‫האגודה הישראלית למדע הקרקע‬ ‫הכנס השנתי‬ ‫הטכניון‪ ,‬חיפה ‪1.12.2013‬‬ ‫האגודה הישראלית למדע הקרקע‬ ‫הכנס השנתי‬ ‫הטכניון‪ ,‬חיפה‪1.12.2013 ,‬‬ ‫‪09:25 - 09:00‬‬ ‫‪09:30 – 09:25‬‬ ‫‪10:45 - 09:30‬‬ ‫‪09:45 – 09:30‬‬ ‫התכנסות ורישום‬ ‫ברכות‪ :‬פרופ' יצחק שמולביץ‬ ‫מושב ‪ - I‬כימיה וביולוגיה של הקרקע )מנחה אשר בר טל(‬ ‫גורלם של חומרים רפואיים ומוצרי טיפוח בקרקעות לס המושקות בקולחים‪ -‬תוצאות ניסוי‬ ‫ליזימטרים‬ ‫גלית תדמור‬ ‫‪10:00 – 09:45‬‬ ‫הצטברות תוצרי פרוק של קוטיקולה צמחית בקרקע‬ ‫יניב אולישינסקי‬ ‫‪10:15 – 10:00‬‬ ‫השפעת ממשק העגורים בחולה על הגיאוכימיה של זרחן בקרקע‬ ‫איגי ליטאור‬ ‫‪10:30 – 10:15‬‬ ‫מנגנונים גנטיים‪ ,‬ביוכימיים ופיזיולוגיים האחראיים להתבססות מוצלחת של חיידקי‬ ‫פלבובקטריה בריזוספרה‬ ‫אדי סיטרין‬ ‫‪10:45 – 10:30‬‬ ‫ספיחת הרבצידים על גבי קרקעות‪ :‬אינטרקציות קואפרטיביות והשפעת שפכי בתי בד‬ ‫יונתן קרן‬ ‫‪11:00 - 10:45‬‬ ‫הפסקה‬ ‫‪12:15 - 11:00‬‬ ‫‪11:15 – 11:00‬‬ ‫מושב ‪ - II‬חישה ומדידה )מנחה גיל אשל(‬ ‫התאדות ממאגרי מים וגידולים חקלאיים‪ :‬מדידות ישירות ומודלים‬ ‫יוסי טנאי‬ ‫‪11:30 – 11:15‬‬ ‫איפיון תבניות הרטבה בפרדסים באמצעות טומוגרפיה חשמלית‬ ‫זיו מורנו‬ ‫‪11:45 – 11:30‬‬ ‫פיתוח אינדקס ספקטרלי להערכת איכות קרקע )‪ (SSQI‬בשימושי קרקע שונים‬ ‫טרין פז‪-‬כגן‬ ‫‪12:00 – 11:45‬‬ ‫ההשפעה של מזהם פחמימני בפאזה חופשית על החתימה החשמלית של קרקע לא רוויה‬ ‫עידית שפר‬ ‫‪12:15 – 12:00‬‬ ‫חישה מרחוק בתחום התרמי של קרומי קרקע ביולוגים בדיונות חול‬ ‫עופר רוזנשטיין‬ ‫‪- 12:15‬‬ ‫‪13:45‬‬ ‫הפסקת צהריים ומושב פוסטרים‬ ‫השפעת הממשק וגורמי הסביבה על פליטת גזי חממה מן הקרקע בחקלאות אורגנית‬ ‫נועם בן נעים‬ ‫‪2‬‬ ‫פליטת גזי חממה מקרקע לאחר יישום בוצות שעברו תהליכי ייצוב שונים‬ ‫הלה הכט‬ ‫חתימה חשמלית של חומר אורגאני‬ ‫נמרוד שוורץ‬ ‫האפקט של ביופילם על תכונות הידרוליות של קרקע ‪ -‬תוצאות ראשוניות‬ ‫אלעזר וולק‬ ‫זיהוי שכבות רטובות כמקור מים לעצי שיטה באמצעות טומוגרפיה חשמלית‬ ‫אינה ריבקין‬ ‫‪Pepper (Capsicum annuum) response to nitrogen as affected by salinity‬‬ ‫אבי שטיין‬ ‫‪14:00 - 13:45‬‬ ‫ענייני האגודה‪ ,‬פרס מוקדי‪ ,‬פרס הפוסטר המצטיין )מנחה יעל מישאל(‬ ‫זוכת פרס מוקדי‪ :‬עדי רדיאן‬ ‫פיתוח ויישום מרוכבים של מקרומולקולות וחרסיות להרחקת מזהמים ממים‬ ‫‪15:00 - 14:00‬‬ ‫‪14:15 – 14:00‬‬ ‫מושב ‪ – III‬השקיה‪ ,‬סביבה ופדולוגיה )מנחה‪ :‬יעל מישאל(‬ ‫‪ -DIDAS‬גישה ותוכנה חדשות לתכנון ותזמון השקיה בטפטוף‬ ‫שמוליק פרידמן‬ ‫‪14:30 – 14:15‬‬ ‫השפעת שינויי אקלים ושימושי קרקע על תהליכי המלחת קרקעות בערבות צפון אמריקה‬ ‫אורי נחשון‬ ‫‪14:45 – 14:30‬‬ ‫חיזוי עובי קרקע ותכולת אבק בקרקע באזורים מדבריים‪ :‬מדבר המוהבי כמקרה מבחן‬ ‫און כרובי‬ ‫‪15:00 – 14:45‬‬ ‫דליפות חנקה משטחים חקלאיים למי תהום‪ :‬מבט מהתווך הלא רווי העמוק‬ ‫דני קורצמן‬ ‫‪15:15 - 15:00‬‬ ‫הפסקה‬ ‫‪16:30 - 15:15‬‬ ‫‪15:30 – 15:15‬‬ ‫מושב ‪ – IV‬חומר אורגני והזנת הצמח )מנחה‪ :‬נפתלי לזרוביץ(‬ ‫אינטראקציות של תרכובות אורגניות עם מרכיבי הקרקע – השפעתן על המים הספוחים‬ ‫מיכאל בוריסובר‬ ‫‪15:45 – 15:30‬‬ ‫השפעת יישום בוצות שפכים לאחר טיפולים שונים על טיוב קרקעות חקלאיות ותנועה עילית של מזהמים‬ ‫מני בן‪-‬חור‬ ‫‪16:00 – 15:45‬‬ ‫יחסי הגומלין בין אשלגן לנתרן והשפעתם על הפיזיולוגיה ומשק המים של עץ הזית‬ ‫רן ארל‬ ‫‪16:15 – 16:00‬‬ ‫‪?Biochars are Redox Active: Does this play a Role in SOM Dynamics‬‬ ‫אלן גרבר‬ ‫‪16:30 – 16:15‬‬ ‫השפעת ממשק אורגני על פוריות קרקע‪ :‬תוצאות ראשוניות מפרוייקט ארוך טווח‬ ‫יעל לאור‬ ‫‪16:30‬‬ ‫הדלקת נרות חנוכה ופיזור‬ ‫‪3‬‬ ‫גורלם של חומרים רפואיים ומוצרי טיפוח בקרקעות לס המושקות בקולחים ‪ -‬תוצאות‬ ‫ניסוי ליזימטרים‬ ‫גלית תדמור ‪ , 1‬תומר מלחי ‪ , 1‬תמרה פולובסובה ‪ 1‬משה שנקר ‪ , 1‬חורחה טרצ'יצקי ‪ , 1‬יונה חן‬ ‫‪1‬‬ ‫ובני חפץ‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫המחלקה למדעי הקרקע והמים‪ ,‬הפקולטה לחקלאות‪ ,‬מזון וסביבה‪ ,‬האוניברסיטה העברית ירושלים )‪([email protected]‬‬ ‫השימוש בקולחים להשקיה מאפשר למדינות‬ ‫הסובלות ממחסור במים שפירים לקיים מגזר‬ ‫חקלאי משגשג‪ .‬למרות היתרונות הרבים למשק‬ ‫המים‪ ,‬להשקיה בקולחים עלולות להיות השלכות‬ ‫סביבתיות ובריאותיות ארוכות טווח בשל נוכחות‬ ‫חומרים רפואיים ומוצרי טיפוח‪-‬‬ ‫‪(Pharmaceuticals and Personal Care‬‬ ‫‪ ,(Products- PPCPs‬הפעילים כימית במים אלו‪.‬‬ ‫מספר רב של ‪ PPCPs‬מורחק באופן חלקי בתהליך טיהור השפכים וכתוצאה מכך‪ ,‬החומרים מגיעים‬ ‫לשדות החקלאיים המושקים בקולחים‪ .‬מחקר זה נערך בליזימטרים במטרה לאמוד את מידת קליטתם‬ ‫של ה‪ PPCPs -‬על ידי צמחי גזר ובטטה ולעקוב אחר התנהגותם בקרקע‪ .‬צמחי הניסוי מייצגים גידולים‬ ‫בהם החלק הנאכל הינו השורש‪ ,‬הנמצא במגע עם מי ההשקיה‪ .‬הצמחים הושקו במים באיכויות שונות‬ ‫)שפירים‪ ,‬קולחים שניוניים ושלישוניים(‪ .‬קרקעות הליזימטרים וחלקי הצמח נדגמו בסוף כל עונת גידול‪.‬‬ ‫ה‪ PPCPs -‬מוצו מהקרקעות ומחלקי הצמח במכשיר ה‪ ASE -‬וכומתו במכשיר ‪ LC-MS‬על ידי שימוש‬ ‫בסטנדרטים מסומנים‪.‬‬ ‫ממצאי המחקר מראים שקולחים המשמשים להשקיה‪ ,‬מכילים חומרים רפואיים בטווח ריכוזים של ‪-ng/L‬‬ ‫‪ .µg/L‬רוב החומרים ובראשם ‪ caffeine ,lamotrigine‬ו‪ ,carbamazepine -‬התגלו בעיקר בשכבה העליונה‬ ‫של הקרקעות השונות )‪ 0-10‬ס"מ(‪ .‬בקרקע עין השלושה‪ ,‬העשירה ביותר בחומר אורגני‪ ,‬חלה לרוב‬ ‫הצטברותם המשמעותית ביותר של ה‪ ,PPCPs -‬בהשוואה לקרקעות האחרות‪ PPCPs .‬התגלו בריכוזים‬ ‫שונים‪ ,‬בחלקים בצמחי הגזר והבטטה‪ .‬בצמחים אשר גודלו בקרקע ניר עוז‪ ,‬נמדדו ריכוזים גדולים של‬ ‫‪ lamotrigine‬ו‪ ,carbamazepine -‬גם בעלים וגם בשורש‪ ,‬בהשוואה לקרקעות האחרות‪.‬‬ ‫הנתונים שנאספו במחקר זה מצביעים על הפוטנציאל של חומרים רפואיים להצטבר בחלקי הצמח‬ ‫השונים כתוצאה מחשיפה ל‪ PPCPs -‬אשר בקולחים‪ .‬ההצטברות והניידות בקרקע ונוכחות החומרים‬ ‫בחלקי הצמח עלולות להשפיע באופן שלילי על הסביבה ועל בריאות האדם‪.‬‬ ‫‪4‬‬ Degradation of plant cuticle in soil: formation of soil organic matter and sorption of carbamazepine Yaniv Olshansky, Tamara Polubesova, Alon Zelichover, Tom Topaz and Benny Chefetz. Faculty of Agriculture, Food and Environment, the Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, Israel. [email protected] In this study, we investigated the contribution of cuticular material to the formation of soil organic matter, and its role in sorption of pharmaceutical carbamazepine (CBZ). We performed incubation experiment of plant cuticles in soils. Cuticles were isolated from the fruits of tomato (Lycopersicon esculentum) and leaves of the succulent plant Agave Americana. Tomato cuticle is a cutan-free, whereas the cuticle of A. Americana has been reported to be composed of both cutin and cutan biopolymers. We used two types of Loess soil- sandy (12.5% clay) and light clay (38.5% clay) soils. After 1, 6, 12 and 24 months of incubation, we determined the amount of organic carbon in soils and in different components of soil organic matter (humic acid, fulvic acid and humin). Our results showed significant differences in the degradation of the tomato and Agave cuticles. While the organic carbon decreased by 75% in soil-cuticle system in both soils incubated with tomato cuticle (probably due to biodegradation of cuticles), a decrease by 66% was obtained in sandy soil incubated with Agave cuticle and only 20% decrease was measured in the light clay soil incubated with Agave cuticle. Therefore, both types of soil and cuticle influenced the degradation intensity of the added cuticle. As expected, it has been found that the highest contribution of the cuticle to the soil organic matter was to the humin fraction.. CBZ sorption by soils incubated with Agave and tomato cuticles was studied. The following order of CBZ maximal sorption (normalized to organic carbon) was obtained: light clay soil and light clay soil incubated with tomato cuticle (47,000 and 40,000 mg/kg OC respectively) > sandy soil and sandy soil incubated with tomato cuticle (27,000 and 28,000 mg/kg OC respectively) > light clay and sandy soils incubated with Agava cuticle (5,000 and 10,000 mg/kg respectively) These results demonstrate that both organic and mineral surfaces of soils particles can affect CBZ sorption. 5 ‫השפעת ממשק העגורים על ההידרו‪ -‬גיאוכימיה של זרחן באגמון החולה‬ ‫איגי ליטאור‪ ,1‬אלעד דנטה‪ ,1‬אביב נפתלי‪ ,1‬אורן רייכמן‪ 1‬ומשה שנקר‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ 1‬המכללה האקדמית תל חי ומיגל‬ ‫‪ .2‬האוניברסיטה העברית בירושלים‪ ,‬הפקולטה לחקלאות‪ ,‬מזון וסביבה‪.‬‬ ‫להקות גדולות של עגורים המונות מעל ‪ 35,000‬ציפורים החלו לחרוף באגמון החולה בעשור האחרון‪ ,‬תופעה‬ ‫שמושכת מעל ל‪ 400,000 -‬תיירים בשנה‪ .‬שטח של ‪ 700‬דונם ממערב לאגמון הוקצע כשטח האכלה יזומה על ידי‬ ‫מנהלי השטח על מנת לצמצם נזקים לחקלאים‪ .‬מטרת המחקר הייתה לבדוק את השפעת ההאכלה היזומה של‬ ‫עשרות אלפי ציפורים בשטח יחסית קטן על עומסי זרחן בקרקע ובדרכי המים מסביב‪ .‬הותקנה סדרה של בארות‬ ‫רדודות בעומק של ‪ 40‬ו‪ 90 -‬סמ' באזור ההאכלה המשתרע בין שתי דרכי מים מרכזיות ונמדדו העומד ההידראולי‬ ‫וריכוזי זרחן ושאר אלמנטים המשפיעים על מסיסות הזרחן במי הקרקע ובמי תהום רדודים‪ .‬כמוכן‪ ,‬נדגמו ‪ 6‬גלעיני‬ ‫קרקע מאזור ההאכלה ו‪ 4 -‬דוגמאות מייצגות של סדימנטים מדרכי המים ונערך ניסוי בעזרת מיצוי עוקב של זרחן‬ ‫)‪ (sequential extraction‬בדוגמאות אלה‪ .‬נמצאה עליה משמעותית בזרחן מסיס )‪ 0.5‬מג"ל( בהשוואה לריכוזי‬ ‫זרחן בתקופה שקדמה להאכלה היזומה )‪ 0.06‬מג"ל( בסוף שנות ה‪ .90 -‬נרשמה ירידה משמעותית בריכוזי‬ ‫הברזל )‪ ,Fe(II‬סידן וגופרית במי התהום הרדודים )‪ 213 ,208 ,33‬מג"ל‪ ,‬בהתאמה( בהשוואה לתקופה שלפני‬ ‫ההאכלה )‪ 370 ,460 ,46‬מג"ל‪ ,‬בהתאמה(‪ .‬קיימת עליה משמעותית ברמת הזרחן הזמין לצמח בקרקע ביחס‬ ‫לתקופה שקדמה להאכלה‪ .‬עומסי הזרחן בקרקע כתוצאה מפעילות העגורים עומדת על ‪ 700‬ק"ג לעונה אולם‬ ‫קציר צמחיית המספוא בשטח ההאכלה בסוף הקיץ טרם הגעתם מחדש של העגורים עומדת על ‪ 640‬ק"ג לשנה‪.‬‬ ‫תוצאות אלה מעידות שפעילות אקו‪-‬תיירותית באמצע שטח חקלאי אינטנסיבי אינה משפיעה באופן משמעותי על‬ ‫איכות הקרקע ודרכי המים‪.‬‬ ‫‪6‬‬ ‫מנגנונים גנטיים ‪ ,‬ביוכימיים ופיזיולוגיים האחראיים להתבססות מוצלחת של חיידקי‬ ‫פלבובקטרי ה בריזוספרה‬ ‫מקס קולטון ‪ , 2,1‬נועה סלע ‪ , 1‬סרגי סגל ‪ , 1‬עומר פרנקל ‪ , 1‬אלן גרבר ‪ , 1‬יגאל אלעד ‪ , 1‬ואדי סיטרין‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪(3‬‬ ‫‪1‬‬ ‫מנהל המחקר החקלאי – מרכז וולקני‪ ,‬בית דגן )‪([email protected]‬‬ ‫החוג לאגרואקולוגיה ובריאות הצמח‪ ,‬האוניברסיטה העברית בירושלים‪ ,‬רחובות‬ ‫חיידקים המאכלסים את בית השורשים‪ ,‬משפיעים בצורה ניכרת על חיוניות הצמח‪ .‬אולם‪ ,‬קיימים פארי ידע עצומים‬ ‫בכל הקשור להבנת המערכת האקולוגית המורכבת בבית השורשים בכלל ובהבנת תפקידן של אוכלוסיות‬ ‫מיקרוביאליות ייחודיות המאכלסות את השורשים בפרט‪ .‬קיימות עדויות רבות לכך שחיידקים מסוג‬ ‫‪ Flavobacterium‬מהווים חלק ניכר מאוכלוסיות החיידקים המאכלסים את בית השורשים במגוון רחב של גידולים‬ ‫חקלאיים‪ .‬אם זאת‪ ,‬לא ברור מה תפקידם בבית השורשים ואילו מנגנונים מאפשרים להם לשגשג בסביבה‬ ‫תחרותית זו‪ .‬בעזרת שילוב שיטות גנומיות‪ ,‬ביוכימיות‪ ,‬פיזיולוגיות ומולקולאריות‪ ,‬הצלחנו לפענח מספר מנגנונים‬ ‫אשר ככל הנראה מאפשרים ל ‪ Flavobacterium‬להתיישב ולשרוד בבית השורשים‪ .‬בין היתר נמצא שמנגנון תנועה‬ ‫מסוג ‪ gliding‬הייחודי לקבוצה זו משחקת תפקיד ביישוב ושרידות על השורש‪ ,‬ושהתיישבות מאסיבית של קבוצה זו‬ ‫בשורש ככל הנראה מגביר את עמידותו של הצמח כנגד מחלות נוף‪.‬‬ ‫‪7‬‬ ‫ספיחת הרבצידים על גבי קרקעות‪ :‬אינטראקציו ת קוא ו פרטיביות והשפעת שפכי בתי‬ ‫בד‬ ‫יונתן קרן‪ ,‬נדיה בוחנובסקי ומיכאל בוריסובר‬ ‫המכון למדעי הקרקע‪ ,‬המים והסביבה‪ ,‬מרכז וולקני‪ ,‬מינהל המחקר החקלאי‪ ,‬בית דגן )‪([email protected]‬‬ ‫מי עקר הינם פסולת נוזלית המופקת בשיטה התלת פאזית בבתי בד במהלך ייצור שמן הזית‪ .‬עליה משמעותית‬ ‫בייצור שמן הזית לאורך השנים האחרונות גררה עליה בשיעור ייצור פסולת זו‪ ,‬ובשל העובדה כי לא קיימת‬ ‫אסטרטגיה מגובשת לטיפול בפסולת‪ ,‬האופציה המועדפת הינה פיזור קרקעי של מי העקר בשדות או בדרכי עפר‬ ‫)‪ .(Laor et al., 2011‬העקר מאופיין במגוון מרכיבים‪ -‬חומצות שומן‪ ,‬פוליפנולים‪ ,‬תרכובות אליפטיות‪ ,‬וכן בחומציות‬ ‫נמוכה )‪ (pH: 4-5‬ובצריכת חמצן כימית וביולוגית גבוהה‪ .‬בשל תכונות אלה‪ ,‬פיזור קרקעי של העקר עשוי להשפיע‬ ‫על אופי וחוזק האינטרקציות של הקרקע עם תרכובות כימיות שונות‪ .‬בעבודה זו נבחנו אינטרקציות הספיחה של‬ ‫האגרוכימיקלים סימזין ודיורון על שלוש קרקעות‪ :‬חרסית חולית‪ ,‬סיין חולי וחרסית סיין חולי‪ ,‬משלושה אזורי דיגום‪-‬‬ ‫גילת‪ ,‬נגבה ורביבים בהתאמה‪ .‬על קרקעות אלה פוזר עקר בתנאי שדה בהיקפים שונים‪ ,‬פיזור מתון וחד פעמי‬ ‫בהיקף של ‪ 70‬קו"ב‪/‬הקטאר בגילת ונגבה‪ ,‬ופיזור לאורך ארבע שנים בהיקף של ‪ 100-140‬קו"ב‪/‬הקטאר ברביבים‪.‬‬ ‫בחינת השפעת פיזורו של העקר על אינטראקציות של תרכובות אורגניות עם קרקעות נעשתה על ידי בניית‬ ‫איזותרמות ספיחה מפורטות כלפי כל אגרוכימיקל ומידולן‪ .‬נתקבל כי בכל המקרים הנבחנים סייע פיזור העקר‬ ‫להגברת הספיחה‪ ,‬אך יתרה מזאת‪ ,‬התוצאות המתקבלות הצביעו על תופעות אשר אינן אופייניות לספיחת‬ ‫כימיקלים בקרקע‪ -‬צורה סיגמואידלית של איזותרמת הספיחה או מקדם אי ליניאריות )המעריך במודל פרוינדליך(‬ ‫הגדול מאחת‪ .‬התופעות הנזכרות עשויות לרמז על ספיחה במנגנון קואופרטיבי‪ ,‬שמשמעותו עידוד הספיחה וגידול‬ ‫בשיעורו של מקדם החלוקה ככל שעולה הריכוז הספוח ע"ג המטריקס המוצק‪ .‬התנהגות זו עשויה להיות מוסברת‬ ‫על ידי ספיחה רב שכבתית של האגרוכימיקל‪ ,‬או לחילופין תפיחה נפחית של החומר הסופח‪ ,‬ועלייה במספר אתרי‬ ‫האינטראקציה‪.‬‬ ‫לא הסתמנה מגמה ברורה בשינוי מנגנוני הספיחה בין הקרקע עליה פוזר עקר לקרקע הביקורת‪.‬‬ ‫נוסף על הנאמר לעיל‪ ,‬באיזותרמות המתקבלות נצפו מקדמי חלוקה גבוהים‪ ,‬אשר אינם תואמים לערכים‬ ‫ספרותיים‪ ,‬ואף אינם מתיישבים עמם בעת נרמול כלפי תכולת החומר האורגני בקרקע‪ .‬כתוצאה מכך‪ ,‬עלתה‬ ‫ההשערה כי החומר האורגני אינו אחראי באופן מוחלט לספיחתם של האגרוכימיקלים‪ ,‬וכי הפרקציה החרסיתית‪-‬‬ ‫מינראלית עשויה להוות גורם משמעותי בספיחה במקרים אלה‪ .‬בשל כך נבנתה איזותרמת ספיחה לסימזין על גבי‬ ‫חרסית‪-‬סידנית נטולת חומר אורגני‪ .‬איזותרמה זו הציגה ערכי מקדמי חלוקה אשר קרובים לאלה אשר התקבלו‬ ‫בספיחה על הקרקעות המקוריות שנדגמו‪ ,‬ואף בה התקבל מקדם אי לינאריות הגדול מאחת בהתאמת מודל‬ ‫פרוינדליך‪ .‬ממצאים אלה מאששים את תפקידה של החרסית כסופח בעל חשיבות בקרקע‪ ,‬בייחוד כלפי כימיקלים‬ ‫מסוגו של הסימזין‪ ,‬ואף בתרומתה האפשרית לספיחה במנגנון קואופרטיבי‪.‬‬ ‫‪8‬‬ ‫התאדות ממאגרי מים וגידולים חקלאיים ‪ :‬מדידות ישירות ומודלים‬ ‫יוסי טנאי‬ ‫מנהל המחקר החקלאי – מרכז וולקני‪ ,‬בית דגן )‪([email protected]‬‬ ‫התאדות ממאגרי מים ומקרקעות‪ ,‬ואידוי‪-‬דיות )אוופוטרנספירציה( מגידולים חקלאיים הם מרכיב משמעותי‬ ‫במחזור המים וידיעה אמינה שלהם חשובה לניהול משק המים‪ .‬תהליכים אלה תלויים בגורמים רבים‪ ,‬כגון‪ ,‬תנאי‬ ‫האקלים‪ ,‬מאפייני הגוף המאדה וזמינות המים‪ ,‬ולכן מדידה והערכה מדויקת שלהם מהווה אתגר‪.‬‬ ‫שיטת המדידה הנפוצה והאמינה ביותר למדידת שטף אדי המים משטחים טבעיים וחקלאיים היא שיטת קורלציית‬ ‫הערבולים )‪ .(Eddy Covariance‬בשיטה זו מציבים בשכבת הגבול מעל המשטח המאדה חיישנים של מהירות רוח‬ ‫וריכוז אדי מים‪ ,‬הדוגמים את האוויר בתדר גבוה )ראה תצלום של מערכת כזו מוצבת בבית רשת לגידול פלפל‬ ‫בצפון הנגב(‪ .‬מאחר ותנועת האוויר היא טורבולנטית‪ ,‬הקו‪-‬ואריאנס בין מהירות הרוח האנכית וריכוז האדים מייצג‬ ‫את שטף אדי המים‪.‬‬ ‫הערכה של שטף אדי המים ניתן לקבל באמצעות מודל מסוג פנמן‪-‬מונטית )‪ .(Penamn-Monteith‬מודל זה מבוסס‬ ‫על שילוב של עקרון מאזן האנרגיה ומשוואות שטף‪-‬גרדיאנט‪ .‬להפעלת מודל זה נדרשת מדידה של קרינה נטו‪,‬‬ ‫אוגר החום בקרקע או בגוף המים‪ ,‬טמפרטורה ולחות האוויר ומהירות הרוח‪ .‬במערכות צמחיות נדרשת גם מדידה‬ ‫של מוליכות הפיוניות‪.‬‬ ‫קבוצת המחקר שלנו במרכז וולקני ביצעה בשנים האחרונות מגוון מחקרים בהם נמדדו שטף אדי המים‪ ,‬ושטפי‬ ‫אנרגיה ומסה נוספים‪ ,‬מעל מאגרי מים ומעל גידולים חקלאיים בשדה הפתוח ובבתי רשת‪ .‬המדידות הושוו‬ ‫להערכות שהתקבלו באמצעות מודלים‪ .‬אימות המודלים מאפשר להשתמש בהם כדי לחזות את השטפים לשיפור‬ ‫הניהול של מאגר המים או השקיית הגידול החקלאי‪.‬‬ ‫הרצאה זו תציג את העקרונות של שיטת המדידה והמודלים ומספר דוגמאות בהם יושמו השיטות במאגר אשכול‬ ‫)המוביל הארצי(‪ ,‬בשדה כותנה בעמק החולה‪ ,‬ובבתי רשת לגידול בננה ופלפל‪.‬‬ ‫‪9‬‬ ‫אפיון תבניות הרטבה בפרדסים באמצעות טומוגרפיה חשמלית‬ ‫זיו מורנו ואלכס פורמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫הנדסה אזרחית וסביבתית‪ ,‬הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל ) ‪( [email protected]‬‬ ‫המילוי החוזר של מי התהום הינו מרכיב עיקרי בכל מודל של זרימת מי תהום והסעת מזהמים‪ .‬לחקלאות השפעה‬ ‫מכרעת על קצב והרכב המילוי החוזר‪ .‬בישראל מילוי חוזר חקלאי הוא משמעותי מאד‪ ,‬הן בהיבט כמותי והן‬ ‫איכותי‪ .‬מסיבה זו‪ ,‬ישנה חשיבות למדידת קצב המילוי החוזר של האקוויפר מתחת לשדות חקלאיים על מנת לנהל‬ ‫את האקוויפר ולהגן עליו מפני מזהמים ובמיוחד במקרה של אקוויפר פראטי כגון אקוויפר החוף של ישראל‪ .‬על ידי‬ ‫מדידות של תכולת הרטיבות הנפחית בעומקים שונים ותוך כדי שימוש במשוואת ריצ'רדס‪ ,‬ניתן לחשב את קצב‬ ‫המילוי החוזר של האקוויפר‪ .‬שיטות גאופיסיות בכלל ו‪-‬טומוגרפיה חשמלית‬ ‫‪(Electrical resistivity‬‬ ‫)‪tomography‬בפרט מסוגלות לספק פרופילים דו ממדיים ותלת ממדיים של ההתנגדות החשמלית הגושית של‬ ‫תת הקרקע‪ .‬להתנגדות החשמלית הגושית של הקרקע קשר הדוק עם המוליכות החשמלית של תמיסת הקרקע‪,‬‬ ‫נקבוביות הקרקע‪ ,‬טמפרטורת תמיסת הקרקע ותכולת הרטיבות הנפחית של הקרקע )קשר מתמטי זה נקרא קשר‬ ‫פטרופיזי(‪ .‬מכאן‪ ,‬שמשימוש בשיטת ה‪ ,ERT -‬ניתן לאפיין את פירוס הרטיבויות בתת הקרקע‪ ,‬ועל ידי כך לפתור‬ ‫את משוואת ריצ'רדס ולחשב את השטפים האנכיים באזור הלא רווי של הקרקע‪ .‬לצורך כך‪ ,‬הוקמו ארבע‬ ‫תחנות‪ ERT‬באזורים שונים בעלי תכונות הידרוגאולוגיות שונות‪ .‬סקרים גאופיסיים בוצעו אחת לחודש והקשרים‬ ‫הפטרופיסיים של הקרקעות השונות כויילו למודל ארצ'י‪ .‬מכיול הקשרים הפטרופיסיים של הקרקעות נראה שינוי‬ ‫עונתי ומרחבי משמעותי במוליכות החשמלית של תמיסת הקרקע עבור חלק מהקרקעות‪ .‬למוליכות החשמלית של‬ ‫תמיסת הקרקע ישנו קשר ישיר למוליכות החשמלית הגושית של הקרקע ולכן‪ ,‬על מנת לחשב את פירוס‬ ‫הרטיבויות העתי והמרחבי‪ ,‬לא ניתן להניח כי המוליכות החשמלית של תמיסת הקרקע הינה פרמטר קבוע בזמן‬ ‫ובמרחב‪ ,‬כפי שמקובל בשיטת ה‪ ,ERT -‬ובמיוחד עבור אזורים סמי‪-‬ארידים המאופיינים בקצבי אידוי ודיות‬ ‫מאסיביים וכמויות מעטות של משקעים‪ .‬לעומת זאת‪ ,‬הנחה זו יכולה להוות קירוב טוב עבור קרקעות בהן פירוס‬ ‫המליחות אינו משתנה בצורה משמעותית במרחב ובזמן‪.‬‬ ‫איור ‪ :1‬פרופיל דו ממדי של ההתנגדות החשמלית הגושית של הקרקע באתר 'חדרה'‬ ‫הנמדד באוגוסט ‪.2012‬‬ ‫‪10‬‬ ‫פיתוח מדדים להערכת איכות קרקע בעזרת חישה מרחוק היפר‪ -‬ספקטראלית בשימושי‬ ‫קרקע שונים‬ ‫טרין פז‪ -‬כגן ‪ , 1‬ארנון קרניאלי ‪ , 1‬משה שחק ‪ , 1‬אלי צעדי‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬המכונים לחקר המדבר ע"ש בלואושטיין; אוניברסיטת בן גוריון בנגב )‪([email protected]‬‬ ‫‪2‬מינהל המחקר החקלאי; המכוון הוולקני‪ ,‬גילת‬ ‫בחינה והערכה של תפקוד מערכות אקולוגיות הינן בעלות חשיבות בניהול וממשק שימושי‪-‬קרקע ובעלת ההשפעה‬ ‫מכרעת על ניהול קרקע באופן בר‪-‬קיימא‪ .‬איכות קרקע קשורה לכושר הנשיאה של קרקע לתמוך בשירות ותפקוד‬ ‫מערכות אקולוגיות‪ .‬המושג "איכות קרקע" מאחד מדדים כימיים ביולוגיים ופיזיקאליים המשולבים להערכת איכות‬ ‫ובריאות המערכת הקרקעית‪ .‬הערכה מעשית של איכות קרקע הינה משימה מאתגרת מכיוון שהיא דורשת שילוב‬ ‫של תכונות קרקע המרכזיות שהשונות שלהן במרחב ובזמן גבוהה‪ .‬בנוסף‪ ,‬יצירת אינדקס להערכת איכות קרקע‬ ‫דורש מספר רב של מדידות וניטור בקנה מידה נרחב‪ .‬השילוב של מדידות ישירות )מדידות קרקע קונבנציונליות(‬ ‫וחישה מרחוק היפר‪-‬ספקטראלית עשוי לתת מענה לבעיה זאת‪.‬‬ ‫המתודולוגיה המחקרית במחקר זה‪ ,‬שילבה בין בדיקות ישירות ובדיקות ספקטראליות )ספקטרוסקופיה היפר‪-‬‬ ‫ספקטראלית( להערכת איכות קרקע בשימושי קרקע שונים באזור מדברי למחצה בישראל‪ .‬מטרת המחקר הינה‬ ‫לפתח אינדקס איכות קרקע )‪ (SQI‬ואינדקס ספקטראלי להערכת איכות קרקע )‪ (SSQI‬ובחינת המתאם ביניהם‪.‬‬ ‫הערכה של איכות הקרקע התבססה על מודל של אוניברסיטת קורנל המשלבת כ‪ 14-‬מדדי קרקע ביולוגים‪ ,‬כימיים‪,‬‬ ‫ופיזיקאליים‪ .‬הערכה של אינדקס הספקטראלי התבססה על מדידיות ספקטרליות בעזרת חיישן ‪ ASD‬בתחום‬ ‫‪ .(nm 400-2400)VIS-NIR-SWIR‬בחינת המתאם בין המדדים הישרים והמדדים הספקטראליים נעשתה‬ ‫בעזרת שימוש בפרוצדורות מתמטיות וסטטיסטיות כגון‪principal component analysis (PCA), a partial :‬‬ ‫‪least squares – regression (PLS-R), and a partial least squares – discriminate analysis (PLS‬‬‫)‪DA‬‬ ‫תוצאות המחקר מראות כי ישנו שינוי משמעותי באיכות הקרקע בשימושי הקרקע ובטיפולים השונים‪ .‬נמצא יכולת‬ ‫החיזוי גבוהה )‪ (R2 > 0.80‬בעזרת ספקטרוסקופיה של מדדי הקרקע ‪ ,NH4, NO3, pH‬ומקרם קרקע‪ .‬יכולת חיזוי‬ ‫בינונית נמצאה ללחות קרקע‪ ,‬חומר אורגני‪ ,‬מוליכות חשמלית‪ ,‬ואשלגן )‪ ,(0.50<R2<0.80‬ויכולת חיזוי נמוכה‬ ‫)‪ (R2<0.50‬נמצאה בזרחן ופחמן פעיל‪ .‬כמו כן‪ ,‬נמצא מתאם בינוני ומובהק בין אינדקס ‪ SQI‬לאינדקס ‪ׁ ◌SSQI‬‬ ‫של ‪ .0.66<R2<0.74‬הערכה של איכות הקרקע מאפשרת הבנה רחבה של תהליכים המתקיימים בקרקע‬ ‫ומשפיעים על המערכת האקולוגית‪ ,‬ותרגומה לפעילות ממשקית ממומלצת‪ .‬לשימוש בכלי שכזה לניטור קרקעות‬ ‫מזוהמות‪ ,‬חקלאיות‪ ,‬וטבעיות חשיבות נרחבת‪ .‬השימוש בחישה מרחוק היפר‪-‬ספקטראלית של מדדי הקרקע‬ ‫מציע כלי מבטיח לחיזוי איכות הקרקע ובעל יתרונות כלכליים וסטטיסטיים‪ ,‬אך לציין שיתרונות אלו אינם מבטלים‬ ‫את הצורך בבדיקות ישירות בשטח‪ .‬המדדים הספקטראליים הציגו יכולת משמעותית בחיזוי מדדי הקרקע ואיכות‬ ‫הקרקע‪ ,‬יש צורך לבחון את הישימות לניתוח מדדים אלו בשטחים נרחבים יותר ובקרקעות מסוגים שונים‪.‬‬ ‫‪11‬‬ ‫השפעה של מזהם פחמימני המצוי בפאזה חופשית על החתימה החשמלית של קרקע‬ ‫לא רוויה‬ ‫עידית שפר‪ ,‬נמרוד שוורץ ואלכס פורמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫הנדסה אזרחית וסביבתית‪ ,‬הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל )‪([email protected]‬‬ ‫הביקוש ההולך וגובר בקרב האוכלוסייה למי שתייה וקרקעות נקיים מדגיש את הצורך באיתור וזיהוי יעילים של‬ ‫מזהמים בקרקע‪ ,‬בכדי לבצע תהליך רמידיאציה אפקטיבי ומוצלח להגנה ולטיפול בקרקע ובמי התהום‪ .‬קיטוב‬ ‫ספקטרלי מושרה )‪ (spectral Induced Polarization, SIP‬הינה שיטה גיאו‪ -‬חשמלית לא פולשנית שנמצאה‬ ‫מתאימה פוטנציאלית לאיתור ומיפוי של מזהמים אורגניים בתת‪ -‬הקרקע‪ .‬בעבודה זו‪ ,‬החתימה החשמלית של‬ ‫קרקע אשר זוהמה בדקאן ‪ (decane),‬נחקרה בסדרה של ניסויים באמצעות ‪ , SIP‬במטרה לבודד ולאפיין את‬ ‫ההשפעה של מזהם הנמצא בפאזה נפרדת‪ ,‬על תכונות הפולריזציה של הקרקע‪ .‬הקרקע )מסוג חמרה( עברה שני‬ ‫סוגי טיפולים‪ :‬נקי ומזוהם‪ .‬תכולת רטיבות דומה נשמרה קבועה עבור שני סוגי הטיפול‪ ,‬והדקאן )בשלוש דרגות‬ ‫רוויה שונות( עורבב יחד עם הקרקע הלחה ליצירת מערכת המורכבת מארבע פאזות‪ :‬מוצק‪ ,‬מים‪ ,‬דקאן ואוויר‪.‬‬ ‫מדידות חשמליות נערכו גם לאורך זמן ובמקביל נלקחו מדידות כימיות‪.‬‬ ‫התוצאות שהתקבלו מראות ירידה ברורה ברכיב המדומה של המוליכות החשמלית הקומפלקסית של הקרקע עם‬ ‫הוספת הדקאן‪ ,‬וכן הזזה של תדר הרילקסציה )כפי שמוצג באיור למטה(‪ .‬בנוסף לכך‪ ,‬נמצא כי הגדלת אחוז‬ ‫הדקאן במערכת לא שינתה כמעט את התגובה החשמלית של הקרקע‪ .‬יתר על כן‪ ,‬המדידות הכימיות של תמיסת‬ ‫הקרקע העידו על כך שתוספת דקאן לא גרמה לשינוי בשכבת הסטרן‪ .‬מכיוון שקרקע זהה שימשה לכל הטיפולים‪,‬‬ ‫לא היה שינוי משמעותי בפילוג גודל הגרגירים‬ ‫ביניהם‪ .‬לפיכך‪ ,‬תוצאות אלו מיוחסות למנגנון ה‪-‬‬ ‫‪ .membrane polarization‬התוספת של הדקאן‬ ‫לקרקע גרמה ככל הנראה לשינוי בגיאומטריה‬ ‫של הפאזה הנוזלית בסקאלת הנקבוב‪ ,‬תופעה‬ ‫המשפיעה מאד על מנגנון זה‪ .‬בנוסף נמצא כי‬ ‫השינוי בחתימה החשמלית עם הוספת הדקאן‬ ‫הוא תלוי זמן ואנו מייחסים אותו לתהליך‬ ‫הסידור מחדש של הנוזל ‪.‬‬ ‫‪12‬‬ ‫הצגת שיטה חדשה לזיהוי ואפיון קרומי קרקע ביולוגים באמצעות ספקטרוסקופיה‬ ‫וחישה מרחוק בתחום התרמי‬ ‫רוזנשטיין עופר ‪ 1‬וארנון קרניאלי‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫אוניברסיטת בן‪-‬גוריון בנגב‪ ,‬המכונים לחקר המדבר ע"ש יעקוב בלאושטיין‪([email protected]) ,‬‬ ‫קרומי קרקע ביולוגיים הם מרכיבים חשובים במערכות אקולוגיות מדבריות‪ .‬הם מורכבים מחלקיקי קרקע יחד עם‬ ‫חברות מיקרופיטים שונות הכוללות ציאנובקטריות‪ ,‬אצות‪ ,‬פטריות‪ ,‬טחבים וחזזיות‪ .‬בעוד שכל קרומי הקרקע‬ ‫הביולוגיים הם סוכני שינוי משמעותיים בסביבתם‪ ,‬האופן המדויק בו מתבטאים השינויים הללו תלוי בהרכב חברת‬ ‫המיקרופיטים בקרום‪ .‬ככל שנצבר ידע רב אודות הפונקציות האקולוגיות של קרומי הקרקע הביולוגיים‪ ,‬שב ועולה‬ ‫הצורך למפות את התופעה בקנה מידה מרחבי גדל והולך‪ .‬השיטה שאנו נציג מתבססת על חילוץ חתימות‬ ‫ברזולוציה ספקטרלית גבוהה בתחום הפליטה התרמית של התכסית כדי לזהות ולאפיין את מרכיבה‪ .‬המחקר‬ ‫המוצג נערך בחולות הנגב הצפון מערבי ומטרתו ללמוד חתימות אמיסיביות של קרומי קרקע ביולוגיים מסוגים‬ ‫שונים על מנת לאפיין את סביבת מערכת דיונות החול‪ .‬מדידות של מספר סוגים של קרומי קרקע ביולוגיים‪,‬‬ ‫בשלבי התפתחות שונים לאורך הטור הסוקצסיוני‪ ,‬בוצעו באמצעות חיישן תרמי היפרספקטרלי קרקעי‪ .‬התוצאות‬ ‫מדגימות יכולת הפרדה ספקטרלית של קרומי קרקע ביחס לחול‪ ,‬אך גם יכולת להפריד בין מספר הרכבי חברות‬ ‫מיקרופיטים‪ .‬על סמך היכולת הזו‪ ,‬יצרנו אינדקס ספקטרלי שמאפשר לדרג את התפתחות קרומי הקרקע‬ ‫הביולוגים‪ ,‬ולהפרידם מהתשתית החולית‪ .‬האינדקס יושם בהצלחה על הדמאות חישה מרחוק מולטיספקטרליות‬ ‫בתחום התרמי‪ .‬היכולת החדשה הזו‪ ,‬למפות קרומי קרקע ביולוגים מסוגים שונים באמצעות חישה מרחוק‪,‬‬ ‫פותחת צוהר ליישומים עתידיים במיפוי בתי גידול‪ ,‬ופונקציות אקולוגיות שונות‪ .‬כמו כן אנו מדגימים בהצגה זו‬ ‫כיצד שילוב של מידע ספקטרלי מתחום ההחזרה יחד עם מידע מתחום הפליטה התרמית משפרים את יכולתנו‬ ‫לבצע ניתוח תכסית בסביבת דיונות חול‪ .‬בניגוד לחישה מרחוק בתחום ההחזרה הספקטרלית‪ ,‬חישה מרחוק של‬ ‫פליטה בתחום התרמי אינה מוגבלת על ידי תאורת השמש‪ .‬יתרון זה מאפשר שימוש בטכנולוגיה זו גם בשעות‬ ‫הלילה או תחת מעטה של עננים‪ .‬כמו כן‪ ,‬חתימות אמיסיביות ברזולוציה ספקטרלית גבוהה מתאימות מאוד‬ ‫לניתוח תכסית משום שאינן מושפעות על ידי משתנים השעה ביום ועונת השנה‪ ,‬בניגוד לטמפרטורת פני השטח‪.‬‬ ‫‪13‬‬ ‫השפעת הממשק וגורמי הסביבה על פליטת גזי חממה מן הקרקע בחקלאות אורגנית‬ ‫נועם בן נעים‪ ,1‬אשר בר‪-‬טל‪ ,1‬מיכאל רביב‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ .1‬המכון למדעי הקרקע המים והסביבה‪ ,‬מרכז וולקני‪ ,‬מינהל המחקר החקלאי )‪([email protected]‬‬ ‫‪ .2‬מרכז מחקר נווה‪-‬יער‪ ,‬מינהל המחקר החקלאי‬ ‫קומפוסטים ודשנים אורגניים הם הבסיס לשמירת פוריות הקרקע והזנת הצמח בחקלאות אורגנית‪ .‬תהליכי פרוק‬ ‫חומרים אלו בקרקע עלולים לגרום לשחרור מואץ של התרכובות הגזיות פחמן דו חמצני )פד"ח(‪ ,‬מתאן וחנקן תת‬ ‫חמצני )חת"ח( )‪ CH4 , CO2‬ו‪ N2O-‬בהתאמה( שנקראות גזי חממה בגלל השפעתן השלילית על מאזן האנרגיה‬ ‫הנכנסת והיוצאת מהאטמוספרה‪ .‬החקלאות הינה אחד המקורות העיקריים לפליטת חת"ח ומתאן‪ ,‬תרומתה מהווה‬ ‫‪ 58%‬ו‪ 47% -‬מכלל פליטות החת"ח והמתאן לאטמוספירה בהתאמה‪ .‬בישראל אין נתונים מדויקים על גזים אלו‬ ‫והדיווחים מתבססים על הערכות בלבד‪.‬‬ ‫בניסוי ליזימטרים מדדנו פליטות פד"ח וחת"ח מקרקעות שונות מישראל שיושמו בהן קומפוסט בקר‪ ,‬זבל פטמים‬ ‫מפוסטר )זפ"מ( ודשן )אמון גופרתי( כולם לפי ‪ 35‬ק"ג חנקן\ד'‪ .‬כמות הפחמן שיושמה הייתה )ק"ג\ד'(‪,260 ,350 :‬‬ ‫ו ‪ ,0 -‬בהתאמה‪ .‬פליטת החת"ח לאורך ‪ 50‬ימי הניסוי הייתה‪ 43-564 ,23-381 :‬ו‪) 50-407 -‬גרם חנקן\ד'(‪,‬‬ ‫בהתאמה לעיל‪ .‬פליטת הפד"ח מהקרקעות הייתה‪ 29-95 ,15-71 :‬ו‪) 13-64 -‬ק"ג פחמן\ד'( בהתאמה‪ .‬פליטת‬ ‫החת"ח מטיפול הקומפוסט הייתה נמוכה משמעותית מאשר בטיפולי הדשן והזפ"מ בכל הקרקעות פרט לקרקע‬ ‫מרמת הגולן‪ .‬פליטת פד"ח מטיפול הדשן הייתה הנמוכה ביותר מבין הטיפולים בכל הקרקעות‪ ,‬וגם זו מהזפ"מ‬ ‫הייתה פחות מ‪ 30%-‬מהפחמן שהוסף‪.‬‬ ‫על מנת לזהות את התרומה היחסית של החומר האורגני והגיר לפליטת פד"ח עשינו שימוש באיזוטופים יציבים‬ ‫ובוצע איפיון של כל אחד מן המקורות‪ ,‬החומר האורגני הקרקעי‪ ,‬החומר האורגני המוסף וגיר הקרקע‪ .‬מניתוח‬ ‫התוצאות עולה כי בקרקעות הגירניות בניסוי‪ ,‬קרי‪ ,‬בית שאן‪ ,‬גילת ונוה יער עולה כי לפליטת פד"ח שמקורו מגיר‬ ‫מומס חלק גדול בפליטה‪ .‬בטיפול הקומפוסט היה אחוז הפד"ח שמקורו מגיר כ‪ 15 ,50-‬ו‪ 55-‬בהתאמה לקרקעות‬ ‫הנ"ל‪ .‬בטיפול הזפ"מ עמדו האחוזים על ‪,18,1‬ו‪ 19-‬בהתאמה‪ .‬בטיפול הביקורת בו ניתן דשן אמון גופרתי היו‬ ‫התוצאות ‪ 11 ,58‬ו‪ 65 -‬אחוזים בהתאמה‪.‬‬ ‫‪14‬‬ ‫פליטת גזי חממה מקרקע לאחר יישום בוצות שעברו תהליכי ייצוב שונים‬ ‫הלה הכט ‪ , 1,2‬אשר בר טל ‪ , 1‬פנחס פיין ‪ 1‬והדר הלר‬ ‫‪(4‬‬ ‫‪(5‬‬ ‫‪1‬‬ ‫המכון למדעי הקרקע המים והסביבה‪ ,‬מינהל המחקר החקלאי‪ ,‬מרכז וולקני‪ ,‬בית דגן )‪[email protected]‬‬ ‫המכון למדעי קרקע מים וסביבה‪ ,‬הפקולטה לחקלאות מזון וסביבה‪ ,‬האוניברסיטה העברית‪ ,‬רחובות‪.‬‬ ‫(‪.‬‬ ‫יישום בוצות שפכים בקרקעות חקלאיות מהווה תחליף זול לדשן ומשפר תכונות כימיות‪ ,‬פיסיקליות וביולוגיות של‬ ‫הקרקעות‪ .‬מדיניות של יישום בוצה בחקלאות הופכת את הפסולת ממטרד למשאב ולכן נחשבת כמדיניות בת‬ ‫קיימא‪ ,‬אשר נתמכת ע"י גורמי הסביבה המובילים בכל העולם‪ .‬עם זאת‪ ,‬ישנו חשש לגבי התגברות פליטת גזי‬ ‫חממה בעקבות יישום בוצות ופסולות אורגניות בקרקע‪.‬‬ ‫לפני יישומן בשטח חקלאי כדשן‪ ,‬עוברות הבוצות תהליכי ייצוב שונים‪ ,‬שמטרתם העיקרית היא לקטול גורמי מחלה‬ ‫ולמנוע ריחות ומשיכת גורמים מפיצי מחלות‪ .‬שני התהליכים המצויים בישראל הם קומפוסטציה לאחר ייצוב בעיכול‬ ‫אל‪ -‬אווירני )בוצות ממרבית המתקנים( וטיפול בסיד ובאפר פחם‪ .‬תהליכי הייצוב השונים מקנים לבוצות תכונות‬ ‫כימיות ופיזיקליות שונות‪ ,‬דבר שמשפיע על זמינות יסודות ההזנה לצמחים וגורם לשוני בהרכב המינרלי והאורגני‬ ‫של הבוצות ולשוני בהתפרקותן שמתבטא בפליטות שונות של גזי חממה מהקרקע‪ .‬עד היום נעשו בארץ מחקרים‬ ‫בודדים שכללו מדידת פליטת גזי חממה בחקלאות בכלל ומיישום בוצות בשדה בפרט‪ ,‬ולא נבדקו ההבדלים‬ ‫בפליטות עקב השוני בטיפול המקדים בבוצות‪ .‬המידע שנאסף במחקר הנוכחי חיוני לייעול תשומות בוצות השפכים‬ ‫כתחליף לדשן כימי ולהתאמת תהליכי הכנת הבוצה למזעור הנזק הסביבתי‪.‬‬ ‫עבודה זו באה לבחון ולכמת את פליטת גזי החממה‪ :‬פחמן דו‪-‬חמצני )פד"ח‪ ,(CO2 ,‬חנקן תת‪-‬חמצני )חת"ח‪,‬‬ ‫‪ (N2O‬ומתאן )‪ ,(CH4‬מקרקעות חקלאיות בהן מיושמות בוצות שעברו טיפולים שונים‪ .‬העבודה מתמקדת‬ ‫בהבדלים שבפליטת גזי החממה כתלות בשוני בין הבוצות‪ .‬נערך ניסוי שדה )תירס בקיץ וחיטה בחורף(‪ ,‬בקרקע‬ ‫חרסיתית ברבדים בו יושמו קומפוסט בוצה )‪ ,(CSS‬בוצה מעוכלת סוג ב' )‪ ,(DSS‬ובוצה מיוצבת בסיד ואפר פחם‬ ‫)במס"א‪ (LSS ,‬בעומס חנקן המותר בישראל )‪ 500‬ק"ג חנקן להקטר בשנה(‪ .‬הבוצות יושמו פעם בשנה ב‪,2011‬‬ ‫‪ .2013 ,2012‬כתוצאה מכך עומס הפחמן היה ‪ 2800 ,4800‬ו‪) 3800 -‬ק"ג\הק' בשנה(‪ ,‬בהתאמה‪ .‬טיפולי‬ ‫הביקורת היו ללא דישון כלל )‪ (CON‬ודישון מסחרי ב‪ 250-‬ק"ג ‪\N‬הק' באוריאה )‪ .(CON+N‬חוץ מטיפול ‪,CON‬‬ ‫כל הטיפולים דושנו בנוסף ב‪ 150-‬ק"ג ‪\N‬הק' עם מי‪-‬ההשקיה‪ .‬במהלך ‪ 296‬ימי המדידה בשנת ‪) 2012‬קיץ‬ ‫וחורף(‪ ,‬ס"כ פליטת החת"ח הייתה )גרם חנקן\הק'( ‪ ,2103 ,4083 ,946 ,1261 ,762‬עבור ‪,CON+N ,CON‬‬ ‫‪ ,LSS ,DSS ,CSS‬בהתאמה וס"כ פליטת הפד"ח הייתה )ק"ג פחמן\הק'( ‪,1916 ,2113 ,2228 ,2001 ,1814‬‬ ‫בהתאמה‪ .‬יישום בוצה ודשן הגדיל פליטת חת"ח מהקרקע ביחס ל‪ CON-‬כלהלן‪) DSS :‬פי ‪) LSS < (5‬פי ‪< (3‬‬ ‫‪ CON+N‬ו‪) CSS‬פי ‪ .(1-2‬כמות החנקן המורחקת כחת"ח מן התוספת )ב‪ (%-‬הייתה‪,0.32 ,0.63 ,0.15 ,0.32 :‬‬ ‫עבור ‪ ,LSS ,DSS ,CSS ,CON+N‬בהתאמה‪ .‬כמות הפחמן המורחקת כפד"ח מן התוספת )ב‪ (%-‬הייתה‪,46.0 :‬‬ ‫‪ ,50.8 ,76.0‬עבור ‪ ,LSS ,DSS ,CSS‬בהתאמה‪ .‬לגבי מתאן‪ ,‬נצפו ריכוזים דומים לריכוזי הרקע )האוויר(‪ ,‬מה‬ ‫שאומר שלא היו פליטות מתאן בניסוי זה‪.‬‬ ‫יישום בוצות בקרקע מביא לפליטות גבוהות של פד"ח וחת"ח‪ ,‬בעיקר בחודש הראשון לאחר היישום‪ .‬השוני בהכנת‬ ‫הבוצות משפיע על הבדלי פליטות החת"ח והפד"ח מקרקעות בהן מיושמות הבוצות‪ .‬פליטות הפד"ח מכל טיפולי‬ ‫הבוצה‪ ,‬במצטבר‪ ,‬היו דומות מאוד לפליטות מהביקורת המסחרית‪ .‬כך גם פליטות החת"ח מטיפול הקומפוסט‪.‬‬ ‫איבודי החנקן כחת"ח מקרקע מיושמת בוצה היו קטנים מאוד )פחות מ‪ ,(1%‬ולכן ניתן לומר שאינם גורעים מהערך‬ ‫הדישוני בחנקן של הבוצה‪ .‬יש חשיבות לבחירת הטיפול המקדים של הבוצה לפני יישומה בקרקע‪ ,‬מבחינת‬ ‫ההשפעה הסביביתית של פליטת גזי חממה‪.‬‬ ‫‪15‬‬ ‫השפעת חומר אורגני על הקיטוב הספקטראלי המושרה של קרקע‬ ‫נמרוד שוורץ‪ ,‬מור אלימלך ואלכס פורמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫הנדסה אזרחית וסביבתית‪ ,‬הטכניון )‪( [email protected]‬‬ ‫שיטת הקיטוב הספקטראלי המושרה )‪ (spectral induced polarization, SIP‬הינה שיטה גאו‪-‬חשמלית המשמשת‬ ‫לניטור תת הקרקע‪ .‬באופן כללי‪ ,‬השיטה מאפשרת מדידה של התכונות החשמליות של הקרקע‪ ,‬אינה מפרה את‬ ‫הקרקע ועלותה נמוכה‪ .‬השיטה רלוונטית למספר רב של ישומים הידרולוגים‪ ,‬חקלאיים וסביבתיים מכיוון‬ ‫שהתכונות החשמליות של הקרקע הנמדדות באמצעות השיטה )מוליכות חשמלית ופולריזציה בתדר נמוך(‬ ‫קשורות למגוון רחב של תכונות כימיות‪ ,‬כימופיזיקאליות ופיזיקאליות של הקרקע‪ .‬למשל‪ ,‬המוליכות החשמלית של‬ ‫הקרקע רגישה לתכולת הרטיבות ולריכוז המלחים והפולריזציה רגישה בעיקר לתכונות הכימופיזיקאליות של פן‬ ‫הביניים בין מוצקי הקרקע ותמיסת הקרקע‪ .‬המודלים המרכזיים לפולריזציה של הקרקע בתחום התדרים הנמוך‬ ‫)שרלוונטי לשיטת ה ‪ (SIP‬קושרים בין מטען פני המוצקים‪ ,‬ערכיות היונים הספוחים והמוביליות שלהם בשכבה‬ ‫החשמלית הכפולה לעוצמת הפולריזציה של הקרקע ולזמן הרילקסציה‪ .‬בעוד מודלים אלו נבחנו הן תאורטית והן‬ ‫נסיונית עבור מינרלים וקרקעות שונות‪ ,‬למיטב ידיעתנו ההשפעה של חומר אורגני‪ ,‬שכידוע הוא בעל מטען פני‬ ‫שטח גבוה‪ ,‬על החתימה החשמלית של הקרקע בכלל ועל הפולריזציה של הקרקע בפרט עדיין לא נבחנה‪ .‬בעבודה‬ ‫זו אנו מציגים תוצאות ראשוניות להשפעה של חומר אורגני על התכונות החשמליות של הקרקע‪ .‬בניסוי‪ ,‬נמדדה‬ ‫החתימה החשמלית )ראו איור( של קרקע לס המכילה כמויות זניחות של חומר אורגני‪ ,‬והחתימה החשמלית של‬ ‫אותה קרקע עם תוספת של ‪ 2%‬כבול מעמק החולה‪ .‬באופן מפתיע הוספת החומר האורגני לקרקע הביאה לירידה‬ ‫משמעותית בפולריזציה למרות שקיבול הקטיונים החליפי של החומר האורגני גדול פי ‪ 50‬מקיבול הקטיונים‬ ‫החליפי של הקרקע‪ .‬נוסף על כך הוספת החומר האורגני לקרקע הביאה לעלייה בזמן הרילקסציה‪ .‬אמנם בשלב זה‬ ‫מנגנון המסביר את השפעת החומר האורגני על החתימה החשמלית של הקרקע אינו בנמצא‪ ,‬אולם תוצאות‬ ‫העבודה מצביעות על כך כי יש להביא בחשבון‬ ‫נוכחות חומר אורגני בניתוח התכונות חשמליות‬ ‫של הקרקע ‪ ,‬וכי נדרש מחקר נוסף שיתרום‬ ‫להבנת מנגנון ההשפעה של חומר אורגני על‬ ‫החתימה החשמלית של הקרקע‪.‬‬ ‫‪16‬‬ ‫כימות השפעת ביופילם על תכונות הידרוליות של קרקעות באי רוויה ‪ ,‬תוצאות‬ ‫ראשוניות‬ ‫אלעזר וולק ‪ , 1‬רביד רוזנצוויג ‪ 2‬ואלכס פורמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫טכניון‪ ,‬מכון טכנולוגי לישראל )‪([email protected]‬‬ ‫המכון הגיאולוגי‪ ,‬ירושלים‬ ‫כימות ההשפעה של ביופילם על שינויים במוליכות ההידרולית של קרקעות בתווך הלא רווי )‪ (Vadose Zone‬תסייע‬ ‫לחיזוי פגיעה בטווח הקצר ובטווח הארוך של תהליכים מיקרוביולוגיים אינטנסיביים דוגמת ביורימידאציה‪ .‬בעבודות‬ ‫קודמות בהוספת חומר אנלוגי לביופילם נמצאה השפעה על עקום התאחיזה בעלייה בתכולות הרטיבות של‬ ‫הקרקע בעומד נתון וירידה בערכי המוליכות ההידרולית בעומד או בתכולת רטיבות נתונים‪ .‬בעבודה זו נעשה‬ ‫שימוש בביופילם אמיתי שהתפתח בקרקע‪ .‬חמרה הודגרה בתוספת מצע גידול ‪ LB‬ו‪Pseudomonas Putida F1-‬‬ ‫במטרה ליצור כמויות ביופילם משמעותיות‪ .‬ערכים לעקום תאחיזה ולפונקציית המוליכות ההידרולית )המחושבת(‬ ‫נאספו בשיטת ההתאדות )‪ .(evaporation method‬כפי שנראה בתרשים להלן‪ ,‬בנוכחות ביופילם נמצאה השפעה‬ ‫על עקום התאחיזה )עלייה בערכי תכולת הרטיבות בעומדים נתונים בהשוואה לביקורת( ונצפתה ירידה בערכי‬ ‫המוליכות ההידראולית‪ ,‬אף עבור תכולות רטיבות הקרובות לרוויה‪ .‬לעומת הניסויים שנעשו על ידי אנלוג לביופילם‬ ‫ולעומת קבוצת הביקורת‪ ,‬מודל )‪ Van Genuchten Bimodel (Durner 1994‬נמצא מתאים למידול התוצאות‪ .‬מודל‬ ‫זה מתאים עקום תאחיזה על ידי סופרפוזיציה של עקומי תאחיזה של מודל ‪ Van Genuchten‬לפאזות שונות‬ ‫בסביבה הנקבובית‪ .‬ממצאים ראשוניים אלא מציעים שנמצאת זרימה לא זניחה גם בביופילם‪.‬‬ ‫)‪θ (-‬‬ ‫‪0.3‬‬ ‫‪0.2‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0.4‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0.3‬‬ ‫)‪θ (-‬‬ ‫‪0.2‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪clean Hamra‬‬ ‫‪0.1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫]‪Hamra-BF 7.6E+07 [cfu/gr-soil‬‬ ‫)‪|h| (cm‬‬ ‫‪0.001‬‬ ‫)‪k (cm/dy‬‬ ‫‪0.01‬‬ ‫]‪Hamra-BF 1.3E+08 [cfu/gr-soil‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪0.0001‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪0.00001‬‬ ‫‪17‬‬ ‫זיהוי שכבות רטובות כמקור מים לעצי שיטה באמצעות טומוגרפיה חשמלית‬ ‫אינה ריבקין ‪ , 1‬גדעון וינטרס ‪ , 1‬סיוון איזקסון ‪ , 1,2‬טלי רודקוב ‪ 1‬ואלכס פורמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪(3‬‬ ‫‪3‬‬ ‫מרכז מדעי ים המלח והערבה‪ ,‬מועצה אזורית תמר )‪([email protected]‬‬ ‫המחלקה לגיאוגרפיה‪ ,‬אונ‪ .‬בן גוריון‬ ‫הנדסה אזרחית וסביבתית‪ ,‬הטכניון‬ ‫עצי שיטה נחשבים ליסודיים בסביבה צחיחה ומרבית בע"ח תלויים בהם ישירות או בעקיפין‪ .‬בעוד שמקובל להניח‬ ‫שעצי שיטה מסוגלים להתמודד עם עקות קשות ע"י קליטת מים מעומקים גדולים‪ ,‬בחינה של הנחה זו הייתה‬ ‫אפשרית עד כה לעומקים של ‪ 3-4‬מ' בלבד‪ .‬אנו מציגים כאן שימוש בטומוגרפיה חשמלית ) ‪electrical resistivity‬‬ ‫‪ (tomography - ERT‬למיפוי המוליכות החשמלית של תת הקרקע עד לעומק של כ‪ 20 -‬מ'‪ .‬המוליכות החשמלית‬ ‫היא אינדיקטור טוב לנוכחות מים‪.‬‬ ‫בניסוי שנערך באפיק נחל גידרון נפרשו קווי אלקטרודות באורך כ‪ 100 -‬מ לאורך )מערב‪-‬מזרח( ובניצב )דרום‪-‬‬ ‫צפון( לאפיק הנחל‪ .‬מדידות נערכו באפריל ובאוגוסט ‪ .2013‬מדידות חוזרות מעידות על שינויים בתכולת המים‬ ‫בשכבות נתונות‪ .‬המדידות מצביעות )ראה איור( על קיומה של שכבה מוליכה חשמלית‪ ,‬כנראה רטובה‪ ,‬בעומק של‬ ‫‪ 8-12‬מ'‪ .‬שכבה זו שומרת מים גם בקיץ והיא כנראה מקור המים העיקרי של עץ השיטה הנחקר‪ .‬עם זאת לא‬ ‫ברור עדיין מנגנון התחדשות המים בשכבה האמורה‪ ,‬ולא ברור מקור המים התומך בעצי השיטה בשנים‬ ‫הראשונות לחייהם‪ ,‬טרם העמיקו שורשים‪.‬‬ ‫‪East- West transact‬‬ ‫חתכים ממזרח למערב בנחל גדרון‪ .‬מלמעלה‪ :‬מרץ‪ ,‬אפריל‪ ,‬ואוגוסט ‪2013‬‬ ‫‪18‬‬ Pepper (Capsicum annuum) response to nitrogen as affected by salinity Avi Stein1, Hagai Yasuor1, Asher Bar-Tal2, Alon Ben-Gal1, Shabtai Cohen3 Uri Yermiyahu1 1 Gilat Research Center, Agricultural Research Organization ([email protected] ) Department of Plant Nutrition, Agricultural Research Organization, the Volcani Center. 3 Central and Northern Arava Research and Development. 2 Bell pepper (Capsicum annuum) is a major crop in Israel grown mainly in the south of the country. Bell pepper is commonly irrigated with brackish water from different sources, with electrical conductivity (EC) ranging from 1 to 5 dS m-1. Due to water scarcity in Israel, sea water desalination facilities, producing water with EC values of 0.3-0.5 dS m-1 have become prominent. Nitrogen uptake by plants is expected to be influenced by the salinity of the irrigation water for a number of reasons. First, there may be antagonistic relationships between NO3 and Cl and secondly, increases in the irrigation dose with salinity due to the higher requirement of leaching may enhance the availability and uptake of NO3. The objective of the present study was to investigate the effects of N concentration in the irrigation water under different salinity levels on bell pepper fruit yield and quality. An experiment was conducted in a mesh net house located at the Gilat Research Center, over two seasons (2011 and 2012). Nine treatments were composed of 3 levels of NaCl in the irrigating water (1.7, 8.9 and 31.8 mM) combined with 3 levels of N (2.6, 4.1 and 8.3 mM). A two factorial randomized block design with 5 replicates was used. Irrigation water salinity affected plant response to N concentration in the irrigation water. An increase in Cl concentration in leaf petiole sap resulted in a reduction in leaf N content, indicating antagonism in uptake between the ions. Nitrogen and NaCl treatments influenced the mineral concentration and content in plant organs. Increases in NaCl in the irrigation water eradicated the effect of N fertilization. Under low salinity (1.7 mM NaCl), N concentration in the irrigation water had the strongest effect on fruit yield. Elevating N concentration from 2.6 to 8.3 mM increased fruit yield by 35% and 21%, under the lowest and highest water salinity, respectively. The different response to N for the different water salinities indicates that under high salinity N was not the main limiting factor for yield. In general, increased salinity had negative effects on physical fruit quality parameters, such as fruit weight, seed weight per fruit and pulp thickness. On the other hand, increase in NaCl concentration in irrigation water improved chemical quality properties. Unlike salinity, N treatment had no effect on fruit quality properties. 19 ‫פיתוח ויישום מרוכבים של מקרומולקולות וחרסיות להרחקת מזהמים ממים‬ ‫זוכת פרס מוקדי עדי רדיאן‪ ,1‬רחל נחושתאי‪ 2‬ויעל מישאל‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ .1‬הפקולטה לחקלאות‪ ,‬מזון וסביבה ע"ש רוברט ה‪ .‬סמית‪ ,‬האוניברסיטה העברית )‪([email protected]‬‬ ‫‪ .2‬המכון למדעי החיים ע"ש אלכסנדר סילברמן‪ ,‬האוניברסיטה העברית‬ ‫טיפול ושמירה על איכות מים גבוהה‪ ,‬מהווה כיום אתגר אמיתי‪ .‬הטכנולוגיות המקובלות כיום התייעלו‪ ,‬אך עדיין‬ ‫קיים צורך בשיטות חדשות לטיפול במזהמים שאינם ניתנים להרחקה ממערכות המים באופן יעיל וחומרים חדשים‪,‬‬ ‫ביניהם חומרים רפואיים וחומרי טיפוח שונים אשר רק לאחרונה התגלו כבעיתיים‪ ,‬ויש צורך בשיטות חדשות‬ ‫להרחקתם‪ .‬מטרת המחקר הייתה פיתוח מרוכבים של מקרו‪-‬מולקולות וחרסיות המבוססות על ספיחת פולימרים‬ ‫וחלבונים על פני שטח המינרלים‪ ,‬ועל ידי כך להשיג הרחקה יעילה וספציפית של מזהמים אורגנים ואי‪-‬אורגנים‬ ‫ממערכות מים‪ .‬השארת המחקר היא שקשירה ספציפית בין המזהם למצע הסופח )קשירה אלקטרוסטטית‪ ,‬קשרי‬ ‫מימן‪ ,‬קשרי ‪ π-π‬וכו'( תהיה יעילה בהשוואה לסופחים נפוצים‪.‬‬ ‫מרוכב של חלבון‪-‬פוליקטיון‪-‬חרסית פותח כביו‪-‬כלאטור חדשני לקשירה של ריכוזי קורט של ברזל דו‪-‬ערכי ) ‪.(Fe‬‬ ‫‪2+‬‬ ‫במחקר נעשה שימוש בחלבון הפרודוקסין )‪ ,(mFd‬שבתצורתו הטבעית מרכז ברזל‪-‬גופרית אי‪-‬אורגני )‪. (2Fe-2S‬‬ ‫חלבון ללא המרכז ברזל‪-‬גופרית‪ apo-mFd ,‬הופק על מנת להוות קלאטור‪ .‬בתצורת ה‪ apo-‬ישנם שני ציסטאינים‬ ‫פנויים שמחזיקים את המרכז האי‪-‬אורגני‪ ,‬ותחת תנאים מחזרים הם בעלי זנב תיאולי )‪ (R-SH‬מה שמאפשר‬ ‫קשירת מתכות כבדות‪ .‬האתגר היה שמירה על יכולת הכלאציה של החלבון גם לאחר ספיחתו לחרסית‪ ,‬ולשם כך‬ ‫נעשה שימוש בפוליקטיון ‪ dimethyl-diallyl-ammonium chloride (PDADMAC)-‬כמגשר בין החרסית לחלבון‪.‬‬ ‫החלבון אכן איבד את פעילותו כאשר נספח ישירות לחרסית המונטמורילוניט )‪ ,(MMT‬עם זאת‪ ,‬כאשר עורבב‬ ‫תחילה עם הפוליקטיון ליצירת קומפלקס פולימר‪-‬חלבון ואז הוסף לחרסית‪ ,‬נשמרה פעילותו וקשירה ספציפית של‬ ‫הברזל התרחשה )מעל ‪ 95%‬הרחקה(‪.‬‬ ‫מרוכבים של ‪ MMT‬ו ‪ PDADMAC‬הותאמו גם להרחקה וחיזור של ניטרט‪ .‬לברזל המבני בשכבת‬ ‫האוקטרהדרלית של החרסית הסמקטיטית יש את הפוטנציאל לחזר ניטרט‪ ,‬אך בעקבות דחייה אלקטרוסטטית בין‬ ‫האניון לבין שטח פני החרסית‪ ,‬יעילות החיזור וההרחקה מאוד נמוכה‪ .‬על כן נבחנה הרחקה וחיזור של הניטרט‬ ‫באמצעות מרוכב בעל מטען שטח פנים חיובי המבוסס על חרסית ברזלית ופוליקטיון בריכוזים משתנים‬ ‫)‪ .(PDAMAC-SWa1‬מרוכב זה לאחר תהליך של חיזור כימי היווה מצע בעל שתי תכונות פונקציונלית‪ :‬יכולת‬ ‫ספיחה של האניון בזכות התאמה אלקטרוסטטית ויכולת חיזור באמצעות הברזל המבני המחוזר‪ .‬התוצאות אכן‬ ‫הראו שהחרסית המחוזרת ‪ SWa1‬לבדה הרחיקה ריכוזים זניחים של ניטרט; לעומתה‪ ,‬המרוכב הראה הרחקה‬ ‫משמעותית של ניטרט ונמדדו ריכוזים של ניטריט‪ ,‬דבר המוכיח את קיומו של תהליך חיזור‪.‬‬ ‫הרחקת מזהמים אורגנים התבצעה באמצעות שני מרוכבים של פוליקטיון‪-‬חרסית; האחד ‪PDADMAC-MMT‬‬ ‫והשני מרוכב המבוסס על ‪ MMT‬עם פוליקטיון המורכב מטבעות של בנזן וויניל פירידין ביחס ‪ 9:1‬בהתאמה‪poly-‬‬ ‫)‪ .4-vinylpyridine-co-styrene (PVPcoS‬על מנת להבין את חשיבות יצירת קשרים ספציפים בין המזהם‬ ‫למרוכב‪ ,‬נבחר פיירן‪ ,‬לשמש כמודל למזהמים אורגניים‪ .‬פיירן הוא בעל יכולת גבוהה לתרומת אלקטרוני ‪ π‬וטבעת‬ ‫‪20‬‬ ‫הפירידין היא בעלת כושר קליטה של אלקטרוני ‪ π‬ועל כן ישנם אתרים ספציפים ליצירת קשרי ‪ π- π‬במרוכב‪.‬‬ ‫בעקבות כך‪ ,‬הנחנו שקשירת פיירן למרוכב ‪ PVPcoS-MMT‬תהיה גבוהה בהשוואה לקשירה למרוכב‬ ‫‪ .PDADMAC-MMT‬בנוסף‪ ,‬הערכנו שהקשירה תישאר יעילה ואף תגבר בנוכחות חומצה הומית )‪ ,(HA‬וזאת‪,‬‬ ‫בזכות יצירת קומפלקס בין החומצה לפיירן‪ .‬קבועי‪-‬הספיחה שהתקבלו מקשירה של הפיירן למקרו‪-‬מולקולות היו‬ ‫בקורלציה להתאמה מבנית‪ .PVPcoS>HA>PDADMAC :‬ספיחת ה‪ HA-‬לפחם הפעיל היתה נמוכה‪ ,‬לעומת‬ ‫זאת‪ ,‬הספיחה לשני המרוכבים הייתה מלאה ואף גרמה לעלייה ביעילות הקשירה של פיירן למרוכבים‪ .‬כמו כן‪,‬‬ ‫בניסויי קולונות הרחקה של פיירן באמצעות פילטר פחם פעיל הגיעה ל‪ 50%-‬וירדה בנוכחות חומצה הומית‬ ‫)‪ ,(~30%‬בניגוד להרחקת פיירן באמצעות הפילטר של ‪ PVPcoS-MMT‬שהייתה גבוהה באופן משמעותי ‪(100-‬‬ ‫)‪ .85%‬מחקרים קודמים התמקדו באפקט השלילי של חומצה הומית על הרחקת מזהמים במערכות לטיפול‬ ‫במים‪ ,‬העבודה הנוכחית מראה שניתן להשתמש בתופעת הקומפלקסציה בתנאים מסוימים לשיפור הרחקת‬ ‫המזהמים‪.‬‬ ‫יעילותו של מרוכב ‪ PVPcoS-MMT‬נבדקה להרחקת ערב רב של מזהמים אורגנים )חומרי הדברה‪ ,‬פחמימנים‬ ‫רב‪-‬טבעתיים‪ ,‬חומרים רפואיים ועוד(‪ .‬המטרה הייתה לנסות ולאפיין אלו גורמים תורמים לאפיניות הספיחה של‬ ‫המולקולות השונות למרוכב‪ .‬אופיו המולקולארי של הפולימר איפשר יצירה של מגוון קשרים כימיים עם המזהמים‬ ‫ועל כן רוב המולקולות הראו ספיחה משמעותית למרוכב )‪ .(log 𝑘𝑑 > 2.5‬העקומות שהתקבלו מאיזותרמות‬ ‫הספיחה התפתחו מתצורת ‪ S‬עבור החומרים בעלי אפיניות נמוכה יחסית‪ ,‬דרך עקומות ‪ C‬לינאריות ועד עקומות‬ ‫‪ L‬ו ‪ H‬למולקולות בעלות אפיניות הספיחה הגבוהות ביותר‪ .‬ניתוח התוצאות הראה שאין תכונה יחידה אשר‬ ‫נמצאת בקורלציה ישירה עם קבועי הספיחה ולכל קבוצת חומרים מאפיינים שונים הם משמעותיים; ביניהם משקל‬ ‫מולקולארי )‪ ,(MW‬הידרופוביות )‪ (log kow‬ויכולת יצירת קשרי מימן )‪.(H-acceptor‬‬ ‫לסיכום‪ ,‬מרוכבים מבוססים מאקרו‪-‬מולקולות ומינראלי חרסית נמצאו בעלי יכולת גבוהה ליצירת קשרים ספציפיים‪,‬‬ ‫והראו כושר סלקטיביות ויעילות בהרחקת מזהמים ממים‪ .‬המחקר הנוכחי נוגע במדע בסיסי ושימושי כאחד‪,‬‬ ‫ותוצאותיו משמעותיות למגוון רחב של תחומי מחקר ממדע חומרים ועד ביולוגיה וסביבה‪.‬‬ ‫‪21‬‬ ‫‪ - DIDAS‬גישה ותוכנה חדשות לתכנון ותזמון השקיה בטפטוף‬ ‫גריגורי קומונר ‪ 1‬ושמוליק פרידמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫המחלקה לפיסיקה סביבתית והשקיה‪ ,‬המכון למדעי הקרקע המים והסביבה‪ ,‬מנהל המחקר החקלאי‪[email protected] ,‬‬ ‫שיטת ההשקיה המקובלת ביותר בישראל בגידולים חד‪-‬שנתיים ובמטעים היא טפטוף‪ ,‬בעיקר עילי‪ .‬התכנון של‬ ‫השקיה בטפטוף כולל )בין השאר( את משתני מערכת ההשקיה‪ :‬מרחק בין שלוחות ובין הטפטפות לאורך‬ ‫השלוחה‪ ,‬עומק השלוחות וספיקת הטפטפת ואת ממשק ההשקיה‪ ,‬הכולל את כמויות המים )ביחידות של מ"מ‬ ‫ליום(‪ ,‬תזמון ותכיפות ההשקיות שקובעת את משך ההשקיה‪ .‬הוא צריך לקחת בחשבון את דגם ההרטבה של‬ ‫המים בקרקע והגיאומטריה של בית השורשים‪ ,‬שקובעים את יעילות קליטת המים על ידי הצמח‪ ,‬ושיקולים נוספים‬ ‫הקשורים למליחות‪ ,‬הזנה‪ ,‬אוורור‪ ,‬מחלות קרקע והיבטים אגרו‪-‬טכניים אחרים‪.‬‬ ‫בהרצאה נציג את הגישה החדשה ואת תוכנת ‪ DIDAS‬שפיתחנו )‪.DIDAS-Drip Irrigation Design and (Scheduling‬‬ ‫‪ DIDAS‬כתובה ב‪ ,DELPHI-‬עובדת בסביבת ‪ Windows‬ללא צורך בתוכנות תומכות וניתן להורידה מאתר המכון‬ ‫למדעי הקרקע המים והסביבה )‪ .(http://www.agri.gov.il/en/units/institutes/6.aspx‬התוכנה מתבססת על‬ ‫עיקרון חדש של חישוב יעילות ניצול המים )קליטת מים יחסית( במערכת של מקורות )טפטפות( – ומבלעים‬ ‫)מערכות שורשים(‪ ,‬כשקליטת המים הפוטנציאלית אינה נתונה אלא מחושבת‪ .‬מוצע כי הצבת הטפטפות תקבע‬ ‫על‪-‬פי העיקרון של יעילות ניצול מים פוטנציאלית גבוהה מערך סף עבור גודל מערכת שורשים‪ ,‬סוג קרקע‬ ‫והתאדות פוטנציאלית נתונים‪ ,‬כשהגורם המגביל הינו היכולת של הקרקע להוליך את המים מהטפטפות אל‬ ‫מערכות השורשים‪ ,‬כשהצמח צריך להתחרות עם כוחות הכבידה והקפילריות על המים הזמינים לקליטה‪ .‬יעילות‬ ‫ניצול המים המקסימאלית האפשרית מחושבת בעזרת פתרונות אנליטיים עבור מקרים פרטיים לבעיית ה'מקור‪-‬‬ ‫מבלע' הבסיסית תחת ההנחות הבאות‪ :‬זרימה תמידית‪ ,‬קרקע אחידה ואיזוטרופית‪ ,‬ליניאריזציה של משוואת‬ ‫הזרימה בעזרת ההתמרה של קירכהוף‪ ,‬יניקת מים בעצמה מקסימאלית במבלע נקודתי‪/‬קווי הממוקם במרכזו של‬ ‫נפח בית השורשים‪ ,‬התאדות מפני הקרקע מתכונתית לרטיבות הקרקע‪ .‬בנוסף לחישוב קליטת המים היחסית‬ ‫מאפשר המודל לצייר את קווי הזרם התוחמים את נפחי הקרקע דרכם המים מתאדים לאטמוספרה‪ ,‬נקלטים לצמח‬ ‫ומחלחלים לעומק הקרקע‪.‬‬ ‫לצרכי תכנון של הגיאומטריה של מערכת הטפטוף העילי והטמון משמש פתרון כללי לקליטת המים היחסית שהינו‬ ‫סופר‪-‬פוזיציה של הפתרון היסודי )פונקצית גרין( לפיזור מים ממקורות נקודתיים או קוויים‪ :‬מקורות חיוביים‬ ‫המייצגים את הטפטפות ומבלעים שליליים המייצגים את מערכות השורשים‪ .‬אחד היתרונות של המודל המוצע‬ ‫לצרכי תכנון הוא מספר הפרמטרים הקטן‪ :‬פרמטר יחיד לתיאור סוג הקרקע )ערך קטן עבור קרקע חרסיתית וגדול‬ ‫עבור קרקע חולית(‪ ,‬הרדיוס של בית השורשים הפעיל ופרמטר שלישי במקרה שההתאדות מפני הקרקע‬ ‫משמעותית‪.‬‬ ‫לצרכי קביעת תזמון השקיה מיטבי הורחב מודל הזרימה לכלול השקיה וקליטת מים משתנות בזמן בתוספת‬ ‫ההנחות הבאות‪ :‬קשר ליניארי בין המוליכות ההידראולי לתכולת הרטיבות‪ ,‬התנגדות מקומית‪ ,‬צמח‪-‬אטמוספרה‬ ‫לקליטת מים על‪-‬פי מהלך יומי עם מקסימום בבוקר ובערב ומינימום בשעות הצהריים‪ ,‬סופר‪-‬פוזיציה בזמן של‬ ‫מחזורי ההשקיה‪ ,‬המתוארים כל אחד על ידי חידור עתי ממקור נקודתי או קווי לתוך נפח הקרקע הרלוונטי‪.‬‬ ‫בהרצאה נציג בקצרה את עקרונות הגישה ונדגים בעזרת תוכנת ‪ DIDAS‬יישומים של המודל התמידי לחישוב‬ ‫קצב קליטת המים הפוטנציאלי עבור תרחישים אחדים של הרטבה ממקורות נקודתיים וקוויים עיליים וטמונים‪,‬‬ ‫ויישומים של המודל העתי לחישוב המהלכים היומיים של קצב קליטת המים ונפחי קליטת המים היומיים‬ ‫בתרחישים אחדים של מחזורי השקיה במשכים ותכיפויות שונים‪.‬‬ ‫‪22‬‬ ‫השפעת שינויי אקלים ושימושי קרקע על המלחת קרקעות בערבות של צפון יבשת‬ ‫אמריקה‬ ‫אורי נחשון ‪ , 1‬אנדרו איירסון ‪ , 2‬גארט' ואן דר קאמפ ‪ 2‬והווארד ויתר‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫אוניברסיטת ססקצ'ואן – ססקטון‪ ,‬קנדה )‪([email protected]‬‬ ‫‪ENVIROMENT CANADA‬‬ ‫המישורים של צפון יבשת אמריקה הינם אחד מעשרת "אסמי התבואה" הגדולים בעולם וכמו כן מהווים מערכת‬ ‫אקולוגית חשובה ומורכבת‪ .‬הערבות הקרות של מרכז ומערב קנדה הן הקצה הצפוני של המישורים הללו והן‬ ‫בלבד מספקות קרוב ל‪ 3%-‬מאספקת החיטה העולמית‪ 20% ,‬מאספקת הקנולה העולמית ומהווים בית גידול‬ ‫חשוב ליותר ממחצית מאוכלוסית הברווזים של יבשת אמריקה‪ ,‬כמו גם ציפורים וחיות אחרות‪ .‬האזור מאופיין‬ ‫באקלים קר ויבש ובנוף של גבעות מתונות ונמוכות‪ .‬הפשרת שלגים באביב גורמת למילוי של מיליוני מקווי מים‬ ‫בגדלים שונים ובאיכויות מים שונות בחלקים הנמוכים של הנוף‪ .‬תהליכים גאולוגים מאז סוף עידן הקרחונים לפני‬ ‫‪ 10,000‬שנה גרמו להווצרות והצטברות של מלחים בתת הקרקע‪ .‬שינויים בשימושי הקרקע בעשרות השנים‬ ‫האחרונות לצרכי חקלאות‪ ,‬בשילוב עם שינויי אקלים גלובלים גרמו להגברת תהליכי ההסעה של המלחים בקרקע‪,‬‬ ‫הופעת קרומי מלח בפני הקרקע והגדלת הסיכון להמלחת הקרקעות )כמו גם גופי המים( בחלקים נרחבים של‬ ‫הנוף‪.‬‬ ‫במחקר המתואר נעשה שימוש במדידות שדה בסקלות זמן ומרחב שונות כדי להבין טוב יותר את תהליכי‬ ‫ההמלחה באזור‪ .‬נתוחים גאוכימים של הרכבי המלחים בקרקע הראו כי המלחים קשי התמס מרוכזים סביב גופי‬ ‫המים ובחלקים העמוקים יותר של הקרקע‪ .‬לעומתם‪ ,‬המלחים המסיסים יותר מצטברים בחלקים הגבוהים של‬ ‫הנוף וקרוב לפני הקרקע‪ .‬נמצא כי ארועי גשם חזקים גורמים לתנועה משמעותית של המלחים בקרקע בסקלות‬ ‫זמן של ימים בודדים‪ .‬הגברת המשקעים בשנים האחרונות ביחד עם מעבר מצמחייה טבעית עם שורשים עמוקים‬ ‫לגידולים חקלאיים עם שורשים רדודים יותר גרם לעליית מפלסי מי התהום ותכולת הרטיבות בקרקע וכתוצאה‬ ‫מכך תנועת המלחים בקרקע מהירה ונרחבת יותר יחסית לשנים עברו‪ .‬תהליכי ההמלחה מורכבים ותלויים‬ ‫במשתנים רבים‪ .‬בזכות המחקר שופרו ההבנות שלנו לגבי תהליכי ההמלחה; תנועת המלחים בקרקע; והיכולת‬ ‫לקשר בין גורמים שונים כמו סוג המשקעים )גשם או שלג(‪ ,‬תלילות המדרון‪ ,‬מיקום ואופי מקווי המים‪ ,‬סוגי‬ ‫המלחים‪ ,‬אופי הצמחייה ועוד‪ ,‬על תנועת המלחים והצטברותם בנוף‪.‬‬ ‫קרום מלח בשדה מעובד מונע את גדילת החיטה‪.‬‬ ‫בצד השני של הגדר‪ ,‬היכן שהקרקע לא מעובדת והצמחייה הטבעית‬ ‫שולטת לא נראים סימני המלחה‪.‬‬ ‫‪23‬‬ ‫חיזוי עובי קרקע ותכולת אבק בקרקע באזורים מדבריים ‪ :‬מדבר המוהבי כמקרה מבחן‬ ‫און כרובי‪, ,1‬ג'ון פלטייר‪ 2‬וקרייג רסמוסן‬ ‫‪.1‬‬ ‫‪.2‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫‪3‬‬ ‫המכון הגיאולוגי ‪,‬ירושלים )‪( [email protected]‬‬ ‫המחלקה לגיאולוגיה ‪,‬אוניברסיטת אריזונה ‪,‬טוסון ‪,‬אריזונה ‪,‬ארה"ב‬ ‫המחלקה לקרקע ‪,‬מים וסביבה ‪,‬אוניברסיטת אריזונה ‪,‬טוסון ‪,‬אריזונה ‪,‬ארה"ב‬ ‫עובי קרקע הינו אחד מהפרמטרים החשובים ביותר למודלים הידרולוגים ‪.‬עובי קרקע משתנה במרחב‬ ‫בסקלות שונות והערכתו על פני שטחים גדולים קשה לביצוע באמצעות מדידות שדה ‪.‬מידול של עובי‬ ‫קרקע בסקלה של אגני ניקוז הינו הדרך המיטבית ללמוד על תהליכים הידרולוגים וגיאומורפולוגים אשר‬ ‫תלויים בשונות של עובי קרקע במרחב ‪.‬לאחרונה הראו מחקרים שונים כי מודלים נומריים אשר מניחים‬ ‫שיווי משקל ארוך טווח בין יצירת קרקע לבין הסרת קרקע יכולים לחזות בדיוק גבוה את השונות‬ ‫המרחבית בעובי קרקע באזורים חצי‪-‬מדבריים ולחים ‪,‬בהם עובי הקרקע משתנה באופן הדרגתי ‪.‬אולם‪,‬‬ ‫מודלים אלו לא נוסו באזורים מדבריים בהם עובי קרקע משתנה באופן חד במרחב ובהם השפעת תוספת‬ ‫אבק על עובי הקרקע הינה משמעותית ‪.‬במחקר פיתחנו ובדקנו מודל נומרי לחיזוי עובי קרקע ותכולת‬ ‫אבק בקרקע באזור הררי במדבר המוהבי ‪,‬קליפורניה ‪,‬ארה"ב ‪,‬באמצעות מדידות שדה של עובי קרקע‪,‬‬ ‫מוטס ‪. LIDAR‬אנליזות גיאוכימיות של קרקע וסלע ‪,‬וניתוח כמותי של נתוני טופוגרפיה שנמדדו על ידי‬ ‫אזור העבודה מאופיין בקרקעות רדודות ‪ (< 1-2‬מטר )אשר עוביין משתנה במרחב באופן חד ‪.‬קצבי‬ ‫יצירת קרקע במודל הוערכו על ידי פונקציות יצירת קרקע ‪,‬וקצבי הסרת הקרקע הוערכו על ידי פונקציית‬ ‫הסעה תלוית שיפוע ועובי ‪,‬בהנחה כי רק אופקי הקרקע העליונים יכולים לנוע במורד ‪.‬כיילנו את קצבי‬ ‫(יצירת הקרקע ותשומת האבק עבור ליתולוגיות מגמתיות( גרניט ‪,‬דיוריט וקוורץ מונזוניט )באמצעות‪1‬‬ ‫מדידות שדה של עובי קרקע ו )‪ – 2‬תכולת אבק בקרקע אשר הוערכה על ידי אנליזת ריכוזי יסודות נייחים‬ ‫בקרקע ‪.‬אימתנו את תוצאות המודל באמצעות מדידות שדה של עובי קרקע והמצאות‪/‬אי‪-‬המצאות קרקע‬ ‫בניסיון להתגבר על השונות הרבה בעובי הקרקע במרחב ‪.‬מצאנו התאמה טובה בין עובי קרקע ותכולת‬ ‫אבק בקרקע אשר נמדדו בשדה לבין תוצאות המודל ‪.‬מחקר זה מראה כי ניתן לחזות בו זמנית עובי קרקע‬ ‫ותכולת אבק בקרקע בשטחים נרחבים באזורים מדבריים ‪.‬‬ ‫‪24‬‬ ‫דליפות חנקה משטחים חקלאיים למי תהום‪ :‬מבט מהתווך הלא רווי העמוק‬ ‫דניאל )דני( קורצמן‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫מנהל המחקר החקלאי – מרכז וולקני‪ ,‬בית דגן )‪([email protected]‬‬ ‫ב‪ 1918 -‬קיבל הכימאי היהודי‪-‬גרמני פ‪ .‬האבר פרס נובל בכימיה‪ ,‬על מציאת שיטה פשוטה לייצור אמוניה‬ ‫מחנקן אטמוספרי‪ ,‬והמחסום האחרון להתפתחות החקלאות האינטנסיבית‪ ,‬הוסר‪ .‬דישון חנקני נדיב הפך‬ ‫לביטוח זול מפני ירידה ביבולים‪ ,‬אצל חקלאים רבים בעולם‪ .‬בין השנים ‪ 1970-1990‬התקבלו המלצות ארגון‬ ‫הבריאות העולמי לריכוז מרבי של ‪ 50‬מ"ג לליטר חנקה במי שתייה ברוב ארצות אירופה‪ ,‬ב‪ 1991 -‬הציב ה‬ ‫‪ EPA‬את התקן האמריקאי על ‪ 45‬מ"ג לליטר חנקה )‪ 10‬מג"ל חנקן חנקתי(‪ ,‬תקן זה אומץ אח"כ בסין ובהודו‪,‬‬ ‫ב‪ 2001 -‬הוצב הריכוז המרבי המותר בישראל על ‪ 70‬מ"ג לליטר חנקה )‪ 16‬מג"ל חנקן חנקתי(‪ .‬שילוב של‬ ‫הדישון החנקני הנדיב ותקנות אלה‪ ,‬הפכו את זיהום מי התהום בחנקה לבעיה הראשונה במעלה מבין בעיות‬ ‫זיהום המים הקשורות בפעילות חקלאית בעולם ובישראל‪ ,‬בתחילת המאה ה‪ .21-‬בעשור הראשון של מאה זו‬ ‫כמחצית ממקורות המים שנפסלו לאספקת מי שתייה בישראל מסיבה כלשהי‪ ,‬נפסלו בשל חריגה מתקן‬ ‫החנקה‪ .‬מבין מקורות אלה בולטים קידוחי מים באקוויפר החוף באזורים חקלאיים על גבי קרקעות חמרה‪.‬‬ ‫בהרצאה זו אציג תוצאות ממספר מחקרים העוסקים בסוגיית שטפי החנקה למי התהום מתחת לשטחים‬ ‫חקלאיים מעל אקוויפר החוף‪ .‬העבודות מתבססות בעיקרן על תצפיות מהתווך הלא רווי שמתחת לבית‬ ‫השורשים‪ .‬ריכוזי החנקה באזור זה הם יציבים יחסית לאלה שבאזור השורשים‪ ,‬אך בה בשעה הם תוצאה של‬ ‫המתרחש בפני הקרקע ובית השורשים שמעליהם )בהבדל מתצפיות ממי התהום( לכן הן מהוות מפתח‬ ‫להבנת הקשר בין הפעילות החקלאית לשטפי החנקה לאקוויפר‪.‬‬ ‫מתחת לפרדסים בשרון ריכוזי החנקן‪-‬החנקתי הממוצעים במי הנקבובים של האזור הלא רווי מתחת לבית‬ ‫השורשים הם גבוהים‪ ,‬ובעלי שונות גבוהה ) ‪ 150 – 25‬מג"ל(‪ .‬קרובי מצב‪-‬תמידי לשטפי חנקה למי התהום‬ ‫מתחת לפרדסים ומטעי אפרסמון בשרון נמצאו בתחום של ‪ 25 – 5‬ק"ג‪ ,‬חנקן‪-‬חנקתי לדונם לשנה )‪14‬‬ ‫פרופילים(‪ .‬שטפים ממוצעים גבוהים יותר של ‪ 30 - 20‬ק"ג‪ ,‬חנקן‪-‬חנקתי לדונם לשנה נמצאו מתחת לשדות‬ ‫תפו"א ותות שדה בשרון )‪ 6‬פרופילים(‪.‬‬ ‫כיול מודלים משתנים בזמן של זרימה‪ ,‬הסעה וגורל‪-‬חנקן בתווך הלא רווי מתחת לפרדסים חייב הגבלה של‬ ‫קליטת החנקן ע"י השורשים‪ ,‬כך שברמות גבוהות של חנקה בבית השורשים‪ ,‬חלק לא מבוטל מהחנקן הזמין‬ ‫לא ייקלט בשורשים‪ .‬נתונים בלתי תלויים מניסוי ליזימטרים מבוקר‪ ,‬בו נוטרו מים וחנקן בכניסה וביציאה‬ ‫ממיכלים בני ‪ 200‬ליטר בהם עצי הדר )אורבלנקו( למשך שלוש שנים‪ ,‬תומכים בפונקצית קליטת חנקן‬ ‫מהצורה שהתקבלה מכיול המודלים לנתוני השדה‪ .‬הדמיות שבוצעו בעזרת המודלים המכוילים‪ ,‬בהם יושמו‬ ‫מחצית מכמויות הדשן החנקני המיושמות כיום בפרדסים שנדגמו )לא כולל הפחתה בחנקן שבמי ההשקיה(‬ ‫גרמו להפחתה של יותר מ‪ 70% -‬בשטף החנקה למי התהום לעומת ירידה קטנה יחסית בקליטת החנקן ע"י‬ ‫השורשים‪ .‬בהתחשב בחנקן הזמין שבמי ההשקיה רמות יישום אלה דומות לרמות המומלצות להדרים )~ ‪20‬‬ ‫ק"ג חנקן לדונם לשנה(‪ .‬ברמות אלה של ישום חנקן‪ ,‬ירד הריכוז הממוצע של חנקה במי הנקבובים של התווך‬ ‫הלא רווי העמוק אל מתחת לריכוז התקן לחנקה במי שתייה ולכן אלה גם רמות דישון מומלצות משיקולים‬ ‫אגרו‪-‬הידרולוגיים‪ ,‬ולא רק משיקולים חקלאיים )יבול – עלות תשומות(‪.‬‬ ‫‪25‬‬ ‫אינטראקציות של תרכובות אורגניות עם מרכיבי הקרקע – השפעתן על המים‬ ‫הספוחים‬ ‫מיכאל בוריסובר‬ ‫מכון למדעי הקרקע‪ ,‬המים והסביבה‪ ,‬מנהל המחקר החקלאי – מרכז וולקני‪ ,‬בית דגן )‪([email protected]‬‬ ‫מים ספוחים הם חלק אינטגראלי במרכיבי הקרקע המשפיעים על תכונותיה הכימיות והפיסיקליות‪ .‬ידוע כי מים‬ ‫ספוחים משפיעים על אינטראקציות של תרכובות אורגניות עם מרכיבי קרקע כחרסיות וחומר אורגני‪ ,‬וכן כי‬ ‫השפעה זו עשויה להיות הדדית‪ .‬אפיון כמותי של השפעת תרכובות אורגניות על אינטראקציות בין מולקולות מים‬ ‫וסופח יכול להוות כלי חשוב לאומדן מיום )‪ (hydration‬של אזור מוגדר על גבי הסופח ברמה מולקולארית‪ .‬כמו כן‪,‬‬ ‫בדיקת השפעתן של תרכובות אורגניות על מים ספוחים יכולה לתרום להבנת מנגנוני האינטראקציה של מזהמים‪,‬‬ ‫אגרוכימיקלים‪ ,‬חומרים טבעיים וכו' עם מרכיבי הקרקע השונים‪ .‬בתרחיש סביבתי אופייני‪ ,‬כאשר ריכוז התרכובת‬ ‫האורגנית הספוחה נמוך יחסית לריכוז המים הספוחים‪ ,‬כמעט ולא ניתן למדוד את השינויים בספיחת מים כתוצאה‬ ‫מהאינטראקציות מולקולה אורגנית‪-‬סופח‪.‬‬ ‫בעבודה הנוכחית‪ ,‬מתוארת גישה המאפשרת לכמת את השפעתן של תרכובות אורגניות על מים ספוחים בעזרת‬ ‫יחסים סטוכיומטריים דיפרנציאלים פשוטים כ‪ , ∂nWater ∂nSorbate -‬זאת על פי תיאור השינוי במספר מולקולות‬ ‫המים הספוחים לכל מולקולה אורגנית נספחת )‪ .(Borisover, M. Adsorption, 2013, 19:241-250‬גישה זו‬ ‫משתמשת את הידע הקיים לגבי השפעת הלחות היחסית באוויר על מקדם החלוקה של תרכובת אורגנית מסוימת‬ ‫בין הסופח והאוויר‪.‬‬ ‫הניתוח נעשה עבור השפעת תרכובות אורגניות שונות על ספיחה של מים על גבי חרסיות‪ ,‬תחמוצת ברזל‪,‬‬ ‫תחמוצת אלומיניום‪ ,‬קוורץ‪ ,‬קלציט‪,‬‬ ‫‪∂nWater ∂nSorbate‬‬ ‫חומצה הומית וכבול המשמש כמודל‬ ‫לחומר האורגני בקרקע )דוגמאות‬ ‫עבור לחות יחסית ‪100%‬‬ ‫‪o-Cl‬‬‫‪C2H5OH‬‬ ‫‪(CH3)2CO‬‬ ‫נבחרות מהניתוח מוצגות בטבלה(‪.‬‬ ‫סופח ↓ נספח ←‬ ‫‪C6H4OH‬‬ ‫יחסים סטוכיומטריים מחושבים עבור‬ ‫‬‫‬‫‪-1.9‬‬ ‫‪α-Fe2O3‬‬ ‫ספיחה על מרכיבים מינרלים הינם‬ ‫‬‫‪-1.9‬‬ ‫‪-1.1‬‬ ‫‪α-Al2O3‬‬ ‫שליליים ומתארים תחרות בין‬ ‫‬‫‪-4.0‬‬ ‫‪-4.8‬‬ ‫קוורץ‪+‬קאוליניט‪Ca-‬‬ ‫תרכובת אורגנית ומים באתרי‬ ‫‪+3.6‬‬ ‫‪+1.4‬‬ ‫‪+1.3‬‬ ‫חומצה הומית‬ ‫האינטראקציה‪ .‬חשוב לציין כי‬ ‫תוצאות הניתוח אינן מבוססות על מודל ספיחה ספציפי )כמודל לנגמיר‪ ,‬פרוינדליך וכו'(‪ .‬בניגוד לספיחה על‬ ‫מרכיבים מינרלים‪ ,‬ספיחה של תרכובות אורגניות על חומצה הומית יכולה לגרום לירידה בריכוז המים הספוחים‬ ‫‪ (<0) ∂nWater ∂nSorbate‬או לחלופין לעליה במיום החומצה ההומית )‪ .( ∂nWater ∂nSorbate >0‬ניתן לקשור את‬ ‫השפעתה של התרכובת האורגנית על המים הספוחים למאפייניה המולקולאריים‪ .‬עליה במיום החומצה ההומית‪,‬‬ ‫אשר נגרמת על ידי ספיחתן של תרכובות אורגניות‪ ,‬יכולה להתנהג כתהליך קואופרטיבי‪ ,‬הכולל השתתפות של‬ ‫מספר רב של מולקולות מים לכל מולקולה אורגנית נספחת‪ .‬תופעות דומות מתרחשות גם ביחסי גומלין בין‬ ‫מולקולות מים ותרכובות אורגניות הנספחות לחומר אורגני כגון כבול‪ .‬קיימים ממצאים אשר מצביעים כי עליה‬ ‫במיום חומר אורגני )כתוצאה מספיחה של תרכובת אורגנית( יכולה להתרחש גם כאשר הסופח עבר הרטבה‬ ‫קודמת באופן מלא‪ .‬התופעה המציגה עליה במיום החומר האורגני בנוכחות של מולקולות אורגניות נספחות‬ ‫מרמזת כי מיום מוקדם של חומר אורגני בקרקע אינו יוצר בהכרח את תצורת אתרי ספיחה המתאימה ביותר‬ ‫לתרכובת הנספחת‪.‬‬ ‫‪26‬‬ ‫השפעת יישום בוצות שפכים לאחר טיפולים שונים על טיוב קרקעות חקלאיות ותנועה‬ ‫עילית של מזהמים‬ ‫מני בן‪ -‬חור ‪ , 1‬מיה שחר ‪ , 1‬חיים טנאו ‪ 1‬ולאה לייב‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫המכון למדעי הקרקע‪ ,‬המים והסביבה – מרכז וולקני‪ ,‬בית דגן )‪([email protected]‬‬ ‫איור ‪ :1‬נגר וסחף‬ ‫מצטבר כתלות בגשם‬ ‫מצטבר לאחר טיפולי‬ ‫בוצה שונים‪ ,‬ללא‬ ‫תוספת בוצה )‪,(control‬‬ ‫בוצה מטופלת בסיד‬ ‫)‪ ,(Sludge CaCO‬בוצה‬ ‫סוג ב' )‪(B grade‬‬ ‫וקומפוסט בוצה‬ ‫)‪(Compost‬‬ ‫‪2000‬‬ ‫‪Y = 1069 ln(x) - 229.6, r2 = 0.98‬‬ ‫‪Y = 759.8 ln(x) - 3356, r2 = 0.96‬‬ ‫‪Y = 258 ln(x) - 1136, r2 = 0.92‬‬ ‫‪Y = 296 ln(x) - 1284, r2 = 0.98‬‬ ‫‪1600‬‬ ‫‪1200‬‬ ‫‪800‬‬ ‫‪400‬‬ ‫‪100 150 200 250 300 350 400‬‬ ‫‪Cumulative rainfall, mm‬‬ ‫‪27‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪Cumulative soil loss, g/m2 Cumulative runoff, mm‬‬ ‫הקרקע הינה משאב חיוני לרווחת בני האדם‪ ,‬בעלי החיים והצומח ומהווה מצע גידול עיקרי לגידולים חקלאיים‪.‬‬ ‫האקלים הצחיח והצחיח למחצה השורר בישראל יחד עם ממשקי גידול אינטנסיביים גורמים להידלדלות של קרקעות‬ ‫חקלאיות ולפגיעה באיכותן‪ .‬בעשורים האחרונים ישנם דיווחים על אובדן כמויות ניכרות של קרקע פורייה כסחף ומים‬ ‫כנגר עילי באזורים שונים בארץ‪ ,‬לרבות הרי מנשה‪ ,‬מישור ושפלת החוף והנגב הצפוני‪ .‬הידרדרות איכות הקרקע‬ ‫במקרים רבים היא מהירה‪ ,‬בעוד שתהליך שיקומה איטי במיוחד ויקר‪ .‬לאחרונה חלה עלייה משמעותית בכמויות בוצות‬ ‫שפכים שנוצרות במתקני הטיפול בשפכים בארץ‪ ,‬כאשר חלקם הגדול של בוצות אלה מיושם בשדות חקלאים‪ .‬בוצת‬ ‫שפכים היא ברובה שאריות של חומרים אורגניים הומיים‪ ,‬מלחים ומזהמים שונים שמקורם מהשפכים המטופלים‬ ‫ומסה של חיידקים המוספת לקולחים במכון הטיפול‪ ,‬בעיקר בטיפול בבוצה משופעלת‪ .‬בוצת שפכים‪ ,‬שעברה טיפול‬ ‫ראשוני של שיקוע והקטנה בתכולת המים‪ ,‬מוגדרת כבוצה סוג ב'‪ .‬לעומת זאת‪ ,‬בוצה שעברה טיפול נוסף של ייצוב‬ ‫ופיסטור‪ ,‬כגון קומפוסטציה‪ ,‬מוגדרת כבוצה סוג א'‪ .‬הפתרון המומלץ לסילוק בוצות ע"י המשרד להגנת הסביבה הוא‬ ‫יישום בוצות סוג א' בשטחים חקלאיים‪ .‬יישום זה של הבוצות יכול לגרום לשינויים במבנה הקרקע ובכמויות הנגר‬ ‫והסחף ולעליה בתנועה עילית של מזהמים משטחים חקלאיים‪ ,‬וע"י כך להשפיע על פוריות ואיכות הקרקע ועל המערכת‬ ‫האגרונומית‪ ,‬ההידרולוגית והאקולוגית‪ .‬בהרצאה הנוכחית תוצג השפעת יישום רב שנתי של בוצה שפוסטרה בסיד‬ ‫)בוצה סוג א'(‪ ,‬קומפוסט מבוצה שעברה ייצוב מוקדם בעיכול אל‪-‬אווירני )אנאירובית( )בוצה סוג א'( ובוצה מסוג ב'‬ ‫לעומת טיפול ביקורת )קרקע ללא תוספת בוצה( על התכונות הכימיות של הקרקע‪ ,‬יציבות תלכידים )מדד למבנה‬ ‫הקרקע(‪ ,‬כמויות נגר וסחף ותנועה עילית של מזהמים עם מי הנגר‪ .‬מדידות אלו נעשו בחלקות נגר בגודל של כ‪ 5 -‬מ"ר‬ ‫לחלקה שמוקמו בשדה בעל בתנאי גשם טבעיים‪ .‬תכונות הכימיות והפיסקאליות של הקרקע נקבעו בעומקים שונים לפני‬ ‫יישום הבוצות )בסתיו( ובאביב לאחר עונת‬ ‫הגשמים‪ ,‬ןמדידות הנגר‪ ,‬הסחף וריכוז המזהמים‬ ‫‪140‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪Control‬‬ ‫‪Y = -13.2 + 0.28x, r = 0.99‬‬ ‫במי הנגר נעשו לאחר כל סופת גשם‪ .‬התוצאות‬ ‫‪Sludge CaO Y = 53.6 ln(x) - 229.6, r2 = 0.96‬‬ ‫‪120‬‬ ‫‪2‬‬ ‫לקרקע‬ ‫שנאספו הראו שהוספת הבוצות השונות‬ ‫‪Y = 25.9 ln(x) - 108, r = 0.93‬‬ ‫‪B grade‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪Y = 17.8 ln(x) - 7.7, r2 = 0.97‬‬ ‫‪Compost‬‬ ‫העלתה את תכולת החומר האורגני הכללי בשכבת‬ ‫הקרקע העליונה‪ ,‬את הפעילות של המיקרו‪-‬פלורה‬ ‫‪80‬‬ ‫‪.‬‬ ‫בשכבת קרקע זו ושיפרה את מבנה הקרקע‬ ‫‪60‬‬ ‫כתוצאה מכך‪ ,‬הרס מבנה הקרקע במהלך סופות‬ ‫‪40‬‬ ‫הגשם צומצם ושעורי הנגר והסחף קטנו )איור ‪.(1‬‬ ‫‪20‬‬ ‫אולם‪ ,‬תוספת זו של הבוצות גרמה לעלייה בריכוז‬ ‫‪0‬‬ ‫המזהמים במי הנגר‪ ,‬בעיקר במקרו‪-‬מזהמים‬ ‫אנאורגניים‪.‬‬ ‫יחסי הגומלין בין אשלגן לנתרן והשפעתם על הפיזיולוגיה ומשק המים של עץ הזית‬ ‫רן אראל ‪ , 1,2‬אמנון שורץ ‪ 2‬ארנון דג ‪ , 1‬אלון בן‪ -‬גל ‪ 1‬ואורי ירמיהו‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫מנהל המחקר החקלאי – מרכז מחקר גילת )‪([email protected]‬‬ ‫האוניברסיטה העברית‪ ,‬הפקולטה לחקלאות‪ ,‬רחובות‪.‬‬ ‫אשלגן הוא יסוד חיוני ובעל תפקיד מרכזי בשמירה על משק המים בצמח‪ .‬בתנאים של עקת יובש חריפה אשלגן‬ ‫מסייע בשמירה על מיום רקמות‪ ,‬בקרה על מוליכות הפיוניות והגנה על המערכת הפוטוסינתטית‪ .‬הזית הוא עץ‬ ‫נפוץ באגן הים התיכון וככזה הוא מותאם לתנאים קיצוניים של חום ויובש‪ ,‬אולם כמעט ואין ידע מדעי לגבי תפקיד‬ ‫האשלגן בהזנת הזית‪ .‬במחקר שנמשך ארבע שנים בו גודלו העצים במצע מנותק לא נמצאה תגובה בצימוח או‬ ‫פוריות לרמות אשלגן גם כשריכוזו בעץ ירד לערכים נמוכים מאוד‪ .‬סימפטומים של מחסור באשלגן נצפו רק בשנה‬ ‫הרביעית‪ .‬אחד ההסברים לחוסר תגובה לנוכחות ריכוז אשלגן נמוך היא זמינות המים הגבוהה במהלך הגידול‪.‬‬ ‫עבודות קודמות הראו שתגובה למחסור באשלגן מתבטאת ביתר שאת בתנאי עקת יובש‪ .‬אפשרות נוספת היא‬ ‫שהנתרן‪ ,‬במי ההשקיה‪ ,‬יכול להחליף את האשלגן‪ .‬ההיפותזה היא שמחסור באשלגן יתבטא בתנאים של עקת‬ ‫יובש ושנתרן עשוי ‪ ,‬באופן חלקי‪ ,‬להחליף את תפקיד האשלגן בגידול הזית‪.‬‬ ‫המחקר התבסס על שני ניסויים‪ :‬הראשון נמשך ארבע שנים בו נבחנה תגובת העצים לריכוזי אשלגן שונים במי‬ ‫ההשקיה והשני נמשך שנתיים ובו נבחנה ההשפעה של הרכבים שונים של ריכוזי אשלגן ונתרן‪ .‬בשני הניסויים‪ ,‬זית‬ ‫מזן 'ברנע' גודל במיכלים במצע פרליט‪ .‬אחרי תקופה של גידול בטיפולים השונים העצים נחשפו לעקת יובש באופן‬ ‫הדרגתי ומבוקר‪ .‬לפני ובמהלך עקת היובש נמדדו פוטנציאל המים‪ ,‬מוליכות פיוניות‪ ,‬פרמטרים של פוטוסינתזה‬ ‫ופלואורסנציה של כלורופיל ‪.a‬‬ ‫בניסוי הראשון‪ ,‬לפני החשיפה לעקת יובש‪ ,‬לא נמצאו הבדלים בין טיפולים בכל המדדים שנבחנו למרות הטווח‬ ‫הרחב מאוד של רמות אשלגן ברקמות העץ‪ .‬עקת יובש הדרגתית גרמה לירידה בפוטנציאל המים‪ ,‬במוליכות‬ ‫הפיוניות ובקצב קיבוע הפחמן‪ ,‬ללא תלות בטיפולים‪ .‬ריכוז הנתרן בעלווה בטיפולי האשלגן הנמוכים הגיע לערכים‬ ‫גבוהים ביותר )מעל ‪ .(0.25%‬התכנון של הניסוי השני בא לענות על השאלה האם הנתרן יכול להחליף את תפקיד‬ ‫האשלגן?‬ ‫אחרי שנה של השקיה בתמיסות ביחסים שונים של אשלגן‪/‬נתרן החלו להופיע סמני כלורוזה בעצים שהושקו‬ ‫בתמיסה שהיא לחלוטין חסרת אשלגן ונמדדה ירידה בעצמת הצימוח‪ .‬תוספת של נתרן ללא אשלגן הפחיתה את‬ ‫עצמת הסימפטומים של מחסור באשלגן‪ .‬מדידות שנערכו בתנאים של השקיה מלאה הראו פחיתה משמעותית‬ ‫בקצב קיבוע הפחמן של הטיפול ללא אשלגן וללא נתרן‪ .‬תוספת של נתרן הביאה לעלייה מובהקת בקצב קיבוע‬ ‫הפחמן אולם הערכים עדיין היו נמוכים מאלו שנמדדו בעצים בעלי רמת אשלגן מספקת או גבוהה‪ .‬חשיפה לעקת‬ ‫יובש גרמה לירידה בכל הפרמטרים הנמדדים וההבדלים בין הטיפולים נשמרו גם בתנאי עקת יובש‪ .‬פוטנציאל‬ ‫המים של הענפים בעקת יובש נבדל משמעותית בין הטיפולים‪ .‬ככול שרמת האשלגן והנתרן הייתה גבוהה יותר כך‬ ‫פוטנציאל המים היה נמוך יותר ונע בתחום של בין ‪ -4‬ל‪ .-7 MPa-‬תגובת העץ להשקיה בריכוז אשלגן נמוך לא‬ ‫נבדלה מזאת של השקיה בריכוז גבוה‪.‬‬ ‫תוצאות המחקר מצביעות על כך שבהשוואה לגידולים אחרים‪ ,‬הזית דורש מעט אשלגן‪ .‬במידה וחסר אשלגן‪,‬‬ ‫נתרן נקלט בצמח בצורה מואצת ויכול‪ ,‬במידה מסוימת‪ ,‬לפצות על המחסור באשלגן‪ .‬המחסור באשלגן פוגע‬ ‫במערכת הפוטוסינתטית ואינו משפיע על יכולת ההתמודדות של העץ בתנאי יובש‪.‬‬ ‫‪28‬‬ Biochars are Redox Active: Does this play a Role in Soil Organic Matter (SOM) Dynamics? Ellen R. Graber 1 and Stephen Joseph 2 1. 2. The Volcani Center, Agricultural Research Organization, POB 6, Bet Dagan Israel, [email protected] School of Materials Science and Engineering University of NSW, Sydney, NSW 2052, Australia Insomuch as biochar is produced in an oxygen-restricted environment, we hypothesized that both the solid and soluble fractions of biochar could be redox active. If so, biochar could take part in a wide range of chemical and biological redox-mediated reactions in the soil and influence important processes along the soil-microbe-plant continuum. Redox reactions mediated by biochar-derived chemicals could also play a role in abiotic formation of humic structures in soils, resulting in increased soil organic carbon content and improved soil aggregation. Redox activity of low and high temperature biochars was characterized by both electrochemical and wet chemical techniques. Using cyclic voltammetry, it was found that low temperature biochars exhibited significant redox activity which caused substantial changes to the surface structure of the biochars during both oxidation and reduction. Since the distribution of redox active centers is highly heterogeneous and the chemical environments of pores and external surfaces are so distinctive, redox reactions involving biochar solids are highly variable in nature, space, and time. Chemical assays measuring the ability of aqueous extracts of biochars to reduce metals revealed that the soluble fraction also has substantial reduction activity. The dissolved organic matter (DOM) fraction, in particular phenolic compounds, was responsible for the main part of the reducing capacity, which was on a par with the reducing capacities of various humic and fulvic substances. Aqueous extracts of low and high temperature biochars reduced and solubilized Mn and Fe from different soils over a wide range of pH values. The implications of these results for the role of biochar in SOM dynamics may be far-reaching. Reduced Fe and Mn may catalyze the abiotic reduction of nitrate to nitrite, with nitrite reacting with dissolved organic compounds to produce organic N structures. Biochar-derived o- and ppolyhydroxyphenols could be oxidized by Mn oxides and precipitate as polymeric humic-like substances. Polyphenols released from biochars could scavenge free radicals and terminate oxidative chain reactions responsible for SOM breakdown. In addition, redox active biochar structures could serve as electron shuttles between bacterial cells and Fe(III)-bearing minerals, taking part in bacterial reduction and immobilization of metals, and bacterial production of polysaccharides important for aggregate stabilization. As oxidation of biochar surfaces leads to sustained release of redox-active, acidic and phenolic organics of both low and high molecular weight, biochar could continue to participate in redox reactions as it ages in the soil. These are some of the ways in which the redox character of biochar could contribute to SOM build-up and stability, i.e., SOM dynamics. 29 ‫השפעת ממשק אורגני על פוריות הקרקע‪ :‬תוצאות ראשוניות מפרויקט ארוך טווח‬ ‫בחלקות קבועות‬ ‫יעל לאור‪ ,*1‬מיכאל רביב‪ ,1‬חנן איזנברג‪ ,1‬אשר בר‪-‬טל‪ ,2‬גיא לוי‪ ,2‬דרור מינץ‪ ,2‬אורי ירמיהו‪ ,3‬לאה צרור‪ ,3‬אלון בן‪-‬גל‪ ,3‬שלומית‬ ‫מדינה‪ ,1‬אברהים סעדי‪ ,1‬ארקדי קרסנובסקי‪ ,1‬המאם זידאנה‪ ,1‬רנין שוואהנה‪ ,2‬דינה גולדשטיין‪ ,2‬אינה פיינגולד‪ ,3‬לודמילה‬ ‫‪3‬‬ ‫יוסופוב‪ ,3‬אחמד הואשלה‪ ,3‬אורלי ארליך‪-‬הולצר‬ ‫‪(1‬‬ ‫‪(2‬‬ ‫‪(3‬‬ ‫מינהל המחקר החקלאי – מרכז מחקר נוה יער )‪(*[email protected]‬‬ ‫מינהל המחקר החקלאי – מכון וולקני‪ ,‬בית דגן‬ ‫מינהל המחקר החקלאי – מרכז מחקר גילת‬ ‫לפני כ‪ 4 -‬שנים‪ ,‬בתמיכת קרן המדען הראשי של משרד החקלאות‪ ,‬הושק פרויקט ארוך טווח שעתיד להימשך ‪9‬‬ ‫שנים‪ ,‬במטרה לחקור את השפעת ממשק אורגני על פוריות הקרקע‪ .‬התכנית מבוססת על חלקות קבועות )בשטח‬ ‫כולל של כ‪ 10 -‬דונם לאתר( שעברו הסבה לממשק אורגני בשני אזורים בארץ‪ :‬גילת )אקלים צחיח למחצה‪ ,‬קרקע‬ ‫לס( ונוה יער )אקלים ים תיכוני‪ ,‬קרקע גרומוסול(‪ .‬התכנית בוחנת היבטים עיקריים המשפיעים על פוריות הקרקע‬ ‫במימשק אורגני‪ :‬פיסיקה‪ ,‬כימיה‪ ,‬מיקרוביולוגיה ופתולוגיה של הקרקע‪ ,‬עשבייה ודישון‪ .‬בכל אחד מהאתרים‬ ‫נקבעה תוכנית רב‪-‬שנתית של מחזור גידולים‪ ,‬יישום זבל ירוק‪ ,‬ותשומות דישון הכוללות ‪ ,4 ,2‬ו‪ 6 -‬מ"ק קומפוסט‬ ‫לדונם בטיפולים האורגניים ודשן כימי בטיפולי הביקורת‪ .‬כמו כן נקבעה תוכנית רב‪ -‬שנתית לבדיקות קרקע וצמח‪.‬‬ ‫הוקם מאגר נתונים מרכזי לכל התוצאות מתוך מטרה לנתח קשרים בין תכונות הקרקע והדינמיקה שלהן לבין‬ ‫פוריות הקרקע‪ ,‬כפי שמתבטאת ביבולי שדה ובמבחני פוטנציאל פוריות בחממה ‪.‬‬ ‫המחקר עוד לא הגיע לאמצע הדרך‪ ,‬אולם כבר בשלב זה ניתן להצביע על מספר מגמות מעניינות‪ .1 :‬פוריות‬ ‫הקרקע‪ .‬היבולים בשני אתרי הניסוי עד כה )גידולים וזבל ירוק( לא היו נמוכים בחלקות האורגניות שדושנו‬ ‫בקומפוסט בהשוואה לחלקות הביקורת שדושנו בדשן כימי והיבול בשלושת טיפולי הקומפוסט היה דומה‪ .‬בנוסף‪,‬‬ ‫פוטנציאל הפוריות של הקרקעות בניסויי החממה )המוגדר כיכולת ייצור ביומאסה ללא מתן תשומות חיצוניות‬ ‫מלבד מים ושאריות חומרים מעונות קודמות(‪ ,‬היה בשנה הרביעית לניסוי גבוה יותר בטיפול שקיבל את מנת‬ ‫הקומפוסט הגבוהה ביותר )‪ 6‬מ"ק לדונם( בהשוואה לטיפול הביקורת‪ .‬ראוי לציין כי עד כה לא נצפו הבדלים בסוף‬ ‫עונת הגידול בין טיפולי מנת הקומפוסט בריכוזי החנקן המינראלי בחתך הקרקע עד עומק של ‪ 60‬או ‪ 120‬ס"מ‬ ‫ובתכולת החנקן בצמחים‪ .‬לעומת זאת ניכר דלדול באשלגן וזרחן בטיפול הביקורת והעשרה בטיפולים האורגניים‬ ‫ככל שעולה מנת הקומפוסט‪ .2 .‬מאזן חנקן‪ .‬מאזן חנקן רב‪-‬שנתי שמבוסס על תוספת חנקן כדשן או קומפוסט‪,‬‬ ‫חנקן מינרלי התחלתי ובסוף התקופה בקרקע )שכבה ‪ 0-60‬ס"מ( ותכולת חנקן בצמח שמורחק מהשדה‪ ,‬מצביע‬ ‫על דלדול אפשרי בתכולת החנקן האורגני בקרקע בטיפול הביקורת ועל עודפי חנקן שעולים כתלות במנת‬ ‫הקומפוסט בטיפולים האורגניים‪ .‬תופעה זאת יכולה להעיד על העשרה של הקרקע בחנקן האורגני ככל שעולה‬ ‫מנת הקומפוסט )כפי שמתבטא בשלב זה בריכוזי חנקן אורגני גבוהים יותר בשכבות הקרקע העליונות בטיפולים‬ ‫האורגניים(‪ ,‬שטיפה של עודף חנקן מינראלי לעומק הקרקע )המתבטאת אולי בירידה משמעותית שנצפתה בריכוזי‬ ‫החנקן המינראלי בחתך הקרקע לאחר עונת הגשמים( ו‪/‬או פליטת גזים חנקניים )אשר צפויה להיות מזערית‬ ‫מבחינת מאזן החנקן אך משמעותית בהיבט של גזי חממה(‪ .3 .‬מבנה הקרקע‪ .‬יש מקום לעקוב אחר השפעות‬ ‫שליליות אפשריות של תשומות קומפוסט על מבנה הקרקע‪ ,‬כתוצאה מעליה באחוז הנתרן החליף )אשר מראש‬ ‫נמצא גבוה יחסית בקרקע גילת( או עליה באחוז האשלגן החליף )כפי שנצפתה בטיפולים האורגניים בנוה יער(‪.4 .‬‬ ‫עשביה‪ .‬המגוון הגנטי ומספר הפרטים עלו בשני אתרי הניסוי ללא הבדל בין החלקות בהם פוזר קומפוסט לבין‬ ‫החלקות שדושנו בדשן כימי‪ ,‬ככל הנראה כתוצאה מהפסקת השימוש בחומרי הדברה )בכל הטיפולים(‪ .‬השינוי היה‬ ‫ניכר יותר בקרקע נוה יער העשירה בחומר אורגני בהשוואה לגילת ‪.‬‬ ‫בחמש השנים הבאות של המחקר יורחב מאגר הנתונים‪ ,‬יתווסף מידע לגבי הרכב חבורות המיקרואורגניזמים‬ ‫בקרקע‪ ,‬ויבוצע ניתוח מקיף של הקשרים בין המדדים השונים‪ .‬המידע שייאסף עשוי לסייע בהבנת הגורמים‬ ‫והמנגנונים המשפיעים על פוטנציאל הפוריות של הקרקעות ובניסוח המלצות לממשק שיעלה את פוריות הקרקעות‬ ‫האורגניות בישראל תוך מזעור נזקים סביבתיים‪.‬‬ ‫‪30‬‬