Essbare Süßwasseralgen und Arten, die für die Landwirtschaft nützlich sind

Essbare Süßwasseralgen und Arten, die für die Landwirtschaft nützlich sind

DREVO Süßwasseralgen-Lebensmittel- und Landwirtschaftssystem

Konzept

Im Rahmen desDREVO Living MountainsSüßwassermikroalgen und photosynthetische Mikroorganismen können in fünf Richtungen eingesetzt werden:

menschliche Ernährung;

Futterzusatzstoffe;

Aufzucht von Lebendfutter für die Aquakultur;

Herstellung von Biostimulanzien und Biodüngern;

Gewinnung von Stickstoff und Phosphor aus landwirtschaftlichen Abwässern.

Natürliche und produktive Funktionen müssen jedoch getrennt werden.

Natürliche lokale Lebensgemeinschaften entwickeln sich in Flüssen, Sümpfen und Altwasserseen.

Nahrungs- und Futtermittelbiomasse werden getrennt angebaut.

Die aus Abwasser gewonnene Biomasse wird nicht direkt als Nahrungs- oder Futtermittel verwendet.

Fremde Kulturen werden nicht in natürliche Gewässer freigesetzt.

Das Hauptprinzip:

Der natürliche Teich schafft Artenvielfalt, und das künstlich angelegte Becken produziert Nahrung, Futtermittel und Dünger.

1. Arthrospira - kommerzielle "Spirulina"

Biologischer Status

Kommerziell erhältliche Spirulina gehört üblicherweise zur GattungArthrospira, Erstens:

Arthrospira platensis;

Arthrospira maximaDie

Es handelt sich hierbei nicht um eine echte Grünalge, sondern um ein fadenförmiges Cyanobakterium.

Menschliche Nutzung

Spirulina wird verwendet als:

getrocknete Lebensmittelbiomasse;

Eiweißpräparat;

Bestandteil von Pulvern und Tabletten;

Quelle des Phycocyanin-Pigments;

Lebensmittelbestandteil.

Die FAO beschreibt Spirulina als Nahrungs- und Proteinquelle sowie als Ergänzungsmittel für Geflügel und Aquakultur.

Bedeutung für die Landwirtschaft

Mögliche Richtungen:

Ergänzung zur Fischernährung;

Geflügelfutterzusatzstoff;

Bestandteil von funktionellen Futtermitteln;

Herstellung von biostimulierenden Extrakten;

Verwendung von minderwertiger, sauberer Biomasse als organischer Dünger.

Vorteile des Anbaus

Arthrospira bevorzugt ein alkalisches Milieu. Dies reduziert zwar teilweise die Anzahl konkurrierender Organismen, beseitigt aber nicht vollständig das Kontaminationsrisiko.

Einschränkungen

Spirulina sollte für Ernährungszwecke angebaut werden:

auf nachgewiesenem Wasser;

mit Nahrungsnährstoffen;

kein Kontakt mit Haushaltsabwasser;

mit Kontrolle von Schwermetallen;

mit mikrobiologischer Analyse;

mit Cyanotoxinkontrolle;

mit Bestätigung der Reinheit der Kultur.

Man kann unbekannte „Spirulina“ nicht allein aufgrund ihrer Farbe und Form aus einem natürlichen See sammeln.

2. Chlorella

Haupttypen

Die vielversprechendsten sind:

Chlorella vulgaris;

Chlorella sorokiniana;

einzelne registrierte Lebensmittelstämme anderer Arten.

Menschliche Nutzung

Chlorella wird in folgender Form verwendet:

Pulver;

Tabletten;

Lebensmittelzutat;

Protein-Pigment-Zusatzstoff.

Chlorella und Spirulina gehören zu den am weitesten verbreiteten Mikroalgen-Lebensmitteln. Ihr rechtlicher Status hängt von der jeweiligen Art, dem Stamm, der Produktionstechnologie und dem Verkaufsland ab.

Merkmal der Zellwand

Manche Chlorella-Stämme besitzen Zellwände, die die Verdauung erschweren. Daher kann es erforderlich sein, die Nahrungsbiomasse entsprechend zu formen.

mechanische Zerstörung von Zellen;

kontrollierte Trocknung;

zusätzliche Verarbeitung;

Bestätigung der Verdaulichkeit.

Landwirtschaftliche Anwendungen

Chlorella zeigt vielversprechende Eigenschaften:

Keimungsbiostimulator;

Bestandteil der Saatgutbehandlung;

Blattpräparat;

Bestandteil eines Boden-Biodüngers;

Quelle für organischen Stickstoff und Spurenelemente;

Kultur zur Gewinnung von Nährstoffen aus behandeltem Abwasser;

Futtermittelbestandteil für Fische und andere Tiere.

Forschungen und Studien belegen das Potenzial von Mikroalgen, darunter Chlorella, als Biostimulanzien und Biodünger. Die Ergebnisse hängen jedoch von der Kulturpflanze, der Dosierung, dem Stamm und den Feldbedingungen ab. Sie können mineralische Nährstoffe nicht vollständig ersetzen.

3. Scenedesmus und Desmodesmus

Vielversprechende Geburt

Scenedesmus;

DesmodesmusDie

Diese grünen Mikroalgen wachsen schnell und eignen sich gut für industrielle Landwirtschaftssysteme.

Hauptrichtungen

Reinigung von nährstoffreichem Wasser;

Produktion von technischer Biomasse;

Futtermittelforschung;

Biogas;

Kompostierung;

Bio-Dünger;

biostimulierende Extrakte;

Produktion von Pigmenten und Lipiden.

Ernährungsstatus

Sie können nicht automatisch als für den menschlichen Verzehr zugelassen gelten. Jede einzelne Art, jeder Stamm und jedes Produkt muss gemäß Lebensmittelrecht geprüft werden.

Stärke

Scenedesmus und Desmodesmus werden rationalerweise primär als Folgendes betrachtet:

Nutzung landwirtschaftlicher Mikroalgen zur Wasserreinigung, Nährstoffrückgewinnung und Produktion von Düngemittelbiomasse.

4. Haematococcus pluvialis

Es handelt sich um eine Süßwassermikroalge, die für ihre Fähigkeit bekannt ist, rote Pigmente anzureichern.Astaxanthinunter Stressbedingungen.

Mögliche Verwendung

Astaxanthinproduktion;

Futtermittelzusatz für die Aquakultur;

Futterpigmentierung;

Herstellung von Spezialzutaten.

Einschränkung

Haematococcus sollte nicht als gängiges essbares Kraut für den Massenkonsum betrachtet werden. Standardisierte Extrakte oder speziell hergestellte Biomasse werden häufiger verwendet.

Für die Produktion wird Folgendes benötigt:

Reinkultur;

zweistufiger Anbau;

Beleuchtungs- und Stromsteuerung;

Technologien zur Zerstörung der Zellwände;

Standardisierung des Astaxanthingehalts.

5. Euglena gracilis

Euglena gracilis— ein einzelliger Süßwasserorganismus, der die Eigenschaften eines photosynthetischen Organismus und eines Heterotrophen vereint.

Potenzielle Produkte

Proteinbiomasse;

Lebensmittelzutaten;

Futterzusatzstoffe;

Polysaccharid Paramylon;

biostimulierende Extrakte.

Einschränkung

Es wird ausschließlich ein spezifischer, bewährter Produktionsstamm verwendet. Der rechtliche Status des Produkts muss separat für die Schweiz, die EU und das Verkaufsland geprüft werden.

6. Nostoc

Einige Arten und Formen der GattungNostocwurden in bestimmten Regionen historisch als Nahrungsmittel verzehrt.

Mögliche Funktionen

Fixierung von atmosphärischem Stickstoff;

Bildung biologischer Bodenkrusten;

Beteiligung an der Sanierung nährstoffarmer Böden;

Erforschung der Biomasseproduktion.

Warum Vorsicht geboten ist

Äußerlich ähnliche Cyanobakterien lassen sich ohne Laboruntersuchung nur schwer zuverlässig identifizieren. Mögliche Varianten sind:

Verunreinigungen toxinbildender Arten;

Ansammlung von Schwermetallen;

mikrobielle Kontamination;

Vorhandensein unerwünschter Stoffwechselprodukte.

Daher sollten natürliche Nostoc-Kolonien nicht ohne genaue Identifizierung und hygienische Kontrolle für den Verzehr gesammelt werden.

7. Stickstofffixierende Cyanobakterien für die Landwirtschaft

In der Landwirtschaft werden Vertreter der folgenden Gruppen untersucht und eingesetzt:

Nostoc;

Anabaenaim traditionellen Sinne;

Dolichospermum;

Calothrix;

Tolypothrix;

andere einheimische stickstofffixierende Cyanobakterien.

Mögliche Funktionen

biologische Stickstofffixierung;

Anreicherung der Reisfelder;

Stabilisierung der Bodenoberfläche;

Freisetzung von Polysacchariden;

Rückhaltung von Bodenpartikeln;

Unterstützung der Bodenmikrobiota;

Produktion von biostimulierenden Substanzen.

Cyanobakterien und grüne Mikroalgen werden als Biodünger, Biostimulanzien und Komponenten zirkulärer Agrarsysteme untersucht.

Kritische Einschränkung

Einige verwandte Cyanobakterien sind in der Lage, Toxine zu produzieren.

Daher ist es unmöglich:

Material aus einem beliebigen Teich entnehmen;

eine unbekannte blaugrüne Masse verbreiten;

Kultur einführen ohne Identifikation;

Freisetzung des Produktionsstamms in natürliches Wasser;

Biomasse ohne Analyse als Futtermittel verwenden.

Für die Landwirtschaft werden ausschließlich folgende Mittel verwendet:

identifizierte nicht-toxigene Stämme;

kontrollierte Impfstoffe;

Kulturen mit bestätigtem Fehlen bestimmter Gene oder der Produktion signifikanter Toxine;

Drogen, die gemäß der lokalen Gesetzgebung zulässig sind.

8. Kieselalgen

Kieselalgen sind als natürliches Element besonders wertvoll:

Bäche;

Kanäle;

Fischzuchtsysteme;

Biofilter;

Lebendfutterbecken.

Vorteile für die Landwirtschaft

Ernährung von Wasserwirbellosen;

Unterstützung für Fry;

Entstehung eines natürlichen Nahrungsnetzes;

Bioindikatoren für die Wasserqualität;

Entwicklung von periphytischen Nahrungsflächen.

Einschränkung

Kieselalgen benötigen für ihr Wachstum verfügbares Silizium. Die unkontrollierte Zufuhr von Silikaten in natürliche Gewässer ist jedoch nicht notwendig. Diese Bedingungen entstehen hauptsächlich durch:

sauberes Wasser;

Steinkiesuntergrund;

mäßiges Licht;

kontrollierter Durchfluss;

Fehlen von überschüssigem Phosphor.

9. Charophyta

Armleuchteralgen sind ein wichtiges Element für die Wiederherstellung sauberer Flachgewässer.

Nutzen

Sie:

Unterwasserwiesen schaffen;

Bodensedimente festigen;

Schutz für Jungfische bieten;

unterstützen aquatische Wirbellose;

dazu beitragen, die Klarheit des Wassers zu erhalten;

einen Teil der Nährstoffe in der Biomasse binden.

Landwirtschaftliche Funktion

Ihr Hauptvorteil liegt nicht in der Massenproduktion, sondern in der Wartung:

saubere Bewässerungsreservoirs;

Biodiversitätsreservoirs;

Laichgebiete;

natürliche Trübungskontrolle.

Charal-Pflanzen können nicht unkontrolliert zwischen verschiedenen Einzugsgebieten verpflanzt werden.

10. Die besten Sorten für die menschliche Ernährung

Für das DREVO-Start-up-Projekt ist es sinnvoll, sich auf zwei Hauptnahrungsmittelpflanzen zu beschränken:

Arthrospira;

ChlorellaDie

Dies sind die am besten untersuchten und wirtschaftlich verständlichsten Richtungen.

11. Die besten Futterpflanzen

Für die Aquakultur

Vielversprechend:

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmus;

Arthrospira;

einzelne Kieselalgen;

Haematococcus als Pigmentquelle;

andere speziell für Larven und Jungfische ausgewählte Nutzpflanzen.

Mikroalgen werden in der Aquakultur als Nähr- und Funktionskomponente eingesetzt, ihre Zusammensetzung variiert jedoch stark je nach Art und Kultivierungsbedingungen.

Für den Vogel

Arthrospira lässt sich am besten als Ergänzung zu einer vollwertigen Ernährung verstehen.

Mögliche Merkmale:

zusätzliches Protein;

Pigmente;

Mikroelemente;

Funktionskomponenten.

Es sollte eine ausgewogene Ernährung nicht allein ersetzen.

Für Wiederkäuer und Schweine

Mögliche Verwendung:

dehydrierte Mikroalgenbiomasse;

Rückstände nach der Extraktion wertvoller Bestandteile;

kleine funktionelle Zusatzstoffe.

Vor Gebrauch prüfen:

Aminosäurezusammensetzung;

Verdaulichkeit;

Salzgehalt;

Schwermetalle;

Mikrobiologie;

Giftstoffe;

Zulässige Dosierung.

12. Die besten Nutzpflanzen für Bio-Dünger

13. Formen der landwirtschaftlichen Nutzung

Lebendige Kultur

Kann angewendet werden:

in Reissystemen;

in technischen Biofiltern;

bei der experimentellen Bodenbearbeitung;

in geschlossenen Hydrokultursystemen.

Das Risiko einer lebendigen Kultur besteht in ihrer unkontrollierten Ausbreitung.

Trockene Biomasse

Verwendung:

Bestandteil von organischem Dünger;

Futtermittelzusatzstoff;

Rohstoff für die Gewinnung;

Kompostkomponente.

Zellextrakt

Kann verwendet werden als:

Saatgutbehandlung;

Wurzelernährung;

Blattbiostimulans;

Anti-Stress-Nahrungsergänzungsmittel.

Hydrolysat

Nach der Zerstörung der Zellen stehen den Pflanzen Nährstoffe und Signalstoffe besser zur Verfügung.

Kompostierte Biomasse

Erlaubt:

das Material stabilisieren;

Vermischen Sie es mit Pflanzenabfällen;

das Risiko einer schnellen Zersetzung im Freiland verringern.

Kompostierung garantiert jedoch nicht die vollständige Entfernung aller Giftstoffe und Verunreinigungen.

Biokohle aus Algenbiomasse

Vielversprechend für die technische Weiterverarbeitung, bedarf aber einer Analyse:

Asche;

Metalle;

Salze;

Kohlenstoffstabilität;

Sicherheit der Anwendung.

14. Mikroalgen und landwirtschaftliche Abwasserbehandlung

Dies ist eines der vielversprechendsten Gebiete.

Mikroalgen können aus dem Wasser extrahieren:

Ammonium;

Nitrat;

Phosphat;

Kohlendioxid;

Teil der Mikroelemente.

Das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) erforscht die Algenproduktion aus Nährstoffen aus landwirtschaftlichen Abflüssen, um die Umweltverschmutzung zu bekämpfen und nützliche Biomasse zu erzeugen.

Die richtige Technologiekette

Oberflächenabfluss → mechanische Trennung → Sedimentation → Algenbecken → Biomassesammlung → weitere Behandlung → Wasserregulierung.

Wichtige Trennung der Ströme

Lebensmittelfluss

sauberes Wasser;

Lebensmittelreagenzien;

geschlossene Steuerung;

separate Ausrüstung.

Zulauf

Speisewasser;

kontrollierte Rohstoffe;

Sicherheitsanalyse.

Technischer Ablauf

landwirtschaftliche Abwässer;

Nährstoffextraktion;

Biogas, Kompost, technischer Dünger oder Entsorgung nach Analyse.

Diese Ströme können nicht vermischt werden.

15. Nicht Algen, sondern wichtige Partner

Einige sehr vielversprechende Süßwasserpflanzen werden fälschlicherweise als Algen bezeichnet.

Azolla

Azolla- ein kleiner Wasserfarn, keine Alge.

In seinem Gewebe leben stickstofffixierende Cyanobakterien.

Mögliche Anwendungsgebiete:

Gründüngung für Reisfelder;

Deckfrucht;

Futtermittelzusatzstoff nach der Analyse;

Nährstoffaufnahme;

Kompostherstellung.

Risiko:

rasche Ausbreitung;

die Wasseroberfläche schließen;

Verdrängung einheimischer Arten;

Anaerobe Bedingungen nach dem Tod.

Wasserlinse

Wasserlinsen sind eine Blütenpflanze, keine Alge.

Mögliche Anwendungsgebiete:

Futterbiomasse;

Nährstoffextraktion;

Aquakultur;

Kompost;

Biogas.

Es sollte in kontrollierten Becken angebaut werden.

Wolfia

Wolffia ist eine sehr kleine Blütenpflanze.

Einige Arten sind essbar, der Nährwert und die Sicherheit des jeweiligen Produkts müssen jedoch bestätigt werden.

Es ist sinnvoll, diese Kulturen in einem separaten Modul zu behandeln:

DREVO Süßwasser-Proteinpflanzenund nicht mit Mikroalgen vermischt.

16. Empfohlene Produktionsstruktur von DREVO

Linie A – DREVO Spirulina-Nahrung

Zweck:

Lebensmittelpulver;

Paste;

Flocken;

Phycocyanin.

Anforderungen:

separates Trinkwasser;

alkalische Becken oder Photobioreaktoren;

Hygienezone;

schonend trocknend;

vollständige Laborkontrolle.

Linie B – DREVO Chlorella Food

Zweck:

Nahrungsmittelbiomasse;

Funktionelle Inhaltsstoffe;

Nahrungsergänzungsmittel.

Anforderungen:

Reinkultur;

geregelte Reaktoren;

Zerstörung der Zellwand, falls erforderlich;

Schutz vor fremden Algen.

Linie C - DREVO AquaFeed Algen

Kulturen:

Chlorella;

Scenedesmus;

geeignete Kieselalgen;

Arthrospira;

Hämatokokken.

Zweck:

Aquakultur;

Lebendfutter;

Funktionelle Additive.

Linie D – DREVO Algen-Biodünger

Kulturen:

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmus;

identifizierte stickstofffixierende Cyanobakterien.

Produkte:

Trockenbiomasse;

Extrakt;

Hydrolysat;

Bodenimpfmittel;

Kompostzusatzstoff.

Linie E – DREVO Nährstoffrückgewinnung

Zweck:

Abwasserbehandlung in der Landwirtschaft;

Rückführung von Stickstoff und Phosphor;

Produktion von technischer Biomasse;

Verringerung der Belastung von Flüssen und Sümpfen.

17. Kontrolle der Sicherheit von Lebens- und Futtermittelbiomasse

Folgende Punkte werden überprüft:

genaue Art und Stamm;

fremde Cyanobakterien;

Mikrocystine;

Toxine;

Cylindrospermopsin;

Schwermetalle;

Arsen;

führen;

Cadmium;

Quecksilber;

Pestizide;

Erdölprodukte;

bakterielle Verunreinigung;

Schimmel;

Luftfeuchtigkeit;

Protein;

Fette;

Aminosäuren;

Lagerstabilität.

Die hohe Fähigkeit von Spirulina und Chlorella, Substanzen aus der Umwelt zu binden, macht die Wasserqualitäts- und Produktionskontrolle von entscheidender Bedeutung.

18. Was man nicht tun sollte

Folgendes ist nicht erlaubt:

Grüne Biomasse aus einem beliebigen Teich sammeln, um sie als Nahrung zu nutzen;

Spirulina in Lebensmittelqualität auf Gülle züchten;

Biomasse aus Klärbecken ohne Analyse als Futtermittel verwenden;

Lebensmittel- und technische Produktionslinien kombinieren;

Freisetzung von Produktionsstämmen in natürliche Überschwemmungsgebiete;

unbekannte Cyanobakterien vermehren;

Das Fehlen von Geruch als Beweis für Sicherheit betrachten;

Wasserblüten ohne Analyse als Dünger verwenden;

Tiere mit roher, unkontrollierter Biomasse füttern;

Versprechen eines vollständigen Düngemittelersatzes ohne Feldversuche;

eine Art in einem natürlichen Sumpf anbauen;

Eine neue Art als Nahrungsmittel verkaufen, ohne die Gesetzeslage zu prüfen.

19. Prioritäten für das erste Pilotprojekt

Lebensmittelrichtung

Arthrospira platensis;

Chlorella vulgarisDie

Vorschubrichtung

Arthrospira;

Chlorella;

Scenedesmus oder Desmodesmus;

Haematococcus als Spezialpräparat.

Düngerichtung

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmus;

nachweislich einheimische stickstofffixierende Cyanobakterien;

Gemischte Biomasse des technischen Algenpools nach der Analyse.

Wasserökologische Ausrichtung

einheimische Kieselalgen;

natürlicher Aufwuchs;

Char-Gemeinden;

Unterwasserpflanzen;

Zooplankton und lokale Filtrierer.

20. Hauptschlussfolgerung

Die realistischsten für die menschliche Ernährung sind:

Arthrospira — Spirulina;

Chlorella;

Spezialprodukte von Haematococcus und Euglena.

Die vielversprechendsten für die Landwirtschaft sind:

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmus;

Arthrospira;

identifizierte stickstofffixierende Cyanobakterien;

Natürliche Kieselalgen- und Aufwuchsgemeinschaften in der Aquakultur.

Ihre Rollen unterscheiden sich jedoch.

Nahrungspflanzen produzieren saubere Biomasse;

Futterpflanzen ergänzen die Ernährung;

Industriepflanzen entziehen Nährstoffe;

Bio-Dünger führen einige dieser Substanzen dem Boden wieder zu;

Natürliche Algen unterstützen das Ökosystem.

Das beste System züchtet keine „universelle Alge“, sondern trennt Nahrung, Futter, Dünger, Wasserreinigung und die Wiederherstellung der natürlichen Lebensgemeinschaft in unabhängige, kontrollierte Prozesse.