עידו ברן

מגדלים את העתיד

08/07/2020

אוכלוסיית העולם הולכת וגדלה, ויחד עימה מזנק גם הביקוש למזון. בחממה האקולוגית בעין שמר דור העתיד כבר בוחן את שיטות החקלאות שיאפשרו ייצור יעיל יותר של מזון במטרה לספק לעולם ביטחון תזונתי. האם שיטת ההידרופוניקה היא אחת מהן?


ב-2050 צפויה אוכלוסיית העולם לעמוד על כ- 9.7 מיליארד בני אדם, ועד שנת 2100 צפויים לאכלס את כדור הארץ לפחות 11 מיליארד בני אדם – כך עולה מהתחזיות של האו”ם. בישראל לבדה, זאת על סמך תחזיות הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה, גודל האוכלוסייה צפוי לעמוד בשנת 2065 על פי תסריטים שונים על בין 25 לכ-16 מיליון בני אדם. לאור נתונים אלו עלינו לשאול את עצמנו כמה שאלות חשובות: כמה אנשים כדור הארץ מסוגל להכיל? היכן יתגוררו כל אותם האנשים? האם יהיו מקומות עבודה לכולם? או שמא הכמות הרבה של האנשים דווקא תועיל לכלכלה העולמית? כיצד נוכל לספק שירותי רפואה ורווחה לכולם? האם העלייה בצפיפות האוכלוסין תגביר את החיכוכים בין קהילות ומדינות ותוביל לעוד מלחמות? והאם לנצח נהיה תקועים בפקקים?

אולם, נדמה שהשאלה החשובה מכל היא כיצד נצליח להאכיל את כולם? היות ויותר אנשים על פני הכדור פירושו יותר פיות להאכיל, ולצד הגידול של אוכלוסיית האדם כמות משאבי כדור הארץ רק הולכת ומידלדלת, וביניהם גם שטחי החקלאות והקרקעות שבהם ניתן לגדל מזון הולכים ומצטמצמים.

תצלום: mae mu – unsplash

בשנים האחרונות פורסמו מחקרים רבים שבחנו כיצד הבחירות התזונתיות שלנו משפיעות על היכולת להאכיל את האנושות ההולכת וגדלה, כמו גם פרסומים על פיתוחים טכנולוגיים חדשים שיאפשרו ייצור יעיל יותר של מזון.

במסגרת לימודיי במגמת “חקלאות העתיד” בבית הספר מבואות עירון עסקתי רבות בנושא של גידול האוכלוסין. “תוכנית חקלאות העתיד עוסקת בשאלה כיצד נאכיל 9.7 מיליארד בני אדם שעומדים להיות כאן ב-2050 תוך שמירה על משאבי כדור הארץ”, מסביר נועם גבע, מנהל החווה החקלאית “החממה האקולוגית בעין שמר”, שבמועצה האזורית מנשה, שבה מתקיימים לימודי המגמה. החממה הוקמה ב-1977 בידי האמן אביטל גבע, ובה מתקיימות תוכניות לימוד וחקר בנושאים מגוונים כמו מים, מזון, אקלים וקיימות. החממה הינה גוף מוכר על ידי משרד החינוך והמינהל לחינוך התיישבותי. כחלק מהתוכנית בחממה חקרנו פתרונות חקלאיים מקיימים, ובחנו דרכים לייעל אותם אף יותר.

מנותקי מצע

אחד הפתרונות להתמודדות עם אתגר אספקת המזון, שזוכה לעדנה בשנים האחרונות, היא החקלאות ההידרופונית. הידרופוניקה היא שיטה לגידול צמחים ללא צורך באדמה, על בסיס מים המכילים חומרי הזנה להם הצמח זקוק (דשן). שיטת גידול זו, שאינה תלויה בקרקע, מאפשרת גידול לגובה, ובכך מאפשרת לגדל כמות גדולה מאוד של צמחים על שטח קטן. יש מגוון רחב של מערכות גידול מבוססות הידרופוניקה, הנבדלות זו מזו בתכונותיהן, אך המשותף לכולן הוא שהן מערכות סגורות – כלומר, שהמים המדושנים מסתחררים בהן במעגל סגור.

יש שתי שיטות מובילות לגידול הידרופוני. הראשונה נקראת Nutrient Film Technique ׁׁׁׁׂׂובה המערכת מורכבת ממכל מים מדושנים (המכילים את חומרי ההזנה הדרושים לצמח), המחובר למערך צינורות בעלי חורי שתילה, שבהם ממוקמים הצמחים. המים מוזרמים מהמכל לצינורות באמצעות משאבה, כך ששכבת מים דקה זורמת בצינורות ומזינה את שורשי הצמחים. משום שהצינורות ממוקמים בשיפוע, המים זורמים בחזרה למכל, וכך מתאפשרת אספקה רציפה של חומרי הזנה לשורשי הצמחים.

השיטה השנייה היא DWC) Deep Water Culture) ובה הצמחים ממוקמים בחורי שתילה על גבי רפסודות שצפות בתוך בריכת מים מדושנים, כך ששורשי הצמחים טבולים דרך קבע במים. כדי למנוע את ריקבונם, מי הבריכה מועשרים בחמצן בעזרת משאבת אוויר.

מערכת מסוג NFT בחממה האקולוגית בעין שמר. תצלום: עידו ברן

 

חסכונית במים ובשטח

שתי המערכות, NFT ו-DWC, הן כאמור מערכות סגורות (באופן כמעט מלא). פירוש הדבר שהמים במערכת ממוחזרים, מה שמוביל לחיסכון במים. לדברי מוטי כהן, אחד ממנהלי חברת LivinGreen, המייצרת מערכות הידרופוניות לגידול ביתי, מסחרי וחינוכי, “מדובר בחיסכון משמעותי של עד 80 אחוז מכמות המים בהשוואה לחקלאות מסורתית”.

במחקר שהתפרסם ב-2015 הוכח גם שגידול חסה בשיטת ההידרופוניקה מניב פי 11 יותר תוצרת  ביחס לחקלאות המסורתית, שצורכת פי 66 יותר מים לאותו גידול. מאידך, הגידול ההידרופוני של החסות דורש פי 82 יותר אנרגיה (קילו גאול לק”ג לשנה) בשל השאיבה והסחרור הקבוע של המים. בנוסף, אי התלות בקרקע לצורך שתילת הגידולים מאפשרת גידול לגובה, דבר שאינו מתאפשר בחקלאות מסורתית.

מלבד החסכון במים והגדלת התוצר החקלאי ליחידת שטח, לשיטה יתרונות נוספים. אחד מהם הוא שליטה ברמות הדישון, וכתוצאה מכך הפחתה בעלויות הדישון. גם העלויות הכרוכות בשימוש בחומרי הדברה מצטמצמות דרמטית בשיטה ההידרופונית, שכן כל אותם מזיקים ומחוללי מחלות המצויים בקרקע ופוגעים בגידולי החקלאות המסורתית, לא נמצאים במערכת הגידול הזו. צמצום דרמטי בצורך בשימוש בחומרי הדברה והפחתת השימוש בדשנים, הופכים את הגידולים ההידרופוניים לידידותיים יותר לסביבה. בנוסף, שיטת הגידול עצמה מקנה שליטה כמעט מוחלטת בתנאי הסביבה בה הצמח גדל, כמו טמפרטורה, לחות, חומציות ומליחות, מה שמאפשר גידול לאורך כל השנה, ללא תלות במזג האוויר.

עם זאת, לשיטה ההידרופונית יש גם חסרונות. העלויות הראשוניות שמשקיע החקלאי הן לרוב גבוהות יותר מאשר גידול באדמה. כמו כן, מרבית המערכות ההידרופוניות עובדות על חשמל, ולכן יש רגישות רבה להפסקות חשמל. אולם לדברי כהן, “מערכות הידרופוניות לא צורכות הרבה חשמל. לדוגמה, צריכת החשמל של מערכת גידול ביתית עומדת על כ-8-10 שקלים בחודש”.

הידרופוניקה בימי קורונה

כהן מספר שבשנים האחרונות שוק ההידרופוניקה צובר תאוצה, וכיום יש כמה עשרות חוות הידרופוניות בארץ. אולם היכולת ליישם את השיטה ההידרופונית כמעט בכל מקום לצד הפשטות והקלות שבתפעולה, בשנים האחרונות לא מעט אנשים, גם כאלה שלא ניחנו ב”אצבעות ירוקות”, החליטו לרכוש (או אף ליצור לבד) מערכות גידול הידרופוניות לבית או למרפסת.

שילוב מערכת NTF ומערכת DWC תחת בריכה אחת. תצלום: עידו ברן

משבר הקורונה והסגר שבא בעקבותיו, הביא עימו לצד הרבה מאוד זמן פנוי, גם חשש בקרב חלק מהציבור לגבי מחסור במזון, מה שהתבטא בהתנפלות המונית על רשתות המזון בארץ ובעולם והוביל לאגירת כמויות גדולות של מזון בבתים. בסופו של דבר החשש ממחסור במזון התבדה, אך אין ספק שלנוכח שינוי האקלים והתגברות אירועי קיצון אקלימיים, צמצום השטחים החקלאיים בישראל לטובת בנייה ופיתוח וההסתמכות המוגברת על מזון מיובא עלולים לפגוע בביטחון התזונתי של מדינת ישראל בעתות חירום.

רבים אחרים, לעומת זאת, מצאו את הפתרון לשתי הבעיות הללו דווקא בהידרופוניקה. כהן מספר כי “בעקבות מגפת הקורונה בקרב אנשים רבים יש רצון לגדל מזון באופן פרטי אצלם בבית. אנחנו רואים את התחום מתפתח וגדל בעקבות המשבר.”

שיטת ההידרופוניקה מאפשרת לגדל את כל הירקות, אך ההמלצה של כהן היא לדבוק בגידול עלים ירוקים – “הירקות שהכי מוצלחים לגידול הם עלים ירוקים  כמו חסה, פטרוזיליה, כוסברה, נענע, בצל ירוק, מנגולד, שומר ועוד.”

חקלאות העתיד

בפרויקט שביצעתי במסגרת לימודיי בתוכנית “חקלאות העתיד” יחד עם שותפי, דניאל לבל, בנינו מערכת המשלבת בתוכה את שתי השיטות, NFT ו-DWC, תחת בריכת מים אחת. המערכת משלבת את היתרונות של כל אחת מהשיטות: שיטת ה-NFT מאפשרת החדרת חמצן למים ללא צורך במשאבת אוויר, בעוד ששיטת ה-DWC, מאפשרת את פעילות המערכת המשולבת ללא תלות בחשמל (לפרק זמן מסוים). בנוסף, שילוב שתי השיטות מעצים את החיסכון במים ובדשן.

דוגמה לפרויקט נוסף שבוצע על ידי קבוצה אחרת של תלמידים במסגרת התוכנית הוא “מגדל מזון”. “התלמידים נפגשו עם מהנדסי חברת דולב שמייצרת מכלי פלסטיק לאבוקדו ופרדסים. המהנדסים ביקשו מהתלמידים לעשות שימוש אקולוגי וחקלאי במכלים. התלמידים תכננו, עיצבו ובנו מגדל של 3 מטר העשוי מאותם מכלים, ועליו גידלו ירקות. המטרה של המגדל היא לייצר כמה שיותר מזון בשטח של מטר מרובע אחד בלבד” מספר גבע.

בעקבות ההשתתפות בתוכנית למדתי גם כי לצד חשיבות פיתוח פתרונות שיאפשרו להאכיל את האוכלוסייה ההולכת וגדלה, ישנה גם חשיבות להתמודדות ישירה עם בעיית פיצוץ האוכלוסין, על ידי נקיטת צעדים שיסייעו במניעתה או לפחות ימזערו אותה.

הכותב הוא תלמיד כיתה י’ בבית הספר מבואות עירון, הלוקח חלק בתוכנית נבחרת הכתבים הצעירים של “זווית בחינוך”

שתפו‬        

רוצים גישה חופשית למערכי שיעור ופעילויות נלוות הקשורות לסיפור זה?

הרשמה בחינם
הוסיפו סיפור למועדפים

מערכים קשורים

thumbnail

הלבנת אלמוגים, אני בוחר בך! יצרני המשחק הפופולרי פוקימון מציגים דמות חדשה שמסמלת את אחת מהתופעות הסביבתיות העצובות בארבעים השנים האחרונות: קצן המתקרב של שוניות האלמוגים בעולם

thumbnail

אזרחים בחלוקים לבנים חולמים להיות חוקרים ולתרום להגנה על הסביבה? זיהיתם ציפור נדירה אבל אין לכם את מי לשתף בממצאים? מתוסכלים מכך שלא מספרים לכם מספיק על רמות זיהום האוויר בשכונה? המדע האזרחי צריך אתכם

thumbnail

איינשטיין של הים הוא חזה את גובה הגלים בפלישה לנורמנדי, קדח חור לבטן האדמה ומדד באמצעות רמקולי ענק את התחממות האוקיינוסים. בחודש שעבר מת האוקיינוגרף פורץ הדרך וולטר מאנק, אחד ממדעני הים החשובים בעולם, והוא בן 101