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Algal Turf Scrubbing:役に立ち、害のない藻類の「ブルーム」を作成する

「緑の革命」のおかげで、食料はかつてないほど安くなり、豊富になりました。皮肉なことに、高性能農業は私たちの将来の自給自足能力を脅かしています。農業には大量の窒素とリン肥料が必要なため、土壌が損傷します。過剰な肥料は、地域の水と海を汚染し、有害な藻類のブルームと広大なデッド ゾーンを引き起こし、すでに乱獲されている水生食料資源を脅かし、サンゴ礁などの生態系資産を破壊します。 、彼らとその他の海洋生物をサポートしています。

私たちの農地の半分は、部分的または完全に危険にさらされており、劣化が続いています。問題を複雑にしているのは、安価なリンは、数十年以内に枯渇するであろう、簡単に利用できる少数の鉱床からしか入手できないことです。

これらの問題は何年も前から知られていましたが、経済的および政治的勢力は、問題を防止または是正しようとするのではなく、問題を無視することで時間を稼いできました。消費者は最も安い製品を選びますが、農家は利益を上げる必要があります。この状況は、破壊的な行動を助長する寛大な規制と共謀しています。消費者がより高価な持続可能な製品に好みを変え、規制が改善されたとしても、進行中の被害は遅くなるだけです.近代農業が引き起こす問題を防ぐ機会は失われました。負の傾向を逆転させ、すでに受けた損害を修復するには、長期的な解決策が必要です。

1970 年代後半から 1980 年代前半にかけて、スミソニアン研究所のウォルター アディ博士はカリブ海のサンゴ礁を研究していました。これらのサンゴ礁は、複雑な食物網を支える炭水化物の主要な供給源としての生産性の高い藻類の成長に基づいて、膨大な量の水生生物を支えています。しかし、サンゴ礁を取り囲む海域の窒素とリンの濃度は、藻類の急速な成長を支えるには低すぎるようでした。 Adey 博士は、継続的な水の流入が存在し、適切な種類の藻類 (1 か所に付着して成長し、水が流れている間は動かずにいる種類) が存在する限り、窒素とリンの量は 1 より多いことに気付きました。急速な成長をサポートするには、最低限の情報で十分です。水の動きは、入ってくる栄養素を混ぜ合わせて藻類に供給し続けると同時に、藻類のフィラメントを動かし続け、日光がより深く浸透できるようにします.藻類はこれらの条件下で急速に増殖し、混雑した生態系に栄養を与えます.

Adey の発見は、スミソニアン自然史博物館が当時最大の屋内熱帯水族館を建設し、カリブ海のサンゴ礁を模倣した外部藻類培養システムを作成することによって、望ましくない藻類と栄養素のレベルを制御下に保つことができることを発見したときに解決策となりました (水族館では常に問題です)。 Adey 博士はこの発見により、今日「藻類芝スクラブ」として知られる技術を開発することになりました。カリブ海のサンゴ礁を模倣して、藻類の付着と急速な成長を促進するように設計された人工的な流れ(または「フローウェイ」)を提供するだけで、自然の生態学的サイクルが複製されました.水槽の水に含まれる栄養素、動物の老廃物、腐敗した有機物が藻類の餌になります。水槽の水はフローウェイの上部に入り、藻類の「ターフ」によって「こすられ」、下部から流れ出て水槽に戻ります。頻繁な収穫は芝を取り除き、そうでなければ水槽を汚染する栄養素を取り除きます.このシステムは数年間、水族館の唯一の水浄化方法として機能し、種が失われることはありませんでした。

藻類の芝刈りは、水槽での使用に限定されません。藻類の成長は栄養分濃度が低い場合でも急速に進むため、どこでも非点農業汚染に利用できる最良の処理方法の 1 つです。ある意味では、藻類の芝刈りは静止した藻類のブルームであり、不要で有毒なものではなく、望ましいものであり、制御可能です。フローウェイから収穫された藻類は、湖、貯水池、または海でブルームしない藻類です.有害なブルームの藻類とは異なり、フローウェイの藻類は多様であり、高レベルの毒素を生成せず、局所的な水域の酸素を奪い、魚や他の好気性種を殺して腐敗しません.さらに良いことに、藻類細胞は私たちの環境のいたるところにあり、適切な環境が提供され、すでにその地域の環境に適応している場所ならどこにでも付着して成長する準備ができています.このように奨励された生態系のバランスは、自然で豊かなものです。年間数十トンの藻類を 1 エーカーで育てることができますが、数日おきにバイオマスを収穫する農家の畜産によってのみ制限され、残りの細胞が再び増殖して提供されたニッチを埋めることができます。

農業地域全体に藻類芝洗浄施設が十分に分散されていれば、養殖場から流出した栄養素が下流に蓄積して不要な花を咲かせる前に、養分を取り戻すことができます。藻類のバイオマスは、徐放性肥料として地元でリサイクルすることができ、輸入または製造する必要のあるミネラル肥料の量を減らし、有機炭素を土壌に戻し、何世紀にもわたる損傷を元に戻します.農業や水産養殖の飼料として、またバイオ燃料の供給源として使用できます。

一部の土地 (非農地を含む) は藻類養殖場の建設に専念する必要がありますが、水に流出する栄養素を完全にリサイクルするには、特定の河川流域のごく一部しか必要ありません。 HydroMentia 社は、農業排水を処理するために、数十年にわたって大規模な藻類芝洗浄施設を建設し、運営してきました。農業による栄養汚染を完全にリサイクルするには、世界中で約 2,000 万ヘクタール (4,700 万エーカー) が必要です。これは簡単な作業ではありません。世界経済の 1% を藻類養殖に転用する必要があります。引き換えに、藻類養殖業者は流域ごとに生態系のバランスを回復し、土壌へのダメージを元に戻し、採掘された石油ベースの栄養素の使用を減らし、藻類のブルームやデッドゾーンを削減または排除することで魚の資源を救います.その過程で、過剰な大気中炭素の 10% が藻類バイオマスに取り込まれます。

農民は世界を養ってきました。現在、彼らは世界の水を浄化する手段も持っています。広く普及している農業慣行として藻類の芝刈りが行われているため、それを実現する意志と知恵があれば、豊富な食物を生産することと水をきれいに保つことの間の新しいバランスを見つけることができます.

これらの調査結果は、最近 Heliyon 誌に掲載された「拡大された藻類栽培は主要な惑星境界の違反を逆転させることができる」というタイトルの記事で説明されています。 この作業は、Smithsonian Institution の D. Calahan と W. Adey、および Softforce, Inc. の E. Osenbaugh によって実施されました。


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