Население мира быстро растет, и во многих регионах ощущается нехватка продовольствия. Микробы играют важную роль в производстве продуктов питания для человека и животных. Однако удовлетворение их потребностей только за счет традиционного сельского хозяйства создает огромную нагрузку на окружающую среду. Международная группа исследователей нашла солнечную альтернативу.
С помощью солнечных электростанций производство микробного белка можно сделать более устойчивым и эффективным, как показывают результаты их работы под названием «Photovoltaic-driven microbial protein production can use land and sunlight more efficiently than conventional crops» («Производство микробного протеина с помощью солнечных электростанций позволяет использовать землю и солнечный свет более эффективно, чем для традиционных культур»). Они опубликовали их в специализированном научном журнале «PNAS».
Их метод основан на использовании питательных веществ и углекислого газа в дополнение к производству солнечной электроэнергии. Исследователи смоделировали на компьютере крупномасштабный завод по производству микробных продуктов питания для выращивания микробов. Богатая белком биомасса собирается и перерабатывается в порошок, который можно использовать в качестве корма для животных и пищи для людей, говорят исследователи. Они проанализировали потребности в энергии для каждого отдельного этапа производства: производство солнечной электроэнергии, электрохимическое производство богатого энергией субстрата для микробов, культивирование микробов, сбор и переработка богатой белком биомассы. Для разработки наиболее эффективного метода сравнивались несколько типов микробов и стратегий роста.
Компьютерное моделирование показало, что микробы, активированные за счет солнечной электроэнергии, требуют всего десять процентов площади земли на каждый килограмм произведенного белка, по сравнению с самой эффективной растительной культурой — соей, пишут исследователи о своих выводах. Даже в северном климате с меньшим количеством солнечного света урожайность микробных продуктов питания на солнечных батареях может значительно превышать урожайность обычных основных культур при минимальном использовании воды и удобрений. Более того, это микробное производство может происходить в регионах, непригодных для сельского хозяйства, например, в пустынях.
«Мы предполагаем, что микробный белок будет полезен и в качестве пищевой добавки, поскольку он является высококачественным источником белка, содержащим все незаменимые аминокислоты, а также витамины и минералы», — объясняет ведущий автор исследования Дориан Легер из Геттингенского университета. Во время работы в MPI по молекулярной физиологии растений в Потсдаме он сотрудничал с коллегами из Италии и Израиля.
«Современные методы ведения сельского хозяйства способствуют загрязнению экосистем и истощению запасов воды во всем мире, — продолжает Легер. В настоящее время от 30 до 40 процентов площади Земли используется в сельском хозяйстве, и, тем не менее, каждый десятый человек недоедает, сказал он. «Переход на новый метод позволит освободить огромные площади земли и, кроме того, предотвратить дальнейшее разрушение природных экосистем».
Источник: https://www.pv-magazine.de/2021/08/03/agro-photovoltaik-mal-anders/
Перевод выполнен с разрешения редакции журнала pv magazine.
