Impianto di coltivazione di microalghe lungo la costa di Kona della Big Island delle Hawaii. Credito:Cyanotech Corporation/Fornito
Come possiamo aumentare la produzione alimentare di oltre il 50%, su una quantità limitata di seminativi, per sfamare una stima di 10 miliardi di persone entro il 2050?
La soluzione potrebbe presentarsi sotto forma di microalghe nutrienti e ricche di proteine (unicellulari), coltivate in sistemi di acquacoltura onshore alimentati con acqua di mare.
Un documento, "Transforming the Future of Marine Aquaculture:A Circular Economy Approach", pubblicato nel numero di settembre di Oceanografia , descrive come la crescita delle alghe a terra potrebbe colmare una lacuna prevista nelle future richieste nutrizionali della società, migliorando al contempo la sostenibilità ambientale.
"Abbiamo l'opportunità di coltivare cibo altamente nutriente, in rapida crescita e possiamo farlo in ambienti in cui non siamo in competizione per altri usi", ha affermato Charles Greene, professore emerito di scienze della Terra e dell'atmosfera e senior del giornale autore. "E poiché lo coltiviamo in strutture relativamente chiuse e controllate, non abbiamo lo stesso tipo di impatto ambientale".
Anche se la popolazione della Terra crescerà nei prossimi decenni, il cambiamento climatico, la limitatezza dei seminativi, la mancanza di acqua dolce e il degrado ambientale limiteranno la quantità di cibo che può essere coltivata, secondo il documento.
"Semplicemente non possiamo raggiungere i nostri obiettivi con il modo in cui attualmente produciamo cibo e la nostra dipendenza dall'agricoltura terrestre", ha affermato Greene.
Con gli stock ittici selvatici già ampiamente sfruttati e con vincoli sull'acquacoltura di pesci marini, molluschi e alghe nell'oceano costiero, Greene e colleghi sostengono la coltivazione di alghe negli impianti di acquacoltura a terra. Modelli basati su GIS, sviluppati dall'ex studentessa laureata della Cornell, Celina Scott-Buechler '18, M.S. '21, prevedere i rendimenti in base alla luce solare annuale, alla topografia e ad altri fattori ambientali e logistici. I risultati del modello rivelano che le migliori posizioni per gli impianti di allevamento di alghe a terra si trovano lungo le coste del Sud del mondo, compresi gli ambienti desertici.
"Le alghe possono effettivamente diventare il granaio per il Sud del mondo", ha detto Greene. "In quella stretta striscia di terra, possiamo produrre più di tutte le proteine di cui il mondo avrà bisogno."
Insieme all'alto contenuto proteico, i ricercatori hanno notato che le alghe forniscono nutrienti carenti nelle diete vegetariane, come aminoacidi essenziali e minerali presenti nella carne e acidi grassi omega-3 spesso presenti nel pesce e nei frutti di mare.
Le alghe, che crescono 10 volte più velocemente delle colture tradizionali, possono essere prodotte in un modo più efficiente dell'agricoltura nell'uso dei nutrienti. Ad esempio, quando gli agricoltori aggiungono fertilizzanti a base di azoto e fosforo per coltivare colture terrestri, circa la metà scorre fuori dai campi e inquina i corsi d'acqua. Con le alghe coltivate in strutture chiuse, i nutrienti in eccesso possono essere catturati e riutilizzati.
Allo stesso modo, l'anidride carbonica deve essere aggiunta agli stagni di acquacoltura per far crescere le alghe. Ricercatori e aziende hanno sperimentato l'aggiunta di alghe ai materiali da costruzione e al cemento, dove il carbonio viene sequestrato e rimosso dall'atmosfera. "Se utilizziamo le alghe in questi materiali strutturali di lunga durata, allora abbiamo il potenziale per essere carbon-negativi e parte della soluzione ai cambiamenti climatici", ha affermato Greene.
Una sfida è l'approvvigionamento di CO2 è attualmente costoso e inefficiente dal punto di vista energetico, ma gli ingegneri stanno sperimentando tecnologie solari concentrate che utilizzano specchi per focalizzare e concentrare la luce solare per riscaldare un fluido di lavoro, che a sua volta può essere utilizzato nelle tecnologie di cattura diretta dell'aria che catturano l'anidride carbonica dall'aria.
Inoltre, mentre l'allevamento di alghe risolve sulla carta molti problemi legati all'alimentazione e all'ambiente, può avere successo solo se le persone lo adottano nelle diete e per altri usi. L'aggiunta di alghe nutrienti come ingrediente principale o integratore nelle carni a base vegetale, che attualmente si basano su piselli e soia meno nutrienti, è una possibilità. + Esplora ulteriormente
