Dagens jordbruksfoderodling för nötkreatur, grisar och kyckling kommer med enorma effekter för miljön och klimatet, inklusive avskogning, Växthusgasutsläpp, förlust av biologisk mångfald och kväveföroreningar. Att odla foder i industrianläggningar istället för på odlingsmarker kan bidra till att lindra de kritiska konsekvenserna i jordbrukets livsmedelsförsörjningskedja. Proteinrika mikrober, produceras i storskaliga industrianläggningar, kommer sannolikt att ersätta traditionellt grödabaserat foder. En ny studie publicerad nu i tidskriften Miljövetenskap och teknik uppskattar nu den ekonomiska och miljömässiga potentialen av att utfodra mikrobiellt protein till grisar, nötkreatur och kyckling på global skala. Forskarna finner att genom att bara ersätta 2 procent av boskapens foder med proteinrika mikrober, mer än 5 procent av jordbrukets utsläpp av växthusgaser, globala odlingsarealer och globala kväveförluster kan var och en minskas.

"Kyckling, grisar och boskap mumsar bort ungefär hälften av proteinfodret som odlas på globala odlingsmarker, " säger Benjamin Leon Bodirsky, författare till studien från Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK, medlem av Leibniz Association). Utan drastiska förändringar av agro-livsmedelssystemet, den ökande efterfrågan på mat och djurfoder som kommer med köttbaserad kost kommer att leda till kontinuerlig avskogning, förlust av biologisk mångfald, näringsföroreningar, och klimatpåverkande utsläpp.

"Dock, en ny teknik har framkommit som kan undvika dessa negativa miljöpåverkan:Mikrober kan odlas med energi, kväve och kol i industrianläggningar för att producera proteinpulver, som sedan matas till djur istället för sojabönor. Att odla foderprotein i laboratorier istället för att använda odlingsmarker kan kanske mildra vissa miljö- och klimatpåverkan från foderproduktion. Och vår studie förväntar sig att mikrobiellt protein kommer att dyka upp även utan politiskt stöd, eftersom det verkligen är ekonomiskt lönsamt, " han säger.

Små foderbyten kan ha en betydande miljöpåverkan

Studien bygger på datorsimuleringar som bedömer den ekonomiska potentialen och miljöeffekterna av mikrobiell proteinproduktion fram till mitten av seklet. Simuleringarna visar att globalt sett skulle mellan 175-307 miljoner ton mikrobiellt protein kunna ersätta konventionellt kraftfoder som sojabönor. Så genom att ersätta ungefär 2 procent av djurfodret, trycket på avskogning jordbrukets utsläpp av växthusgaser och kväveförluster från odlingsmark kan minskas med mer än 5 procent – ​​nämligen 6 procent för global odlingsareal, 7 procent för jordbrukets utsläpp av växthusgaser och 8 procent för globala kväveförluster.

"I praktiken, mikrober som bakterier, jäst, svampar eller alger kan ersätta proteinrika grödor som sojabönor och spannmål. Denna metod utvecklades ursprungligen under det kalla kriget för rymdresor och använder energi, kol- och kvävegödselmedel för att odla proteinrika mikrober i labbet, " förklarar Ilje Pikaar från University of Queensland i Australien. För deras nya studie, forskarna övervägde fem olika sätt att föda fram mikrober:Genom att använda naturgas eller väte, foderproduktion skulle helt kunna frikopplas från odling av odlingsmark. Denna marklösa produktion undviker föroreningar på grund av jordbruksproduktion, men det kommer också med ett stort energibehov. Andra processer som använder fotosyntes genom att uppgradera socker, biogas eller syngas från jordbruksursprung till högvärdigt protein resulterar i lägre miljöfördelar; några så småningom även i en ökning av kväveföroreningar och utsläpp av växthusgaser.

Enbart mikrobiellt protein kommer inte att räcka för att göra vårt jordbruk hållbart

"Att utfodra mikrobiellt protein skulle inte påverka boskapens produktivitet, " säger författaren Isabelle Weindl från PIK. "Däremot, det kan till och med ha positiva effekter på djurens tillväxtprestanda eller mjölkproduktion." Men även om tekniken är ekonomiskt lönsam, antagandet av denna nya teknik kan fortfarande möta begränsningar såsom vanemässiga faktorer i jordbruksförvaltningen, riskaversion mot ny teknik, eller bristande marknadstillträde. "Dock, prissättning av miljöskador inom jordbrukssektorn kan göra denna teknik ännu mer ekonomiskt konkurrenskraftig, säger Weindl.

"Våra resultat visar tydligt att övergången till mikrobiellt protein enbart inte kommer att räcka för att hållbart omvandla vårt jordbruk, " säger medförfattaren Alexander Popp från PIK. För att minska miljöpåverkan från livsmedelsförsörjningskedjan, Det krävs stora strukturella förändringar i agro-livsmedelssystemet, liksom förändringar i mänskliga kostmönster mot fler grönsaker. "För vår miljö och klimatet såväl som vår egen hälsa, det kan faktiskt vara ett annat avsevärt alternativ att minska eller till och med hoppa över djuringrediensen i livsmedelsförsörjningskedjan. Efter ytterligare tekniska framsteg, mikrobiellt protein kan också bli en direkt del av människans kost – genom att använda rymdmat för människors egen näring."