Aihearkisto: Yleinen

Accepted article: Different microalgae species as a substitutive protein feed for soya bean meal in grass silage based dairy cow diets

|
Vastaa

Our article entitled ”Different microalgae species as a substitutive protein feed for soya bean meal in grass silage based dairy cow diets” has been recently accepted for publication in Animal Feed Science and Technology.

In this article we compared the value of Spirulina platensis, Chlorella vulgaris and Nannochloropsis gaditana as protein feeds in dairy cow nutrition to that of soya bean meal.

Click the following link to freely access the post-print version of this article:

Lamminen et al.: Different microalgae species as a substitutive protein feed for soya bean meal in grass silage based dairy cow diets-postprint version

The key findings of this article were:

  • Milk production responses to different microalgae species were evaluated in relation to soya bean meal supplemented diet
  • Compared to soya bean meal, microalgae did not affect total DMI but decreased the proportion of concentrate in the diet owing to poorer palatability of microalgae
  • Spirulina platensis increased milk fat production
  • Mixture of Nannochloropsis gaditana and Chlorella vulgaris resulted in fourfold increase in milk eicosapentaenoic acid concentration without signs of milk fat depression
  • Microalgae are likely comparable protein feed to soya bean meal in dairy cow nutrition

Submitted article: Microalgae are comparable protein feed to soybean meal in dairy cow nutrition

|
Vastaa

We have just submitted a scientific article comparing the protein value of different microalgae species to that of soybean meal in the nutrition of lactating dairy cows. In this paper, we present results from physiological experiment where we evaluated Spirulina platensis, Chlorella vulgaris or mixture of Chlorella vulgaris and Nannochloropsis gaditana as protein supplements for dairy cows in comparison to soybean meal. The experiment was conducted in University of Helsinki, Finland.

The key findings of this paper:

  • Compared to soybean meal, microalgae did not affect total dry matter intake, but changed the quality of feed intake by decreasing the concentrate:forage ratio in the diet. This was caused by the poor palatability of microalgae, which has been observed also on our previous studies with microalgae.
  • Statistical differences were not found in milk or energy corrected milk yield when soybean meal was substituted by microalgae. However, it is notable that microalgae diets resulted in numerically +2.2 kg/d higher energy corrected milk yield than soybean meal! Numerically highest milk yield was observed on Spirulina platensis diet.
  • Spirulina platensis diet also increased milk fat production.
  • Also environmental-wise, microalgae diets performed better than soybean meal as indicated by lower secretion of urinary nitrogen and urinary urea nitrogen, the most susceptible forms of nitrogen for environmental losses.
  • Mixture of Nannochloropsis gaditana and Chlorella vulgaris resulted in fourfold increase in milk eicosapentaenoic acid (EPA) concentration compared to other diets without signs of milk fat depression.
  • Unfortunately, the results of this experiment were confounded by concentrate related feed intake problems on microalgae diets on some but not all animals which lead to large standard errors in the data set. Therefore, statistical significance was not reached in some parameters (such as milk or energy corrected milk yield) despite of large numerical differences between treatments.
  • In conclusion, microalgae are suitable protein feeds for dairy cows, and different microalgae species are at least as good protein feeds as soybean meal in the nutrition of lactating dairy cows especially if palatability of microalgae diets can be improved.

We are hoping for a quick review process after of which we are able to share more information about our recent findings! In the following papers we will prove that methionine-rich Spirulina platensis complements the amino acid composition of faba beans (Vicia faba) in the nutrition of dairy cows and study the effect of microalgae feeding on the phosphorus emissions of dairy cow production.

Article details:

  • Authors: Marjukka Lamminen, Anni Halmemies-Beauchet-Filleau, Tuomo Kokkonen, Seija Jaakkola and Aila Vanhatalo
  • Title: Different microalgae species as a substitutive protein feed for soya bean meal in grass silage based4 dairy cow diets
  • Submitted to: Animal Feed Science and Technology

Ihanaa! Luennointia kestävän kotieläintuotannon kurssilla

|
Vastaa

Väitöskirjatyössä on huikeaa päästä siihen vaiheeseen kun omaa asiantuntemusta väitöskirjan alalta alkaa olla karttunut niin paljon, että asiasta ja vähän sen sivustakin voi hyvällä itseluottamuksella lähteä kertomaan muillekin. Viimeistään tänä keväänä luennoidessani Helsingin yliopiston kestävän kotieläintuotannon kurssilla huomasin, kuinka paljon vuorovaikutus toisten ihmisten kanssa sytyttää ja kuinka hauskaa opetus on. Tiedeviestintää ruohonjuuritasolla siis!

Luentosarjani kestävän kotieläintuotannon kurssilla keväällä 2017

Pidin kurssilla kolmen luennon sarjan ihmistoiminnan ympäristövaikutuksista, kestävästä kehityksestä ja kotieläintuotannosta, valkuaisomavaraisuudesta ja innovatiivisista valkuaisrehuista sekä kotieläinten typen ja fosforin aineenvaihdunnasta ja hyväksikäytöstä. Luentokokonaisuuden rakentaminen oli itsellenikin hyvin opettavaista ja tulihan siinä moneen kertaan itsekseen hämmästeltyä kuinka monimutkaisten haasteiden edessä sitä ollaankaan kun yritämme kukin omalta osaltamme rakentaa kestävämpää tulevaisuutta. Tässä kevään saatossa olen saanut ilokseni huomata, että aihe kiinnostaa monia muitakin kuin kotieläintieteen opiskelijoita.Tästä inspiroituneena luentokalvot onkin nyt julkaistu netissä muidenkin nähtäville.

Linkit luentokalvoihin:

  1. Johdantoluento: maailma nyt ja tulevaisuudessa, kestävä kehitys ja kotieläintuotanto https://www.slideshare.net/MarjukkaLamminen/marjukka-lamminen-maailma-nyt-ja-tulevaisuudessa-kestv-kotielintuotanto-kel250b-kevt-2017
  2. Tulevaisuuden valkuaislähteet kotieläinten ruokinnassa https://www.slideshare.net/MarjukkaLamminen/marjukka-lamminen-tulevaisuuden-valkuaisrehut-kel250b-kevt-2017
  3. Typen ja fosforin aineenvaihdunta ja hyväksikäyttö kotieläimillä https://www.slideshare.net/MarjukkaLamminen/marjukka-lamminen-typen-ja-fosforin-aineenvaihdunta-ja-hyvksikytt-kotielimill-kel250b-kevt-2017

Luentokalvot on julkaistu netissä CC BY-NC-ND -lisenssillä, eli kalvoja saa vapaasti jakaa, kunhan muistaa mainita lähteen, kalvoihin ei tee itse mitään muutoksia, eikä kerää taloudellista hyötyä kalvojeni esittämisestä.

Just submitted: Comparison of microalgae and rapeseed meal as supplementary protein for dairy cows

|
Vastaa

Update November 6, 2017: This article has now been accepted for publication in Animal Feed Science and Technology, and is currently in press. See the article on publisher’s web page: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377840117305382 At he moment, due to embargo period of this journal I’m unfortunately unable to share publicly the full-text version of this article. If you are interested in reading the full-text of this article, please contact me via this blog or email (marjukka dot lamminen (a) helsinki dot fi).

Post originally published Published on May 3, 2017:

I’m happy to announce that yesterday we submitted the first paper of our research group about the use of microalgae as a protein feed for dairy cow nutrition. In this paper we present the results of two physiological experiments where we evaluated microalgae (Spirulina platensis or the mixture of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris) as a protein supplement in the nutrition of lactating dairy cows in relation to unsupplemented and rapeseed supplemented diets. The experiments were conducted in University of Helsinki, Finland.

The key findings of this paper:

  • Microalgae did not affect dry matter intake or milk yield of dairy cows but the poorer palatability of microalgae decreased the proportion of concentrate in the diet in comparison to rapeseed meal.
  • Substitution of rapeseed meal by microalgae tended to decrease milk protein yield.
  • Compared to rapeseed meal, microalgae resulted in poorer nitrogen utilisation.
  • Histidine supply may have been suboptimal on microalgae supplemented diets. Histidine is typically the first amino acid limiting milk production in grass silage and cereal based dairy cow diets, which comprised the basal diet of animals in current experiments.
  • Microalgae is suitable protein feed for dairy cows, though the protein value is likely lower than that of rapeseed meal.

We are hoping for a quick review process after of which we are able to share more information about our recent findings!This paper is a part of my doctoral thesis which comprises in total of 4 to 5 scientific articles. In the following papers we will e.g. compare different microalgae species to soya bean meal, and study the effects of microalgae feeding on milk fatty acid composition, and nitrogen and phosphorus use efficiency of lactating dairy cows.

Article details:

  • Authors: Marjukka Lamminen, Anni Halmemies-Beauchet-Filleau, Tuomo Kokkonen, Ilkka Simpura, Seija Jaakkola and Aila Vanhatalo.
  • Title: Comparison of microalgae and rapeseed meal as supplementary protein in the grass silage-based nutrition of dairy cows.
  • Submitted to: Animal Feed Science and Technology.
  • Accepted for publication: October 2017.
  • Link to the article: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377840117305382

Microalgae presentation in ISEP 2016, 12-15 September, Krakow, Poland

|
Vastaa

I had the lucky opportunity to present part of of my PhD work last week at the 5th EAAP International Symposium on Energy and Protein Metabolism and Nutrition (ISEP 2016) organised in Krakow, Poland. In this oral presentation, I showed some results from our third microalgae experiment, where we compared the protein value of different microalgae species (Spirulina platensis, Chlorella vulgaris and Nannochloropsis gaditana) to soya bean meal in the grass silage based diets of dairy cows. The slides of this presentation are shown below.

Viikin lehmätutkimukset esillä Aamu-tv:ssä

|
Vastaa

Helsingin yliopiston Viikin opetus- ja tutkimustila ja siellä tehtävä monipuolinen lypsylehmätutkimus pääsi esille Ylen Aamu-tv:ssä tiistaina 14.6.2016. Katsojat pääsivät nauttimaan aurinkoisesta maalaistunnelmasta ja laitumelle iloisesti kirmaavista lehmistä keskellä Helsinkiä. Haastateltavina olivat koetilan johtaja Miika Kahelin, yliopistonlehtori Tuomo Kokkonen sekä minä itse, eli Marjukka Lamminen.

13450261_1157594930928613_5553660888338752907_nVasemmalta: Tuomo Kokkonen, Miika Kahelin ja Marjukka Lamminen. Kuva: Nicklas Wancke/Yle Aamu-tv.

Miika Kahelin kertoi yleisesti koetilalla tehtävästä tutkimuksesta, tilan arjesta ja historiasta. Tuomo Kokkonen kertoi haastattelussaan kansainvälisesti merkittävistä tuloksista lehmien metabolisen stressin saralla. Omana aiheenani puolestaan olivat valkuaisrehujen tutkimus ja erityisesti mikrolevien innovatiivinen käyttö lypsylehmien valkuaisrehuna, josta myös teen väitöskirjaa.

DSC_0307Viikin pelloilla riitti vilinää Aamu-tv:n lähetyksen alkaessa

Toimittaja Nicklas Wancke taisi ihastua Viikin maalaistunnelmaan niin syvästi, että uhkasi jopa leiriytyä pysyvästi lehmälaitumen ääreen! Kameramiehet omituisine puuhineen olivat suuri ihmetyksen aihe myös laitumella käyskenteleville lehmille.

Kaikki haastattelut ovat toistaiseksi nähtävillä Yle Areenassa.

Miika Kahelinin ja Marjukka Lammisen haastattelu: http://areena.yle.fi/1-3512975

Tuomo Kokkosen haastattelu: http://areena.yle.fi/1-3512976

Mikrolevätutkimus historiasta nykypäivään

|
Vastaa

Muinaiset roomalaiset jäisivät toiseksi, jos ryhtyisivät kilpasille mikrolevien kanssa historiasta. Esitumallisten syanobakteerien olemassaolosta on fossiilitodisteita (stromatoliittejä) nimittäin jo miljardien vuosien takaa. Tässä kirjoituksessa keskityn kuitenkin hieman uudempaan tutkimustietoon mikrolevistä.

Stromatolite (Strelley Pool Formation, Paleoarchean, 3.35-3.46 Ga; East Strelley Greenstone Belt, Pilbara Craton, Western Australia) 3

Mikrolevillä tehtiin tutkimusta jo 1800-luvun puolivälissä (kts. Preisig:n ja Andersenin (2005) erinomainen koonti varhaisimmista mikrolevätutkimuksista). Vielä nykyäänkin monet levänkasvatusmetodit pohjautuvat 1800-luvun lopun ja 1900-luvun alun tutkimuslöydöksiin (Preisig ja Andersen 2005). Tutkimusalana mikrolevien ja niiden erilaisten sovellusten tutkimus voidaan kuitenkin virallisesti katsoa alkaneeksi vuonna 1952, kun Stanfordin yliopistossa järjestettiin ensimmäinen Algae Mass Culture Symposium (Richmond 2013). Kiinnostus mikrolevien käyttöön eläinten rehuna heräsi myös jo hyvin varhaisessa vaiheessa. Yksi varhaisimmista ruokintakokeista on Combs:n (1952) tutkimus, jossa hän tutki untuvikoilla soijan osittaista korvaamista Chlorella pyrenoidosa –mikrolevällä.

Ensimmäiset mikrolevien laajamittaiset kasvatuskokeet 40- ja 50-luvuilla eivät kuitenkaan olleet erityisen menestyksekkäitä, jonka vuoksi kiinnostus mikroleviä kohtaan hiipui hetkeksi. Mikrolevät nostettiin kuitenkin jälleen tapetille, kun kasvavan väestömäärän ruokkiminen herätti huolta 60-luvulla. YK:n 1968 julkaisema kohuraportti ”International Action to Avert the Impending Protein Crisis” heitti lisää vettä myllyyn ennustaessaan valkuaisesta olevan huutava pula vuoteen 2000 mennessä. (Richmond 2013). Myöhemmin raportin huoli maailmanlaajuisesta valkuaiskriisistä osoittautui kuitenkin liiotelluksi (Smil 2002).

JulkaisumäärätKuva 1. Mikrolevätutkimusten julkaisumäärät 1960-2014. Haettu Scopus-tietokannasta 15.10.2015 hakusanalla ”microalgae”.

Mikrolevien laajamittainen kasvatus sai pontta tästä keskustelusta, sillä mikrolevät nähtiin potentiaalisina ihmisten ravinto- ja valkuaislähteenä. Mikrolevätutkimusta tehtiin tänä ”hitaan kypsyttelyn aikakautena” aktiivisesti etenkin Italiassa, Ranskassa, Tsekeissä, Japanissa, USA:ssa ja Saksassa. The International Society of Applied Phycology perustettiin 90-luvun alussa vauhdittamaan mikrolevien kaupallista tuotantoa. Julkaisumäärät pysyivät kuitenkin pitkän aikaa suhteellisen vähäisinä (kuva 1). Tiedon vähitellen karttuessa havahduttiin siihen ikävään tosiasiaan, että mikrolevien tuottaminen on kallista, eikä mikrolevien käyttö tavanomaisten rehu- ja ruoka-aineiden korvaajana ollut realistista. (Richmond 2013).

Osa tutkijoista käänsikin huomionsa mikrolevien massatuotannosta pienten erikoistuote-erien valmistukseen. Tämän ravintolisäkäänteen seurauksena mikrolevistä tuli superfoodia. Erikoistuotteiden valmistus oli järkevää, sillä korkea hinta kompensoi suuria tuotantokustannuksia ja suhteellisen pieniä myyntieriä. (Richmond 2013).

Green Smoothie

Samaan aikaan 2000-luvun alussa heräsi voimakas kiinnostus leväöljyn tuottamiseen biopolttoaineeksi ja tästä tulikin hallitseva mikrolevätutkimuksen suunta aina nykypäiviin saakka. Mikrolevien biopolttoainekäyttö-buumi oli voimakkaimmillaan 2007-2013. Tämän ajanjakson aikana aiheesta julkaistiin enemmän tutkimuspapereita kuin koko aiemman mikrolevätutkimushistorian aikana yhteensä. Tutkimus keskittyi voimakkaimmin USA:n, Kiinaan, Espanjaan ja Koreaan.  Viime vuosina mikrolevien biopolttoainekäyttöä koskevien tutkimuspapereiden ja patenttien julkaisutahti on kuitenkin kääntynyt laskuun. Tämän arvellaan johtuvan mikroleväntuotannon suurista tuotantokustannuksista, jotka ovat edelleenkin merkittävin este mikrolevien laajamittaiselle tuotannolle. Mikrolevien kasvatuksen suuret tuotantokustannukset puolestaan johtuvat siitä, ettei mikrolevistä yksinkertaisesti vieläkään ymmärretä tarpeeksi. Perustutkimukselle on siis huutava tarve. (Chen ym. 2015).

Leväteollisuudessa tulevaisuuden näkymät tosin nähdään edelleen erittäin positiivisina. USA:n leväteollisuudelle alkuvuodesta 2015 tehdyssä kyselyssä alan toimijat ennustivat leväöljyn hinnan olevan kilpailukykyinen fossiilisten polttoaineiden kanssa 2020 mennessä (75 % vastaajista). Lähes kaikki vastaajat myös uskoivat, että leväpohjaisia eläinten rehuja (97 % vastaajista), muoveja ja kemikaaleja (93 % vastaajista) on markkinoilla vuoteen 2020 mennessä. (Algae Biomass Organization 2015).

Vaikka mikrolevien biopolttoainekäyttöön liittyvä tutkimus on vähentynyt, mikrolevätutkimuksien kokonaisjulkaisumäärässä ei tätä ilmiötä ole havaittavissa (kuva 1). Minun johtopäätökseni tästä on se, että mikrolevätutkimuksessa on löydetty uusia tutkimussuuntauksia ja aluevaltauksia. Chen ym. (2015) toteavatkin, että todennäköisimmin mikroleväntuotannon kustannukset saadaan painettua alas, jos mikroleväöljyn tuotanto yhdistetään esimerkiksi jätevesien tai savukaasujen puhdistukseen, ja jos mikrolevistä saadaan biojalostamoissa valmistettua ja eristettyä useita arvokkaita tuotteita (kuten monityydyttymättömiä rasvahappoja, pigmenttejä, karotenoideja ym.). Mikrolevien rehu- ja ruokakäyttö (jonka vuoksi mikroleviä alunperinkin alettiin tutkia) ovat jääneet leväöljybuumin jalkoihin. Richmond (2013) pitää kuitenkin tätä alkuperäistä visiota kaikkein tärkeimpänä mikrolevien hyödyntämismuotona. Richmond (2013) spekuloi mikrolevien käytön kalajauhon korvaajana (erityisesti kalojen ja muiden merenelävien ruokinnassa) olevan realistista paljon aikaisemmin kuin mikroleväöljyn tuotanto biopolttoaineeksi on kustannustehokasta.

Lähteet:

Algae Biomass Organization. 2015. Industry survey-executive summary. Saatavilla Internetissä: http://www.algaebiomass.org/wp-content/gallery/2012-algae-biomass-summit/2012/02/ABO_2015_survey_exec_summary.pdf Tallennettu 16.10.2015. 9 s.

Chen, H., Qui, T., Rong, J., He, C. & Wang, Q. 2015. Microalgal biofuel revisited: An informatics-based analysis of developments to date and future prospects. Applied Energy 115: 585-598.

Combs, G.F. 1952. Algae (Chlorella) as a source of nutrients for the chick. Science 116: 453-454.

Preisig, H.R. & Andersen, R.A. 2005. Historical review og algal culturing techniques. Teoksessa: Andersen, R.A. (toim.). Algal Culturing Techniques. Elsevier Science Press. s. 1-12.

Richmond, A. 2013. Introduction. Teoksessa: Richmond, A. & Hu, Q. (toim.). Handbook of Microalgal culture: Applied Phycology and Biotechnology. 2. painos. Wiley Blackwell, Oxford. s. xiv-xvi.

Smil, V. 2002. Nitrogen and food production: proteins for human diets. Ambio 31: 126-131.

Mikrolevät – Monimuotoisuuden kuninkaat

|
Vastaa

Mikrolevät ovat monenkirjava sakki mikroskooppisen pieniä (noin 5-50 μm) organismeja. Mikrolevien ominaisuudet vaihtelevat valtavasti lajeittain, jonka vuoksi mikrolevistä ei oikeastaan ole edes järkevää puhua yhtenäisenä joukkona. Suurin osa mikrolevistä on fotosynteettisiä eli yhteyttäviä lajeja. Jo ulkoisesti mikrolevissä voidaan nähdä paljon vaihtelua aina kiharasta Spirulinasta pallomaiseen Chlorellaan, siimaeliö-ötökkämäiseen Dunaliellaan ja rakenteeltaan ruohomaiseen Cladophora sterrocladiaan. Tämä ei kuitenkaan ole vielä tarpeeksi: monien lajien ulkomuoto vaihtelee myös eri elinvaiheissa. Osa mikrolevistä lisääntyy suvullisesti, osa suvuttomasti. Lisäksi mikroleviä on sekä esitumallisia että aitotumallisia lajeja. (Andersen 2013; Singh ja Saxena 2015).

EL ♥ DE UN ALGA, BOTRYOCOCCUS BRAUNII. HOYO DE MANZANARES.

Mikroleviä löytyy aivan kaikkialta maapallolla vaikka ne viihtyvätkin pääasiassa kosteissa ympäristöissä. Elääpä mikroleviä kuitenkin myös aavikkohiekassa ja lumikentillä. Eri lajit myös suosivat hieman erilaisia elinympäristöjä. Vaihtelua on myös elintavoissa. Jotkin mikrolevät kiinnittyvät kasvualustaansa kuten kasvit, toiset liikkuvat eläinten lailla, osa kelluu vedessä, osa kasvaa maaperän, puiden pinnalla tai eläinten (kuten laiskiaisten tai jääkarhujen) karvapeitteessä, jotkin lajit taas elävät symbioosissa toisten organismien, kuten esimerkiksi korallien tai jäkälien, kanssa. (Andersen 2013; Singh ja Saxena 2015).

Aussie the Green Polar Bear

Mikrolevien kirjo koskee myös niiden lajimäärää. Arviot mikrolevälajien määrästä vaihtelevat valtavasti – hurjimpien veikkausten mukaan yksistään mikroleviin kuuluvia piileviä olisi 10 miljoonaa eri lajia (John 1994). Uudemmat arviot ovat hieman tätä maltillisempia (30 000 – 1 000 000 lajia). Guiry (2012) arvelee kaikkia levälajeja (mikro+makrolevät) olevan kaikkiaan noin 72 500. Näistä vain noin 44 000 oli dokumentoitu vuonna 2012. (Lisähuom. 15.1.2016: Tosin Algaebase-tietokannassa oli ko. ajankohtana luettoloitu kaikkia levälajeja (mikro+makrolevät) jo 143 008 kpl, joten Guiryn (2012) lajiarviot eivät pidä paikkaansa.) Mikrolevälajien laskeminen on siis kinkkinen juttu, kuten Guiry (2012) kiteyttää:

”Such uncertainty is perhaps unsurprising because we are not even sure what an alga is; we are even more unsure what a species is; and it is not always clear whether we are discussing the species that have been described, or trying to predict what might be the total algal species diversity.”

Kuten tästä monimuotoisuudesta voidaan jo arvata, myös mikrolevien koostumuksessa on runsaasti vaihtelua. Becker (2013) on koonnut tietoja useiden kymmenien mikrolevälajien koostumuksesta ja verrannut niitä muutamien tavallisten elintarvikkeiden ja soijapavun koostumukseen. Alla taulukossa 1 joitakin poimintoja tästä. Paitsi laji, myös kasvuolosuhteet vaikuttavat mikrolevien koostumukseen, jonka vuoksi koostumuksessa on jonkin verran vaihtelua myös lajien sisällä.

Mikrolevien koostumus

Teoriassa mikrolevät voisivat Keski-Euroopan olosuhteissa tuottaa kuiva-ainetta 28-35 g/m²/pv (oletukset: auringonsäteilyä 14 MJ/m²/pv, mikroleväbiomassan energiapitoisuus 20 kJ/g, yhteyttämisen tehokkuus 4-5 %). Jos tämä tuotostaso voitaisiin ylläpitää 300 päivän ajan vuodessa, mikrolevät voisivat tuottaa kuiva-ainetta 84-105 tonnia/hehtaari/vuosi. Harmi vain, että tämä on pelkästään teoriaa. Tämä biomassan tuotostaso on nimittäin onnistuttu ylläpitämään ainoastaan kesän aikana, kun mikroleviä on kasvatettu ulko-olosuhteissa. (Masojídek ym. 2013). Erityisen optimaalisissa olosuhteissa ulkokasvatuksessa on voitu saavuttaa jopa 55 g/m²/pv kuiva-aineen tuotantotaso (Masojídek ym. 2011). Jos tämä taso voitaisiin ylläpitää 300 päivän ajan, saataisiin mikrolevistä 162 tonnin kuiva-ainesato /hehtaari/vuosi (Masojídek ym. 2013). Alankomaalaisen, pilottikokeisiin perustuvan aineiston mukaan mikrolevät voisivat tuottaa Euroopan olosuhteissa kuiva-ainetta 15-30 tonnia/hehtaari/vuosi (van Krimpen ym. 2013).

Vaikka nämä luvut ovatkin merkittävästi pienempiä kuin Masojídekin ym. (2011, 2013) raportoimat satotasot, mikrolevien tuotostaso on silti aivan omaa luokkaansa jos niitä verrataan tavallisiin rehukasveihin. Esimerkiksi rypsin hehtaarisato on ollut Suomessa 2013-2014 noin 1,4 tonnia/hehtaari/vuosi (Kaukovirta-Norja ym.  2015). Ero korostuu etenkin valkuaissatoja verrattaessa. Rypsin valkuaissato on Suomessa noin 0,3 tonnia/hehtaari/vuosi (Kaukovirta-Norja ym. 2015), kun taas mikrolevillä se saattaisi Alankomaalaisen aineiston mukaan olla 4-15 tonnia/hehtaari/vuosi (van Krimpen ym. 2013).

Juuri mikrolevien suuri tuotospotentiaali tekee niistä erityisen houkuttelevan vaihtoehdon esimerkiksi biopolttoaineiden tuotantoon tai eläinten rehuksi. Esimerkiksi lipidituotokseen suhteutettuna mikrolevien tuotantoon tarvitaan 49 ja 132 kertaa vähemmän maa-alaa kuin rypsin ja soijan tuotannossa (Christi 2007). Mikroleviä voidaan myös kasvattaa muuhun maatalouskäyttöön soveltumattomilla mailla, mikä entisestään vähentää kilpailua maa-alasta muun ruuantuotannon kanssa. Lisäksi mikrolevien vesijalanjälki on muita biopolttoaineiden raaka-aineita pienempi (Usher ym. 2014). Nämä kaikki ominaisuudet ovat erityisen mielenkiintoisia maapallon viljelypinta-alan ollessa rajallinen, väestömäärän lisääntyessä ja eläinperäisten tuotteiden kysynnän kasvaessa. Ottaen huomioon mikrolevien laajan kirjon, niistä on kyllä varaa mistä valita.

Päivitetty 15.1.2016: Levälajien lukumäärää tarkistettu.

4.4.2016: Katso myös juuri julkaistu infograafi mikrolevistä:

Mikrolevät

 

Lähteet:

Andersen, R.A. 2013. The microalgal cell. Teoksessa: Richmond, A. & Hu, Q. (toim.), Handbook of Microalgal Culture: Applied phycology and biotechnology. 2. painos. Wiley Blackwell, Oxford. s. 3-20.

Becker, W. 2013. Microalgae for human and animal nutrition. Teoksessa: Richmond, A. & Hu, Q. (toim.), Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology. 2. painos. Wiley Blackwell, Oxford. s. 461-503.

Chisti, Y. 2007. Biodiesel from microalgae. Biotechnology Advances 25:294–306

Guiry, M.D. 2012. How many species of algae are there? Journal of Phycology 48:1057-1063.

John, D.M. 1994. Biodiversity and conservation: an algal perspective. The Phycologist 38: 3-15.

Kaukovirta-Norja, A., Leinonen, A., Mokkila, M., Wessberg, N. & Niemi, J. Tiekartta Suomen proteiiniomavaraisuuden parantamiseksi. VTT Visions 6. Espoo: VTT. 66 s.

Masojídek, J., Kopecký, J., Giannelli, L. & Torzillo, G. 2011. Productivity correlated to photochemical performance of Chlorella mass cultures grown outdoors in thin-layer cascades. Journal of Industrial Microbiology 38(2):307-317.

Masojídek, J., Torzillo, G. & Koblížek, M. 2013. Photosynthesis in microalgae. Teoksessa: Richmond, A. & Hu, Q. (toim.), Handbook of Microalgal Culture: Applied Phycology and Biotechnology. 2. painos. Wiley Blackwell, Oxford. s. 21-36.

Singh, J. & Saxena, R.C. 2015. An introduction to microalgae: diversity and significance. Teoksessa: Kim, S-K (toim.), Handbook of Marine Microalgae. Academic Press, USA. s. 11-24.

Usher, P., Ross, A.B., Camargo-Valero, M.A., Tomlin, A.S. & Gale, W.F. 2014. An overview of the potential environmental impacts of large-scale microalgae cultivation. Biofuels 5(3):331-349.

van Krimpen, M.M., Bikker, P., van der Peet-Schwering, C.M.C. & Vereijken, J.M. 2013. Cultivation, processing and nutritional aspects
for pigs and poultry of European protein sources as alternatives for imported soybean products. Livestock Research Wageningen UR, Report 662. 48 s.