres en nutriments, souffrent de faibles rendements.
De plus, l'irrigation consomme environ 70 % des ressources d'eau douce et la culture des terres agricoles contribue à environ 5 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) d'origine anthropique – principalement le méthane (CH4) lié à la culture du riz paddy (non décortiqué) et l'oxyde nitreux (N2O) émis par les sols recevant des engrais azotés et du fumier.
En s'appuyant sur des modélisations, les chercheurs montrent qu'il serait possible de tirer l'ensemble des rendements agricoles actuels vers le haut en optimisant les apports d'engrais et en répartissant harmonieusement les seize plus grandes cultures sur l'ensemble des terres cultivées, à l'échelle mondiale.
Ces mesures permettraient de réduire de près de 50 % la superficie des terres cultivées nécessaire au maintien des volumes de production actuels, avec des quantités d'engrais inchangées à l'échelle mondiale. À titre indicatif, l'abandon des terres cultivées dans les principaux hot spots de la biodiversité et la libération uniforme de 20 % des terres cultivées représentent une réduction de près de 40 % des surfaces cultivées actuelles.
Cette nouvelle configuration présenterait enfin l'avantage de modérer les émissions de gaz à effet de serre imputables aux engrais et au riz paddy, ainsi que les besoins en eau d'irrigation. Cerise sur le gâteau, les terres auparavant cultivées et désormais épargnées recouvreraient leur capacité à piéger du carbone dans la végétation naturelle restaurée.