如何將微藻種植到完美。 PéturMárGunnarsson, 作者提供
您可能無法在早餐，午餐和晚餐時吃大豆，但是您吃的動物會這樣做。 主要作物的種植面積是其面積的五倍 英國和 企業排放佔全球 85% 該區域用於動物飼料。 由於預計兩者的快速增長 世界人口 在吃肉的全球 中產階級，對大豆的需求設定為 增長80％ 通過2050 - 比任何其他主食作物更多。
由於耕地價格高昂，我們對動物產品的需求已經導致森林砍伐 浩瀚的大片 亞馬遜和其他熱帶雨林。 需求的大幅增加可能會導致更多的破壞，正是在我們需要遏制什麼是 第二大 全球變暖的原因。
但這種破壞尚不確定。 我最近去了冰島 調查 一種增強光合作用的尖端商業技術。它可以幫助拯救生物多樣性、吸收二氧化碳的生態系統，這些生態系統對我們星球的健康至關重要。
黑客光合作用
光，二氧化碳和水是賦予植物生命的東西。 通過 光合作用植物將這三種成分轉化為繁殖和開花所需的重要碳水化合物。 但傳統農業對這些因素的控制卻令人驚訝。 它取決於太陽照射，雖然灌溉大大提高了作物產量，但水資源短缺 經常是一個問題 對農民來說
大豆田吃進亞馬遜雨林。 首頁/存在Shutterstock
這種新方法在冰島的Hellisheidi地熱公園進行了試驗，用LED燈，淡水和鹹水“鹹水”以及環境空氣和濃縮二氧化碳交換陽光，控制它們在稱為光生物反應器的創新模塊中的濃度。 將它們視為核反應堆，除了濃縮的CO2和光作為輸入和有機材料作為輸出。
這些光生物反應器的設計目的不是種植大豆，而是種植植物微生物。在不同形狀和大小的管子中，富含微藻的液體被仔細攪拌，並暴露在光、水和二氧化碳中。使用與設計的系統相同的邏輯 美國航空航天局 對於太空旅行，他們回收碳、磷和氮。與傳統農業相比，這些閉環模組可以更好地控制和測量肥料和水，使用二氧化碳？效率更高，因污染、害蟲和風暴而造成農作物損失的風險更低。
最重要的是，它們最大限度地提高了光合作用中關鍵成分的效率：光。 通過保持微藻流體不斷移動並密切調節溫度和收穫時間，這些微生物暴露於最大健康量的光，從而消除了晝夜循環和天氣的自然限制。
相當不同。 Asaf Tzachor /作者提供, 作者提供
使用這種技術，光生物反應器可以提供與大豆相似的營養含量，其土地和水的使用量小於0.6％。 生產單位使用130m²每年增加10,500kg生物量 - 資源效率提高200倍。
可擴展的解決方案
反應堆的生態足跡極小。 冰島的反應堆通電 地熱，並且可以與任何形式的可再生電力配對。扣除生產的碳成本後，它們是二氧化碳的淨吸收者。它們消除了對殺蟲劑和除草劑的需求。它們可以放置在貧瘠的土地上，也可以像樂高積木一樣垂直堆疊。模組化設計甚至可以部署在市中心。
至關重要的是，該技術具有成本效益。 由於大麻的商業化，LED技術現在比以前便宜得多，效率更高，其他最近的工程創新進一步降低了成本。 如果考慮到大豆種植造成的環境和社會危害的貨幣成本，微藻現在代表了更好的物有所值 - 儘管生產者需要更高的初始投資水平。 雖然從傳統農業向技術技能的轉變需要短期的強化培訓，但對於農民和州來說，這種成本遠遠超過了更高的利潤和生產的便利性。
外面不那麼多彩。 PéturMárGunnarsson/作者提供, 作者提供
需要進一步的試驗來證明完全基於微藻的飲食從長遠來看不會對動物健康產生不利影響，但研究表明它們有可能進食 小雞, 母雞, 豬和 奶牛。 光生物反應器已經可以用於生長適合人類消費的微藻菌株，例如流行的健康食品螺旋藻。
與許多其他行業一樣，畜牧業經濟往往會抵制變革。 但這些替代食品系統現在已經可以實現，如果得到依賴大豆的政府的支持，該技術可以節省數百萬公頃的熱帶雨林，並為此提供空間。 野化 已經被砍伐的地區。 隨著各國削減排放的壓力越來越大，這種轉變可能會變得越來越有吸引力。
它還可以騰出寶貴的土地和水資源來養活預計會增加的人口 一半 在接下來的80年裡。 隨著洪水，乾旱和作物歉收的更加極端模式的預期 這個星球變暖了 像這樣的光生物反應器可以為數百萬人避免飢荒。 與地球上許多存在問題一樣，解決方案就在那裡。 我們只需實施它們。
關於作者
CSER食品安全研究助理兼首席研究員Asaf Tzachor 劍橋大學
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