Akwakultura gigantycznych wodorostów

Gigantyczne wodorosty

Akwakultura wodorostów olbrzymich , Macrocystis pyrifera , to uprawa wodorostów do zastosowań takich jak żywność, suplementy diety lub potaż. Algi olbrzymie zawierają jod , potas , inne minerały, witaminy i węglowodany .

Historia

Na początku XX wieku kalifornijskie ławice wodorostów zbierano dla ich potażu . Zainteresowanie handlowe wzrosło w latach 70. i 80. ze względu na produkcję alginianów , a także produkcję biomasy na paszę dla zwierząt w związku z kryzysem energetycznym . Jednak produkcja komercyjna M. pyrifera nigdy się nie rozwinęła. Wraz z końcem kryzysu energetycznego i spadkiem alginianów badania nad uprawą Macrocystis spadły.

Dostawy M. pyrifera do produkcji alginianów na początku lat 90. w dużej mierze polegały na renowacji i zarządzaniu naturalnymi łóżkami. Inne funkcje, takie jak stabilizacja podłoża, badano w Kalifornii, gdzie w ramach projektu „Kelp bed” przeszczepiono 3-6 m dorosłe okazy, aby zwiększyć stabilność portu i promować różnorodność.

Dwudziesty pierwszy wiek

Badania dotyczą jego wykorzystania jako paszy dla innych gatunków akwakultury , takich jak ryby.

Chiny i Chile są największymi producentami roślin wodnych, z których każdy wyprodukował ponad 300 000 ton w 2007 r. Nie jest jasne, ile z tej sumy można przypisać M. pyrifera . Oba kraje hodują różnorodne gatunki; w Chile 50% produkcji obejmuje feofity , a pozostałe 50% to rodofity . Chiny produkują większą różnorodność wodorostów, w tym chlorofity . Eksperymenty w Chile badają hybrydy M. pyrifera i M. integrifolia .

W Oregonie i Kolumbii Brytyjskiej trwa rozwój hodowli wodorostów.

Przywrócenie lasów wodorostów w Kalifornii

W 2010 roku Północna Kalifornia straciła 95% ekosystemów wodorostów z powodu morskich fal upałów.

Wysiłki związane z odbudową łóżek wodorostów w Kalifornii koncentrują się przede wszystkim na usuwaniu jeżowców , zarówno przez płetwonurków, jak i wydry morskie , które są naturalnymi drapieżnikami.

Niepokój budzi również brunatnica Sargassum horneri , gatunek inwazyjny zauważony po raz pierwszy w 2003 roku.

Naukowcy z Bodega Marine Laboratory w UC Davis opracowują strategie ponownego sadzenia, a wolontariusze z grupy Orange County Coastkeeper przesadzają gigantyczne wodorosty. Humboldt State University rozpoczął hodowlę wodorostów byczych na swojej farmie badawczej w 2021 roku.

Wysiłki badawcze na poziomie stanowym mające na celu zapobieganie zapadaniu się lasów wodorostów w Kalifornii zostały ogłoszone w lipcu 2020 r.

Na poziomie federalnym HR 4458, ustawa Keeping Ecosystems Living and Productive (KELP), wprowadzona 29 lipca 2021 r., Ma na celu ustanowienie nowego programu dotacji w ramach NOAA na odbudowę lasów wodorostów.

Metody

Najpowszechniejszą metodę uprawy M. pyrifera opracowano w Chinach w latach pięćdziesiątych XX wieku. Nazywa się to systemem uprawy długiej linii, w którym zarodniki są produkowane w szklarni z chłodzoną wodą, a następnie sadzone w oceanie przymocowane do długich linek. Głębokość, na której rosną, jest różna. Gatunek ten zmienia pokolenia w swoim cyklu życiowym, przechodząc między dużym sporofitem a mikroskopijnym gametofitem . Sporofit jest zbierany jako wodorosty. Dojrzałe sporofity tworzą narządy rozrodcze zwane sori. Znajdują się na spodniej stronie liści i wytwarzają ruchliwe zoospory , które kiełkują w gametoficie. W celu wywołania sporulacji rośliny suszy się do dwunastu godzin i umieszcza w pojemniku do wysiewu wypełnionym wodą morską o temperaturze około 9-10°C; zasolenie 30% i pH 7,8-7,9. Fotoperiod jest kontrolowany podczas faz sporulacji i wzrostu. Po zarodnikowaniu na dnie tego samego pojemnika umieszcza się syntetyczny sznurek o średnicy około 2 – 6 mm. Uwolnione zoospory przyczepiają się do sznurka i zaczynają kiełkować w gametofity męskie i żeńskie . Po osiągnięciu dojrzałości te gametofity uwalniają plemniki i komórki jajowe, które łączą się w słupie wody i przyczepiają się do tego samego podłoża co gametofity (sznurek). Rośliny te są hodowane w młode sporofity przez okres do 60 dni.

Te sznurki są albo owinięte wokół, albo pocięte na małe kawałki i przymocowane do liny uprawowej o większej średnicy. Liny uprawowe są różne, ale rozciągają się na około 60 m z przymocowanymi pływającymi bojami . Głębokości są różne. W Chinach M. pyrifera jest uprawiana na powierzchni z pływającymi bojami przymocowanymi co 2-3m i końcami liny przymocowanymi do drewnianego kołka zakotwiczonego w podłożu. Pojedyncze liny są zwykle zawieszane w odstępach co 50 cm. W Chile M. pyrifera jest uprawiana na głębokości 2 m przy użyciu boi, aby utrzymać rośliny na stałej głębokości. Pozwala się im rosnąć aż do zbiorów.

Problemy, które dotykają tę metodę, obejmują zarządzanie przejściem od zarodników do gametofitu i embrionalnego sporofitu, które odbywa się w obiekcie naziemnym przy starannej kontroli przepływu wody, temperatury, składników odżywczych i światła. Japończycy , kontrolując nakłady.

W Chinach projekt uprawy przybrzeżnej/głębokiej wody wykorzystywał różne struktury farm w celu ułatwienia wzrostu, w tym pompowanie składników odżywczych z głębokiej wody do łóżek. Największą korzyścią tego podejścia było uwolnienie glonów od ograniczeń wielkości płytkich wód. Problemy z projektami operacyjnymi i farmami nękały uprawę głębinową i zakończyły dalszą eksplorację.

Żniwny

Czas trwania uprawy różni się w zależności od regionu i intensywności uprawy. Gatunek ten jest zwykle zbierany po dwóch sezonach wegetacyjnych (2 lata). M. pyrifera , która jest sztucznie hodowana na linach, jest zbierana za pomocą systemu kół pasowych przymocowanych do łodzi, które ciągną poszczególne liny na naczyniach w celu oczyszczenia. Inne kraje, takie jak Stany Zjednoczone, polegają głównie na naturalnie uprawianych M. pyrifera i kilka razy w roku wykorzystują łodzie do zbierania koron powierzchniowych. Jest to możliwe dzięki szybkiemu wzrostowi przy jednoczesnym pozostawieniu nieuszkodzonych części wegetatywnej i rozrodczej.

Aplikacje

W Wielkiej Brytanii ustawodawstwo definiuje gigantyczne wodorosty jako uciążliwość. Okazy inwazyjne są usuwane mechanicznie.

Zapotrzebowanie na M. pyrifera koncentruje się na nawozach , bioremediacji i paszy dla uchowców i jeżowców .

Sekwestracja dwutlenku węgla

Zrównoważenie obecnych emisji dwutlenku węgla wymagałoby około 50 bilionów drzew. Alternatywnym offsetem byłaby uprawa lasów wodorostów. Kelp może rosnąć z prędkością 2 stóp dziennie, 30 razy szybciej niż rośliny lądowe. Sadzenie wodorostów na 10% oceanów (4,5 x powierzchnia Australii) może zapewnić takie samo przesunięcie. Ponadto wodorosty wspierałyby połowy ryb w wysokości 2 megaton rocznie i zmniejszały zakwaszanie oceanów . Leśnictwo na otwartym oceanie na dużą skalę wymagałoby zmodyfikowanego substratu i dodanych składników odżywczych.

Startup z Maine, Running Tide Technologies, stara się wyhodować duże ilości wodorostów, które pochłaniałyby węgiel w dnie oceanu.

Biopaliwo

wyspy Catalina opracowywany jest program hodowli i sadzenia wodorostów . Techniki uprawy z wykorzystaniem „elewatora wodorostów” są obiecujące w produkcji biopaliw przy użyciu upłynniania termochemicznego . Ten wysiłek badawczy jest wspierany przez ARPA-E .

Żywność

Uprawa na małą skalę wykorzystuje wodorosty jako zamiennik jarmużu . Organizacje takie jak GreenWave z siedzibą w Connecticut łączą hodowców oceanów z nabywcami wodorostów, starając się wspierać rynek zieleni oceanicznej.

Zobacz też

Notatki

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Aquaculture_of_giant_kelp&oldid=1136131414 ”