Jump to content

Аквакультура гигантских водорослей

Гигантская водоросль

Аквакультура гигантских водорослей Macrocystispyrifera это выращивание водорослей для производства продуктов питания, пищевых добавок или поташа. [1] [2] Гигантская ламинария содержит йод , калий , другие минералы, витамины и углеводы . [3] [4]

В начале 20 века калифорнийские водоросли собирали для получения поташа . [1] [5] [6] Коммерческий интерес увеличился в 1970-е и 1980-е годы в связи с производством альгинатов , а также производством биомассы для корма для животных из-за энергетического кризиса . [5] [6] Однако коммерческое производство M.pyrifera так и не было развито. С окончанием энергетического кризиса и снижением цен на альгинат исследования по выращиванию Macrocystis пошли на убыль. [2]

Поставки M.pyrifera для производства альгината во многом зависели от восстановления и управления естественными зарослями в начале 1990-х годов. [2] [7] Другие функции, такие как стабилизация субстрата, были изучены в Калифорнии, где в рамках «проекта грядки водорослей» были пересажены взрослые особи высотой 3–6 м, чтобы повысить стабильность гавани и способствовать разнообразию. [7] [3] [8]

Двадцать первый век

[ редактировать ]

Исследования изучают его использование в качестве корма для других видов аквакультуры, таких как рыба. [7] [9]

Китай и Чили являются крупнейшими производителями водных растений и водорослей, каждый из которых в 2007 году произвел более 300 000 тонн. Какая часть этого общего количества может быть отнесена на счет M.pyrifera , неясно. [10] Обе страны выращивают множество видов; в Чили 50% продукции приходится на Phaeophytes , а остальные 50% — на Rhodophytes . [11] Китай производит большее разнообразие морских водорослей, включая хлорофиты . [12] Эксперименты в Чили изучают гибриды M.pyrifera и M.integrifolia . [13]

Развитие выращивания водорослей продолжается в Орегоне и Британской Колумбии. [14] [15] [16] Стартапы начали арендовать воду на Аляске для выращивания M. Pyrifera . крупномасштабного [17] [18]

Восстановление леса водорослей в Калифорнии

[ редактировать ]

В 2010-х годах Северная Калифорния потеряла 95% экосистем водорослей из-за морских волн тепла. [19] [20] [21] [22]

Усилия по восстановлению зарослей водорослей в Калифорнии в первую очередь сосредоточены на морских ежей . удалении [23] как аквалангистами, так и каланами , которые являются естественными хищниками. [24] [25] [26] [27] [28]

Бурые водоросли Sargassum Horneri , инвазивный вид, впервые обнаруженный в 2003 году, также вызывают беспокойство. [29] [30]

Исследователи из Морской лаборатории Бодеги Калифорнийского университета в Дэвисе разрабатывают стратегии пересадки, а волонтеры из группы береговых смотрителей округа Ориндж пересаживают гигантские водоросли. [31] [32] Государственный университет Гумбольдта начал выращивать бычью водоросль на своей исследовательской ферме в 2021 году. [33]

В июле 2020 года было объявлено об исследовательских усилиях на уровне штата по предотвращению разрушения лесов водорослей в Калифорнии. [34]

На федеральном уровне HR 4458, Закон о сохранении жизнеспособности и продуктивности экосистем (KELP), принятый 29 июля 2021 года, направлен на создание новой программы грантов в рамках NOAA для восстановления лесов из водорослей. [35]

Ocean Rainforest, компания со штаб-квартирой на Фарерских островах , получила финансирование правительства США в размере 4,5 миллионов долларов для выращивания гигантских водорослей на ферме площадью 86 акров у побережья Санта-Барбары, Калифорния. [36]

Самый распространенный метод культивирования M.pyrifera был разработан в Китае в 1950-х годах. Это называется системой выращивания на длинных линиях, при которой споры выращиваются в теплице с охлаждаемой водой, а затем высаживаются в океан, прикрепленные к длинным линиям. [37] Глубина, на которой они выращиваются, варьируется. Этот вид чередует поколения в своем жизненном цикле, чередуя крупный спорофит и микроскопический гаметофит . Спорофит собирают как морскую водоросль. Зрелые спорофиты образуют репродуктивные органы, называемые сорусами. Они находятся на нижней стороне листьев и производят подвижные зооспоры , которые прорастают в гаметофит. [38] [39] Чтобы вызвать спорообразование , растения сушат в течение двенадцати часов и помещают в контейнер для посева, наполненный морской водой с температурой около 9–10 ° C; соленость 30% и pH 7,8-7,9. [11] [37] [40] Фотопериод контролируют во время фаз споруляции и роста. После спорообразования на дно того же контейнера кладут синтетическую нить диаметром около 2–6 мм. Высвободившиеся зооспоры прикрепляются к шпагату и начинают прорастать в мужские и женские гаметофиты . [11] [37] [40] По мере созревания эти гаметофиты выделяют сперматозоиды и яйцеклетки, которые сливаются в толще воды и прикрепляются к тому же субстрату, что и гаметофиты (нитка). [11] [37] [40] Эти растения выращивают в виде молодых спорофитов на срок до 60 дней. [37] [40]

Эти веревки либо оборачиваются вокруг, либо разрезаются на мелкие кусочки и прикрепляются к веревке большего диаметра. Веревки для культивирования различаются, но их длина с плавучими буями составляет примерно 60 м. прикрепленными [11] Глубины разные. В Китае . M.pyrifera выращивают на поверхности с помощью плавающих буев, прикрепленных через каждые 2-3 метра, а концы веревки прикрепляют к деревянному колышку, прикрепленному к субстрату Отдельные веревки обычно подвешивают с интервалом 50 см. [37] В Чили M.pyrifera выращивают на глубине 2 м, используя буи, чтобы растения оставались на постоянной глубине. [40] Затем их оставляют расти до сбора урожая.

Проблемы, с которыми сталкивается этот метод, включают управление переходом от споры к гаметофиту и эмбриональному спорофиту, который осуществляется на наземном объекте с тщательным контролем потока воды, температуры, питательных веществ и света. [37] Японцы используют метод принудительного выращивания , при котором за один вегетационный период достигается двухлетний рост за счет контроля затрат. [37]

В Китае в проекте по выращиванию на открытом воздухе/глубокой воде использовались различные фермерские конструкции для облегчения роста, в том числе перекачивание питательных веществ из глубокой воды в гряды. Наибольшим преимуществом этого подхода было то, что водоросли были освобождены от ограничений по размеру на мелководье. Проблемы с эксплуатацией и проектированием ферм препятствовали глубоководной обработке воды и положили конец дальнейшим исследованиям. [37]

Сбор урожая

[ редактировать ]

Продолжительность выращивания зависит от региона и интенсивности земледелия. Этот вид обычно собирают после двух сезонов роста (2 года). [11] [37] M.pyrifera , искусственно культивируемую на веревках, собирают с помощью шкивной системы, прикрепленной к лодкам, которые натягивают отдельные тросы на сосудах для очистки. [11] [37] Другие страны, такие как США, полагаются в первую очередь на выращенную в естественных условиях M.pyrifera и используют лодки для сбора поверхностного покрова несколько раз в год. Это возможно благодаря быстрому росту, при этом вегетативная и репродуктивная части остаются неповрежденными. [3] [41]

Приложения

[ редактировать ]

В Великобритании законодательство определяет гигантские водоросли как неприятность. Инвазивные образцы удаляются механически. [42]

Спрос на M.pyrifera сосредоточен на удобрениях , средствах биоремедиации и кормах для морского ушка и морских ежей . [2] [7]

Связывание углерода

[ редактировать ]

Для компенсации текущих выбросов углерода потребуется около 50 триллионов деревьев. Альтернативной компенсацией могло бы стать выращивание лесов из водорослей. Келп может расти со скоростью 2 фута в день, что в 30 раз быстрее, чем наземные растения. Посадка водорослей на 10% территории океанов (в 4,5 раза превышающей площадь Австралии) могла бы обеспечить такую ​​же компенсацию. Кроме того, ламинария обеспечит вылов рыбы в размере 2 мегатонн в год и уменьшит закисление океана . Крупномасштабное лесное хозяйство в открытом океане потребует искусственного субстрата и дополнительных питательных веществ. [43] [44]

Стартап из штата Мэн, Running Tide Technologies, стремится выращивать большое количество водорослей, которые будут связывать углерод на дне океана. [45] [46] [47] [48]

Биотопливо

[ редактировать ]

разрабатывается программа по выращиванию и посадке водорослей Рядом с островом Каталина . Методы выращивания с использованием «элеватора водорослей» показали перспективность производства биотоплива с использованием термохимического сжижения . [49] [50] Эти исследовательские усилия поддерживаются ARPA-E . [51] [52]

В мелкомасштабном выращивании водоросли используются в качестве замены капусты . [49] из Коннектикута, Такие организации, как GreenWave связывают океанских фермеров с покупателями водорослей, стремясь поддержать рынок океанской зелени.

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б Эбботт 1996 .
  2. ^ Перейти обратно: а б с д Gutierrez et al. 2006Гутьеррес и др. 2006
  3. ^ Перейти обратно: а б с Бушинг 2000г .
  4. ^ Коннор 1989 , с. 58.
  5. ^ Перейти обратно: а б Неушуль 1987г .
  6. ^ Перейти обратно: а б Дрюэль и др. 1988 год .
  7. ^ Перейти обратно: а б с д Бушманн и др. 2008 год .
  8. ^ Сименстад, Эстес и Кеньон 1978 .
  9. ^ Крус-Суарес и др. 2009
  10. ^ Организация по рыболовству и сельскому хозяйству, 2007 .
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Бушманн и др. 2005 .
  12. ^ Ву и Линь 1987 .
  13. ^ Вестермейер и др. 2006 год .
  14. ^ «Келп – спасение океанских лесов» . Орегонский Альянс Келпа . Архивировано из оригинала 14 июня 2013 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  15. ^ Годин, Мелисса (04 сентября 2020 г.). «Океанские фермеры пытаются спасти мир с помощью морских водорослей» . Время . Проверено 11 августа 2021 г.
  16. ^ Бадельт, Брэд (20 июля 2017 г.). «Выращивание водорослей Британской Колумбии — неиспользованный ресурс» . БЦБизнес . Архивировано из оригинала 15 августа 2020 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  17. ^ «Келп Блю 49» . Келп Блю . Проверено 11 мая 2023 г.
  18. ^ «Что мы делаем» . Пасифик Келп Ко . Проверено 12 октября 2023 г.
  19. ^ «Достигнув каменного дна: исчезновение подводных лесов Калифорнии» . Центр Билла Лейна для американского Запада, Стэнфордский университет . 18 марта 2021 г. Архивировано из оригинала 18 марта 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  20. ^ Керлин, Кэт (21 октября 2019 г.). «Калифорнийский разрушающийся лес водорослей» . Наука и климат . Проверено 11 августа 2021 г.
  21. ^ Калифорнийский университет Санта-Крус (05.03.2021). «Разрушение ламинарии Северной Калифорнии будет трудно обратить вспять» . физ.орг . Архивировано из оригинала 05 марта 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  22. ^ «5 причин защищать водоросли, мощные морские водоросли Западного побережья» . Исследовательский центр Пью . 2020-05-27 . Проверено 11 августа 2021 г.
  23. ^ Фостер, Майкл С. (2013). «Леса водорослей в Калифорнии» (PDF) . Смитсоновский вклад в морские науки . Архивировано (PDF) из оригинала 11 августа 2021 г.
  24. ^ «Новые результаты восстановления лесов из водорослей» . Морской грант USC — Колледж литературы, искусств и наук USC Даны и Дэвида Дорнсайф . Архивировано из оригинала 11 августа 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  25. ^ «Спасение калифорнийских лесов» . CNN . Архивировано из оригинала 30 июля 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  26. ^ «Новое исследование дает надежду на восстановление зарослей водорослей и коммерческого рыболовства» . Полицентрик . 21 июня 2021 г. Архивировано из оригинала 2 июня 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  27. ^ «Проект: Палос Вердес» . SeaTrees от Sustainable Surf . 2021. Архивировано из оригинала 02 июля 2020 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  28. ^ Хохман, Р. (2019). «План восстановления бычьих водорослей Сонома-Мендосино для Национального морского заповедника Большого Фараллонеса и Департамента рыбы и дикой природы Калифорнии» (PDF) . Ассоциация Большого Фараллонеса . Архивировано (PDF) из оригинала 1 мая 2020 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  29. ^ «Морские инвазивные виды - Национальный парк Нормандских островов» . Служба национальных парков США . 17 апреля 2017 г. Архивировано из оригинала 2 июня 2017 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  30. ^ Ричи, Эрика I (08 сентября 2020 г.). «Морской биолог округа Ориндж хочет прополить океан, чтобы помочь водорослям расти» . Реестр округа Ориндж . Архивировано из оригинала 11 сентября 2020 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  31. ^ «Келп: прибрежные леса Калифорнии» . Институт прибрежных и морских наук, Калифорнийский университет в Дэвисе . 12 января 2021 г. Архивировано из оригинала 12 января 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  32. ^ «Программа восстановления лесов» . Береговой смотритель округа Ориндж . Проверено 11 августа 2021 г.
  33. ^ «Келп уже в пути» . Государство Гумбольдта сейчас . 2021-07-12. Архивировано из оригинала 12 июля 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  34. ^ Лейтцелл, Кэтрин (06 июля 2020 г.). «Новое исследование по решению проблемы лесного кризиса из водорослей в Калифорнии» . Калифорнийский морской грант . Архивировано из оригинала 08 июля 2020 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  35. ^ Биттенбендер, Стив (10 августа 2021 г.). «Законопроект, спонсируемый Хаффманом, требует грантового финансирования для восстановления лесов из водорослей» . Источник морепродуктов . Архивировано из оригинала 11 августа 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  36. ^ «Океанские тропические леса выделили 4,5 миллиона долларов на увеличение производства водорослей в Калифорнии» . Рыбный сайт . 12 октября 2023 г. Проверено 22 июля 2024 г.
  37. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Марикультура морских водорослей
  38. ^ Мондрагон и Мондрагон 2003 .
  39. ^ Прескотт 1968 , стр. 226–227.
  40. ^ Перейти обратно: а б с д и Вестермайер, Патиньо и Мюллер 2006 .
  41. ^ Hoek, Mann & Jahns 1995 , стр. 170.
  42. ^ Приложение 9 Закона о дикой природе и сельской местности 1981 г.
  43. ^ Ван, Брайан (18 февраля 2019 г.). «Океаны и водоросли имеют решающее значение для решения проблемы изменения климата» . NextBigFuture.com . Проверено 20 февраля 2019 г.
  44. ^ Джонс, Никола (12 июля 2016 г.). «Как выращивание морских растений может помочь замедлить закисление океана» . Йель E360 . Архивировано из оригинала 23 февраля 2017 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  45. ^ Бенвенисте, Алексис (3 мая 2021 г.). «Этот стартап выращивает водоросли, а затем погружает их в воду, чтобы извлечь углерод из воздуха» . CNN . Архивировано из оригинала 4 мая 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  46. ^ «Бегущий прилив, борьба с изменением климата с помощью водорослей» . Технологический институт штата Мэн . 2021. Архивировано из оригинала 30 октября 2020 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  47. ^ Бевер, Фред (01 марта 2021 г.). « «Управляйте нефтяной промышленностью наоборот»: борьба с изменением климата путем выращивания водорослей» . NPR.org . Проверено 11 августа 2021 г.
  48. ^ Смит, Хизер (3 июня 2021 г.). «Может ли выращивание морских водорослей затормозить изменение климата?» . Сьерра Клуб . Архивировано из оригинала 28 июня 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
  49. ^ Перейти обратно: а б Моника Евстатьева; Ари Шапиро (22 августа 2017 г.). «Ученые надеются выращивать биотопливо будущего в Тихом океане» . NPR.org .
  50. ^ «Посевы» . Морское ранчо Каталина . Проверено 11 августа 2021 г.
  51. ^ «Ученые Университета Южной Калифорнии, возможно, раскрыли потенциал водорослей как основного источника биотоплива» . Новости ОСК . 2021-03-02 . Проверено 11 августа 2021 г.
  52. ^ «Калифорнийский университет, Ирвин (UC Irvine) - Система моделирования выращивания макроводорослей» . АРПА_Е . 19 сентября 2017 г. Архивировано из оригинала 18 марта 2021 г. Проверено 11 августа 2021 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 950bfdfa3425248ee63ca00ac9ba4f70__1722016620
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/95/70/950bfdfa3425248ee63ca00ac9ba4f70.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Aquaculture of giant kelp - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)