שילוב דגים וירקות - לא רק בצלחת

לפי כ-60 שנה פותחה שיטת 'אקוופוניקה' לגידול צמחים בסביבה מימית עם דגים כדי לחסוך מים ולנצל את חומרי ההזנה בשפכי דגים. בשיטה זו הירקות גדלים על מצע מנותק (ללא קרקע), וחומרי הזנה המומסים מהפרשות הדגים נצרכים על ידי גידולי הירקות ולמעשה מסולקים מהמים. המים הנקיים מההפרשות מוחזרים בבטחה לבריכת הדגים, והדבר מצמצם את הצורך להחליף מים.

למרות האטרקטיביות של הרעיון, שיטה זו נזנחה בשל חוסר יעילות כלכלי, אך לנוכח המודעות הסביבתית הגדלה ומשבר המים בעולם, חוקרים בכל העולם מגלים בה עניין מחודש.

בעשור האחרון, פרופ' עמית גרוס, מנהל מכון צוקרברג לחקר המים במכונים לחקר המדבר של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, מוביל מחקר המציע לייעל את השיטה הקיימת. השיפור כולל שימוש בתהליך 'עיכול אנאירובי' לטיפול בהפרשות הדגים המוצקות, שהוזנח במערכות המסורתיות.

עיכול אנארובי הוא תהליך טבעי, שבמהלכו המרכיבים האורגניים מתפרקים על ידי מיקרואורגניזמים ללא נוכחות חמצן. מהפירוק מתקבל גז שמכיל אחוז גבוה של מתאן ותמיסה מרוכזת של חומרי מזון. אימוץ מדיניות של כלכלה מעגלית מאפשר שימוש חוזר בגז לטובת חימום וייצור של חשמל ורכז לדישון צמחים. יתרה מזו, השיטה מצליחה גם להגדיל את מיצוי חומרי ההזנה של הצמחים מפסולת הדגים, ולפיכך תוצרת הירקות גדלה. כמו כן פוחת השימוש במים ובאנרגיה במידה רבה, ופוחתת טביעת הרגל הסביבתית של המערכת הן בייצור פסולת והן מבחינת פליטות גזי חממה.

במשך שנתיים נבדקה המערכת שהניבה פריון של שטחי צמחים הגבוה פי 1.6 ממערכות מסורתיות. צריכת המים הייתה נמוכה פי 2.1, וצריכת האנרגיה הייתה נמוכה ב-16% לק"ג. הנתונים תומכים בשימוש בכלכלה מעגלית באזורים צחיחים.

פרופ' גרוס ועמיתיו מצאו שהגדלת המערכת לכמות של טונה דגים תאפשר להפעיל אותה כיחידה עצמאית ללא צורך בחשמל מהרשת, פחות מ-1% החלפת מים, ייצור פסולת זניח וקיבוע פחמן בעל משמעות. לפיכך יש לה פוטנציאל להיות יחידה עצמאית בת-קיימה ולספק מזון ביעילות כמעט בכל מקום. נתון זה בולט לנוכח הצורך בביטחון תזונתי בכלל ובאזורים מדבריים בפרט.

"האכלה של יותר משמונה מיליארד בני אדם על פני כדור הארץ, תוך הפחתת פליטת גזי החממה, תצריך טכנולוגיות חדשניות. אלה המשלבות שתי פונקציות במערכת אחת, כמובן עדיפות", הסביר פרופ' גרוס. "דגים הם מקור בר-קיימה באיכות גבוהה לחלבון עם תביעת רגל פחמנית קטנה. שילוב של גידול דגים עם ייצור ירקות המאפשר חיסכון ויעילות, הוא מצב שבו כולם מנצחים."

בקבוצת המחקר השתתפו ד"ר אורי יוגב וד"ר ז'ה ז'ו ממכון צוקרברג לחקר המים והמכון לחקר המדבר באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ופרופ' קארל קיסמן מאוניברסיטת וכנינגן בהולנד. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת Resources, Conservation & Recycling.

מחקר זה נתמך על ידי משרד המדע הישראלי, קרן ICA, המועצה הבריטית, פרויקט MUST של סין (ZDYF2019198), תוכנית PRIMA הנתמכת על ידי האיחוד האירופי (GA# 2242) ותוכנית המחקר והחדשנות של האיחוד האירופי Horizon 2020 (862555) באמצעות פרויקט BlueCycling.

סרטון על מערכת אקוופונית של מים מליחים