Электро-агрокультура: производство пищи в темноте с использованием на 94% меньше земли

Фотосинтез, обеспечивающий жизнь на Земле, крайне неэффективен: лишь около 1% поглощаемой растением световой энергии преобразуется в химическую.

В статье, опубликованной 23 октября в Joule, биоинженеры предлагают радикально новый метод производства пищи — «электро-агрокультуру». Он заменяет фотосинтез на химическую реакцию, приводимую в действие солнечной энергией и более эффективно преобразующую CO₂ в ацетат. Растения будут генетически модифицированы, чтобы «питаться» этой молекулой.

По оценкам исследователей, если бы все продукты в США производились этим методом, площадь сельхозугодий сократилась бы на 94%. Метод также пригоден для выращивания пищи в космосе.

«Если нам больше не нужно выращивать растения с помощью солнечного света, мы можем отделить сельское хозяйство от окружающей среды и производить пищу в закрытых контролируемых помещениях», — говорит Роберт Джинкерсон из Калифорнийского университета в Риверсайде.

Как это работает?

• Сельхозугодья заменяются многоэтажными зданиями.
• Солнечные панели обеспечивают энергией химическую реакцию между CO₂ и водой с получением ацетата.
• Ацетат используется для питания растений, выращиваемых гидропонным способом. Метод также подходит для грибов, дрожжей и водорослей.

Эффективность

Текущая эффективность преобразования энергии в этой системе составляет около 4%, что уже в четыре раза выше, чем у фотосинтеза. Это значительно снижает углеродный след производства пищи.

Генетическая инженерия растений

Ученые активируют у взрослых растений метаболический путь, который используется проростками для расщепления запасов семени, но отключается с началом фотосинтеза. Цель — заставить растения использовать ацетат как источник энергии и углерода.

«Мы пытаемся снова включить этот путь у взрослых растений и пробудить их врожденную способность использовать ацетат. Это аналогично непереносимости лактозы у людей», — поясняет Джинкерсон.

Текущий статус и перспективы

• Исследования сфокусированы на томатах и салате, с планами перейти к кассаве, батату и зерновым.
• Пока созданы растения, использующие ацетат в дополнение к фотосинтезу. Конечная цель — растения, получающие всю энергию из ацетата и не нуждающиеся в свете.
• Грибы, дрожжи и водоросли можно выращивать на ацетате уже сегодня, поэтому их коммерциализация возможна раньше, чем для растений.
• Работа продолжается над повышением эффективности и снижением стоимости производства ацетата.