ダニエル・テイラーとイェンス・ケラルフ・ピーターセンによる、 デンマーク貝センター、 DTUアクア、 デンマーク

富栄養化と栄養素の損失を制御するための闘争

沿岸地域では、過去1世紀にわたって、人口密度と食料栽培のための土地の利用が激化しています。www.modernagriculturefarm.comこの激化は、栄養素の流れの増加を通じて、沿岸生態系の生物学的および化学的プロセスに劇的な影響を及ぼしました。 主に窒素とリン、 陸と大気から海へ。

基本的に、 土地がより多く供給され（施肥され）、私たち自身がより多く供給される（食物と燃料）ほど、 農業流出によって引き起こされた栄養素を沿岸水域に供給するほど、 廃水、 大気沈着。

沿岸水域が過剰に濃縮されるにつれて、 生物学的機能は変化し、しばしば長期的な結果をもたらします。多くの症状の1つは、植物プランクトン（単細胞植物）の成長と濃度の増加です。

濃縮された水は、植物プランクトンの成長によって生産性が非常に高くなるため、日光が海底の水生植物の生活を支えるのに十分な深さに到達せず、海草の牧草地などの貴重な植物の生息地が失われます。植物プランクトン濃度がさらに上昇すると、酸素が枯渇する可能性があります。 死んだ植物プランクトン細胞が海底で腐敗するとき。

過去数十年の間、 沿岸の水質の改善は、世界中の多くの地域で政策開発の場となっています。これらの政策の実施において印象的な成果がありました、 特に廃水処理の改善において。

それにもかかわらず、 多くの沿岸水域、 北欧のものなど、 バルト海の本物を含む、 過剰な栄養素の流出によって依然として大きな影響を受けていると考えられており、今後数年間はそうなる可能性があります。

沿岸水域への窒素の流入は、点源（例えば、水処理プラント、 養魚場）、 非点源/拡散源（例：農地、 地下水排出）、 または大気（例えば、揮発したアンモニアまたは燃焼副産物の吸収）。

水質管理プログラムの変更と改善に続いて、 栄養素の拡散源が最も重要です。沿岸水域への栄養素の導入を最小限に抑えるように設計された処理方法は、実施において豊富です。

このような処理方法の典型的な例には、肥料の使用制限が含まれます。 人工湿地、 沈砂池、 栄養のある河岸緩衝地帯;そして最近では、 「精密農業」のシステム。

沿岸水域への栄養塩の流入を減らすことにおいて多くの進歩が見られましたが、 さらなる実装の効率は急速に低下し、実装に費用がかかることもよくあります。

さらに、 何十年にもわたる濃縮には、海底堆積物の濃縮が強化されたという遺産があります。 これは、複数のプロセス（「内部負荷」と呼ばれる）による持続的な栄養源になります。 そして、水生環境内でのみ軽減することができます。

緩和ムール貝

沿岸水域の栄養素の濃縮を緩和する革新的な手段の1つは、沿岸生物学の一部である貝類の二枚貝の水ろ過を活用することです。ムール貝、 カキ、 二枚貝、 他の二枚貝は、水から粒子をろ過することによって餌を与えます。植物プランクトンは、これらの動物の主要な食料源です。

二枚貝の活発な栽培と二枚貝礁の回復への焦点は、これらの個体群が示すことができるろ過の影響を示しています。標準的なムール貝農場では、1時間あたり数十万立方メートルをろ過できます。植物プランクトンと有機物はムール貝の体内で吸収されるか、堆積物に固定化されます。 栄養素のかなりの部分を濃縮水に閉じ込めます。

過去数十年にわたって多くの研究者によって二枚貝によって提供された「生態系サービス」を分析するために多くの作業が行われてきました。 主にアメリカと北ヨーロッパで。デンマーク貝センター（DSC）での10年以上にわたる概念化と研究-DTU Aqua内のセクション、 デンマーク工科大学–原バルト海域の富栄養化状態の規模を軽減するための集中的なメカニズムとして、活発な耕作で二枚貝のろ過を活用することに焦点を当てています。 「緩和ムール貝文化」と呼ばれる。

ムール貝を収穫することで、 最初に植物プランクトンによって消費され、次にムール貝のバイオマスに変換される栄養素、 生態系から削除されます。従来のムール貝養殖業を応用した養殖技術を採用し、 高密度のムール貝は、対象地域で育つことができます。 収穫ごとに沿岸水域から数メートルトンの栄養素を除去する可能性があります（Petersen et al、 2019）。

このモードは、膨大な数のムール貝の幼生を利用する手段としても機能します。 これらは通常動物プランクトンとして消費されるか、落ち着きません。養殖ムール貝（ディナープレートに表示されます）もこのサービスを提供しますが、 「緩和ムール貝」は通常、最小限の操作で、より短い成長期間で収穫され、コストを削減し、栄養素抽出の可能性を最大化します。市場やレストランで見られるムール貝よりもかなり小さい傾向があります。

栄養素の緩和策として、 デンマークの沿岸水域で良好な生態学的状態に到達するための将来の取り組みの計画では、緩和ムール貝の養殖が採用されています。デンマークでは、 提案された目標は100を収穫することです、 年間000メートルトンの緩和ムール貝、 これにより、1-2が削除されます。 000トンの窒素、 デンマークの全国削減需要の8〜15パーセント[JKP1]に相当します。

ムール貝の食事の軽減：失われた栄養素を返す

アクアフィードや他の形態の水産養殖は、この方程式にどのように適合しますか？ろ過摂食生物を統合するという概念、 ムール貝など、 より栄養価の高い種の生産に多くの人が普及してきました、 しばしば「統合された多栄養養殖」またはより正確には単に「多栄養養殖」と呼ばれます。

栄養源として、 しかし、 ほとんどの国では、これは、より大きな陸域の沿岸負荷と比較して、ごくわずかな量の栄養素に寄与します。

緩和ムール貝は、人間が消費するために養殖されたものよりも小さく、サイズが均一でない傾向があるため、 飼料ミールの生産は、利用のための最も魅力的な手段でした。バランスの取れたアミノ酸プロファイルを備えた飼料用のタンパク質源に対する需要の高まりにより、魚粉代替品の生成と包含を拡大する必要がありました。

ムラサキイガイから生産された食事は、一般的に魚粉と同様のアミノ酸プロファイルを持っています（JönssonとElwinger、 2009）、 総粗タンパク質レベルは65〜71パーセントです。通常、代替食での補給が必要なアミノ酸の濃度、 メチオニンやタウリンなど、 魚粉プロファイルに似ています（Árnasenetal、 2015）。

ムール貝の組織には、重要な色素と抗酸化物質が含まれています。 ミチロキサンチンを含む、 貝特有の色素、 これは、ヒドロキシル除去においてアスタキサンチンよりも優れています（Maoka et al。、 2016）。さらに、 全脂肪ムール貝の食事は、DHAなどのLC-PUFAの魅力的な割合を示します。 DPA、 およびEPA（Árnasenetal、 2015）。

農業畜産の食事療法では、 高レベルの含有は産卵鶏にプラスの効果を示しました（Afrose et al、 2016）、 豚の飼料の消化率（Nørgairdetal、 2015）。

フィンフィッシュ種に関する限られた数の研究では、ホッキョクイワナ（Salvelinus alpinus）とユーラシアスズキ（Perca fluvialtilis）で高い消化率が示されています（Langeland et al、 2016）、 また、植物を多く含む肉食動物の食餌の嗜好性が向上します（Nagel et al、 2014）。興味深いことに、 ムール貝組織の生化学的組成は、局所的な成長条件によって影響を受ける可能性があります。 植物プランクトン群集の構成要素が異なるため（Pleissner et al、 2012）、、 生殖状態と同様に;グリコーゲン濃度とカロテノイド色素が産卵直前に増加するため。

将来的に異なる組成パターンを決定することは、特定の食事の機会を提供するかもしれません。しかし、 食事の大規模生産が複数の場所と時間からの材料をブレンドする可能性が高い場合、これにはさらなる調査が必要です。

ムール貝、 緩和文化では、 したがって、環境にすでに過剰に存在する植物プランクトン（管理された飼料投入量がゼロ）を吸収すると同時に、ポジティブな生態学的フィードバックを提供するため、魅力的なタンパク質源をもたらします。他の緩和メカニズムにおけるそのようなフィードバック（生態系サービス）は、直接的な財政支援またはコストオフセットスキームによって大部分が補償されます。本質的に、 「失われた」栄養素を食料システムにリサイクルし、その過程で地域の環境を改善します。

それにもかかわらず、 他の良い話のように、 今後の課題があります。緩和ムール貝の生産拡大には、限られたスペース内での栄養素抽出の最適化が必要であり、沿岸水域の他の用途や海景への既得権益との衝突も最小限に抑えられます。

自然環境も拡大の障害となる可能性があります。流体力学的条件が適切かどうか、 自然のムール貝の定着で十分です、 捕食者の圧力（つまり、ホンケワタガモ）は管理可能です。政策界では、 ローカルからリージョナルへ、 栄養素を管理する方法と場所を決定することは、多種多様な視点によって色分けされています。

このメカニズムは、すでに海洋環境内にある栄養素を減らすことを目的としているため、 緩和ムール貝の培養は、既存の栄養管理プログラムを補完することを目的としています。 そして、この概念は議論の継続的なポイントです。

最後に、 そしてそれは経済的実行可能性の観点から不可欠です、 ムール貝のミールの処理と生産の合理化には、さらなる革新が必要です。緩和ムール貝を食事に変えるという処理の課題は、その後の食事の生産前に組織から殻を高スループットで分離することに根ざしています。

従来の蒸しおよび振動分離法は比較的高価であり、 一方、予備的な殻の排除を伴わない「搾乳」または他の形態の分離の代替方法は、一般に、保持された殻部分からの高い灰分を含む食事をもたらす。

最新の研究

最近、 DSCによって管理されている2つのプロジェクトは、生態学的影響を文書化しながら、緩和ユニットでの栄養素抽出を最大化するための最適化手法を評価するために資金提供されました。

BONUS OPTIMUSプロジェクトは、魚粉の代替品としてのムール貝ミールのその後の生産のために、バルト西部の緩和文化の発展のために4か国と9つのパートナーからの研究コンソーシアムを結集しました。

OPTIMUSで実施された給餌試験には、サケ科の餌の交換が含まれます。国の資金によるプロジェクト、 MuMiPro、 有機ムール貝ミールの大規模生産のための富栄養化したデンマークの海域での最適な栽培技術を評価する15のパートナーが集まります。

両方のプロジェクトの野心は、経済的に実行可能な速度でそれらのポジティブなエコロジカルフットプリントを最大化する緩和ムール貝を生産する手段を実証することです。これには、動物飼料用のムール貝ミールの加工のさらなる開発が含まれます。 そして最終的には高成長のアクアフィード市場。

代替処理技術のテストと最適化は、現在MuMiProプロジェクトで調査中です。良好な栄養プロファイルを維持し、処理コストを最小限に抑えることの組み合わせを見つけ、 他のすべてのアクアフィード成分と同様に、 常に進化するプロセスです。

これら2つのプロジェクトを組み合わせた目的は、高品質の食事のための栄養素緩和ツールおよび加工技術としての緩和ムール貝文化の開発を推進することです。