Как вырастить микроводоросли до совершенства. Петур Мар Гуннарссон, Автор условии

Возможно, вы не сможете переваривать соевые бобы на завтрак, обед и ужин, но животные, которых вы едите, делают это. Выращивание основных культур занимает площадь в пять раз больше Великобританиикачества 85% этой области используется для кормления животных. Благодаря прогнозируемому быстрому росту обоих мировое население и в мире поедания мяса средний классспрос на сою установлен на расти 80% по 2050 - больше, чем у любой другой основной культуры.

С пахотной землей премиум-класса, наше желание продуктов животного происхождения уже несет ответственность за вырубку лесов обширные полосы Амазонки и других тропических лесов. Это значительное увеличение спроса, вероятно, приведет к гораздо большему разрушению, как раз в то время, когда нам нужно обуздать то, что второй по величине причина глобального потепления.

Но это разрушение еще не определенность. Я недавно ездил в Исландию исследовать передовая коммерческая технология, ускоряющая фотосинтез. Это могло бы помочь спасти биоразнообразные экосистемы, поглощающие CO?, которые так важны для здоровья нашей планеты.

Взлом фотосинтеза

Свет, углекислый газ и вода - вот что дает растениям жизнь. Через фотосинтезрастения преобразуют эти три компонента в жизненно важные углеводы, необходимые для расцвета и цветения. Но обычное сельское хозяйство на удивление слабо контролирует эти факторы. Это зависит от солнца, и, хотя орошение значительно улучшило урожайность, нехватка воды часто проблема для фермеров.

Соевое поле ест в тропических лесах Амазонки. Главная страница / Shutterstock

Этот новый метод, опробованный в исландском геотермальном парке Hellisheidi, меняет солнечный свет на светодиодный свет, пресную воду на соленую «солоноватую» воду и окружающий воздух на концентрированную двуокись углерода, контролируя их концентрации в инновационных модулях, называемых фотобиореакторами. Думайте о них как о ядерных реакторах, за исключением концентрированного CO2 и света в качестве входных данных и органического материала в качестве выходного.

Эти фотобиореакторы предназначены для выращивания не соевых бобов, а растительных микроорганизмов. В пробирках различных форм и размеров тщательно перемешивают жидкости, богатые микроводорослями, и подвергают воздействию света, воды и CO2. Используя ту же логику, что и системы, разработанные НАСА для космических путешествий они перерабатывают углерод, фосфор и азот. По сравнению с традиционным сельским хозяйством, эти модули с замкнутым контуром позволяют гораздо лучше контролировать и измерять удобрения и воду, использовать CO? более эффективно, подвергаются меньшему риску потери урожая из-за загрязнения, вредителей и ураганов.

Самое главное, они максимизируют эффективность ключевого ингредиента в фотосинтезе: свет. Поддерживая жидкость микроводорослей в постоянном движении и тщательно регулируя температуру и время сбора урожая, эти микроорганизмы подвергаются воздействию максимально здорового количества света, избавляя от естественных ограничений цикла день-ночь и погоды.

Разница Асаф Цахор / Автор предоставлен, Автор условии

Используя эту технику, фотобиореакторы могут обеспечить содержание питательных веществ, подобное соевым бобам, при содержании земли и воды менее чем на 0.6%. Производственная единица использует 130m² для выращивания 10,500kg биомассы в год - 200-кратное улучшение эффективности использования ресурсов.

Масштабируемое решение

Реакторы имеют минимальный экологический след. Исландские реакторы работают геотермальныеи может сочетаться с любой формой возобновляемой электроэнергии. После производственных затрат на выбросы углерода они являются чистыми поглотителями CO?. Они устраняют необходимость в пестицидах и гербицидах. Их можно размещать на непродуктивных землях и складывать вертикально, как кубики LEGO. Модульную конструкцию можно использовать даже в центрах городов.

Важно отметить, что технология является экономически эффективной. В основном благодаря коммерциализации каннабиса, светодиодные технологии теперь намного дешевле и эффективнее, чем раньше, а другие недавние инженерные инновации еще больше сократили расходы. Если принять во внимание денежные затраты, связанные с экологическим и социальным вредом, вызванным выращиванием сои, то микроводоросли теперь представляют собой гораздо более выгодное соотношение цены и качества, хотя и более высокий уровень первоначальных инвестиций, необходимых для производителей. В то время как переход от традиционного сельского хозяйства к техническим навыкам потребует короткого периода интенсивного обучения, как для фермеров, так и для штатов эти затраты будут значительно перевешены большей прибылью и простотой производства.

Менее красочный снаружи. Петур Мар Гуннарссон / Автор предоставлен, Автор условии

Необходимы дальнейшие испытания, чтобы доказать, что диета, полностью основанная на микроводорослях, не наносит вреда здоровью животных в долгосрочной перспективе, но исследования показывают, что они способны питаться цыплят, куры, свиньикачества коров, Фотобиореакторы уже можно было бы использовать для выращивания штаммов микроводорослей, которые также пригодны для потребления человеком, таких как популярная диетическая спирулина.

Животноводство, как и многие другие отрасли, имеет тенденцию быть устойчивым к изменениям. Но эти альтернативные продовольственные системы в настоящее время достижимы, и при поддержке правительств, зависимых от сои, технология может сэкономить миллионы гектаров тропических лесов и предоставить пространство для Rewilding из уже вырубленных лесов. По мере того как давление на страны сокращает выбросы, такое переключение, вероятно, будет становиться все более привлекательным.

Это также может высвободить ценные земельные и водные ресурсы, чтобы прокормить население, которое, как ожидается, увеличится на половина в ближайшие 80 годы. С более экстремальными моделями наводнений, засух и неурожаев планета греет Фотобиореакторы, подобные этим, могут предотвратить голод для миллионов. Как и в случае со многими экзистенциальными проблемами на планете, решения есть. Мы просто должны их реализовать.

Об авторе

Асаф Цахор, научный сотрудник и ведущий научный сотрудник по вопросам продовольственной безопасности в CSER, Кембриджский университет

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon