Produktion i demonstrationsskala er baseret på et afkoblet akvaponisk system, som er placeret indendørs og producerer havørred hele året rundt. Dyrkningen af Salicornia europaea foregår på i et vertikalt (2-etagers) hydroponisk system, der giver både friske grønne skud til føde såvel som tørre stængler til bioraffinaderiformål. Det samlede vækstareal er 16 m2, der forsynes dagligt med 14 timers LED-belysning med 260-270 umol/m2/S (Lys partikler som rammer en m2 per sekund).

Data om PH-, Ilt-, saltholdigheds- og temperaturniveau overvåges 24/7. Ligeledes måles vandforbruget til planteproduktionen og vil blive sammenlignet med det endelige udbytte. Vandinput til fisken er havvand fra Nordsøen med 3,5% saltholdighed pumpet direkte ind til produktionen og fortyndet med ferskvand til et niveau på 1,5 - 2,0% saltholdighed for Salicornia e.

Næringsstoffer til planter dyrket på fiskespildevand tilført et grænseniveau på 75-80 mg nitrat pr. liter. Vækst og analyser for indhold af ønskede plantekomponenter vil vise, om en ren plantediæt baseret på fiskeafløb og havvand vil være tilstrækkelig sammenlignet med planter tilført en optimal næringsopløsning. En eventuel ophobning af næringsstoffer vil blive analyseret for at konkludere, om kredsløbet mellem fisk og planteproduktion kan lukkes fuldstændigt, eller om der skal foretages yderligere filtrering.

Et dækningsbidrag vil blive leveret som et værdifuldt instrument for slutbrugeren, indeholdende omsætning (salg), variable omkostninger (gødning, elektricitet, frø etc.), faste omkostninger (investering i produktionssystemet) og forventet fortjeneste.

Das EU-Projekt AQUACOMBINE untersucht die Nutzbarmachung von Salzpflanzen (Halophyten) in einem Bioraffineriekonzept zur Erzeugung von Nahrungs- und Nahrungsergänzungsmitteln, Futtermitteln, Arzneimitteln sowie Biogas und Biokohle.

Für die wirtschaftliche Nutzung von Halophyten-Pflanzen als neuartige Nutzpflanze ist die vollständige Umsetzung der Pflanzen ohne Bildung von Abfallströmen von entscheidender Bedeutung. Hierzu gehört insbesondere auch die Wertschöpfung der schwer-abbaubaren Bestandteile der Pflanze.

Lignin ist gewichtsmäßig der größte Bestandteil der Halophyten-Pflanze, der nur schwer biologisch abbaubar ist und nicht in Biogas umgewandelt werden kann. Im Bioraffineriesystem von AQUACOMBINE besteht die Lösung in der Abtrennung des Lignins aus den holzigen Pflanzenteilen durch das sogenannte "Organosolv" Verfahren. Bei diesem Verfahren wird das Lignin in der Flüssigphase gelöst, während die meisten abbaubaren Bestandteile (hauptsächlich Zellulose) als Faserstoffe zurückbleiben, die für die Biogaserzeugung sehr gut geeignet sind. Das Lignin wird anschließend als Ligningranulat in einem separaten Verfahren bei hoher Temperatur (Pyrolyse) unter sorgfältig ausgewählten Bedingungen in ein poröses Kohlenstoffmaterial, die so genannte Aktivkohle, umgewandelt. Aktivkohle findet kommerzielle Anwendung als Filtermedium für die Wasser- und Luftreinigung. So kann es ebenfalls als Füllmaterial in Filtern zur Wasseraufbereitung in Hydrokulturanlagen verwendet werden, in denen Halophyten-Pflanzen angebaut werden. Diese Anwendung bietet nicht nur einen kreislaufwirtschaftlichen Ansatz für den Halophytenanbau, sondern trägt auch zur Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems bei, indem auch der schwer abbaubare Bestandteil der Pflanze in ein kommerziell nutzbares Produkt umgewandelt wird.

Das EU-Projekt AQUACOMBINE untersucht die Nutzbarmachung von Salzpflanzen (Halophyten) in einem Bioraffineriekonzept zur Erzeugung von Nahrungs- und Nahrungsergänzungsmitteln, Futtermitteln, Arzneimitteln sowie Biogas und Biokohle. Die Untersuchungen zu Anbau und Verwertung von Halophyten-Pflanzen ist besonders wichtig für den Ausbau der landwirtschaftlichen Nutzung von salzhaltigen Landflächen, die in den letzten Jahren weltweit zugenommen haben.

So können auf salzhaltigen Flächen vermehrt Pflanzen auch für die Biogasproduktion angebaut werden. Diese können entweder direkt als Biogassubstrat eingesetzt werden oder deren Rückstände nach Verwendung der grünen Spitzen als Salat und nach Extraktion von bioaktiven Inhaltsstoffen, Proteinen und Fettsäuren. Die Biogasausbeute von Halophyten-Pflanzen ist ähnlich wie die von grünen Gräsern. Der Salzgehalt von Halophyten kann jedoch zur Hemmung des Biogasprozesses führen, wenn das Pflanzenmaterial, insbesondere die Flüssigphase, direkt als Monosubstrat in Biogasanlagen verwendet wird.

Daher wird für die Biogaserzeugung aus frischen Halophyten-Pflanzen die Co-Vergärung mit anderen Substraten mit niedrigerem Salzgehalt empfohlen. Andererseits beinhalten die Pflanzenreststoffe nach den verschiedenen Extraktionsprozessen deutlich geringere Mengen an Salz und rufen daher weniger eine Hemmung des Biogasprozesses hervor. Dies bedeutet, dass die Reststoffe nach der Bioraffination von Halophytenpflanzen vorzugsweise und in höherer Konzentration als Substrat für Biogasanlagen verwendet werden können. Außerdem sind Faserrückstände, aus denen in der Bioraffinerie das Lignin für die Biokohleproduktion abgetrennt wurde, im anaeroben Vergärungsprozess leichter abbaubar als unbehandelte Fasern, was zu einer höheren Biogasausbeute führt.

As partes mais tenras da salicórnia destinam-se ao consumo humano, sendo as restantes partes da planta consideradas um resíduo, que pode ter, no entanto, um grande potencial para a nutrição animal. Apesar de ter baixos níveis de proteína (9-10%), este coproduto pode potencialmente servir como uma fonte de carboidratos em rações para peixes, permitindo uma redução no uso de cereais comestíveis, como o trigo. O robalo europeu (Dicentrarchus labrax) é uma das espécies mais representativas da aquacultura mediterrânea, e, por isso, a incorporação de biomassa de Salicornia ramosíssima, em substituição de farinha de trigo, foi avaliada em dietas para juvenis de robalo. Testaram-se três níveis de inclusão de biomassa de S. ramosissima (2.5%, 5% e 10%), em comparação com uma dieta comercial.

Depois de 62 dias de alimentação, a performance de crescimento dos peixes, sobrevivência e digestibilidade das rações foi similar entre todas as dietas. Adicionalmente, as dietas com incorporação de salicórnia parecem ter conferido aos peixes alguma suplementação antioxidante e melhorado a sua resposta a um insulto inflamatório, quando comparadas com a dieta comercial. Os dados deste estudo sugerem que a biomassa de S. ramosissima pode ser incluída em dietas para juvenis de robalo, em níveis de inclusão até 10%, sem efeitos prejudiciais na performance de crescimento e sobrevivência dos peixes, e com efeitos benéficos na sua resposta imune inata e antioxidante, promovendo também uma proteção à integridade do ADN. Assim, este cenário parece ser ideal para adicionar valor à produção de halófitas e potencialmente melhorar a sustentabilidade de rações para aquacultura, substituindo a farinha de trigo, que é um recurso valioso para a alimentação humana.

O camarão Penaeus vannamei é a espécie de crustáceo mais produzida mundialmente. No entanto, os custos associados à ração são substanciais. O preço dos cereais tem aumentado gradualmente, tornando o desenvolvimento de rações mais económicas e sustentáveis essencial para a viabilidade da aquacultura. Assim, avaliou-se o potencial de incorporação de um coproduto, a biomassa não comestível de Salicornia ramosissima, em substituição da farinha de trigo, em dietas para juvenis de P. vannamei. Duas dietas contendo caules e duas com folhas e sementes de S. ramosíssima, ambas em níveis de inclusão de 5% e 10%, foram testadas contra uma dieta comercial. Após 55 dias de alimentação, o crescimento e sobrevivência dos camarões foi similar entre todas as dietas. No entanto, os camarões alimentados com as dietas experimentais, especialmente a que continha folhas e sementes a 10%, necessitaram de comer mais para atingir o mesmo peso daqueles alimentados com a dieta comercial. Estes resultados podem ser explicados pelos valores mais baixos de digestibilidade de matéria seca, lípidos e energia observados para as dietas experimentais. A inclusão de salicórnia parece fornecer alguma suplementação antioxidante e melhorar a resposta imune dos camarões, bem como a sua resistência contra Vibrio parahaemolyticus. Estes dados indicam que a biomassa de salicórnia pode ser incluída em dietas para camarões juvenis, sem efeitos prejudiciais no crescimento e sobrevivência, concedendo alguns efeitos benéficos de resposta antioxidante e imune. Os camarões utilizaram melhor a biomassa de caules de salicórnia do que a de folhas e sementes, sendo este o cenário ideal para adicionar valor à produção destas halófitas e, potencialmente melhorar a sustentabilidade de rações para aquacultura.

Bioaktive forbindelser til medicinske anvendelser såsom nye naturlige antibiotika og antiinflammatoriske midler kan være af stigende værdi i grøn cirkulær økonomi for at løse fremtidige sundhedsudfordringer i verden. Den stigende bakterielle resistens over for antibiotika er udviklet på grund af forskellige faktorer, såsom overforbrug af antibiotika mod bakterielle og ikke-bakterielle infektioner og ureguleret brug heraf. AQUA-COMBINE-projektet er en ny forretningsmodel, der bestræber sig på at implementere kontinuerlig brug af ressourcer og eliminering af affald gennem forebyggelse, reduktion og genanvendelse.

Halofytekstrakter er kendt for at have en antimikrobiel virkning på forskellige bakteriestammer. For at undersøge den formodede antimikrobielle virkning af planteekstrakt fra Salicornia Europaea blev spredningsraterne for flere klinisk vigtige bakterier, herunder Klebsiella Pneumoniae-arter, Escherichia Coli og Staphylococcus Aureus-stammer, undersøgt i forhold til at opdage alternative behandlingsmuligheder for at kontrollere stigende antibiotikaresistens. Klebsiella Pneumoniae-arter, Escherichia Coli og Staphylococcus Aureus-stammer blev udsat for fortyndet ekstrakt fra Salicornia Europaea, og effekten blev målt ved hjælp af både tidsafhængig test og agarbrøndsdiffusionsmetode. En følsomhedstest under anvendelse af gentamicin og kanamycin blev udført som en positiv kontrol til agarbrøndsdiffusionsmetoden. Foreløbige resultater indikerer en væksthæmmende effekt, og der afventes eksperimenter til undersøgelse af relevante parametre for antibiotikaresistens.

Halofytter er salttolerante og er akklimatiseret til vækst i saltholdige jorder såsom langs kystområder. Blandt halofytterne er Salicornia-arterne blevet brugt som både folkemedicin og funktionelt foder i flere år på grund af høje niveauer af bioaktive forbindelser, herunder anti-inflammatoriske og antioxidative virkninger. Halofytopdræt i synergi med akvakultur kan bruges til at skabe produkter med høj værditilvækst i den kosmetiske og farmaceutiske industri gennem implementeringer af kontinuerlig brug af ressourcer og affald gennem forebyggelse, reduktion og genanvendelse. Egenskaberne af Salicornia bioaktive ekstrakter til modulering af smerte og kløefornemmelse er stadig uklare. Forud for klinisk vurdering af sådan salicornia-ekstrakt på hudsygdomme skal virkningen af den langvarige påføring af vandige ekstrakter behandles ved hjælp af raske forsøgspersoner.

I en eksplorativ undersøgelse opnåede vi etisk godkendelse til at teste 30 raske frivillige til behandling med 10 % Salicornia-creme eller inert vehikelcreme i 24 eller 48 timer. På dag 0 og 24 eller 48 timer efter påføring af creme blev termisk detektion og smertetærskler, mekaniske smertetærskler og følsomhed og mikrovaskulær reaktivitet vurderet for at evaluere virkningerne af creme indeholdende Salicornia. Vores data indikerer en overordnet effekt af den bioaktive creme til at reducere histamin-induceret kløe, selvom undersøgelsesdesignet og den valgte tidsramme også viser behov for yderligere vurdering af den langsigtede effekt efter længere tids brug. Fremtidig brug af grønne teknologier og vedvarende ingredienser, som S. ramosissima-infunderet hudcreme, som en formodet primær behandling for at reducere symptomer som kløe og smerter i forskellige hudsygdomme, såsom psoriasis og atopisk dermatitis, kunne være gunstig.

De farmakologiske komponenter i bioaktive planteekstrakter spiller en stigende rolle som bæredygtige ressourcer til valorisering af materialer og til biomedicinske anvendelser. Bioaktive fytokemikalier, herunder naturlige forbindelser, sekundære metabolitter og deres derivater, har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed til brug i både lægemidler og kosmetiske produkter. Højt saltindhold under udvikling øger også niveauet af frie radikaler i salturt. Sådanne potentielle gavnlige kostfaktorer i små doser og komplekse kombinationer (f.eks. polyfenoler, fibre, flerumættede fedtsyrer osv.) til livsstilsændringer kan føre til reduceret inflammation og forbedret helbred; metaboliske forstyrrelser er imidlertid vigtige bidragydere til sygdomsprogression. Screening og test af ekstrakter fra lægeplantearter, herunder halofytter, mod en række farmakologiske mål og sygdomstilstande for at drage fordel af den enorme naturlige kemiske mangfoldighed er et forskningsfokus i mange laboratorier og virksomheder verden over. Halofytiske planter er en oplagt ressource, fordi flere undersøgelser har bevist deres antimikrobielle effektivitet. På grund af de mange positive effekter på sundhedsaspekter som antibiotikaresistens, regulering af den inflammatoriske respons og smerteanalgesi, øger det behovet for yderligere at undersøge de mekanismer og veje, hvori disse plantearter og deres sekundære metabolitter er involveret.

Vores gennemgang fremhæver den farmakologiske virkemåde og aktuelle biomedicinske anvendelser af vigtige bioaktive forbindelser anvendt som antiinflammatoriske, bakteriedræbende med antibiotikaeffekter og smertelindrende formål i kontrollerede kliniske undersøgelser eller prækliniske undersøgelser. I denne systematiske gennemgang opsummeres og diskuteres tilgængeligheden af bioaktive forbindelser fra flere salt-tolerante plantearter, hovedsageligt med fokus på de tre lovende arter Aster tripolium, Crithmum maritimum og Salicornia europaea.  

En øgning i dyrkningssaltholdighed forsager oxidativ stress i planter og kan påvirke den kemiske komposition af biomasse. Derfor er effekten af dyrkningssaltholdighed på udbyttet og kompositionen af Salicornia europaea, Tripolium pannonicum og Crithmum maritimum analyseret i en karakteriseringsundersøgelse. S. europaea og T. pannonicum var kultiveret i et hydroponisk system ved 0, 10, 20, 30 og 40 g/l NaCl saltholdigheder. Biomassen var høstet grønt, dog ikke fødevare-kvalitet, og fraktioneret til en grøn juice og en fiberrest ved brug af en sneglskruepresse. Kompositionen af disse to fraktioner var analyseret separat for kulhydrater, Klason lignin, protein, lipider, organiske syrer og mineraler. Ved at kende effekten af saltholdighed på biomassens komposition kan kultiveringen optimeres for at øge produktionen af de ønskede forbindelser. Det højeste udbytte for S. europaea var fundet ved 20 g/l NaCl saltholdighed, og disse planter havde også det højeste lignocelluloseindhold, 26,1 m%, og det laveste råproteinindhold, 14,4 m%. C. maritimum gav det højeste udbytte af biomasse ved 0 g/l NaCl, og ved T. pannonicum var der ikke observeret nogen signifikant forskel mellem kultivering ved 0 g/l NaCl og 10 g/l NaCl. Saltinholdet havde primært en indvirkning på biomasse udbyttet, og kun få signifikante forskelle blev observeret. T. pannonicum tørstof var højt i protein (29,9 m%) og kompositionen er sammenlignelig med gængse bælgfrugter. Lipidindholdet var lavt (<4 m%) i alle arter. C. maritimum udviste laveste saltakkumulering. Halofytarter kan ses som potentielt råmateriale til grøn bioraffinaderi.

La culture de la salicorne sur des terres inondées par l'eau de mer peut être très rentable. Cultiver la salicorne signifie que vous, agriculteurs, êtes à l'épreuve du temps, prêts pour un climat en constante évolution et une élévation du niveau de la mer. Cependant, seulement 30% du poids de la plante est consommé. Les 70% restants ne peuvent pas être utilisés de manière traditionnelle en raison des quantités élevées de sel retrouvées dans la salicorne. Néanmoins, pour augmenter la viabilité économique de cette culture, il est crucial de trouver un moyen d'utiliser l’entièreté de la plante.

Dans ce projet, on a découvert que la masse végétale restante (les 70% restants) a des propriétés intéressantes. Elle contient des protéines, des sucres et d'autres composants qui sont faciles à extraire et pourraient fournir des revenus supplémentaires après la récolte. Or, le projet apporte une méthode simple mais efficace pour l'extraction d'une fraction enrichie en protéines.



En pratique, on commence par l’extraction du jus de salicorne qui contient de nombreux nutriments mais encore beaucoup de sel. La meilleure façon de concentrer les nutriments et de réduire le sel est la centrifugation. Ce processus permet de séparer des particules d’une solution selon leur densité grâce à une force centrifuge. Les protéines se séparent alors du reste du jus et forme un amas dans le fond du contenant, appelé le culot. Après essorage, le liquide qui contient le sel est éliminé et le culot est séché.



En utilisant cette méthode, nous avons déjà traité plus de 300 kg de salicorne. Actuellement, les effets sur la santé des poissons sont étudiés en ajoutant des fractions de salicorne dans leur régime alimentaire. Nous avons des raisons de croire que les protéines de salicorne pourraient non seulement nourrir les poissons d'élevage, mais aussi leur fournir une protection contre certaines maladies, réduisant potentiellement le besoin d'antibiotiques pendant leur élevage. 

I denne praktisering er formålet at producere bioaktive og proteinrigt fodersupplement til akvakulturer og til husdyr fra halofyt juice. Denne type foder kan ikke kun forbedre dyrs helbred, men kan også være et lokalt produceret højkvalitetsprotein. Dette mindsker afhængigheden af oversøisk importeret protein, for eksempel sojabønner. Proteinet er separeret fra den grønne juice ved forsuring, hvilket er gjort ved at fermentere juice med mælkesyrebakterier. Under fermenteringen vil den producerede mælkesyre sænke pH-værdien af den grønne juice, hvilket vil gøre proteinet uopløseligt i vand, og derved tillader det at koagulere. Derfor kan det proteinrige koncentrat nemt separeres, for eksempel ved centrifugering. Eftersom den producerede cellemasse også er i koncentratet er det ønsket at lave fermenteringen med den pro-biotiske Lactobacillus stamme. De anvendte halofytter er relativt proteinrige, for eksempel er råproteinen i tørstoffet fra den grønne juice af Tripolium pannonicum op til 36,7 m%, hvilket er sammenligneligt med gængse bælgfrugter som linser og kikærter. Tripolium pannonicum juice har også en høj koncentration af frie sukre, så derved er tilføjelse af føde for mikroorganismerne ikke nødvendig. Probiotisk proteinberiget koncentrat kan også være en kilde til andre sundhedsgavnlige stoffer, som fytokemikalier og sunde fedtsyrer. Den flydende fraktion efter separation kan blive brugt i biogasproduktion. Samlet set er denne metode omkostningseffektiv og sikker, og har ikke behov for høj procestemperaturer eller brug af farlige kemikalier. Fermenteringstiden er kort, og processeringen kræver kun få nemt tilgængelige stykker udstyr.

Bioaktive plantebaserede stoffer, her kaldet fenoler, kan ekstraheres fra overskudsplantemateriale fra Salicornia ramosissima (salturt) til brug i kosmetik, foder eller fødevaresupplementer. Analytiske metoder muliggør kvantificeringen af antioxidant kapacitet og fenolindhold i ekstraktet.

Antioxidant kapaciteten er analyseret med DPPH antioxidant kapacitet metoden. Koncentrationen af fenoler, kvantificeret i gallussyre ækvivalenter (GAE), var besluttet ved Folin-Ciocalteu metoden. Dette resulterede i en koncentration på 4,5 g GAE/kg biomasse ved subkritisk vand ekstraktion, og ligeledes 4,6 g GAE/kg biomasse for Soxhlet ekstraktion, hvilket er et bedre resultat end den kendte polyfenolrige Vaccinium corymbosium (blåbær) med en reporteret værdi på 1,8-4,3 g GAE/kg biomasse. Den kvalitative koncentration af monofenoler og polyfenoler var også bestemt for 15 bioaktive stoffer, herunder hydrobenzoesyrer, hydrokanelsyrer, caffeoylquinicsyrer og flavonoider. Alle nævnte molekyleklasser er bevist antioxidante. Ved brug af forskellige ekstraktionsmetoder kan disse stoffer ekstraheres.

Antioxidante polyfenoler degraderer ofte til de mindre monofenoler, som også er mindre antioxidante i fordøjelses systemet hos mennesker og dyr. Dette understreger nødvendigheden af stabilisering af molekylerne før potentiel brug i foder/fødevarer, da dette også vil forøge optagelsen af polyfenoler. Stabiliseringen har også tendens til at forøge fordøjeligheden af polyfenoler. Salicornia ramosissima har en høj koncentration af fenoler og kan, hvis renset for salte, introduceres i en foder-/fødevareformel som kan resultere i en forhøjet antioxidant kapacitet og fenolkoncentration i foder-/fødevareproduktet.

Bioaktive plantebaserede stoffer, her kaldet fenoler, kan ekstraheres fra overskudsplantemateriale fra Salicornia ramosissima (salturt) til brug i kosmetik, foder eller fødevaresupplementer. Eftersom arterne i salturtplantefamilien er kendt for at producere høje koncentrationer af disse bioaktive stoffer, kan en koncentreret ekstraktfraktion give højt afkast for en producent med nemt tilgængelige metoder.

Da de bioaktive stoffer af interesse er bundet i det cellulære væv i biomassen, er disse forsøgt frigjort. Metoder brugt til dette var afkogning, maceration, sub-kritisk vand ekstraktion, ultralydsassisteret ekstraktion, base hydrolyse og konventionel Soxhlet ekstraktion. Af disse metoder viser sub-kritisk ekstraktion sig at have højest ekstraktionsudbytte uden brug af kemikalier. En ekstraktion ved 140 °C, 2-3 cyklusser af 15 min er forslået af økonomiske og praktiske årsager. Base hydrolyse, allerede brugt i landbruget til behandling af nogle typer af korn, viste fremragende egenskaber til at ekstrahere bundne og konjugerede fenoler. Soxhlet ekstraktion er en god ekstraktionsmetode hvis brugen af kemikalier eller højt tryk og høj temperatur skal undgås.

Base hydrolyse ekstraherer større mængder af fenoler efter første ekstraktion, og kan derfor bruges i sammenhæng med en sekundær ekstraktion. Base hydrolyse ekstraherer flere monofenoler og isoquercitrin end andre ekstraktionsmetoder, f.eks. koffeinsyre (5,70 g/kg biomasse at 26,71 DKK/g), isoquercitrin (1,84 g/kg biomasse, 16.182 DKK/g). Sub-kritisk vand ekstraktion ekstraherer flere polyfenoler, f.eks. neoklorogensyre (0,184 g/kg biomasse, 71.714 DKK/g), isoquercitrin (0,527 g/kg biomasse, 16.182 DKK/g) (priskilde: https://www.sigmaaldrich.com).

Baseret på et indendørs akvaponisk system, der producerer havørred året rundt med en biomasse på 70 kg pr. m3 vand. Dyrkning af Salicornia europaea er baseret på et vertikalt (2-etagers) hydroponisk system, der giver både friske grønne skud såvel som tørre stængler til biobrændstofformål. Det samlede vækstareal er på 16 m2, der forsynes dagligt med 14 timers LED-belysning med 260-270 umol/m2/S (lyspartikler som rammer en m2 per sekund).

Data om PH-, Ilt-, saltholdigheds- og temperaturniveau følges 24/7. Ligeledes måles vandforbruget til planteproduktionen og sammenlignes med det endelige udbytte. Vandinput til fiskene er havvand fra Nordsøen med saltholdighed på 3,5% som fortyndes med ferskvand, til et niveau på 1,5 - 2,0% saltholdighed for Salicornia e.

Næringsstoffer til planter er udelukkende baseret på udløbsvand fra fisk med et grænseniveau på 75-80 mg nitrat pr. liter. Vækst og indhold af ønskede plantekomponenter vil vise, om en plantediæt baseret på fiskeafløb og havvand er tilstrækkelig sammenlignet med planter tildelt en optimal næringsopløsning.

Samlet undersøges der for detaljer som udbytte af friske grønne skud (kg pr. m2), tørfoderbiomasse (kg pr. m2), optimale høstperioder pr. plantesæson, optimal planteafstand, optimal gødskning, optimal LED-belysning.

For den økonomiske del er et dækningsbidrag under opbygning, indeholdende Omsætning (salg), Variable Omkostninger (gødning, elektricitet, frø etc.), Faste Omkostninger (investering i produktionssystem) og forventet avance.

Den vertikale (2-etagers) indendørs planteproduktion af Salicornia europaea er baseret på et dybvandskultursystem, der giver plads til rødderne og mulighed for en "traditionel" vækstsæson på 3-5 høsttider. Det giver plads til både friske grønne skud såvel som tørre stilke til bioraffinaderiformål. Det samlede vækstareal er 16 m2 med en helårsproduktion, der forsynes dagligt med 14 timers kunstig LED-belysning på 260-270 umol/m2/S (lyspartikler som rammer en m2 per sekund).

Data om PH-, Ilt-, saltholdighed- og temperaturniveau følges 24/7. Ligeledes måles vandforbruget og vil blive sammenholdt med det endelige udbytte. Vandinput er en blanding af havvand fra Nordsøen med 3,5 % saltholdighed, pumpet direkte ind i til produktionen og fortyndet med ferskvand til et niveau på 1,0 % henholdsvis 1,5% saltholdighed.

Planterne får en næringsopløsning på 5-1-4 (NPK), og den samlede næringsstoftilførsel sammenlignes med næringsstofindholdet i høstet biomasse for at få oplysninger om optimal gødskning og høstperioder.

Salicornia europaea har en bred horisontal vækst, derfor er test på optimal planteplads for optimalt udbytte i gang og sammenlignes med laboratorieanalyser af værdifulde produktkomponenter for hver høst.

Samlet undersøges der for detaljer som udbytte af friske grønne skud (kg pr. m2) til føde, tørfoderbiomasse (kg pr. m2), optimale høstperioder pr. plantesæson, optimal planteafstand, optimal gødskning, optimal LED-belysning.

For den økonomiske del er et dækningsbidrag under opbygning, indeholdende Omsætning (salg), Variable Omkostninger (gødning, elektricitet, frø etc.), Faste Omkostninger (investering i produktionssystem) og forventet avance.

Les halophytes peuvent être cultivées avec succès en plein air grâce à plusieurs techniques. Une option consiste à utiliser l'eau de mer naturelle pour irriguer les halophytes. Il existe des systèmes qui sont utilisés depuis des siècles pour accumuler le sel de l'eau de mer d'une manière sophistiquée. L'eau de mer naturelle s'écoule dans le système à chaque marée haute. La salinité dans les différentes parties du système et le niveau de l'eau lui-même peuvent être contrôlés par de simples poussoirs qui ouvrent ou ferment l'entrée de l'eau dans le système ou dans certaines parties du système. L'une de ces salines est utilisée pour cultiver et irriguer des Salicornia spp. selon les réglementations valables pour l'agriculture biologique. Les sédiments contiennent suffisamment de nutriments et à chaque marée haute, de l'eau de mer fraîche contenant des nutriments inonde les plantes cultivées. La culture nécessite beaucoup de travail manuel car il n'y a pas encore de machines développées et le sédiment lui-même est très boueux. En outre, la saline doit être observée attentivement et constamment, afin de pouvoir réagir et moduler les niveaux d'eau en fonction de la marée. Cependant, d'un point de vue écologique, la méthode de culture est très durable et s'inscrit parfaitement dans l'idée de bioéconomie circulaire. Les semences des plantes naturelles sont utilisées, les jeunes plants sont semés au début du printemps et dès le début de l'été, les pointes fraîches peuvent être récoltées pour le marché local. Les plantes sont entièrement récoltées à maturité, en octobre. Comme pour toutes les plantes cultivées en plein air, la durée des différentes étapes du cycle de culture dépend beaucoup des conditions météorologiques.

Os efluentes de aquacultura de animais marinhos contêm níveis elevados de nutrientes que, caso não sejam adequadamente tratados, podem causar impactos negativos no meio ambiente. A utilização destes efluentes para a produção de plantas halófitas, nomeadamente Salicornia spp., pode constituir uma solução sustentável para o seu tratamento, reduzindo os potenciais impactos ambientais da aquacultura e aumentando o valor acrescentado em cenários de coprodução. A viabilidade deste método de produção foi demonstrada no cultivo de Salicornia ramosissima em estufas, utilizando efluentes de produção de camarão (Penaeus vannamei) e robalo (Dicentrarchus labrax) para irrigação. As sementes foram colhidas de plantas locais nos anos anteriores ao cultivo. Em fevereiro, as sementes foram semeadas numa densidade de 2 g/m2. Inicialmente, regou-se com água doce de forma a manter o solo húmido, durante duas semanas, até à germinação das plantas. Durante a fase de crescimento (5-6 meses de duração) as plantas foram irrigadas duas vezes por dia, utilizando uma mistura de efluentes (salinidade de 18) e água doce, a fim de manter a salinidade do solo em torno de 12. A produção estimada de biomassa foi de aproximadamente 1,85 kg/m2 por ano, antes do início da floração das plantas, que ocorreu no final de agosto/início de setembro. Testou-se também cultivo fora de estação (30 de junho de 2020), utilizando os procedimentos descritos anteriormente. Embora as sementes tenham germinado, a fase de crescimento durou apenas 3 meses e as plantas não se desenvolveram como esperado, o que sugere que um cultivo fora de época resulta em rendimentos inferiores. Os dados deste estudo sugerem que os efluentes de aquacultura podem ser utilizados com sucesso para irrigação no cultivo de S. ramosissima desde que este seja feito em época natural.

Pflanzen können in verschiedenen Medien kultiviert werden, so auch nur in einer wässrigen Lösung, die alle für ein optimales Wachstum erforderlichen Mineralstoffe enthält, einer sogenannten Hydrokultur. Die Pflanzen können mit ihren Wurzeln in der nährstoffhaltigen Flüssigkeit wachsen, oder die Wurzeln können zusätzlich durch ein inertes Material gestützt werden. Der Anbau von Pflanzen in hydroponischer Kultur hat mehrere Vorteile, darunter die effiziente Nutzung von Nährstoffen, höhere Erträge, geringerer Platzbedarf und eine effizientere Wassernutzung. Verschiedene Halophyten wie Salicornia europaea, Tripolium pannonicum und Crithmum maritimum können in Hydrokultur in einem Gewächshaus mit künstlichem Licht kultiviert werden, wie an der Leibniz Universität Hannover im Institut für Botanik gezeigt wurde. Es werden Polypropylenbehälter (400 mm x 300 mm x 175 mm) mit einem Fassungsvermögen von 16 l verwendet, die mit 13 l einer Nährlösung (Hoagland) gefüllt sind. Das Wasser wird durch kleine Kompressoren und einem Luftstein in der Mitte jedes Behälters ständig belüftet. Das Hypokotyl wird mit weichem Schaumstoff in 35 mm großen Löchern fixiert. Der Wasserstand wird in jedem Behälter ständig mit Leitungswasser ausgeglichen, um die Evapotranspiration zu kompensieren. Jeder Behälter enthält acht Pflanzen. Die Ergebnisse zeigen, dass unter hydroponischen Bedingungen große Mengen an Biomasse erzeugt werden können. Die Produktivität hängt jedoch vom Salzgehalt des Mediums und von der Pflanzenart ab. Die höchste Frischmasseproduktion von Tripolium betrug 45 t/ha in 5 Wochen nach dem Umpflanzen in Hydrokultur, während Crithmum 30 t/ha Frischmasse in 11 Wochen nach dem Umpflanzen lieferte. Salicornia erbrachte in 5 Wochen nach dem Einpflanzen bis zu 121 t/ha Frischmasse, allerdings bei einem Salzgehalt von 20 g/L NaCl im Kulturmedium. Daher haben Halophyten ein großes Potenzial für die Kultivierung in Hydrokulturen und liefern hohe Erträge.

Halophyten sind per Definition Pflanzen, die ihren Lebenszyklus unter einer Salzkonzentration von mindestens 200 mM (11,68 g/L NaCl) vollenden können. Die drei Halophytenarten Salicornia spp., Tripolium pannonicum und Crithmum maritimum können in salzhaltigen Böden angebaut oder mit Meerwasser bewässert werden. Die Pflanzen können auch Salze aus dem Nährboden extrahieren und so Böden entsalzen. Salicornia spp. sind obligate Halophyten, d.h. sie benötigen eine gewisse Menge an Salz für ihr Wachstum. Diese Arten haben z. B. anatomische Merkmale im Wurzel- und Stängelbereich, die auf die Angepasstheiten an den Salzstress zurückzuführen sind. Salicornia europaea produziert in 5 Wochen nach dem Umpflanzen in Hydrokulturen eine frische Biomasse von 44 t/ha, die jedoch bei 10 g/L NaCl auf 104 t/ha und bei 20 g/L NaCl im Kulturmedium auf 121 t/ha ansteigt. Tripolium pannonicum verfügt ebenfalls über mehrere Mechanismen, um mit Salzstress fertig zu werden, darunter Veränderungen in der anatomischen Struktur, Transport und Kompartimentierung von Salz in der Vakuole und Produktion von Sekundärmetaboliten. Obwohl diese Art auch in stark salzhaltiger Umgebung (bis zu 40 g/L NaCl) wachsen kann, nimmt ihre Produktivität mit zunehmendem Salzgehalt ab. Unter nicht-salzhaltigen Bedingungen beträgt die Produktion frischer Biomasse 45 t/ha in 5 Wochen nach dem Einpflanzen, aber sie sinkt auf 36 t/ha bei 10 g/L NaCl und auf 12 t/ha bei 20 g/L NaCl. Crithmum maritimum ist ebenfalls ein fakultativer Halophyt; unter salzhaltigen Bedingungen ist er in der Lage, Natrium in seinen Geweben zu akkumulieren und die Produktion von Metaboliten zu erhöhen sowie die Aktivität antioxidativer Enzyme zu steigern, um den Salzstress zu bewältigen. Allerdings nimmt die Biomasseproduktion unter salzigen Bedingungen ab. Auch ist die Produktivität der Biomasse im Vergleich zu Tripolium und Salicornia geringer. Die Produktivität hängt also sowohl von den Salzstressbedingungen als auch von der Pflanzenart ab.

Eine erhöhte Salzkonzentration im Boden führt bei nicht salztoleranten Pflanzenarten zu Stressreaktionen wie Wachstumshemmung und geringerer Produktivität. Diese Glykophyten machen den Großteil der angebauten Nutzpflanzen aus. Bei Glycophyten wird die Salzempfindlichkeit mit der Unfähigkeit in Verbindung gebracht, Natriumionen wirksam aus dem Cytoplasma zu entfernen, um salzempfindliche Stoffwechselprozesse zu schützen. Wirksame Strategien für Halophyten zur Bewältigung von Salzstress liegen auf der zellulären Ebene und auf der Ebene der gesamten Pflanze. Halophyten sind in der Lage, bei hohen Salzgehalten über 200 mM (11,68 g/L NaCl) zu wachsen, da sie sich vor überschüssigem Salz aus dem Boden und dem Wasser schützen können. Ihre Toleranz hängt von der jeweiligen Art ab. So gelten einige Halophytenarten wie Tripolium pannonicum, Salicornia spp. und Crithmum maritimum als salztolerante Arten mit einem vielversprechenden Potenzial für den Einsatz in Böden, die durch einen hohen Salzgehalt gekennzeichnet sind. Im Laufe ihrer Evolution wurden verschiedene physiologische Mechanismen entwickelt, um mit zahlreichen Stressbedingungen fertig zu werden, darunter die Beschränkung der Na+-Aufnahme und -Ausscheidung, die zelluläre Kompartimentierung von Na+ in der Vakuole, die Regulierung durch Antioxidantien, kompatible Solute (Osmolyte), morphologische Anpassungen (z. B. Salzdrüsen) und andere. Die Produktivität von Halophyten hängt von mehreren Faktoren ab, u. a. von den landwirtschaftlichen Kulturtechniken, dem Wetter, dem Salzgehalt des Bodens und der Pflanzenart. Die Produktivität einiger Halophyten ist mit der von Glycophyten vergleichbar.