Làm thế nào để phát triển vi tảo đến hoàn hảo. Pétur Már Gunnarsson, tác giả cung cấp

Bạn có thể không thể để dạ dày đậu nành cho bữa sáng, bữa trưa và bữa tối, nhưng những động vật bạn ăn làm. Trồng trọt cây chủ lực chiếm diện tích gấp năm lần Anhvà 85% của khu vực đó được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Nhờ dự kiến ​​tăng trưởng nhanh chóng ở cả hai dân số thế giới và trong toàn cầu ăn thịt tầng lớp trung lưu, nhu cầu cho đậu tương được thiết lập để tăng 80% bởi 2050 - nhiều hơn bất kỳ cây trồng chủ lực nào khác.

Với đất trồng trọt với giá cao, mong muốn của chúng tôi đối với các sản phẩm động vật đã chịu trách nhiệm cho việc phá rừng swathes rộng lớn của Amazon và các khu rừng nhiệt đới khác. Sự gia tăng nhu cầu lớn này có thể sẽ dẫn đến sự hủy diệt nhiều hơn, vào đúng thời điểm chúng ta cần kiềm chế những gì lớn thứ hai nguyên nhân của sự nóng lên toàn cầu.

Nhưng sự hủy diệt này vẫn chưa phải là một điều chắc chắn. Gần đây tôi đã đi du lịch đến Iceland điều tra một công nghệ thương mại tiên tiến giúp tăng cường quá trình quang hợp. Nó có thể giúp cứu các hệ sinh thái hút CO? đa dạng sinh học, rất quan trọng đối với sức khỏe của hành tinh chúng ta.

Hack quang hợp

Ánh sáng, carbon dioxide và nước là những gì mang lại cho thực vật sự sống. Xuyên qua quang hợp, thực vật chuyển đổi ba thành phần này thành carbohydrate quan trọng cần thiết để phát triển và nở hoa. Nhưng nông nghiệp thông thường có rất ít sự kiểm soát đối với các yếu tố này. Nó phụ thuộc vào mặt trời để tỏa sáng, và trong khi thủy lợi đã cải thiện đáng kể năng suất cây trồng, sự khan hiếm nước là thường là một vấn đề cho nông dân.

Một cánh đồng đậu nành ăn vào rừng nhiệt đới Amazon. Frontpage / Shutterstock

Phương pháp mới lạ này, được thử nghiệm trong công viên địa nhiệt Hellisheidi của Iceland, hoán đổi ánh sáng mặt trời bằng ánh sáng LED, nước ngọt với nước lợ Salt, và không khí xung quanh với carbon dioxide tập trung, kiểm soát nồng độ của chúng trong các mô-đun cải tiến được gọi là phản ứng sinh học. Hãy nghĩ về chúng như các lò phản ứng hạt nhân, ngoại trừ CO2 đậm đặc và ánh sáng là đầu vào và vật liệu hữu cơ làm đầu ra.

Những lò phản ứng quang sinh học này được thiết kế để trồng không phải đậu nành mà để trồng vi sinh vật thực vật. Trong các ống có hình dạng và kích cỡ khác nhau, chất lỏng giàu vi tảo được khuấy cẩn thận và tiếp xúc với ánh sáng, nước và CO?. Sử dụng logic tương tự như các hệ thống được thiết kế bởi NASA để du hành vũ trụ, họ tái chế carbon, phốt pho và nitơ. So với nông nghiệp thông thường, các mô-đun khép kín này cho phép kiểm soát và đo lượng phân bón và nước tốt hơn nhiều, sử dụng CO? hiệu quả hơn, có nguy cơ mất mùa thấp hơn do ô nhiễm, sâu bệnh và bão.

Quan trọng nhất, chúng tối đa hóa hiệu quả của thành phần chính trong quang hợp: ánh sáng. Bằng cách giữ cho chất lỏng vi tảo liên tục di chuyển và điều chỉnh chặt chẽ nhiệt độ và thời gian thu hoạch, các vi sinh vật này được tiếp xúc với lượng ánh sáng lành mạnh tối đa, làm giảm các hạn chế tự nhiên của chu kỳ ngày đêm và thời tiết.

Hoàn toàn khác biệt. Asaf Tzachor / Tác giả cung cấp, tác giả cung cấp

Sử dụng kỹ thuật này, các phản ứng sinh học quang học có thể cung cấp hàm lượng dinh dưỡng tương tự như đậu nành với ít hơn 0.6% đất và nước sử dụng. Một đơn vị sản xuất sử dụng 130m² để tăng 10,500kg sinh khối mỗi năm - cải thiện hiệu quả tài nguyên gấp đôi so với 200.

Một giải pháp mở rộng

Các lò phản ứng có một dấu chân sinh thái tối thiểu. Lò phản ứng của Iceland được cung cấp năng lượng địa nhiệtvà có thể kết hợp với bất kỳ dạng điện tái tạo nào. Sau chi phí sản xuất carbon, chúng là những chất hấp thụ ròng CO?. Họ loại bỏ sự cần thiết của thuốc trừ sâu và thuốc diệt cỏ. Chúng có thể được đặt trên những vùng đất không sinh sản và có thể xếp chồng lên nhau theo chiều dọc như những viên gạch LEGO. Thiết kế mô-đun thậm chí có thể được triển khai ở các trung tâm thành phố.

Điều quan trọng, công nghệ là hiệu quả chi phí. Nhờ chủ yếu vào việc thương mại hóa cần sa, công nghệ LED giờ đây rẻ hơn và hiệu quả hơn trước đây và các cải tiến kỹ thuật gần đây đã giảm thêm chi phí. Nếu tính đến chi phí tiền tệ của tác hại môi trường và xã hội do canh tác đậu nành, thì vi tảo hiện đại diện cho giá trị tốt hơn nhiều so với tiền - mặc dù với mức đầu tư ban đầu cao hơn cho các nhà sản xuất. Mặc dù việc chuyển đổi từ nông nghiệp thông thường sang kỹ năng kỹ thuật sẽ cần một thời gian đào tạo chuyên sâu ngắn, nhưng đối với cả nông dân và tiểu bang, chi phí này sẽ vượt xa lợi nhuận lớn hơn và dễ sản xuất.

Ít màu sắc ở bên ngoài. Pétur Már Gunnarsson / Tác giả cung cấp, tác giả cung cấp

Các thử nghiệm tiếp theo là cần thiết để chứng minh rằng chế độ ăn hoàn toàn dựa trên vi tảo không gây hại cho sức khỏe động vật trong thời gian dài, nhưng nghiên cứu cho thấy rằng chúng có khả năng cho ăn gà con, gà mái, lợnvà bò. Photo-bioreactor đã có thể được sử dụng để phát triển các chủng vi tảo phù hợp với tiêu dùng của con người, chẳng hạn như tảo xoắn thực phẩm phổ biến cho sức khỏe.

Nền kinh tế chăn nuôi, giống như nhiều ngành công nghiệp khác, có xu hướng chống lại sự thay đổi. Nhưng những hệ thống thực phẩm thay thế này hiện có thể đạt được, và nếu được hỗ trợ bởi các chính phủ phụ thuộc vào đậu nành, công nghệ này có thể tiết kiệm hàng triệu ha rừng nhiệt đới và cung cấp không gian cho xây dựng lại của các khu vực đã bị phá rừng. Khi áp lực đối với các quốc gia cắt giảm khí thải nóng lên, một công tắc như vậy có khả năng trở nên ngày càng hấp dẫn.

Nó cũng có thể giải phóng tài nguyên đất và nước có giá trị để nuôi sống dân số dự kiến ​​sẽ tăng lên 1/2 trong những năm tiếp theo 80. Với nhiều kiểu cực đoan hơn, hạn hán và mất mùa hành tinh ấm lên những người phản ứng quang học như thế này có thể ngăn chặn nạn đói cho hàng triệu người. Cũng như nhiều vấn đề tồn tại của hành tinh, các giải pháp đã được đưa ra. Chúng ta chỉ cần thực hiện chúng.

Giới thiệu về Tác giả

Asaf Tzachor, Phó nghiên cứu và Nhà nghiên cứu chính về An ninh lương thực tại CSER, Đại học Cambridge

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon