Comment augmenter la production alimentaire de plus de 50 %, sur une quantité limitée de terres arables, pour nourrir 10 milliards de personnes d'ici 2050 ?

La solution pourrait se présenter sous la forme de microalgues nutritives et riches en protéines (unicellulaires), cultivées dans des systèmes d'aquaculture à terre alimentés en eau de mer.

Un article, "Transforming the Future of Marine Aquaculture:A Circular Economy Approach", publié dans le numéro de septembre d'Oceanography , décrit comment la culture d'algues à terre pourrait combler un écart prévu dans les besoins nutritionnels futurs de la société tout en améliorant la durabilité environnementale.

"Nous avons la possibilité de cultiver des aliments hautement nutritifs, à croissance rapide, et nous pouvons le faire dans des environnements où nous ne sommes pas en concurrence pour d'autres utilisations", a déclaré Charles Greene, professeur émérite de sciences de la Terre et de l'atmosphère et responsable du journal. auteur. "Et parce que nous le cultivons dans des installations relativement fermées et contrôlées, nous n'avons pas le même type d'impacts environnementaux."

Même si la population de la Terre augmente dans les décennies à venir, le changement climatique, les terres arables limitées, le manque d'eau douce et la dégradation de l'environnement limiteront tous la quantité de nourriture qui peut être cultivée, selon l'article.

"Nous ne pouvons tout simplement pas atteindre nos objectifs avec la façon dont nous produisons actuellement de la nourriture et notre dépendance à l'agriculture terrestre", a déclaré Greene.

Avec des stocks de poissons sauvages déjà fortement exploités et avec des contraintes sur l'aquaculture de poissons marins, de crustacés et d'algues dans l'océan côtier, Greene et ses collègues plaident pour la culture d'algues dans des installations d'aquaculture à terre. Modèles basés sur le SIG, développés par l'ancienne étudiante diplômée de Cornell, Celina Scott-Buechler '18, M.S. '21, prédisez les rendements en fonction de l'ensoleillement annuel, de la topographie et d'autres facteurs environnementaux et logistiques. Les résultats du modèle révèlent que les meilleurs emplacements pour les installations de culture d'algues à terre se trouvent le long des côtes du Sud, y compris les environnements désertiques.

"Les algues peuvent en fait devenir le grenier à blé des pays du Sud", a déclaré Greene. "Dans cette étroite bande de terre, nous pouvons produire plus que toutes les protéines dont le monde aura besoin."

En plus d'une teneur élevée en protéines, les chercheurs ont noté que les algues fournissent des nutriments qui manquent dans les régimes végétariens, tels que les acides aminés essentiels et les minéraux présents dans la viande et les acides gras oméga-3 souvent présents dans les poissons et les fruits de mer.

Les algues, qui poussent 10 fois plus vite que les cultures traditionnelles, peuvent être produites de manière plus efficace que l'agriculture dans son utilisation des nutriments. Par exemple, lorsque les agriculteurs ajoutent des engrais azotés et phosphorés pour faire pousser des cultures terrestres, environ la moitié s'écoule des champs et pollue les cours d'eau. Avec des algues cultivées dans des installations fermées, les nutriments en excès peuvent être capturés et réutilisés.

De même, du dioxyde de carbone doit être ajouté aux étangs d'aquaculture pour faire pousser des algues. Les chercheurs et les entreprises ont expérimenté l'ajout d'algues aux matériaux de construction et au ciment, où le carbone est séquestré et éliminé de l'atmosphère. "Si nous utilisons des algues dans ces matériaux structurels à longue durée de vie, nous avons le potentiel d'être négatifs en carbone et de faire partie de la solution au changement climatique", a déclaré Greene.

L'un des défis est que l'approvisionnement en CO₂ est actuellement coûteux et inefficace sur le plan énergétique, mais les ingénieurs expérimentent des technologies solaires concentrées qui utilisent des miroirs pour focaliser et concentrer la lumière du soleil afin de chauffer un fluide de travail, qui à son tour peut être utilisé dans les technologies de capture directe de l'air qui capturent le dioxyde de carbone de l'air.

De plus, alors que l'élevage d'algues résout sur le papier de nombreux problèmes liés à l'alimentation et à l'environnement, il ne peut réussir que si les gens l'adoptent dans l'alimentation et pour d'autres usages. L'ajout d'algues nutritives comme ingrédient ou complément majeur dans les viandes à base de plantes, qui dépendent actuellement de pois et de soja moins nutritifs, est une possibilité. + Explorer plus loin

Algues-foresterie, le mélange bioénergétique pourrait aider à faire disparaître le CO2 de l'air mince