Jak hodować mikroalgi do perfekcji. Pétura Mára Gunnarssona, Autor pod warunkiem
Możesz nie być w stanie zjadać soi na śniadanie, lunch i kolację, ale zwierzęta, które jesz, to robią. Uprawa podstawowych roślin zajmuje powierzchnię pięciokrotnie większą od UK, 85% tej powierzchni jest wykorzystywana na paszę dla zwierząt. Dzięki przewidywanemu szybkiemu wzrostowi w obu populacja świata i w światowym jedzeniu mięsa klasa średnia, popyt na soję ma wynieść urosnąć o 80% do 2050 r. – więcej niż jakakolwiek inna podstawowa uprawa.
Ponieważ grunty orne są na wagę złota, nasze zapotrzebowanie na produkty pochodzenia zwierzęcego jest już odpowiedzialne za wylesianie ogromne połacie Amazonii i innych lasów deszczowych. Ten ogromny wzrost popytu prawdopodobnie doprowadzi do znacznie większej destrukcji, dokładnie w momencie, gdy musimy ograniczyć to, co jest drugi największy przyczyną globalnego ocieplenia.
Ale to zniszczenie nie jest jeszcze pewne. Niedawno pojechałem na Islandię do badać najnowocześniejsza technologia komercyjna przyspieszająca fotosyntezę. Może pomóc ocalić różnorodne biologicznie ekosystemy wysysające CO2, które są tak istotne dla zdrowia naszej planety.
Hakowanie fotosyntezy
Światło, dwutlenek węgla i woda dają roślinom życie. Przez fotosynteza, rośliny przekształcają te trzy składniki w niezbędne węglowodany potrzebne do rozkwitu i kwitnienia. Jednak konwencjonalne rolnictwo ma zaskakująco małą kontrolę nad tymi czynnikami. To zależy od słońca, a chociaż nawadnianie znacznie poprawiło plony, niedobór wody jest często problem dla rolników.
Pole soi jedzące w amazońskim lesie deszczowym. Pierwsza strona / Shutterstock
Ta nowatorska metoda, wypróbowana w islandzkim parku geotermalnym Hellisheidi, zamienia światło słoneczne na światło LED, świeżą wodę na bardziej słoną „słonawą” wodę, a otaczające powietrze na stężony dwutlenek węgla, kontrolując ich stężenie w innowacyjnych modułach zwanych fotobioreaktorami. Pomyśl o nich jako o reaktorach jądrowych, z wyjątkiem stężonego CO2 i światła jako wejścia i materiału organicznego jako wyjścia.
Te fotobioreaktory są przeznaczone nie do uprawy soi, ale do uprawy mikroorganizmów roślinnych. W probówkach o różnych kształtach i rozmiarach płyny bogate w mikroalgi są dokładnie mieszane i wystawiane na działanie światła, wody i CO2. Stosując tę samą logikę, co systemy zaprojektowane przez NASA podczas podróży kosmicznych przetwarzają węgiel, fosfor i azot. W porównaniu z konwencjonalnym rolnictwem te moduły z zamkniętą pętlą pozwalają na znacznie większą kontrolę i pomiar nawozów i wody, wykorzystanie CO? wydajniej, są mniej narażeni na ryzyko strat w plonach na skutek skażenia, szkodników i burz.
Co najważniejsze, maksymalizują wydajność kluczowego składnika fotosyntezy: światła. Dzięki utrzymywaniu stałego ruchu płynu z mikroalg oraz ścisłej regulacji temperatury i czasu zbiorów, mikroorganizmy te są narażone na maksymalną zdrową ilość światła, znosząc naturalne ograniczenia cyklu dnia i nocy oraz pogody.
Całkiem różnica. Asaf Tzachor/Autor pod warunkiem, Autor pod warunkiem
Stosując tę technikę, fotobioreaktory mogą zapewnić podobną zawartość składników odżywczych do soi na mniej niż 0.6% wykorzystania gruntu i wody. Jednostka produkcyjna zużywa 130 m² do uprawy 10,500 200 kg biomasy rocznie – XNUMX-krotna poprawa efektywności wykorzystania zasobów.
Skalowalne rozwiązanie
Reaktory mają minimalny ślad ekologiczny. Reaktory na Islandii są zasilane geotermiczniei można je łączyć z dowolną formą energii odnawialnej. Po kosztach produkcji emisji dwutlenku węgla są one pochłaniaczami netto CO?. Eliminują potrzebę stosowania pestycydów i herbicydów. Można je umieszczać na nieproduktywnych terenach i układać pionowo jak klocki LEGO. Modułową konstrukcję można wdrożyć nawet w centrach miast.
Co najważniejsze, technologia ta jest opłacalna. Głównie dzięki komercjalizacji konopi, technologia LED jest obecnie znacznie tańsza i wydajniejsza niż wcześniej, a inne najnowsze innowacje inżynieryjne dodatkowo obniżyły koszty. Jeśli weźmie się pod uwagę koszty finansowe szkód środowiskowych i społecznych spowodowanych uprawą soi, mikroalgi mają teraz znacznie lepszy stosunek jakości do ceny – aczkolwiek przy wyższym poziomie inwestycji początkowych wymaganych od producentów. Podczas gdy przejście od rolnictwa konwencjonalnego do umiejętności technicznych wymagałoby krótkiego okresu intensywnego szkolenia, zarówno dla rolników, jak i stanów, koszt ten byłby znacznie przewyższony przez większe zyski i łatwość produkcji.
Mniej kolorowy na zewnątrz. Pétur Már Gunnarsson/Autor pod warunkiem, Autor pod warunkiem
Potrzebne są dalsze badania, aby udowodnić, że dieta w pełni oparta na mikroalgach nie jest szkodliwa dla zdrowia zwierząt w dłuższej perspektywie, ale badania sugerują, że mają one potencjał żywieniowy pisklęta, kury, wieprzowy, krowy. Fotobioreaktory można by już teraz wykorzystać do hodowli szczepów mikroalg, które nadają się również do spożycia przez ludzi, takich jak popularna zdrowa spirulina spożywcza.
Gospodarka hodowlana, podobnie jak wiele innych branż, jest odporna na zmiany. Ale te alternatywne systemy żywnościowe są teraz osiągalne, a jeśli będą wspierane przez rządy zależne od soi, technologia może uratować miliony hektarów lasów deszczowych i zapewnić przestrzeń dla przebudowa obszarów już wylesionych. Ponieważ presja na kraje, aby ograniczyć emisje, nasila się, taka zmiana prawdopodobnie stanie się coraz bardziej atrakcyjna.
Może również uwolnić cenne zasoby ziemi i wody, aby wyżywić populację, która ma wzrosnąć o pół w ciągu najbliższych 80 lat. Z bardziej ekstremalnymi wzorcami potopu, suszy i nieurodzaju spodziewanych jako planeta się ociepla Fotobioreaktory takie jak te mogą zapobiec głodowi milionów. Podobnie jak w przypadku wielu egzystencjalnych problemów planety, rozwiązania są dostępne. Musimy je tylko wdrożyć.
O autorze
Asaf Tzachor, pracownik naukowy i główny badacz ds. bezpieczeństwa żywności w CSER, University of Cambridge
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki
at Rynek wewnętrzny i Amazon
