海藻或大型藻类都统称为大型多细胞海洋藻类,包括有棕色的、绿色的和红色的。超过20种具经济价值的海藻品种,使得大型藻类养殖仅次于鱼类,作为第二大养殖量最多的水生生物,其中来自于海水养殖的产量超过92%。大部分大型藻类会直接或间接被人类所用。
大型藻类
大型藻类的光合效率(6-8%)比陆生植物(1.8-2.2%)更高。在养殖条件下,大型藻类生长更快,并能合成大量碳源以及储备能量。它们无需耕地,不使用饮用水,只用废水。
海藻可以去除多余的营养,如来自工厂化农业废水的钠、钾、钙、镁、氯、碘和溴,缓和沿海富营养化;它们还可以去除一些主要的金属污染,如铬、汞、铀、硒、锌、砷、镉、金、银、铜和镍,其中镉不仅被吸收还能稳定和硫、氯和氧气结合。
南非产业
南非海藻产业已经运作超过60年,当前养殖的大型藻类品种有:石莼、紫菜、大王藻(名叫Ecklonia maxima的褐色海藻)、昆布属、江蓠、红藻、石花菜等。它们都是生产藻胶和鲍鱼饲料以及一些应用在农业上的促植物生长剂的原料。在过去的7年里,大型藻类也被开发作为生物燃料的原料。
绿色能源,生物除污
南非主要盛产一石莼品种,叫Ulva armoricana,它的产量(以重量计算)是当前南非最大的。大规模的石莼养殖相对应也能产生同等规模的甲烷气体。Ulva armoricana具有增长率高、长成后容易收集、比其他藻类的抗污能力更强和生产损耗低的特点,在大型藻类中它能更好地成为能实现大规模生产的新能源。
作者的研究还能进一步证明石莼能生物转化成液化石油气,作为一种经济实用的清洁能源。陆上水车式石莼养殖系统能高效提取营养和处理重金属的富集。
生产饲料
没有表明有重金属污染的石莼,可以作为促植物生长剂、牲畜家禽的饲料配方和食品加工方面的原料。研究石莼对鲍鱼(Haliotis midae)、海胆(Tripneustes gratilla)和非洲鲶鱼(Clarias gariepinus)的影响,结果证明了喂食了含量丰富的石莼后,生长率有增加,但在投喂石莼后的鱼或鲍鱼的蛋白成分差异实验中,饲料转化率没有明显差异(P<0.05)。
使用富含石莼的实验鱼、海胆和鲍鱼比所有对照组的长势更好。这就表明了富含蛋白质的石莼属具有很大潜力能成功应用在鱼料中,特别是如果富含营养的石莼饲料能很好地替代配方料中的蛋白质。
缓和酸化
当前,大部分大型藻类的养成在多营养层次综合养殖(IMTA)系统中进行,并结合海藻和鲍鱼。在海藻/鲍鱼混养模式中,能通过海藻来改变海水pH值,使形成更利于鲍鱼生长的条件。
在极端的pH条件下评估石莼情况的毒性测试,结果显示,当增加二氧化碳浓度和降低水体pH值(从4.71到6.67)时,会造成明显的生长抑制和形成孢子,特别在介质不多的情况下。不管怎样,在综合系统中pH值升高,石莼还是能忍受的,这对于鲍鱼而言也是一个积极有利的因素。
养殖海藻的另一好处是能缓和的气候变化。南非的主要以燃煤作为能源供应,能源需求也以化石燃料为主,因此它是高碳经济区,其温室气体的人均排放量是全球最高。
人们普遍对二氧化碳增排原因的观点是人类活动如使用化石燃料等,导致全球变暖,海洋酸化以及气候变化。海洋酸化的例子有极其严重的环境恶化,特别是对贝类养殖影响最大。有相关事实认为南非的鲍鱼养殖业将会受海洋酸化的影响。但IMTA系统中石莼和鲍鱼混养,有可能能缓和这一影响。
观点
尽管南非现在不是非洲最大的海藻养殖生产国,但南非的海藻区域多样性和丰富度是全球最高的。作为一个有很多一流技术的第三世界国家,南非给非洲沿海的发展中国家提供了重要的经验和教训。
因为南非对鲍鱼料的需求增加,从IMTA系统中实现可持续生产海藻,使其海藻养殖产业得到较好的开发和稳定的发展。
如今,南非海藻产业为其它经济部门提供原材料,还有可能对大气和水生环境进行修复。它为其它沿海的非洲国家作了一个示范,以供它们日后有可能进一步开发水产养殖。
译/本刊撰稿人 钟绮文
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