Выращивание водорослей на суше может стать «хлебной корзиной для глобального Юга»
Как увеличить производство пищи более чем на 50% на ограниченных пахотных землях, чтобы прокормить прогнозируемые 10 миллиардов человек к 2050 году?
Решение может заключаться в выращивании питательных и богатых белком микроводорослей (одноклеточных) в береговых аквакультурных системах, питаемых морской водой.
В статье «Преобразование будущего морской аквакультуры: подход циркулярной экономики», опубликованной в сентябрьском номере журнала Oceanography, описывается, как выращивание водорослей на суше может закрыть прогнозируемый разрыв в будущих потребностях общества в питании и одновременно улучшить экологическую устойчивость.
«У нас есть возможность выращивать пищу, которая является высокопитательной, быстрорастущей, и мы можем делать это в средах, где мы не конкурируем за другие виды использования», — сказал Чарльз Грин, почетный профессор наук о Земле и атмосфере и старший автор статьи. — «И поскольку мы выращиваем их в относительно закрытых и контролируемых условиях, у нас нет такого же воздействия на окружающую среду».
Даже по мере роста населения Земли в ближайшие десятилетия изменение климата, ограниченность пахотных земель, нехватка пресной воды и деградация окружающей среды будут сдерживать объемы производства продовольствия.
«Мы просто не можем достичь наших целей при нынешнем способе производства пищи и нашей зависимости от наземного сельского хозяйства», — заявил Грин.
Учитывая, что запасы дикой рыбы уже сильно истощены, а развитие марикультуры рыбы, моллюсков и морских водорослей в прибрежной зоне океана ограничено, Грин и его коллеги выступают за выращивание водорослей в береговых аквакультурных хозяйствах. GIS-модели, разработанные бывшей аспиранткой Корнелла Селиной Скотт-Бюхлер, прогнозируют урожайность на основе годового количества солнечного света, топографии и других экологических и логистических факторов. Результаты моделирования показывают, что лучшие места для береговых ферм по выращиванию водорослей находятся вдоль побережья стран глобального Юга, включая пустынные районы.
«Водоросли действительно могут стать хлебной корзиной для глобального Юга», — сказал Грин. — «На этой узкой полоске земли мы можем производить больше, чем весь белок, который будет нужен миру».
Помимо высокого содержания белка, исследователи отмечают, что водоросли обеспечивают питательные вещества, которых не хватает в вегетарианских диетах, такие как незаменимые аминокислоты и минералы, содержащиеся в мясе, а также омега-3 жирные кислоты, источником которых часто являются рыба и морепродукты.
Водоросли, которые растут в 10 раз быстрее традиционных культур, можно производить более эффективно с точки зрения использования питательных веществ, чем в сельском хозяйстве. Например, когда фермеры добавляют азотные и фосфорные удобрения для выращивания наземных культур, около половины стекает с полей и загрязняет водоемы. При выращивании водорослей в закрытых помещениях избыток питательных веществ можно улавливать и использовать повторно.
Аналогично, для выращивания водорослей в аквакультурных прудах необходимо добавлять диоксид углерода. Исследователи и компании экспериментируют с добавлением водорослей в строительные материалы и цемент, где углерод секвестрируется и удаляется из атмосферы. «Если мы используем водоросли в этих долговечных конструкционных материалах, то у нас есть потенциал стать углеродно-негативными и частью решения проблемы изменения климата», — сказал Грин.
Одна из проблем заключается в том, что получение CO2 в настоящее время является дорогостоящим и энергоэффективным, но инженеры экспериментируют с технологиями концентрированной солнечной энергии, которые используют зеркала для фокусировки и концентрации солнечного света для нагрева рабочей жидкости. Эта жидкость, в свою очередь, может использоваться в технологиях прямого захвата воздуха, которые улавливают диоксид углерода из воздуха.
Кроме того, хотя выращивание водорослей на бумаге решает многие продовольственные и экологические проблемы, оно может быть успешным только в том случае, если люди начнут использовать его в рационе питания и для других целей. Одна из возможностей — добавление питательных водорослей в качестве основного ингредиента или добавки в растительное мясо, которое в настоящее время производится из менее питательного гороха и сои.