Преимущества морских водорослей в качестве суперпродукта хорошо воспеты, но их способность бороться с дестабилизацией естественных азотных и фосфорных циклов Земли заслуживает большего внимания.
Фермеры как группа обычно не приветствуют перемен. Просто спросите Луиса Ломбану, генерального директора Ficosterra, испанской морской биотехнологической компании, которая производит удобрения из неожиданного источника: морских водорослей.
«Независимо от того, находитесь ли вы в Испании, Мексике или Штатах, фермеры очень медленно меняют свои традиционные методы работы, особенно когда вы приходите к ним с чем-то таким необычным, как морские водоросли», - сказал Ломбана.«Для некоторых из них это звучит как шутка. Они смотрят на вас и говорят: «Значит, мои растения будут на вкус как рыба?» Это требует большого образования».
Когда дело доходит до здоровья океана, работа по убеждению фермеров отказаться от синтетических удобрений не может быть выполнена достаточно быстро. А такие компании, как Ficosterra, название которой происходит от ficos, греческого слова, обозначающего водоросли, и terra, латинского слова, обозначающего землю, считают, что морские водоросли могут помочь вернуть сельское хозяйство к природным методам, которые человечество использовало на протяжении тысячелетий, до изобретения промышленно развитое сельское хозяйство.
Натуральные удобрения или «биостимуляторы» являются частью растущей индустрии морских водорослей на Западе, движимой больше потенциалом скользкого суперпродукта как решения проблемы климата, чем детьми, требующими закусок из морских водорослей в своих коробках для завтрака.
Насыщенные витаминами, минералами и антиоксидантами, морские водоросли на протяжении веков были основным продуктом азиатской диеты и традиционной медицины, а их различные применения в производстве продуктов питания и научных исследованиях насчитывают десятилетия. Однако в последнее время ученые и другие специалисты приветствуют морские водоросли за их экологические преимущества, в частности за способность аквакультуры водорослей связывать CO2, что спровоцировало бум выращивания ламинарии в Северной Америке. Появился целый ряд западных стартапов, производящих безвредные для климата продукты на основе водорослей, включая одежду, косметику, биопластик и биотопливо.
Но способность морских водорослей помочь справиться с одним из наименее известных и наиболее неотложных экологических кризисов на планете - дестабилизацией естественных циклов азота и фосфора на Земле - привлекла меньше внимания. Чрезмерное количество этих питательных веществ, в частности азота, поступает в озера, эстуарии, заливы и океаны по всему миру, вызывая вредоносное цветение водорослей, которое наносит ущерб морским экосистемам и может быть токсичным для человека. Сточные воды из перегруженных городских септических систем и загрязнение воздуха от сжигания ископаемого топлива способствуют загрязнению азотом, но часто основной причиной является сток синтетических удобрений, используемых в промышленно развитом сельском хозяйстве.
Потенциал морских водорослей как решения этого кризиса двоякий, говорят ученые и экологи. Исследования показали, что морская аквакультура морских водорослей может значительно сократить избыток азота, поступающего в прибрежные воды, а замена синтетических удобрений биостимуляторами, изготовленными из морских водорослей, уменьшит количество азота, поступающего в океан из сельскохозяйственных источников.
Тихий убийца в массовом масштабе
Цветение водорослей происходит естественным образом, но когда избыточное количество питательных веществ поступает в прибрежные воды из источников, расположенных выше по течению, это стимулирует разрастание, которое выводит всю систему из строя. Мертвые зоны океана, районы, где эти заросли потребляют так много кислорода, что ничто другое не может там жить, являются одним из результатов этого дисбаланса, такого как массивный в Мексиканском заливе, вызванный загрязнением питательными веществами из бассейна реки Миссисипи. Этим летом мертвая зона Персидского залива увеличилась до 6 634 квадратных миль, что больше площади штата Гавайи.
Учёные также связывают зловонное цветение саргассума, которое заполонило пляжи Карибского моря и Мексики в последнее десятилетие, отчасти со стоками от сельскохозяйственной промышленности, которая опустошила большие участки тропических лесов Амазонки.. И хотя климатический кризис привлекает наибольшее внимание к коралловым рифам, исследователи из Флориды обнаружили, что загрязнение азотом из плохо очищенных сточных вод и синтетических удобрений, используемых на фермах, газонах и полях для гольфа, сыграло не меньшую роль. роли нагрева воды в близком исчезновении кораллов во Флорида-Кис.
«Азот - это то, что вызывает все эти вредоносные цветения водорослей во Флориде, красные приливы, коричневые приливы, сине-зеленые водоросли и умирающие кораллы», - Брайан Лапойнт, профессор-исследователь Атлантического университета Флориды, который провел 30-летнее исследование загрязнения питательными веществами и гибели кораллов, рассказал.
Взгляните на «девять планетных границ», пределы, которые, по мнению ученых, люди должны соблюдать, чтобы планета оставалась пригодной для жизни, и вы увидите, что мы уже находимся за пределами безопасного рабочего пространства для четырех из них: климат изменять; изменение земельной системы; биоразнообразие; биогеохимические потоки фосфора и азота. Что касается утраты биоразнообразия и избытка азота, мы находимся в зоне высокого риска.
«Но вы просто мало об этом слышали», - сказал Лапойнт. «Вы много слышите об изменении климата и CO2, но не об азоте».
Лапойнт отмечает, что в случае с коралловыми рифами эти два кризиса взаимосвязаны, поскольку азот является движущей силой утраты биоразнообразия рифов. Действительно, ученые все чаще признают азот угрозой для видов растений и животных по всему миру.
Выращивание замкнутого цикла
Сокращение избытка питательных веществ, вызывающих цветение водорослей, с помощью аквакультуры морских водорослей и биостимуляторов является либо парадоксальным, либо круговым, в зависимости от того, как вы на это смотрите. В любом случае, водоросли спасают океан от водорослей.
Более 10 000 видов морских водорослей делятся на три цветовые классификации: красный; коричневый; и зеленый. Большая часть производства морских водорослей связана с выращиванием различных видов красных водорослей, которые растут в более теплых водах вблизи экватора, и бурых водорослей, таких как ламинария, которые растут в более прохладных водах к северу.
Оценки варьируются в зависимости от размера коммерческого рынка морских водорослей. По одной консервативной оценке, в 2020 году он составит 16,7 млрд долларов, а к 2025 году прогнозируется рост до 30,2 млрд долларов. Пищевая промышленность составляет большую часть рынка и, как ожидается, станет основным двигателем роста; однако в отчетах в качестве дополнительных движущих сил упоминается производство косметики и средств личной гигиены, а также использование в сельском хозяйстве - как в качестве удобрения, так и в качестве корма для животных.
Этот прогнозируемый рост продолжает тенденцию последних 50 лет. Согласно отчету Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в период с 1969 по 2019 год мировое производство морских водорослей увеличилось до 35,8 млн метрических тонн с 2,2 млн метрических тонн. Азия доминирует на рынке с 97,4% мирового производства, но признаки указывают на быстрый рост выращивания в Европе и Северной Америке как крупными корпорациями, которые некоторое время баловались морскими водорослями, так и стартапами, основанными на экологических перспективах водорослей..
Некоторые организации даже пытаются использовать вредоносное цветение саргассума в Карибском море, собирая водоросли и превращая часть их в продукты, включая удобрения. К ним относятся такие стартапы, как SOS Carbon, базирующаяся в Доминиканской Республике, и C-Combinator, американская компания, работающая в Пуэрто-Рико и Мексике. Но большая часть этой работы остается на ранних стадиях, потому что саргасс сложен по нескольким причинам. Самое главное, цветы содержат вредные для здоровья уровни мышьяка и тяжелых металлов, которые необходимо удалить перед распылением на растения или проглатыванием людьми или животными.
SOS Carbon, стартап, созданный в Массачусетском технологическом институте в 2018 году, имеет партнеров, работающих над различными продуктами, и стремится использовать саргасс в качестве поглотителя углерода, изолируя морские водоросли вместе с поглощаемым ими CO2 в глубинах океана. В краткосрочной перспективе, однако, компания сосредоточится на сборе с помощью своего прибрежного модуля сбора, который устанавливается на любую небольшую лодку и предназначен для сбора саргассума до того, как он достигнет береговой линии.
Рождение, по сути, новой отрасли не происходит в одночасье, и у инвесторов не всегда хватает терпения.
Помимо ущерба окружающей среде, цветение нанесло ущерб туристической индустрии Карибского бассейна и средствам к существованию местных рыбаков. По оценкам Глобального центра устойчивости туризма и управления в кризисных ситуациях, в 2019 году правительства потратили около 120 миллионов долларов на очистку карибских пляжей, но без особого успеха. Это не включает в себя то, что отели и курорты платят за уборку своих частных пляжей, которые, по оценкам владельцев, могут стоить отелю среднего размера 60 000 долларов в год.
SOS Carbon заключает контракты с отелями в курортной зоне Доминиканской Республики Пунта-Кана и надеется быстро расшириться на Карибы. Благодаря этим контрактам он может обучать местных рыбаков тому, как использовать свой модуль сбора, и на данный момент в нем работает семь человек, занятых полный рабочий день.
«Им просто нужен способ поддерживать себя», - сказал соучредитель и генеральный директор Андрес Бизоно Леон, уроженец Доминиканской Республики. «Мы нанимаем их в качестве официальных сотрудников и обеспечиваем медицинскую страховку».
Не обычный стартап
Хотя перспективы отрасли в целом кажутся позитивными, революция морских водорослей на Западе сталкивается с трудностями. Обеспечение подходящих прибрежных участков для выращивания и создание инфраструктуры для выращивания, транспортировки и переработки морских водорослей требует времени. Мы уже несколько лет занимаемся любовью средств массовой информации к морским водорослям, о чем неоднократно писали в заголовках «ламинария - это новая капуста», а молодая группа североамериканских производителей, специализирующихся на продуктах питания, только сейчас наблюдает взлет бизнеса.
Тогда проблема в деньгах. Рождение того, что по сути является новой отраслью (во всяком случае, за пределами Азии), не происходит в одночасье, и у инвесторов не всегда хватает терпения.
«Первые намерения многих фондов позитивны», - сказал Йоост Воутерс, соучредитель голландского стартапа под названием The Seaweed Company. «К сожалению, многие фонды, даже если они претендуют на то, чтобы быть круговыми и зелеными, это все еще традиционный капитализм старой школы. И это не всегда полезно, потому что мы здесь не для выхода на пять лет. Мы не запускаем программное обеспечение."
Как и многие ее коллеги, The Seaweed Company, основанная в 2018 году, разрабатывает множество проектов и продуктов, но дальше всего она продвинулась в коммерческом плане благодаря своей торговой марке биостимуляторов и кормов для животных на основе морских водорослей. Те же питательные вещества, которые приносят пользу здоровью человека, могут также способствовать здоровому росту сельскохозяйственных животных. Исследователи даже обнаружили, что некоторые виды морских водорослей, используемые в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота, могут снизить выбросы метана из коровьего фекалий. В то же время было показано, что биостимуляторы повышают урожайность за счет улучшения усвоения питательных веществ, роста и стрессоустойчивости.
Как и большинство экологических решений, встречающихся в природе, использование морских водорослей в наземном сельском хозяйстве и животноводстве уходит корнями в далекое прошлое. Исследователи обнаружили, что в Европе прибрежные сообщества от Пиренейского полуострова до северных Британских островов использовали морские водоросли для обогащения неплодородных сельскохозяйственных почв, по крайней мере, еще во времена Римской империи.
Большая часть этих знаний была утрачена с индустриализацией, но некоторые местные традиции сохранились, сказал Воутерс.
«Фермеры в Ирландии веками использовали морские водоросли, - сказал он. «Фермеры, с которыми мы работаем в Ирландии, знают, что это работает».
Сарафанное радио помогает. Пилотные программы, предназначенные для перехода фермеров к природным методам, часто рассчитаны на то, что фермеры будут обучать друг друга. Это стратегия, которую Фикостерра использует по обе стороны Атлантики. В 2017 году компания отделилась от своей материнской компании Hispanagar, 50-летнего производителя экстрактов морских водорослей для использования в производстве продуктов питания и медицине. Три года спустя она создала совместное предприятие с Algas Marinas, мексиканской компанией, занимающейся сбором морских водорослей для сельскохозяйственных целей, и сформировала Ficosterra América.
«Обычно мы работаем с эталонным фермером, надежный эталонный клиент может убедить других клиентов», - сказал Ломбана, добавив, что уровень удержания компании составляет 70 процентов. «Как только вы получаете клиента, он становится очень лояльным».
Хотя это только начало, учитывая остроту кризиса, индивидуальных фермеров, скорее всего, изменит свои методы работы. Как и в случае с изменением климата, для продвижения вперед необходима государственная политика. Хорошая новость заключается в том, что правительства начали признавать кризис. В 2019 году государства-члены ООН приняли «Коломбскую декларацию», целью которой является сокращение вдвое отходов азота к 2030 году. А поскольку загрязнение воды питательными веществами - в отличие от глобального потепления - в значительной степени локальная проблема, большая работа может быть проделана на местном, региональном уровне. или национальный уровень. Для начала не потребуется, чтобы все страны мира пришли к соглашению, достаточно политической воли.