Algas comestibles de agua dulce y especies útiles para la agricultura.

Algas comestibles de agua dulce y especies útiles para la agricultura.

Sistema DREVO para la producción de alimentos y agricultura a base de algas de agua dulce

Concepto

Dentro del marcoMontañas vivientes DREVOLas microalgas de agua dulce y los microorganismos fotosintéticos pueden utilizarse en cinco direcciones:

nutrición humana;

aditivos para piensos;

cultivo de alimentos vivos para la acuicultura;

producción de bioestimulantes y biofertilizantes;

Extracción de nitrógeno y fósforo de aguas residuales agrícolas.

Pero las funciones naturales y productivas deben separarse.

Las comunidades locales naturales se desarrollan en ríos, pantanos y lagos en forma de meandro.

La biomasa destinada a la alimentación humana y animal se cultiva por separado.

La biomasa producida a partir de aguas residuales no se utiliza directamente como alimento para consumo humano o animal.

No se liberan culturas desconocidas en cuerpos de agua naturales.

El principio fundamental:

El estanque natural genera biodiversidad, y la piscina controlada produce alimentos, piensos y fertilizantes.

1. Arthrospira - "espirulina" comercial

Estado biológico

La espirulina comercial suele ser del géneroArthrospira, en primer lugar:

Arthrospira platensis;

Arthrospira maxima.

No se trata de una verdadera alga verde, sino de una cianobacteria filamentosa.

Uso humano

La espirulina se utiliza como:

biomasa alimentaria desecada;

suplemento de proteínas;

Ingrediente en polvos y tabletas;

fuente del pigmento ficocianina;

componente alimentario.

La FAO describe la espirulina como una fuente de alimento y proteínas, y como un suplemento para la avicultura y la acuicultura.

Importancia para la agricultura

Posibles direcciones:

Complemento para la dieta de los peces;

aditivo para piensos avícolas;

componente de piensos funcionales;

producción de extractos bioestimulantes;

uso de biomasa limpia de calidad inferior como fertilizante orgánico.

Beneficios del crecimiento

Arthrospira prefiere un ambiente alcalino. Esto reduce parcialmente la cantidad de organismos competidores, pero no elimina por completo el riesgo de contaminación.

Restricciones

La espirulina para la nutrición debe cultivarse:

en agua de calidad comprobada;

con nutrientes de los alimentos;

sin contacto con aguas residuales domésticas;

con control de metales pesados;

con análisis microbiológico;

con control de cianotoxinas;

con la confirmación de la pureza del cultivo.

No se puede recolectar "espirulina" desconocida de un lago natural basándose únicamente en el color y la forma.

2. Chlorella

Tipos principales

Los más prometedores son:

Chlorella vulgaris;

Chlorella sorokiniana;

cepas alimentarias registradas individuales de otras especies.

Uso humano

La clorela se utiliza en forma de:

polvo;

tabletas;

ingrediente alimentario;

aditivo de proteína-pigmento.

La clorella y la espirulina se encuentran entre los productos alimenticios a base de microalgas más comercializados. Su estatus legal depende de la especie, la cepa, la tecnología de producción y el país de venta.

Característica de la pared celular

Algunas cepas de Chlorella tienen paredes celulares que dificultan la digestión. Por lo tanto, la biomasa alimentaria puede requerir:

destrucción mecánica de las células;

secado controlado;

procesamiento adicional;

confirmación de digestibilidad.

Aplicaciones agrícolas

La Chlorella se muestra prometedora como:

bioestimulador de germinación;

componente del tratamiento de semillas;

suplemento foliar;

componente de biofertilizante para el suelo;

fuente de nitrógeno orgánico y microelementos;

cultivo para la extracción de nutrientes de aguas residuales tratadas;

Ingrediente alimenticio para peces y otros animales.

Diversas investigaciones y estudios demuestran el potencial de las microalgas, incluida la Chlorella, como bioestimulantes y biofertilizantes, pero los resultados dependen del cultivo, la dosis, la cepa y las condiciones del terreno. No garantizan un reemplazo completo de los nutrientes minerales.

3. Scenedesmo y Desmodesmo

Parto prometedor

Scenedesmus;

Desmodesmo.

Estas microalgas verdes crecen rápidamente y son muy adecuadas para los sistemas agrícolas industriales.

Direcciones principales

purificación de agua rica en nutrientes;

producción de biomasa técnica;

investigación sobre piensos;

biogás;

compostaje;

biofertilizantes;

extractos bioestimulantes;

producción de pigmentos y lípidos.

Estado nutricional

No pueden considerarse automáticamente aptos para el consumo humano. Cada especie, cepa y producto específico requiere verificación conforme a la legislación alimentaria.

Punto fuerte

Scenedesmo y Desmodesmo se consideran, de forma más racional, principalmente como:

Microalgas agrícolas utilizadas para la purificación del agua, la recuperación de nutrientes y la producción de biomasa para fertilizantes.

4. Haematococcus pluvialis

Se trata de una microalga de agua dulce conocida por su capacidad para acumular pigmento rojo.astaxantinaen condiciones de estrés.

Uso posible

producción de astaxantina;

aditivo para piensos destinados a la acuicultura;

pigmentación del alimento;

producción de ingredientes especializados.

Limitación

El Haematococcus no debe considerarse una hierba comestible común para el consumo masivo. Es más común el uso de extractos estandarizados o biomasa producida especialmente.

La producción requiere:

cultura pura;

cultivo en dos etapas;

Control de iluminación y energía;

tecnologías de destrucción de la pared celular;

estandarización del contenido de astaxantina.

5. Euglena gracilis

Euglena gracilis— un organismo unicelular de agua dulce que combina las características de un organismo fotosintético y un heterótrofo.

Productos potenciales

biomasa proteica;

ingredientes alimentarios;

aditivos para piensos;

polisacárido paramilón;

extractos bioestimulantes.

Limitación

Solo se utiliza una cepa de producción específica y de probada eficacia. La situación legal del producto debe verificarse por separado para Suiza, la UE y el país de venta.

6. Nostoc

Algunas especies y formas del géneroNostocHistóricamente, se han consumido como alimento en ciertas regiones.

Funciones posibles

fijación del nitrógeno atmosférico;

formación de costras biológicas del suelo;

participación en la restauración de suelos pobres;

investigación sobre la producción de biomasa.

Por qué se requiere precaución

Las cianobacterias que presentan similitudes externas son difíciles de identificar de forma fiable sin un examen de laboratorio. Entre las posibles variantes se incluyen:

impurezas de especies toxigénicas;

acumulación de metales pesados;

contaminación microbiana;

presencia de metabolitos no deseados.

Por lo tanto, las colonias naturales de Nostoc no deben recolectarse para consumo humano sin una identificación precisa y un control sanitario.

7. Cianobacterias fijadoras de nitrógeno para la agricultura

En agricultura, se estudian y utilizan representantes de los siguientes grupos:

Nostoc;

Anabaenaen el sentido tradicional;

Dolichospermum;

Calothrix;

Tolypothrix;

otras cianobacterias nativas fijadoras de nitrógeno.

Funciones posibles

fijación biológica de nitrógeno;

enriquecimiento de los arrozales;

estabilización de la superficie del suelo;

liberación de polisacáridos;

retención de partículas de suelo;

apoyo a la microbiota del suelo;

producción de sustancias bioestimulantes.

Las cianobacterias y las microalgas verdes se están estudiando como biofertilizantes, bioestimulantes y componentes de sistemas agrícolas circulares.

Limitación crítica

Algunas cianobacterias emparentadas son capaces de producir toxinas.

Por lo tanto, es imposible:

tomar material de un estanque elegido al azar;

para propagar una masa azul verdosa desconocida;

introducir la cultura sin identificación;

liberar la cepa productora en agua natural;

utilizar biomasa como alimento sin análisis.

Para uso exclusivamente agrícola se utilizan los siguientes productos:

cepas no toxigénicas identificadas;

inóculos controlados;

cultivos con ausencia confirmada de genes o producción de toxinas significativas;

drogas permitidas por la legislación local.

8. Diatomeas

Las diatomeas son especialmente valiosas como elemento natural:

corrientes;

canales;

sistemas de cultivo de peces;

biofiltros;

estanques de cultivo de alimentos vivos.

Beneficios para la agricultura

nutrición de invertebrados acuáticos;

apoyo para alevines;

formación de una red alimentaria natural;

bioindicación de la calidad del agua;

desarrollo de superficies de alimentación perifíticas.

Limitación

Las diatomeas requieren silicio disponible para su crecimiento. Sin embargo, la introducción incontrolada de silicatos en aguas naturales no es necesaria. Estas condiciones se crean principalmente a través de:

agua limpia;

sustrato de piedra y grava;

luz moderada;

flujo controlado;

ausencia de exceso de fósforo.

9. Charophyta

Las carofitas son un elemento importante para la restauración de masas de agua limpias y poco profundas.

Beneficio

Ellos:

crear praderas subacuáticas;

fortalecer los sedimentos del fondo;

proporcionar refugio a los alevines;

sustentan a los invertebrados acuáticos;

ayudar a mantener la claridad del agua;

unen algunos de los nutrientes en la biomasa.

función agrícola

Su principal ventaja no es la producción en masa, sino el mantenimiento:

embalses de riego limpios;

reservorios de biodiversidad;

zonas de desove;

control natural de la turbidez.

Las plantas de carbón vegetal no pueden trasladarse entre cuencas hidrográficas sin control.

10. Los mejores tipos para la nutrición humana

Para el proyecto de puesta en marcha de DREVO, es lógico limitarnos a dos cultivos alimentarios principales:

Arthrospira;

Chlorella.

Estas son las direcciones más estudiadas y comercialmente comprensibles.

11. Mejores cultivos para forraje

Para la acuicultura

Prometedor:

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmo;

Arthrospira;

diatomeas individuales;

Haematococcus como fuente de pigmento;

otros cultivos seleccionados especialmente para larvas y alevines.

Las microalgas se utilizan en la acuicultura como componente nutricional y funcional, pero su composición varía mucho dependiendo de la especie y las condiciones de cultivo.

Para el pájaro

Arthrospira se entiende mejor como un complemento de una dieta completa.

Características potenciales:

proteína adicional;

pigmentos;

microelementos;

componentes funcionales.

No debe sustituir por sí solo una alimentación equilibrada.

Para rumiantes y cerdos

Uso posible:

biomasa de microalgas deshidratadas;

residuos tras la extracción de componentes valiosos;

pequeños aditivos funcionales.

Antes de usar, compruebe:

composición de aminoácidos;

digestibilidad;

contenido de sal;

metales pesados;

microbiología;

toxinas;

dosis permitida.

12. Los mejores cultivos para biofertilizantes

13. Formas de uso agrícola

Cultura viva

Se puede aplicar:

en los sistemas arroceros;

en biofiltros técnicos;

en el cultivo experimental del suelo;

en sistemas hidropónicos cerrados.

El riesgo de la cultura viva radica en su propagación incontrolada.

biomasa seca

Utilizado como:

componente de fertilizante orgánico;

aditivo para piensos;

materia prima para la extracción;

componente del compost.

extracto celular

Puede utilizarse como:

tratamiento de semillas;

alimentación de las raíces;

bioestimulante foliar;

suplemento antiestrés.

hidrolizado

Una vez destruidas las células, los nutrientes y las sustancias de señalización están más disponibles para las plantas.

Biomasa compostada

Permite:

estabilizar el material;

mezclarlo con residuos vegetales;

reducir el riesgo de descomposición rápida en el campo.

Pero el compostaje no garantiza la eliminación de todas las toxinas y contaminantes.

Biocarbón a partir de biomasa de algas

Prometedor para el procesamiento técnico, pero requiere análisis:

ceniza;

rieles;

sales;

estabilidad del carbono;

seguridad de la aplicación.

14. Microalgas y tratamiento de aguas residuales agrícolas

Esta es una de las áreas más prometedoras.

Las microalgas pueden extraer del agua:

amonio;

nitrato;

fosfato;

dióxido de carbono;

parte de los microelementos.

El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) ha estado investigando la producción de algas a partir de los nutrientes de la escorrentía agrícola como una forma de controlar la contaminación y producir biomasa útil.

La cadena tecnológica correcta

Escorrentía → separación mecánica → sedimentación → acumulación de algas → recolección de biomasa → tratamiento adicional → control del agua.

Separación importante de corrientes

flujo de alimentos

agua limpia;

reactivos alimentarios;

control cerrado;

equipo separado.

flujo de alimentación

agua apta para la alimentación animal;

materias primas controladas;

análisis de seguridad.

Flujo técnico

escorrentía agrícola;

extracción de nutrientes;

biogás, compost, fertilizante técnico o eliminación tras análisis.

Estas corrientes no se pueden mezclar.

15. No son algas, pero sí socios importantes.

Algunos cultivos de agua dulce muy prometedores se denominan erróneamente algas.

Azolla

Azolla- Un pequeño helecho acuático, no un alga.

En sus tejidos viven cianobacterias fijadoras de nitrógeno.

Posibles usos:

abono verde para los arrozales;

cultivo de cobertura;

Aditivo para piensos tras su análisis;

captura de nutrientes;

producción de compost.

Riesgo:

rápida propagación;

cerrando la superficie del agua;

desplazamiento de especies autóctonas;

condiciones anaeróbicas después de la muerte.

Lenteja de agua

La lenteja de agua es una planta con flores, no un alga.

Posibles usos:

biomasa forrajera;

extracción de nutrientes;

acuicultura;

compost;

biogás.

Debe cultivarse en tanques controlados.

Wolfia

La Wolffia es una planta con flores muy pequeña.

Algunas especies son comestibles, pero es necesario confirmar el valor nutricional y la seguridad de cada producto.

Tiene sentido incluir estas culturas en un módulo aparte:

Plantas de proteína de agua dulce DREVOy no mezclado con microalgas.

16. Estructura de producción recomendada de DREVO

Línea A — Alimentos DREVO Espirulina

Objetivo:

alimento en polvo;

pasta;

copos;

Ficocianina.

Requisitos:

agua potable separada;

piscinas alcalinas o fotobiorreactores;

zona sanitaria;

Secado suave;

Control total del laboratorio.

Línea B — Alimentos DREVO Chlorella

Objetivo:

biomasa alimentaria;

ingredientes funcionales;

suplementos.

Requisitos:

cultura pura;

reactores controlados;

destrucción de la pared celular si fuera necesario;

protección contra algas extrañas.

Línea C - DREVO AquaFeed Algas

Culturas:

Chlorella;

Scenedesmus;

diatomeas adecuadas;

Arthrospira;

Haematococo.

Objetivo:

acuicultura;

alimentos vivos;

aditivos funcionales.

Línea D — Biofertilizante de Algas DREVO

Culturas:

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmo;

cianobacterias fijadoras de nitrógeno identificadas.

Productos:

biomasa seca;

extracto;

hidrolizado;

inoculante del suelo;

Aditivo para compost.

Línea E — Recuperación de nutrientes DREVO

Objetivo:

tratamiento de aguas residuales agrícolas;

retorno de nitrógeno y fósforo;

producción de biomasa técnica;

reduciendo la carga sobre los ríos y pantanos.

17. Control de la inocuidad de la biomasa alimentaria y de piensos

Se comprueban los siguientes puntos:

especie y cepa exactas;

cianobacterias extrañas;

microcistinas;

toxinas;

cilindrospermopsina;

metales pesados;

arsénico;

dirigir;

cadmio;

mercurio;

pesticidas;

productos derivados del petróleo;

contaminación bacteriana;

moho;

humedad;

proteína;

grasas;

aminoácidos;

estabilidad de almacenamiento.

La gran capacidad de la espirulina y la clorella para fijar sustancias del medio ambiente hace que el control de la calidad del agua y de la producción sea fundamental.

18. Lo que no se debe hacer

Lo siguiente no está permitido:

recolectar biomasa verde de un estanque elegido al azar para obtener alimento;

Cultivar espirulina apta para el consumo humano en lodos de estiércol;

utilizar biomasa de las balsas de tratamiento como alimento sin análisis;

combinar líneas de producción alimentaria y técnica;

liberar cepas de producción en llanuras aluviales naturales;

propagar cianobacterias desconocidas;

Considere la ausencia de olor como prueba de seguridad;

utilizar el agua de floración como fertilizante sin análisis;

alimentar a los animales con biomasa cruda y sin controlar;

prometen una sustitución completa de los fertilizantes sin realizar pruebas de campo;

cultivar una sola especie en un pantano natural;

Vender una nueva especie como alimento sin consultar la ley.

19. Prioridades para el primer piloto

Dirección de alimentos

Arthrospira platensis;

Chlorella vulgaris.

Dirección de alimentación

Arthrospira;

Chlorella;

Scenedesmo o Desmodesmo;

Haematococcus como suplemento especializado.

Instrucciones de fertilización

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmo;

cianobacterias nativas fijadoras de nitrógeno de eficacia comprobada;

Biomasa mixta de la muestra de algas técnicas tras el análisis.

Dirección ecológica del agua

diatomeas locales;

perifiton natural;

comunidades de char;

plantas subacuáticas;

zooplancton y organismos filtradores locales.

20. Conclusión principal

Las más realistas para la nutrición humana son:

Arthrospira — espirulina;

Chlorella;

Productos especializados de Haematococcus y Euglena.

Las más prometedoras para la agricultura son:

Chlorella;

Scenedesmus;

Desmodesmo;

Arthrospira;

cianobacterias fijadoras de nitrógeno identificadas;

Comunidades naturales de diatomeas y perifiton en la acuicultura.

Pero sus funciones son diferentes:

Los cultivos alimentarios producen biomasa limpia;

Los cultivos forrajeros complementan la dieta;

Los cultivos industriales extraen nutrientes;

Los biofertilizantes devuelven algunas de estas sustancias al suelo;

Las algas naturales sustentan el ecosistema.

El mejor sistema no cultiva una "alga universal", sino que separa la alimentación, el pienso, el fertilizante, la purificación del agua y la restauración de la comunidad natural en líneas independientes y controladas.