De inventiviteit van de mensheid bleek simpelweg groter te zijn dan haar voorplantingssnelheid. De landbouw heeft de laatste tweehonderd jaar door een aantal technologische doorbraken een enorme productiviteitsstijging laten zien.

Die stijging wist zowel de bevolkingsgroei als de welvaart-gedreven behoefte naar meer calorieën ruimschoots bij te houden. De voedselproductie per inwoner is de laatste zestig jaar - ondanks de meer dan verdubbeling van de wereldbevolking - met bijna 1% per jaar toegenomen.

De belangrijkste doorbraken kwamen vooral van de verdere mechanisatie van de landbouw, de verbeterde irrigatie, maar vooral door meer kennis over voeding, bemesting, genetica, pesticiden en herbiciden.

Nu komt er de komende jaren een extra complicatie bij om onze voedselproductie op te voeren: het veranderende klimaat. De combinatie van steeds vaker voorkomende overstromingen, periodes van droogte en bosbranden leidt in de toekomst waarschijnlijk tot meer woestijnvorming en waterschaarste. Volgens het laatste IPPC rapport leidt dit tezamen met de uitdijende steden uiteindelijk tot een reductie van de beschikbare landbouwgrond.

Ik ben van mening dat de inventiviteit van de mensheid haast onuitputtelijk is, zeker als hij met zijn rug tegen de muur staat. En dat is hier zeker het geval. Dus waar kunnen de technologische oplossingen mogelijk vandaan komen? Wat mij betreft zijn er drie richtingen waar we mogelijke doorbraken kunnen verwachten.

Met het steeds goedkoper digitaliseren van dna is er voor het eeuwenoude ambacht van veredelen van gewassen een nieuwe fase aangebroken. Een fase waarin sneller en goedkoper tot nieuwe gewassen kan worden gekomen die beter bestand zijn tegen minder of juist meer water. Zo wordt er bijvoorbeeld al jaren gezocht naar de ideale combinatie van Aziatische en Afrikaanse rijst, met de grotere opbrengst van de Aziatische variant, maar met juist de geringe dorst van de Afrikaanse variant.

Wellicht dat dna-onderzoek met behulp van de datacrushingmethode van kunstmatige intelligentie hier een oplossing kan bieden. Ook verdere robotisering kan de landbouwopbrengst nog verhogen: denk bijvoorbeeld aan drones die het gewas kunnen inspecteren of aan sensoren die de voedingsstoffen in de grond kunnen rapporteren.

Als zowel de hoeveelheid drinkwater als ook landbouwgrond schaars wordt, waarom gebruiken we dan niet de zee als alternatief? De zee als akker, maar dan niet voor het vangen van wilde vis maar voor het kweken van vis en ook van groenten.

Het kweken van zoutwatervissen is tot nu toen alleen gelukt met zalm, die op grote schaal wordt gekweekt in bijvoorbeeld de Noorse fjorden, maar ook voor de kust van Schotland. Het nadeel van deze manier van zalmkweken zijn de ziektes en parasieten die door de geringe doorstroming in fjorden een hardnekkig probleem kunnen zijn.

De Noorse kweker Salmar denkt hier een oplossing voor te hebben gevonden door de gehele kwekerij te verhuizen naar zee. Met behulp van een drijvend en volledig geautomatiseerd platform hebben ze inmiddels de eerste lading kweekzalm op open zee geoogst en zijn ze bezig een tweede diepzee-installatie te bouwen.

De belangstelling voor deze nieuwe methode is groot, vooral omdat nu ook andere vissoorten mogelijk gekweekt kunnen worden en andere locaties, zoals in de Chinese zee, kunnen worden aangedaan.

Naast vis kan de zee ook uitstekend gebruikt worden voor het kweken van zeewier. Deze zeer proteïnerijke groente is in Azië al lang ingeburgerd. Het bijzondere aan zeewier is dat het ontzettend hard groeit. Mits voorzien van voldoende licht - door het kweken in ondiep water of het gebruik van Led-licht - kan zeewier wel met 60 centimeter per dag groeien.

Daar kan geen bloemkool tegen op! Er zijn zelfs initiatieven om zeewierkwekerijen te beginnen tussen de windmolens op zee, een ruimte waar geen boot vaart en waar, met behulp van wat draden, zeewier prima kan groeien. We moeten het dan alleen wel gaan eten.

Onze steeds grotere behoefte aan vlees zet nog eens extra druk op het landbouwprobleem. Voor iedere kilo rundvlees is volgens de vega website Nudge.nl maar liefst 25 kilo voer en 15.000 liter drinkwater. Wat als we deze multiplier kunnen wegnemen?

Stel dat we een technologie weten te ontwikkelen die van 1 kilo ingrediënten 1 kilo vlees kan produceren. Dat is exact wat kweekvlees of laboratoriumvlees probeert te doen. In een laboratorium kan één enkele spiervezel van bijvoorbeeld een koe worden opgekweekt tot het formaat van een biefstuk of een hamburger.

En in dit proces ontbreken de veelvouden aan voeding en water, maar ook het methaan en andere broeikasgassen die koeien uitstoten. Zo kostte de eerste kweekvleeshamburger in 2013 nog 290.000 euro, maar onderzoekers denken dat ze in de komende vijf naar een prijs van 10-20 euro per kilo kunnen komen.

Het is duidelijk dat met de groeiende wereldbevolking en beperkte mogelijkheden om onze landbouwgrond uit te breiden er een nieuwe technologisch gedreven productiviteitsstijging nodig is.

Deze column is eerder verschenen op IEX