Hoe verhogen we de voedselproductie met meer dan 50%, op een beperkte hoeveelheid bouwland, om tegen 2050 naar verwachting 10 miljard mensen te voeden?

De oplossing zou kunnen komen in de vorm van voedzame en eiwitrijke microalgen (eencellig), gekweekt in onshore, met zeewater gevoede aquacultuursystemen.

Een paper, "Transforming the Future of Marine Aquaculture:A Circular Economy Approach", gepubliceerd in het septembernummer van Oceanography , beschrijft hoe het kweken van algen aan land een verwachte kloof in de toekomstige voedingsbehoeften van de samenleving zou kunnen dichten en tegelijkertijd de ecologische duurzaamheid zou kunnen verbeteren.

"We hebben de mogelijkheid om voedsel te verbouwen dat zeer voedzaam en snelgroeiend is, en we kunnen het doen in omgevingen waar we niet concurreren voor ander gebruik", zegt Charles Greene, emeritus hoogleraar Aard- en atmosferische wetenschappen en senior senior van de krant. auteur. "En omdat we het kweken in relatief gesloten en gecontroleerde faciliteiten, hebben we niet dezelfde milieu-impact."

Zelfs als de wereldbevolking de komende decennia groeit, zullen klimaatverandering, beperkte landbouwgrond, gebrek aan zoet water en aantasting van het milieu de hoeveelheid voedsel die kan worden verbouwd, volgens de krant beperken.

"We kunnen onze doelen gewoon niet bereiken met de manier waarop we momenteel voedsel produceren en onze afhankelijkheid van landbouw op het land," zei Greene.

Met wilde visbestanden die al zwaar worden geëxploiteerd, en met beperkingen op mariene vinvissen, schaaldieren en zeewieraquacultuur in de kustoceaan, pleiten Greene en collega's voor het kweken van algen in aquacultuurfaciliteiten aan de kust. GIS-gebaseerde modellen, ontwikkeld door voormalig Cornell-afgestudeerde student, Celina Scott-Buechler '18, M.S. '21, opbrengsten voorspellen op basis van jaarlijks zonlicht, topografie en andere omgevings- en logistieke factoren. De modelresultaten laten zien dat de beste locaties voor onshore algenkweekfaciliteiten langs de kusten van het Zuiden liggen, inclusief woestijnomgevingen.

"Algen kunnen zelfs de broodmand worden voor het Zuiden", zei Greene. "In die smalle strook land kunnen we meer produceren dan alle eiwitten die de wereld nodig heeft."

Naast een hoog eiwitgehalte merkten de onderzoekers op dat algen voedingsstoffen bevatten die ontbreken in vegetarische diëten, zoals essentiële aminozuren en mineralen die in vlees worden aangetroffen en omega-3-vetzuren die vaak in vis en zeevruchten worden gevonden.

Algen, die 10 keer sneller groeien dan traditionele gewassen, kunnen worden geproduceerd op een manier die efficiënter is dan landbouw in het gebruik van voedingsstoffen. Wanneer boeren bijvoorbeeld stikstof- en fosformeststoffen toevoegen om landgewassen te verbouwen, loopt ongeveer de helft van de velden en vervuilt de waterwegen. Met algen die in gesloten faciliteiten worden gekweekt, kunnen overtollige voedingsstoffen worden opgevangen en hergebruikt.

Evenzo moet kooldioxide worden toegevoegd aan aquacultuurvijvers om algen te laten groeien. Onderzoekers en bedrijven hebben geëxperimenteerd met het toevoegen van algen aan bouwmaterialen en cement, waar de koolstof wordt vastgelegd en uit de atmosfeer wordt verwijderd. "Als we algen gebruiken in deze langlevende structurele materialen, hebben we het potentieel om koolstofnegatief te zijn en een deel van de oplossing voor klimaatverandering", zei Greene.

Een uitdaging is dat het inkopen van CO₂ is momenteel duur en energie-inefficiënt, maar ingenieurs experimenteren met geconcentreerde zonnetechnologieën die spiegels gebruiken om zonlicht te focussen en te concentreren om een ​​werkvloeistof te verwarmen, die op zijn beurt kan worden gebruikt in directe luchtopvangtechnologieën die koolstofdioxide uit de lucht opvangen.

En hoewel algenteelt veel voedselgerelateerde en milieuproblemen op papier oplost, kan het alleen succesvol zijn als mensen het in diëten en voor andere doeleinden gebruiken. Het toevoegen van voedzame algen als een belangrijk ingrediënt of supplement in plantaardig vlees, dat momenteel afhankelijk is van minder voedzame erwten en soja, is een mogelijkheid. + Verder verkennen

Algenbosbouw, bio-energiemix kan helpen om CO2 uit de lucht te laten verdwijnen