Hvordan vokse mikroalger til perfeksjon. Pétur Már Gunnarsson, Forfatter gitt
Du kan ikke være i stand til å mage soyabønner til frokost, lunsj og middag, men dyrene du spiser gjør. Dyrking av stiftavlingen tar opp et område fem ganger størrelsen på Storbritanniaog 85% av dette området brukes til dyrefoder. Takket være forventet rask vekst i begge deler verdens befolkning og i kjøtt-spise global middelklassen, etterspørselen etter soya er satt til vokse 80% av 2050 - mer enn noen annen stifteavling.
Med beitejord til en premie, er vårt ønske om animalske produkter allerede ansvarlig for avskoging av store svinger av Amazonas og andre regnskoger. Denne massive økningen i etterspørselen vil trolig føre til mye mer ødeleggelse, akkurat da vi må bremse hva som er nest største årsaken til global oppvarming.
Men denne ødeleggelsen er ennå ikke en visshet. Jeg har nylig reist til Island til undersøke en banebrytende kommersiell teknologi som suppler opp fotosyntesen. Det kan bidra til å redde de biologisk mangfoldige, CO?-sugende økosystemene som er så viktige for helsen til planeten vår.
Hacking fotosyntese
Lys, karbondioksid og vann er det som gir planter livet. Gjennom fotosyntese, planter konverterer disse tre ingrediensene til de viktige karbohydrater som trengs for å blomstre og blomstre. Men konvensjonelt landbruk har overraskende liten kontroll over disse faktorene. Det er avhengig av at solen skinner, og mens vanning har betydelig forbedret avkastning, er vannknaphet ofte et problem for bønder.
Et soy felt som spiser inn i Amazonas regnskog. Forside / Shutterstock
Denne nye metoden, trialsed i Islands Hellisheidi geotermiske park, bytter sollys med LED-lys, ferskvann med saltere "brak" vann og omgivende luft med konsentrert karbondioksid, som styrer konsentrasjonene i innovative moduler kalt fotorbioreaktorer. Tenk på dem som atomreaktorer, unntatt med konsentrert CO2 og lys som innganger og organisk materiale som utgang.
Disse foto-bioreaktorene er designet for å dyrke ikke soyabønner, men plantemikroorganismer. I rør av forskjellige former og størrelser røres væsker rike på mikroalger forsiktig og utsettes for lys, vann og CO?. Bruker samme logikk som systemer designet av NASA for romfart resirkulerer de karbon, fosfor og nitrogen. Sammenlignet med konvensjonelt landbruk tillater disse lukkede sløyfemodulene mye større kontroll og måling av gjødsel og vann, bruk CO? mer effektivt, har lavere risiko for avlingstap fra forurensning, skadedyr og stormer.
Viktigst, de maksimerer effektiviteten til nøkkelbestanddelen i fotosyntese: lys. Ved å holde mikroalgevæsken konstant bevegelig og nøye regulere temperatur og høsttidspunkt, blir disse mikroorganismer utsatt for maksimal sunn mengde lys, og de naturlige begrensningene i nattsyklusen og været.
Ganske forskjell. Asaf Tzachor / Forfatter gitt, Forfatter gitt
Ved hjelp av denne teknikken kan foto-bioreaktorer gi tilsvarende næringsinnhold til soyabønner på mindre enn 0.6% av land og vannbruk. En produksjonsenhet bruker 130m² til å vokse 10,500kg biomasse per år - en 200-foldig forbedring av ressurseffektiviteten.
En skalerbar løsning
Reaktorene har et minimalt økologisk fotavtrykk. Islands reaktorer er drevet geotermisk, og kan kobles sammen med alle former for fornybar elektrisitet. Etter karbonkostnadene ved produksjon er de netto absorbere av CO?. De eliminerer behovet for plantevernmidler og ugressmidler. De kan plasseres på uproduktive landområder, og kan stables vertikalt som LEGO-klosser. Moduldesignet kan til og med brukes i bysentra.
Avgjørende er teknologien kostnadseffektiv. Takket være hovedsakelig kommersialiseringen av cannabis, er LED-teknologien nå mye billigere og mer effektiv enn tidligere, og andre nyere ingeniørinnovasjoner har ytterligere redusert kostnadene. Hvis det tas hensyn til de monetære kostnadene ved miljø og samfunnsmessig skade forårsaket av soyodling, representerer mikroalger nå mye bedre valuta for pengene - om enn med høyere innledende investeringer som kreves for produsentene. Mens skiftet fra konvensjonelt landbruk til tekniske ferdigheter ville kreve en kort intensiv trening, for både bøndene og landene ville denne prisen være langt oppveid av større fortjeneste og enkel produksjon.
Mindre fargerik på utsiden. Pétur Már Gunnarsson / Forfatter gitt, Forfatter gitt
Ytterligere forsøk er nødvendig for å bevise at et fullt mikroalgetbasert kosthold ikke er skadelig for dyrehelsen på lang sikt, men forskning tyder på at de har potensial til å mate kyllinger, høner, griserog kuer. Foto-bioreaktorer kan allerede brukes til å vokse mikroalgerstammer som også er egnet til konsum, for eksempel populær helsemessig spirulina.
Husdyrøkonomien, som mange andre næringer, har en tendens til å være motstandsdyktig mot forandring. Men disse alternative matssystemene er nå oppnåelige, og hvis støttet av soyavhengige regjeringer, kan teknologien spare millioner av hektar regnskog og gi plass til rewilding av allerede deforested områder. Ettersom presset på landene for å redusere utslippene, vil en slik bryter sannsynligvis bli stadig mer attraktiv.
Det kan også frigjøre verdifulle land- og vannressurser for å mate en befolkning som forventes å øke med halv i de neste 80 årene. Med mer ekstreme mønstre av deluge, tørke og avfallsfeil forventet som planeten varmer Foto-bioreaktorer som disse kan hindre hungersnød for millioner. Som med mange av planetens eksistensielle problemer, er løsningene der ute. Vi må bare implementere dem.
Om forfatteren
Asaf Tzachor, forskningsassistent og lederforsker for mattrygghet hos CSER, University of Cambridge
Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.
Relaterte bøker
at InnerSelf Market og Amazon
