Hur man odlar mikroalger till perfektion. Pétur Már Gunnarsson, författaren förutsatt

Du kanske inte kan mage sojabönor till frukost, lunch och middag, men de djur du äter gör. Odling av häftkulturen tar upp ett område fem gånger storleken på Storbritannienoch 85% av det området används för djurfoder. Tack vare den snabba tillväxten i båda världsbefolkning och i köttätande globalt medelklass, efterfrågan på sojabönor är inställd på växa 80% av 2050 - mer än någon annan häftkultur.

Med åkermark på premie är vår önskan om animaliska produkter redan ansvarig för avskogningen av stora svängningar av Amazonas och andra regnskogar. Denna enorma ökning av efterfrågan kommer sannolikt att leda till en hel del mer förstörelse, precis när vi måste bota vad som är näst största orsaken till global uppvärmning.

Men denna förstörelse är ännu ingen säkerhet. Jag reste nyligen till Island till undersöka en banbrytande kommersiell teknik som soppar upp fotosyntesen. Det kan hjälpa till att rädda de biologiskt mångfaldiga, CO?-sugande ekosystemen som är så viktiga för vår planets hälsa.

Hackande fotosyntes

Ljus, koldioxid och vatten är det som ger växterna liv. Genom fotosyntesväxter omvandlar dessa tre ingredienser till de vitala kolhydraterna som behövs för att blomstra och blomma. Men konventionellt jordbruk har överraskande liten kontroll över dessa faktorer. Det är beroende av att solen skiner och medan bevattning väsentligt förbättrat avkastningen är vattenbrist ofta ett problem för bönder.

Ett sojafält som äter i Amazonas regnskog. Framsidan / Shutterstock

Denna nya metod, trialsed i Islands Hellisheidi geotermiska park, byter solstrålning med LED-ljus, färskvatten med saltare "brackigt" vatten och omgivande luft med koncentrerad koldioxid, som styr deras koncentrationer i innovativa moduler som kallas fotobioreaktorer. Tänk på dem som kärnreaktorer, förutom med koncentrerad CO2 och ljus som ingångar och organiskt material som utgång.

Dessa fotobioreaktorer är designade för att inte odla sojabönor, utan växtmikroorganismer. I rör av olika former och storlekar omrörs vätskor rika på mikroalger försiktigt och utsätts för ljus, vatten och CO?. Använder samma logik som system designade av NASA för rymdresor återvinner de kol, fosfor och kväve. Jämfört med konventionellt jordbruk möjliggör dessa slutna kretsmoduler mycket större kontroll och mätning av gödningsmedel och vatten, använd CO? mer effektivt, löper lägre risk för skördförlust från kontaminering, skadedjur och stormar.

Viktigast är att de maximerar effektiviteten hos nyckelkomponenten i fotosyntes: ljus. Genom att hålla mikroalgen vätskan ständigt rörlig och nära reglerar temperatur och skörd timing, exponeras dessa mikroorganismer för den maximala hälsosamma mängden ljus, kasta de naturliga begränsningarna av dag-nattcykeln och vädret.

Ganska skillnad. Asaf Tzachor / Författare, författaren förutsatt

Med hjälp av denna teknik kan foto-bioreaktorer ge liknande näringsinnehåll till sojabönor på mindre än 0.6% av mark- och vattenanvändningen. En produktionsenhet använder 130m² för att odla 10,500kg av biomassa per år - en 200-gångig förbättring av resurseffektiviteten.

En skalbar lösning

Reaktorerna har ett minimalt ekologiskt fotavtryck. Islands reaktorer drivs geotermiskt, och kan kopplas ihop med alla former av förnybar el. Efter kolkostnaderna för produktionen är de nettoabsorbenter av CO?. De eliminerar behovet av bekämpningsmedel och herbicider. De kan placeras på improduktiva marker och kan staplas vertikalt som LEGO-klossar. Den modulära designen skulle till och med kunna användas i stadskärnor.

Avgörande är tekniken kostnadseffektiv. Tack vare främst kommersialiseringen av cannabis är LED-teknik nu mycket billigare och effektivare än tidigare, och andra senaste tekniska innovationer har ytterligare reducerat kostnaderna. Om de monetära kostnaderna för den miljömässiga och sociala skadan som orsakas av sojodling beaktas, representerar mikroalger nu mycket bättre valuta för pengarna - om än med en högre nivå av initial investering som krävs för producenterna. Medan övergången från det konventionella jordbruket till tekniska färdigheter skulle kräva en kort intensiv träningstid, för både bönder och stater skulle denna kostnad vara väldigt uppvägen av större vinst och produktivitet.

Mindre färgglada på utsidan. Pétur Már Gunnarsson / Författare, författaren förutsatt

Ytterligare försök behövs för att bevisa att en helt mikroalgerbaserad diet inte skadar djurs hälsa på lång sikt, men forskning tyder på att de har potential att mata kycklingar, hönor, grisaroch kor. Foto-bioreaktorer kan redan användas för att odla mikroalgerstammar som också är lämpliga för konsumtion, till exempel populär hälsokostspirulina.

Djurekonomin, som många andra industrier, tenderar att vara resistent mot förändringar. Men dessa alternativa livsmedelssystem är nu uppnåliga, och om de stöds av sojabaserade regeringar kan tekniken rädda miljontals hektar regnskog och ge utrymme för rewilding av redan avskogade områden. Eftersom trycket på länder att minska utsläppen kommer en sådan omställning sannolikt att bli alltmer attraktiv.

Det kan också frigöra värdefulla mark- och vattenresurser för att mata en befolkning som förväntas öka med halv under de kommande 80-åren. Med mer extrema mönster av skymning, torka, och växtsvikt förväntas som planeten värmer foto-bioreaktorer som dessa kan förhindra hungersnöd för miljoner. Som med många av planetens existentiella problem är lösningarna där ute. Vi måste bara genomföra dem.

Om författaren

Asaf Tzachor, forskningsassistent och ledforskare för livsmedelssäkerhet vid CSER, University of Cambridge

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon