Χρήσεις φυκών στην αγροτική παραγωγή.

Τα φύκη είναι φωτοσυνθετικοί φυτικοί οργανισμοί που δεν έχουν βλαστούς, φύλλα και ρίζες, όπως τα ανώτερα φυτά όμως δεν ανήκουν στο αυστηρώς ορισμένο βασίλειο των Φυτών. Είναι μονοκύτταροι ή πολυκύτταροι οργανισμοί και παρουσιάζουν μεγάλη μορφολογική ποικιλότητα.

Ο ρόλος των φυκών αλλά και των αναπτύξεών τους στις βραχώδεις θαλάσσιες ακτές είναι αντίστοιχος με αυτό των δασών και των λιβαδιών της στεριάς. Έχουν την δυνατότητα να μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) σε υδατάνθρακες  και σε ανθρακικό ασβέστιο με τον εμποτισμό των κυτταρικών τους τοιχωμάτων με ασβέστιο. Επίσης, η παρουσία τους στο φυτοπλαγκτόν είναι η αρχή της τροφικής αλυσίδας για τους ετερότροφους οργανισμούς που ζουν τόσο στα αλμυρά όσο και στα γλυκά νερά.

Στην Ελλάδα υπολογίζεται ότι υπάρχουν περίπου 600 είδη φυκών. Σε μια τυπική βραχώδη ακτή συνήθως παρατηρούμαι μεγάλα Φαιοφύκη των γενών Cystoseira και Sargassum. Δίπλα ή πάνω σε αυτά απαντούν πολυάριθμα άλλα μακροφύκη, όπως για παράδειγμα τα γένη Acetabularia, Laurencia, Dictyota, Padina, Jania, Corallina κά. Ωστόσο, πολλά φύκη είναι μικρού μεγέθους και ορατά μόνο με μεγενθυτικό φακό. Στις αμμώδεις παραλίες πιο συχνά απαντώνται το Χλωροφύκος Caulerpa και Codium bursa και το Ροδοφύκος Spyridia.

Χρήσεις φυκών στην αγροτική παραγωγή.

Φυτική παραγωγή

Mια σημαντική εφαρμογή των φυκών είναι η παραγωγή λιπασμάτων και εδαφοβελτιωτικών προϊόντων. Η χρήση μικροφυκών ως εδαφοβελτιωτικού παράγοντα είναι μια πρακτική που εφαρμόζεται εδώ και χρόνια. Η εδαφοβελτιωτική δράση των φυκών οφείλεται στην ικανότητα της βιομάζας τους να κατακρατούν μεγάλες ποσότητες νερού και να βελτιώνουν τα δομικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του εδάφους. Επίσης τα φύκη μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως λίπασμα αργής αποδέσμευσης (slow release) και ειδικά τα αζωτοδεσμευτικά (nitrogen-fixing) είδη όπως τα Anabaena και Nostoc, τα οποία δεσμεύουν το άζωτο από την ατμόσφαιρα και την μετατρέπουν σε οργανική μορφή εντός της βιομάζας τους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή λιπασμάτων με σαφώς πιο ήπιες περιβαλλοντικές επιπτώσεις σε σχέση με την τυπική διαδικασία παραγωγής αζωτούχων λιπασμάτων. (Mάρκου, κλπ).

Εκχυλίσματα θαλασσίων φυκών, που είναι πλούσια σε κυτοκινίνες, χρησιμοποιούνται σε διαφυλλικούς ψεκασμούς για τη βελτίωση της απόδοσης των φυτών ιδιαίτερα όταν οι συνθήκες είναι στρεσογόνες (ξηρασία, παγετός ασθένειες),  επιταχύνουν την ανάπτυξη των φυτών, βελτιώνουν την ποιότητα των καρπών, ενώ βοηθάνε και στη ριζοβολία κατά τη μεταφύτευση.

Ιχθυοκαλλιέργειες - Ζωική παραγωγή

Το ενδιαφέρον με τη χρήση φυκών  δεν περιορίζεται μόνο στη φυτική παραγωγή, αλλά επεκτείνεται και στα ζώα. Για παράδειγμα, η καλλιέργεια φυτοφάγων ζωικών

οργανισμών, όπως ο κοινός αχινός και το αυτί της θάλασσας (haliotis), απαιτούν διατροφή με μακροφύκη. Επιπλέον, μεγάλο ενδιαφέρον υπάρχει για αντικατάσταση μέρους των ζωικών πρωτεϊνών στις ιχθυοτροφές με φυτικές πρωτεΐνες. Πειράματα έδειξαν ότι η αντικατάσταση μέχρι του 10% των πρωτεϊνών των ιχθυαλεύρων με πρωτεΐνες των ειδών Gracilaria bursa-pastoris και Ulva rigida δεν έχει καμιά αρνητική επίδραση στην αύξηση, την κατανάλωση τροφής ή τη σύνθεση της σάρκας των ψαριών.

Η χημική σύνθεση πολλών φυκών, αν και όχι σταθερή, τα κατατάσσει στις νέες πολλά υποσχόμενες πρώτες ύλες στη διατροφή των παραγωγικών ζώων.  Πολλά πειράματα έχουν αναδείξει τη αξία ορισμένων φυκών στη διατροφή των μηρυκαστικών. Χορήγηση εναιωρήματος μικροφυκών (Chlorella

και Scenedesmus) σε ποσότητα 10% του σωματικού βάρους παχυνόμενων μόσχων, βελτίωσαν τη πεπτικότητα των ολικών κυτταρινών, ενώ άλλες έρευνες έδειξαν ότι η χορήγηση μακροφυκών Ascophyllum nodosum σε σιτηρέσια μοσχαριών ενδυνάμωσε το ανοσοποιητικό τους σύστημα και βελτίωσε τη ποιότητα του κρέατος. Η χορήγηση μακροφυκών Ascophyllum nodosum σε αγελάδες γαλακτοπαραγωγής μεγάλου σωματικού βάρους, ιδιαίτερα κατά τους θερινούς μήνες, είχε ως αποτέλεσμα τον αυξημένο αριθμό κυήσεων των

ζώων καθώς και την αύξηση της γαλακτοπαραγωγής, και της περιεκτικότητας του γάλακτος σε λίπος, πρωτεΐνες και λακτόζη.

Τα τελευταία χρόνια, γίνεται χρήση των φυκών στη διατροφή των μηρυκαστικών με σκοπό την προσφορά δια μέσου των γαλακτοκομικών προϊόντων και του κρέατος των πολύτιμων για την υγεία του ανθρώπου πολυακόρεστων λιπαρών οξέων. Έρευνες έχουν δείξει πως η ενσωμάτωση μικροφυκών Schizochytrium sp.στα σιτηρέσια γαλακτοπαραγωγών αγελάδων, είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της περιεκτικότητας του εικοσιεξανοϊκού οξέος (DHA) και του συζευγμένου λινελαϊκού οξέος (CLA) στο λίπος του γάλατος, ενώ παράλληλα μείωσε την περιεκτικότητά του σε κορεσμένα λιπαρά οξέα. Επίσης, η χορήγηση μικροφυκών Schizochytrium sp.στα σιτηρέσια αιγών που βρίσκονταν στο στάδιο της γαλακτοπαραγωγής εμπλούτισε τα γαλακτοκομικά τους προϊόντα (τυρί φέτα, γιαούρτι) με DHA, EDA και εικοσιδυαπενταενοϊκό οξύ. Παρόμοια αποτελέσματα έχουν επιβεβαιωθεί ύστερα από χορήγηση  φυκών πλούσιων σε πολυακόρεστα λιπαρά οξέα, σε χοίρους και κουνέλια.

Άλλοι ερευνητές βρήκαν ότι ενσωμάτωση μικροφυκών του είδους Chlorella, σε ποσοστό 2% και 10% στο σιτηρέσιο αυγοπαραγωγών ορνίθων, είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του λινολενικού οξέος (ω-3) στη λέκιθο των αυγών και την παράλληλη μείωση του εικοσιτετραενοϊκού οξέος (ω-6), ειδικότερα όταν το ποσοστό προσθήκης των φυκιών στο σιτηρέσιο ήταν 10%. Επιπλέον, εμφανίστηκε τάση μείωσης της ολικής χοληστερόλης/100 g λεκίθου.

Καλλιέργεια μικροφυκών.

Η καλλιέργεια ποικίλει ανάλογα με το τελικό προϊόν και γενικά δεν θεωρείται απλή. Απαιτείται συνδυασμός της τεχνολογίας φυτικής παραγωγής με αυτήν της μικροβιακής τεχνολογίας δεδομένης της φύσης των οργανισμών οι οποίοι είναι μικροσκοπικοί (κατά κανόνα μονοκύτταροι) υδρόβιοι, και φωτοσυνθετικοί. Παρά τα μεγάλα προβλήματα που υφίστανται στην παραγωγή και την προ-επεξεργασία (συγκομιδή, ξήρανση, κτλ) οι προοπτικές είναι ενθαρρυντικές.

Η καλλιέργεια των μικροφυκών μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ανοικτούς ή κλειστούς τύπους καλλιεργειών. Στις ανοικτού τύπου καλλιέργειες, τα μικροφύκη καλλιεργούνται σε τεχνητούς ή φυσικούς περιέκτες, όπως δεξαμενές, νερόλακκοι, λίμνες κλπ. Στις κλειστού τύπου καλλιέργειες η καλλιέργεια γίνεται εντός διαφόρων σχημάτων κλειστών περιεκτών που ονομάζονται φωτοβιοαντιδραστήρες (photobioreactors).

Photobioreactor

Ειδικά ορισμένα μικροφύκη που περιέχουν υψηλές ποσότητες πρωτεϊνών, η καλλιέργειά τους προϋποθέτει την εφαρμογή σημαντικών ποσοτήτων ανόργανων αζωτούχων λιπασμάτων. Από την σκοπιά της περιβαλλοντικής προστασίας, αλλά και της οικονομικότητας, η χρήση συνθετικών αζωτούχων (αλλά και φωσφορικών) λιπασμάτων δεν αποτελούν λύση αειφορίας. Για την κάλυψη των αναγκών των καλλιεργειών σε θρεπτικά στοιχεία αλλά και για την αποφυγή χρήσης συνθετικών λιπασμάτων, η καλλιέργεια των μικροφυκών μπορεί να γίνει σε υποστρώματα τα οποία περιέχουν απόβλητα. Ειδικά τα απόβλητα του κτηνοτροφικού τομέα, που έχουν αυξημένες συγκέντρωση αζώτου, προσιδιάζουν για την χρήση τους για την καλλιέργεια μικροφυκών. Ορισμένα απόβλητα του γεωργο-κτηνοτροφικού τομέα που έχουν χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για την καλλιέργεια μικροφυκών είναι απόβλητα χοιροστασίου, πτηνοτροφικά απόβλητα καθώς και απόβλητα ελαιοτριβείων και τυροκομείων. Η χρήση των αποβλήτων για καλλιέργεια μικροφυκών γίνεται είτε σε πρωτογενές (αδιαχείριστα απόβλητα) είτε σε τριτογενές στάδιο. Το τριτογενές στάδιο αναφέρεται στην χρήση αποβλήτων που έχουν υποστεί ήδη διαχείριση είτε με αερόβια σταθεροποίησή τους είτε με αναερόβια χώνευσή τους.

Συμπερασματικά, τα φύκια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν  στη διατροφή των ζώων εξαιτίας των σημαντικών ιδιοτήτων τους αλλά και για τη παραγωγή λιπασμάτων και εδαφοβελτιωτικών προϊόντων και τη βελτίωση της απόδοσης των φυτών. Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω έρευνα αφενός για την επιστημονική τεκμηρίωση των χρήσεών τους στον αγροτικό τομέα και αφετέρου στην ανάπτυξη τεχνολογιών που θα καταστήσουν οικονομικά βιώσιμη την καλλιέργεια φυκών σε βιομηχανική κλίμακα.

Πηγές:

ΜΙΚΡΟΦΥΚH: ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ, Γιώργος Μάρκου, Ιωάννης Τζοβενής, Ηλίας Νερατζής

The use of algae in animal nutrition, Christaki E., DVM, PhD, Karatzia M., DA, MSc, Florou-Paneri P., DVM, PhD

Use of Micro-algae in Organic Poultry Diets, Dr. Jacquie Jacob Ph.D., University of Kentucky

http://www.feednavigator.com/

http://www.algae4feed.org/