Cultivarea algelor - Seaweed farming

Agricultura Eucheuma subacvatică în Filipine

Un fermier de alge marine din Nusa Lembongan (Indonezia) adună alge marine comestibile care au crescut pe o frânghie.

Agricultura Alge sau agricultura varec este practica cultivarea și recoltarea de alge marine . În forma sa cea mai simplă, constă în gestionarea loturilor găsite în mod natural. În forma sa cea mai avansată, constă în controlul complet al ciclului de viață al algelor.

Primele șapte taxoni de alge marine cele mai cultivate sunt Eucheuma spp., Kappaphycus alvarezii , Gracilaria spp., Saccharina japonica , Undaria pinnatifida , Pyropia spp., Și Sargassum fusiforme . Eucheuma și K. alvarezii sunt cultivate pentru caragenan (un agent de gelificare ); Gracilaria este cultivată pentru agar ; în timp ce restul sunt cultivate pentru hrană. Cele mai mari țări producătoare de alge sunt China, Indonezia și Filipine. Alți producători notabili includ Coreea de Sud, Coreea de Nord, Japonia, Malaezia și Zanzibar ( Tanzania ). Agricultura cu alge marine a fost dezvoltată frecvent ca o alternativă pentru îmbunătățirea condițiilor economice și reducerea presiunii de pescuit și a pescuitului supraexploatat.

Producția globală de plante acvatice de crescătorie, dominată în mod covârșitor de alge marine, a crescut în volum de producție de la 13,5 milioane de tone în 1995 la puțin peste 30 de milioane de tone în 2016. În 2014, algele reprezentau 27% din totalul acvaculturii marine . Agricultura cu alge marine este o cultură negativă pentru carbon , cu un potențial ridicat de atenuare a schimbărilor climatice . Raportul special IPCC privind oceanul și criosfera într-un climat în schimbare recomandă „o atenție suplimentară la cercetare” ca tactică de atenuare.

Istorie

Pachete de perii în estuarul râului Tama utilizate pentru cultivarea algelor Porphyra în Japonia , c. 1921

Utilizarea umană a algelor recoltate din sălbăticie datează cel puțin din perioada neolitică .

Cultivarea gim (laver) în Coreea este raportată în cărțile din secolul al XV-lea, cum ar fi Revizuirea și Augmented Survey of the Geography of Korea și Geography of Gyeongsang Province .

Agricultura cu alge marine a început în Japonia încă din 1670 în Golful Tokyo . În toamna fiecărui an, fermierii aruncau ramuri de bambus în apă superficială și noroioasă, unde se adunau sporii algelor. Câteva săptămâni mai târziu, aceste ramuri vor fi mutate într-un estuar al râului . Nutrienții din râu ar ajuta algele să crească.

Agricultura Eucheuma în Filipine

În anii 1940, japonezii au îmbunătățit această metodă plasând plase de material sintetic legate de stâlpii de bambus. Acest lucru a dublat efectiv producția. O variantă mai ieftină a acestei metode se numește metoda hibi - corzi simple întinse între stâlpii de bambus. La începutul anilor 1970, a existat o cerere recunoscută pentru alge și produse din alge marine, depășind oferta, iar cultivarea a fost privită ca fiind cel mai bun mijloc de creștere a producțiilor.

La tropice, cultivarea comercială a Caulerpa lentillifera (struguri de mare) a fost inițiată în anii 1950 în Cebu , Filipine , după introducerea accidentală a C. lentillifera în iazurile piscicole din insula Mactan . Acest lucru a fost dezvoltat în continuare de cercetările locale, în special prin eforturile lui Gavino Trono , recunoscut de atunci ca om de știință național al Filipinelor . Cercetările locale și culturile experimentale au condus la dezvoltarea primelor metode agricole agricole pentru alte alge cu apă caldă (deoarece algele comestibile cu apă rece roșie și maro favorizate în Asia de Est nu cresc la tropice), inclusiv prima cultivare comercială de succes a caragenan -alge producătoare. Acestea includ Eucheuma spp., Alvarezii Kappaphycus , Gracilaria spp., Și Halymenia durvillei . În 1997, s-a estimat că 40.000 de oameni din Filipine și-au câștigat existența prin cultivarea algelor marine. Filipine a fost cel mai mare producător mondial de caragenan timp de câteva decenii, până când a fost depășită de Indonezia în 2008.

Practica agriculturii cu alge s-a răspândit de mult dincolo de Japonia și Filipine. Cultivarea este de asemenea comună în toată Asia de Sud-Est, Canada, Marea Britanie, Spania și Statele Unite.

În anii 2000, agricultura cu alge a primit o atenție din ce în ce mai mare datorită potențialului său de atenuare a schimbărilor climatice și a altor probleme de mediu, cum ar fi scurgerile agricole . Agricultura cu alge marine poate fi amestecată cu alte acvaculturi , cum ar fi crustaceele, pentru a îmbunătăți corpurile de apă, cum ar fi în practicile dezvoltate de GreenWave non-profit american . Raportul special IPCC privind oceanul și criosfera într-un climat în schimbare recomandă „o atenție suplimentară la cercetare” ca tactică de atenuare.

Metode

Redați conținut media

Un fermier american de vară , Bren Smith de la GreenWave explică metodele sale de cultivare, inclusiv relația simbiotică pe care o are algele cu alte fructe de mare pe care le cultivă.

Cele mai vechi alge marine agricultura Ghidajele din Filipine a recomandat cultivarea de Laminaria alge marine și de recif apartamente la o adâncime de aproximativ un metru, la reflux. De asemenea, au recomandat tăierea ierburilor marine și îndepărtarea aricilor de mare înainte de construcția fermei. Răsadurile sunt apoi legate de linii de monofilament și înșirate între stâlpi de mangrovă bătute în substrat. Această metodă de jos este încă una dintre metodele principale utilizate astăzi.

Există noi metode de cultivare pe linie lungă care pot fi folosite în ape mai adânci de aproximativ 7 metri adâncime. Folosesc linii de cultivare plutitoare ancorate la fund și sunt metodele principale utilizate în satele din nordul Sulawesi , Indonezia . Speciile cultivate cu paragate includ cele din genurile Saccharina , Undaria , Eucheuma , Kappaphycus și Gracilaria .

Cultivarea algelor în Asia este o afacere cu tehnologie relativ scăzută, cu o cerere ridicată de muncă. Au existat numeroase încercări în diferite țări de a introduce tehnologii înalte pentru a cultiva creșterea plantelor detașate în tancuri pe uscat, pentru a reduce forța de muncă, dar acestea nu au atins încă viabilitatea comercială.

Au existat discuții considerabile cu privire la modul în care algele marine pot fi cultivate în ocean deschis ca mijloc de regenerare a populațiilor de pești decimate și de a contribui la sechestrarea carbonului . În special, Tim Flannery a evidențiat modul în care creșterea algelor marine în largul oceanului, facilitată de creșterea artificială și substrat, poate permite sechestrarea carbonului dacă algele marine sunt scufundate sub o adâncime de un kilometru. În mod similar, ONG Climate Foundation și un număr de experți în permacultură au susținut că maricultura offshore a ecosistemelor de alge marine poate fi condusă în moduri care întruchipează principiile de bază ale permaculturii, constituind astfel permacultura marină . Conceptul are în vedere utilizarea unor platforme submersibile și plutitoare artificiale de înălțare ca substrat pentru a reproduce ecosistemele naturale de alge marine care oferă habitatul și baza unei piramide trofice pentru viața marină. Urmând principiile permaculturii, algele marine și peștii pot fi recoltați în mod durabil în timp ce sechestrează carbonul atmosferic. Începând cu 2020, au avut loc mai multe probe de succes în Hawaii, Filipine, Puerto Rico și Tasmania. Ideea a primit o atenție publică substanțială, în special prezentând ca o soluție cheie acoperită de documentarul lui Damon Gameau 2040 și în cartea Drawdown: The Most Comprehensive Plan Ever Proposed to Reverse Global Warming editată de Paul Hawken .

Impacturi ecologice și de mediu

Vedere aeriană a fermelor de alge marine din Coreea de Sud

Mai multe probleme de mediu pot rezulta din cultivarea algelor marine. Uneori, fermierii cu alge tăie mangrove pentru a le folosi ca miză pentru corzi. Totuși, acest lucru afectează negativ agricultura, deoarece reduce calitatea apei și biodiversitatea din mangrove din cauza epuizării. Fermierii pot, de asemenea, să îndepărteze uneori iarba de anghilă din zonele lor agricole. Totuși, acest lucru este, de asemenea, descurajat, deoarece afectează negativ calitatea apei.

În Maine și Columbia Britanică, pot fi cultivate numai soiuri native de alge marine.

Cultivarea algelor ajută la conservarea recifelor de corali prin creșterea diversității în care au fost introduse algele și algele marine și oferă, de asemenea, o nișă suplimentară pentru speciile locale de pești și nevertebrate. Agricultura poate fi benefică prin creșterea producției de pești și crustacee erbivore din zonă. Pollnac 1997b a raportat o creștere a populației siginide după începerea cultivării extinse a algelor eucheuma în satele din nordul Sulawesi, Indonezia.

Cultura algelor marine poate fi folosită și pentru captarea, absorbția și în cele din urmă a încorpora substanțe nutritive excesive în țesuturile vii. „Bioextracția nutrienților” este termenul preferat pentru bioremediere care implică plante și animale cultivate. Bioextracția de nutrienți (numită și bio-recoltare) este practica cultivării și recoltării crustaceelor ​​și a algelor marine pentru a elimina azotul și alți nutrienți din corpurile naturale de apă. (A se vedea articolul principal Poluarea cu nutrienți .)

A fost acordată o atenție considerabilă modului în care cultivarea algelor la scară largă în oceanul deschis poate acționa ca o formă de sechestrare a carbonului pentru a atenua schimbările climatice. O serie de studii academice au demonstrat că pădurile de alge marine de lângă coastă constituie o sursă de carbon albastru , deoarece detritusul algelor marine este transportat de curenții de undă în oceanul mijlociu și adânc, sechestrând astfel carbonul. Mai mult decât atât, nimic de pe pământ nu captează carbonul mai repede decât macrocystis pyrifera (cunoscută și sub denumirea de alge gigant) care poate crește până la 60 m lungime și la fel de rapid ca 50 cm pe zi în condiții ideale. Prin urmare, sa sugerat că creșterea algelor marine la scară poate avea un impact semnificativ asupra schimbărilor climatice. Potrivit unui studiu, acoperirea a 9% din oceanele lumii cu păduri de alge "ar putea produce suficient biometan pentru a înlocui toate necesitățile actuale de energie a combustibililor fosili, eliminând în același timp 53 de miliarde de tone de CO2 din atmosferă, restabilind nivelurile preindustriale" . Pe lângă atenuarea schimbărilor climatice, cultivarea algelor marine poate fi un pas inițial către adaptarea la constrângerile de mediu inevitabile care pot apărea ca urmare a schimbărilor climatice în viitorul apropiat. Acestea includ protecția esențială a țărmului prin disiparea energiei valurilor, deosebit de importantă pentru coastele de mangrove. Aportul de dioxid de carbon ar scădea pH-ul local, ceea ce va fi extrem de benefic pentru calcifianți, cum ar fi crustaceele sau pentru prevenirea ireversibilității înălbirii coralilor. În cele din urmă, creșterea algelor ar oferi un aport puternic de oxigen în apele costiere, contracarând astfel efectele dezoxigenării oceanelor prin creșterea temperaturii oceanului.

Recoltarea algelor în North Cape (Canada)

Aspecte socio-economice

Numai în Japonia, valoarea producției anuale a nori se ridică la 2 miliarde USD și este una dintre cele mai valoroase culturi din lume produse de acvacultură. Cererea ridicată pentru producția de alge marine oferă oportunități și muncă abundente pentru comunitatea locală. Un studiu realizat de Filipine a arătat că parcelele de aproximativ un hectar ar putea avea un venit net din agricultura eucheuma care era de 5 până la 6 ori mai mare decât salariul mediu minim al unui lucrător agricol. În același studiu, au văzut, de asemenea, o creștere a exporturilor de alge marine de la 675 tone metrice (MT) în 1967 la 13.191 MT în 1980, care s-a dublat la 28.000 MT până în 1988.

Tanzania

Agricultura cu alge marine a avut impacturi socio-economice pe scară largă în Tanzania și a devenit o sursă foarte importantă de resurse pentru femei și este al treilea cel mai mare contribuitor de valută străină la țară. 90% dintre fermieri sunt femei și o mare parte din acestea sunt folosite de industria de îngrijire a pielii și a produselor cosmetice.

• 

  Cultivatorii de alge marine din Zanzibar se confruntă cu un climat în schimbare. Aici, un fermier tinde spre ferma ei din Paje, pe coasta de sud-est a insulei.

• 

  Mwanaisha Makame și Mashavu Rum, care cultivă alge marine pe frumoasa insulă Zanzibar de 20 de ani, trec prin valul mic până la ferma lor.

• 

  Algele cresc sub apă timp de 45 de zile. Când ajunge la un kilogram, femeile îl culeg și îl usucă, apoi îl împachetează în pungi pentru a fi exportat în țări precum China, Coreea și Vietnam. Acolo, este utilizat în medicamente și șampoane.

• 

  Fermierii au multe probleme din cauza schimbărilor climatice. Cu două decenii în urmă, 450 de fermieri de alge au călătorit pe Paje. Acum, mai rămân doar aproximativ 150 de fermieri.

• 

  Mwanaisha susține o grămadă sănătoasă de alge marine. Apoi, ea ridică alge pe care fermierii nu le vor putea folosi. O substanță albă tare crește pe ea - boala gheață-gheață, cauzată de temperaturi mai mari ale oceanului și de lumina soarelui intensă.

• 

  Fermierii de alge marine au învățat cum să facă săpun din algele lor la Centrul de Alge Zanzibar, o afacere care a început ca ONG în 2009. La casele lor, ei amestecă apă, pulbere de alge măcinate, ulei de cocos, sodă caustică și uleiuri esențiale într-un mare cada de plastic.

• 

  Mai târziu în săptămână, fermierii cu alge marine își vor vinde săpunurile finite în orașul Zanzibar sau clienților locali obișnuiți. Pe măsură ce nivelul algelor marine scade, ei au găsit o modalitate de a crește valoarea muncii lor.

• 

  Produsul finit - o bară de săpun cu alge marine.

Utilizări

Algele marine cultivate sunt utilizate în mai multe produse produse în mod industrial, direct ca alimente și ca materiale sursă pentru lucruri precum biocombustibilii.

Produse chimice

Multe alge marine sunt utilizate pentru a produce produse chimice derivate care pot fi utilizate pentru diverse produse industriale, farmaceutice sau alimentare. Două produse derivitative majore sunt Caragenan și Agar . Cu toate acestea, există o gamă largă de ingrediente bioactive care pot fi utilizate pentru o varietate de industrii, cum ar fi industria farmaceutică , alimentația industrială și industria cosmetică .

Caragenan

Agar

Alimente

Această secțiune este un extras din alge marine comestibile . [ edit ]

Un fel de mâncare din alge marine picante murate

Algele marine comestibile sau legumele de mare sunt alge marine care pot fi consumate și utilizate în scopuri culinare . De obicei, conțin cantități mari de fibre . Ele pot aparține unuia dintre mai multe grupuri de alge multicelulare : algele roșii , algele verzi și algele brune .

Algele marine sunt de asemenea recoltate sau cultivate pentru extracția de polizaharide , cum ar fi alginat , agar și carrageenan , substanțe gelatinoasa colectiv cunoscut sub numele hidrocoloizi sau phycocolloids . Hidrocoloizii au atins o semnificație comercială, în special în producția de alimente ca aditivi alimentari. Industria alimentară exploatează gelificarea, reținerea apei, emulsionarea și alte proprietăți fizice ale acestor hidrocoloizi.

Majoritatea algelor marine comestibile sunt alge marine, în timp ce majoritatea algelor de apă dulce sunt toxice. Unele alge marine conțin acizi care irită canalul digestiv, în timp ce altele pot avea un efect laxativ și de echilibrare a electroliților. Majoritatea macroalgelor marine nu sunt toxice în cantități normale, dar membrii genului Lyngbya sunt potențial letali. În mod obișnuit, otrăvirea este cauzată de consumul de pește care s-a hrănit cu Lyngbya sau de alți pești care au făcut-o. Aceasta se numește otrăvire cu ciguatera . Manipularea Lyngbya majuscula poate provoca și dermatită cu alge marine . Unele specii de Desmarestia sunt foarte acide, cu vacuole de acid sulfuric care pot provoca probleme gastro-intestinale severe .

Mâncarea servită adesea în restaurantele din vestul Chinei, deoarece „Alge marine crocante” nu sunt alge, ci varză care a fost uscată și apoi prăjită.

Combustibil

Această secțiune este un extras din combustibilul pentru alge . [ edit ]

Un balon conic de combustibil pentru avioane „verde” fabricat din alge

Combustibilul de alge, biocombustibilul de alge sau uleiul de alge este o alternativă la combustibilii fosili lichizi care utilizează algele ca sursă de uleiuri bogate în energie. De asemenea, combustibilii pentru alge sunt o alternativă la sursele de biocombustibili cunoscute, cum ar fi porumbul și trestia de zahăr. Atunci când este fabricat din alge marine (macroalge), poate fi cunoscut sub numele de combustibil pentru alge marine sau ulei de alge marine.

Mai multe companii și agenții guvernamentale finanțează eforturile de reducere a costurilor de capital și de exploatare și de a face viabilă din punct de vedere comercial producția de combustibil de alge. La fel ca combustibilul fosil, combustibilul pentru alge eliberează CO
2atunci când sunt arși, dar spre deosebire de combustibilii fosili, combustibilul pentru alge și alți biocombustibili eliberează doar CO
2recent îndepărtat din atmosferă prin fotosinteză pe măsură ce algele sau planta au crescut. Criza energetică și criza alimentară mondială au aprins interesul pentru algacultură (alge agricole) pentru producerea biodieselului și a altor biocombustibili folosind terenuri improprii pentru agricultură. Printre caracteristicile atractive ale combustibililor algali se numără faptul că pot fi cultivate cu un impact minim asupra resurselor de apă dulce , pot fi produse folosind ser fiziologic și apă uzată , au un punct de aprindere ridicat și sunt biodegradabile și relativ inofensive pentru mediu dacă sunt vărsate. Algele costă mai mult pe unitate de masă decât alte culturi de biocombustibil din a doua generație datorită costurilor mari de capital și de exploatare, dar se pretinde că produc între 10 și 100 de ori mai mult combustibil pe unitate de suprafață. Departamentul de Energie Statele Unite estimează că , în cazul în care algele de combustibil înlocuit tot combustibilul de petrol din Statele Unite, aceasta ar avea nevoie de 15.000 de mile pătrate (39.000 km ² ), care este de numai 0,42% din harta SUA, sau aproximativ jumătate din suprafața de teren din Maine . Acest lucru este mai mică de 1 / 7 zona de porumb recoltată în Statele Unite în 2000.

Șeful Organizației pentru Biomasă Algală a declarat în 2010 că combustibilul pentru alge ar putea atinge paritatea prețurilor cu petrolul în 2018 dacă i se acordă credite fiscale de producție . Cu toate acestea, în 2013, președintele și CEO-ul Exxon Mobil , Rex Tillerson, a spus că, după ce s-a angajat să cheltuiască până la 600 de milioane de dolari pe parcursul a 10 ani pentru dezvoltarea într-o asociere cu Genomica Sintetică a lui J. Craig Venter în 2009, Exxon s-a retras după patru ani ( și 100 de milioane de dolari) când și-a dat seama că combustibilul pentru alge este „probabil mai departe” de 25 de ani distanță de viabilitatea comercială. În 2017, Synthetic Genomics și ExxonMobil au raportat o descoperire în cercetarea comună a biocombustibililor avansați. Descoperirea a fost că au reușit să dubleze conținutul de lipide (de la 20% în forma sa naturală la 40-55 la sută) într-o tulpină modificată genetic de Nannochloropsis gaditana . Pe de altă parte, Solazyme , Sapphire Energy și Algenol , printre altele, au început vânzarea comercială de biocombustibili algali în 2012 și 2013 și, respectiv, în 2015. Până în 2017, majoritatea eforturilor fuseseră abandonate sau schimbate în alte aplicații, rămânând doar câteva.

Vezi si

• Algacultura
• Acvacultura algelor uriașe
• Alge marine comestibile
• Combustibil cu alge marine
• Resursele naturale ale țărilor insulare
• Cultivator de alge marine

Referințe

Surse

 Acest articol încorporează text dintr-o lucrare de conținut gratuit . Licențiat sub CC BY-SA 3.0 IGO Declarație / permisiune IGO pe Wikimedia Commons . Text preluat din Pe scurt, The State of World Fisheries and Aquaculture, 2018 , FAO, FAO. Pentru a afla cum să adăugați text de licență deschis la articolele de pe Wikipedia, consultați această pagină de instrucțiuni . Pentru informații despre reutilizarea textului din Wikipedia , vă rugăm să consultați condițiile de utilizare .