Морские водоросли, также известные как макроводоросли, составляют важный компонент мировой аквакультуры. В 2019 году на выращивание морских водорослей пришлась почти четверть от 120 миллионов тонн мирового производства аквакультуры.¹ С точки зрения живого веса, после группы «Карпы, усачи и другие карповые», на второй и третьей строчках оказались красные (Rhodophyceae) и бурые водоросли (Phaeophyceae), соответственно.² Будучи товарами низкой стоимости, в 2019 году водоросли составили 5,4% от стоимости мировой продукции аквакультуры на сумму 275 млрд. долларов США. Тем не менее, доля в 5,4% выше, чем у группы «Тилапии и другие цихлиды» или «Сомы», и ниже только четырех групп видов («Карпы, усачи и другие карповые»; «Морские креветки»; «Лосось, форель, корешковые» и «Речные раки»).

Введение

Однако морские водоросли мало известны во многих частях мира, поскольку их производство в основном сосредоточено в Восточной и Юго-восточной Азии ³ (Таблица 1). В 2019 году на долю Северной, Южной Америки и Европы приходилось лишь около 1% мировой аквакультуры морских водорослей, и большая часть ее осуществлялась в дикой природе. Сбор морских водорослей в Африке и Океании, в основном за счет культивирования, составлял менее половины процента от общемирового объема (таблица 1).

В последнее время морские водоросли стали более популярными, привлекая все большее внимание к возможному использованию в качестве альтернативного источника здоровой пищи для растущего населения⁴ и пользе с точки зрения сокращения выброса парниковых газов⁵.

Таблица 1. Мировое производство водорослей, 2019 г

Округ/область	Общий объем производства от выращивания и сбора дикорастущих растений (тонны)	Доля от общемирового объема (%)	Доля аквакультуры в общем объеме производства (%)
Мир	35 762 504	100,00	96,97
Азия	34 826 750	97,38	99,10
Китай	20 296 592	56,75	99,14
Индонезия	9 962 900	27,86	99,55
Республика Корея	1 821 475	5,09	99,52
Филиппины	1 500 326	4,20	99,98
Корейская Народно-Демократическая Республика	603 000	1,69	100,00
Япония	412300	1,15	83,80
Малайзия	188 110	0,53	100,00
Северная и Южная Америка	487 241	1,36	4,69
Чили	426605	1,19	5,08
Перу	36 348	0,10	0,00
Канада	12 655	0,04	0,00
Мексика	7 336	0,02	0,14
Соединенные Штаты Америки	3 394	0,01	7,75
Европа	287 033	0,80	3,88
Норвегия	163197	0,46	0,07
Франция	51 476	0,14	0,34
Ирландия	29 542	0,08	0,14
Российская Федерация	19 544	0,05	54,10
Исландия	17 533	0,05	0,00
Африка	144 909	0,41	81,29
Объединенная Республика Танзания	106069	0,30	100,00
Марокко	17 591	0,05	1,55
Южная Африка	11 155	0,03	19,32
Мадагаскар	9 665	0,03	91,72
Океания	16 572	0,05	85,32
Соломоновы острова	5 600	0,02	100,00
Папуа-Новая Гвинея	4 300	0,01	100,00
Кирибати	3 650	0,01	100,00
Австралия	1 923	0,01	0,00

Хорошим примером является недавно опубликованный Манифест о морских водорослях⁶, инициированный Фондом Регистра Ллойда при активной поддержке Платформы действий в области устойчивого бизнеса в океане в соответствии с Глобальным договором ООН. Манифест направлен на повышение глобального интереса к ответственному развитию индустрии морских водорослей посредством более тесного сотрудничества между агентствами по развитию, правительствами, научными кругами и частным сектором.

Существование обширных морских зон, пригодных для выращивания морских водорослей, заставляет заинтересованные в производстве стороны предвидеть грядущую «Революцию в производстве морских водорослей».⁷ Однако, если революция означает экспоненциальный рост, то, похоже, мировое производство морских водорослей переживало революцию, основанную на культивировании, с 1950 года до, по крайней мере, середины 2010-х годов (рисунок 1).

Производство морских водорослей в 1950–1970

Согласно статистике ФАО, в 1950 году мировое производство морских водорослей составляло немногим более полумиллиона тонн (сырая масса), в основном за счет сбора в дикой природе. В то время как производство в дикой природе удвоилось в течение 1950-1970 годов, производство от культивирования выросло более чем в 30 раз и превысило производство в дикой природе в 1970 году (рисунок 1). В первую очередь это отражает расширение выращивания японской ламинарии (Laminaria [сейчас Saccharina] japonica)⁸ в Китае с 51 000 тонн в 1958 году до 716 000 тонн в 1970 году. Большой скачок вперед поддержало правительство Китая продвижением производства и потребления ламинарии как способа борьбы с дефицитом йода, и он обусловлен техническими достижениями, такими как успешное культивирование летних проростков в инкубатории⁹ и разработкой систем ярусного выращивания.

1970–1990

«Революция в производстве водорослей» продолжалась в 1970-1990 годах, когда мировое производство увеличилось с менее чем 800 000 тонн в начале 1970-х годов до почти 3 миллионов тонн в конце 1980-х годов (рисунок 2). На долю Китая и Корейской Народно-Демократической Республики пришлось, соответственно, 55% и 42% роста производительности. Выращивание Porphyra/Pyropia (также известной как zicai в Китае; nori в Японии; и gim в Республике Корея) и Undaria (также известной как qundaicai в Китае; wakame в Японии; и miyeok в Республике Корея), в основном для потребления человеком, также многократно увеличилось за этот период (рисунок 2). Япония внесла наибольший вклад в расширение культивирования Porphyra/Pyropia, в то время как расширение культивирования Undaria происходило в основном в Республике Корея.

Культивирование видов морских водорослей для извлечения каррагинана (морских водорослей с каррагинаном) увеличилось практически с нуля до примерно 300 000 тонн в 1970-1990 годах (рисунок 2). Такой рост обусловлен культивированием быстрорастущих тропических видов (Kappaphycus/Eucheuma) в странах с более низкой стоимостью рабочей силы (в первую очередь на Филиппинах), заменяющих дикорастущие виды холодноводных (например, Chondrus crispus) в развитых регионах (в первую очередь в Канаде) в качестве основного источника морских водорослей с каррагинаном.

1990-2019

Мировое производство ламинарии (Laminaria/Saccharina spp.) продолжало увеличиваться в течение последних трех десятилетий до 12,3 миллиона тонн (4,6 миллиарда долларов США) в 2019 году (Рисунок 3). Китай по-прежнему вносил основной вклад в рост производства, в то время как производство в Республике Корея увеличилось с 8 000 тонн до 663 000 тонн в период с 1990 по 2019 год. Помимо повышения спроса со стороны растущего населения, промышленное использование ламинарии для производства альгината и других биохимических продуктов (например, маннита, сорбита, фукоидана, фукоксантина и флоротаннина) было одной из основных движущих сил расширения культивирования ламинарии в Китае в этот период. Использование морских водорослей в качестве корма для выращивания ценных видов водных животных (в первую очередь морских ушек) также создало значительный спрос на ламинарию и другие морские водоросли. Что касается предложения, то продолжающиеся усилия по улучшению проращивания ламинарии не только повысили производительность, но и расширили сельскохозяйственную деятельность в географических районах с более высокой температурой морской воды (например, провинция Фуцзянь на юго-востоке Китая).

Водоросли Kappaphycus/Eucheuma стали быстро набирать популярность и поставили под угрозу доминирование производства ламинарии в мировой аквакультуре морских водорослей (рисунок 3). Технические достижения в производстве менее дорогого пищевого полуочищенного каррагинана значительно увеличили спрос на каррагинан со стороны пищевой промышленности в развивающихся регионах (особенно в Китае). Высокий спрос помог Индонезии стать основным поставщиком морских водорослей с каррагинаном с конца 2000-х годов. Ключевыми факторами успеха являются (i) благоприятные климатические условия для культивирования тропических морских водорослей; (ii) обилие подходящих зон для культивирования на этом обширном архипелаге, доступных благодаря эффективному управлению прибрежными районами на уровне общин; и (iii) многочисленная рабочая сила в сельских рыбацких общинах, ищущая альтернативные виды деятельности для поддержания средств к существованию под угрозой чрезмерного вылова рыбы.

В 2019 году, Индонезия и Филиппины составили, соответственно, 84% и 13% от 11,6 млн тонн мирового производства в области аквакультуры Kappaphycus/Eucheuma, а остальной объем составил ряд стран Азии (в первую очередь, Малайзия и Вьетнам), Африка (в первую очередь, Объединенная Республика Танзания и Мадагаскар) и Тихоокеанский регион (в первую очередь, Соломоновы острова, Папуа-Новая Гвинея, Кирибати) (табл. 1). Kappaphycus были основным культивируемым видом во всех странах, за исключением Занзибара (Объединенная Республика Танзания), где прибегли к культивированию менее ценного Eucheuma denticulatum, когда попытка культивировать Kappaphycus потерпела неудачу из-за проблем с появлением болезней.

 

Аналогично Kappaphycus/Eucheuma, но в меньшей степени, культивирование Gracilaria (в основном используемой для извлечения агара) увеличилось с 70 000 тонн в 2000 году до 3,6 миллиона тонн в 2019 году (рисунок 3). Китай способствовал большей части роста, и на его долю пришлось 96% в 2019 году. В дополнение к использованию для извлечения агара, большое количество китайской Gracilaria поступает на корм морских ушек. Помимо Китая, Индонезия была единственной страной, где в том же году выращивалось более 100 000 тонн Gracilaria. В стране популярна практика выращивания Gracilaria в прудах с креветками. Помимо Китая и Индонезии, Чили и Вьетнам являются еще двумя странами с относительно большим показателем культивирования Gracilaria (более 10 000 тонн в 2019 году).

Porphyra/Pyropia – это высокоценная холодноводная красная морская водоросль, предназначенная главным образом для непосредственного потребления человеком. В 1990 году Япония крупнейший производитель Porphyra/Pyropia, на долю которой приходилось 70% мирового производства. Несмотря на сокращение сбора Porphyra/Pyropia в Японии с 387 000 тонн в 1990 году до 251 000 тонн в 2019 году, мировая аквакультура Porphyra/Pyropia увеличилась до 3 миллионов тонн в 2019 году благодаря расширению в Китае и Республике Корея, на долю которых приходилось, соответственно, 71% и 20%.  Объем мирового производства в 2,7 миллиарда долларов США поставил аквакультуру Porphyra/Pyropia  на второе место по стоимости (выше только сбор ламинарии в 4,6 миллиарда долларов США).

Хотя в пересчете на тоннаж, аквакультура Kappaphycus/Eucheuma в 2019 году почти в четыре раза выше, чем у Porphyra/Pyropia, стоимость производства первой, тем не менее, составляла лишь 90% от последней (рисунок 3) из-за гораздо более высокой цены на Porphyra/Pyropia (в среднем 0,89 кг в 2019 году) по сравнению с Kappaphycus/Eucheuma (0,21 долл./кг), а также с тремя другими основными группами морских водорослей: ламинария (Laminaria/Saccharina; 0,37 доллара США/кг), Gracilaria (0,54 доллара США/кг) и Undaria (0,75 доллара США/кг).

Таким образом, это отражает стилизованный факт того, что стоимость морских водорослей для непосредственного потребления человеком, как правило, выше, чем для промышленного использования.

В 1990 году на Республику Корея и Японию приходилось, соответственно, 59% и 25% мировой культуры Undaria. В то время как в Республике Корея она почти удвоилась с 269 000 тонн до 495 000 тонн в период с 1990 по 2019 год, в Японии сократилась более чем вдвое со 113 000 тонн до 45 000 тонн. Однако увеличению мирового выращивания Undaria в пять раз с 457 000 тонн до 2,6 миллиона тонн, в первую очередь, способствовал Китай, чье производство 2 миллионов тонн Undaria в 2019 году составило 79% от общемирового объема. Являясь аналогом Porphyra/Pyropia среди бурых морских водорослей, Undaria также в основном используется для непосредственного потребления человеком, и ее цена (0,75 доллара США/кг в 2019 году) была ниже, чем у Porphyra/Pyropia (0,89 доллара США/кг), но выше, чем у ламинарии (0,37 доллара США/кг).

Перспективы развития аквакультуры морских водорослей

Несмотря на постоянно растущий интерес к морским водорослям в качестве пищи для человека, как правило, требуется много времени, чтобы морские водоросли стали основным источником белка или энергетической ценности для человечества в обычных условиях. Однако опыт Восточной Азии показывает, что морские водоросли могут стать питательными морскими продуктами, широко и часто потребляемыми во многих странах.

Достижение в этой области предполагают совместные усилия заинтересованных сторон и экспертов в политике, бизнесе и научных сообществах, направленные на то, чтобы сделать морские водоросли «приемлемыми», «доступными» и «недорогими». В целях достижения данного результата, необходим долгосрочный процесс, который, тем не менее, набирает обороты.

Развитие культивирования Kappaphycus/Eucheuma указывает на то, что применение, отличное от прямого потребления человеком, приведет к значительному развитию производства морских водорослей. Однако ключевые элементы успеха, такие как (i) конкурентоспособное сырье для производства уникального продукта с широким применением, которое трудно заменить продуктами-заменителями, и (ii) наличие большого количества фермерских участков и подходящей рабочей силы для производства материала по низкой цене, трудно воспроизвести.

Неясно, какое применение (применения) (например, фармацевтическое, нутрицевтическое, косметическое, корма для животных, биотопливо, биоудобрения/биостимуляторы, био-упаковка, текстильные волокна, улавливание углерода и др.), наиболее вероятно станут следующей вехой в революции производства морских водорослей. Тем не менее, настойчивые усилия и тщательная работа в области инноваций являются главным ключом к ускорению процесса, ведущего к новой вехе (вехам).

Ключевым фактором, привлекающим все большее внимание к морским водорослям, являются услуги, которые они предоставляют нашей экосистеме. В то время как выращивание большого количества биомассы морских водорослей и захоронение их в глубоком океане в качестве поглотителей углерода, по-видимому, является последним средством выиграть время в борьбе с изменением климата, интегрированная мультитрофическая аквакультура (IMTA), как правило, является более эффективным способом получения прибыли от экосистемных услуг морских водорослей. Мультитрофическая аквакультура является концептуально привлекательной, но и технически/экономически сложной и еще не стала широко принятой системой земледелия, но есть обнадеживающие истории успеха (например, Гудзонов залив в Китае).¹¹ Таким образом, широкое внедрение мультитрофической аквакультуры в мировую аквакультуру для интегрирования выращивания водорослей с другими видами сельскохозяйственной деятельности станет следующей вехой в поступательной революции производства водорослей.

——

Junning Cai et al. Seaweed Revolution: Where is the Next Milestone? FAO Aquaculture News, May 2021 — No. 63

1. Если не указано иное, статистика производства продукции аквакультуры и рыболовства в этом документе использована согласно данным ФАО.2021. Fishery and Aquaculture Statistics. Global production by production source 1950–2019 (FishStatJ). In: FAO Fisheries Division [online]. Rome. Updated 2021.
2. Методологию группировки и ранжирования видов можно найти в “FAO. 2020. Top 10 species groups in global aquaculture 2018”.
3. Группировка стран в настоящей статье соответствует стандарту ООН M49.
4. Parodi, A., Leip, A., De Boer, I.J.M. et al. 2018. The potential of future foods for sustainable and healthy diets. Nat Sustain, 1: 782–789.
5. Duarte, C.M., Agusti, S., Barbier, E. et al. 2020. Rebuilding marine life. Nature, 580: 39–51.
6. https://unglobalcompact.org/library/5743
7. https://seaweedrevolution.live.ft.com/
8. Во избежание неопределенностей, в данной статье придерживаются номенклатуры, принятой в статистике ФАО, и указывают более обновленные таксономические названия.
9. FAO 2004–2021.Cultured Aquatic Species Information Programme. Laminaria japonica. Cultured Aquatic Species Information Programme. Text by Chen, J. In: FAO Fisheries Division [online]. Rome. Updated. [Cited 20 March 2021].
10. Valderrama, D., Cai, J., Hishamunda, N. & Ridler, N., eds. 2013. Social and economic dimensions of carrageenan seaweed farming. Fisheries and Aquaculture Technical Paper No. 580. Rome, FAO. 204 pp.
11. Fang, J., Zhang, J., Xiao, T., Huang, D. & Liu, S. 2016. Integrated multitrophic aquaculture (IMTA) in Sanggou Bay, China. Aquacult Environ Interact, 8: 201–205.