מענקים לחוקרי מכון המחקר מיגל

שני מענקי מחקר בגובה שני מיליון שקלים הוענקו על ידי BARD - הקרן הדו-לאומית למו"פ חקלאי של ארה"ב וישראל - ו-ISF - הקרן הלאומית למדע, לשני פרויקטים מחקריים בהובלת ד"ר אושרי בורגמן. ד"ר בורגמן חוקר במחלקה לקרקע, מים וסביבה במכון המחקר מיגל של החברה לפיתוח הגליל, ומרצה בכיר בחוגים למדעי הסביבה ומדעי המים במכללת תל חי.

המחקרים בודקים את בסיס התהליכים הפיזיקליים והביו-גיאוכימיים בקרקע כדי להביא לשיפור ניהול משאבי המים בחקלאות, תוך פיתוח שיטות עיבוד קרקע יעילות יותר מהקיימות, ופיתוח מערכות משופרות לחיזוי תהליכי זרימה שיסייעו לצמחים לספוג חומרי מזון באופן מיטבי תוך הפחתת הפגיעה באיכות המים.

ד"ר אושרי בורגמן: "קיים צורך בסיסי לנהל טוב יותר את התשומות והמשאבים כגון דשנים שהם מקור לחומרי הזנה בגידולים חקלאיים, תוך כדי שמירה על איכות מי השקיה עודפים שמחלחלים למי תהום או מגיעים לנחלים כנגר עילי. המענקים יסייעו לנו בפיתוח המחקרים, המשלימים אלה את אלה. הממצאים יתרמו לחקלאים בניהול קרקע מיטבי, המבוסס על הבנה טובה יותר של דינמיקת החמצן והיווצרות תנאים מחזרים, התאמת שיטות עיבוד הקרקע תוך שיפור פוריות הקרקע וחיסכון במשאבים."

המחקר שזכה במענק מ-ISF יתמקד בהבנת החוקים הבסיסיים שמכתיבים את תנועת החומרים המומסים במים - בהם מלחים, דשנים, חומרי הדברה ומזהמים אחרים, המתערבבים ומגיבים כימית בתנאי זרימה שונים בתווך נקבובי כגון קרקע ומי תהום - והשפעתם על הפעילות הביולוגית של הקרקע כתהליכים בעלי חשיבות חקלאית וסביבתית. בעזרת הבנה זו ופיתוח מודלים חדשים, יתאפשר לשפר את יכולת החיזוי שתוכל לשמש לתכנון מערכות חקלאיות, תהליכי טיפול בקרקעות מזוהמות, הערכות סיכונים סביבתיות ותהליכי סינון.

המחקר שזכה במענק מ-BARD יתבצע בשיתוף פעולה של חוקרי מכון המחקר מיגל ופרופ' ורוניקה מוראלס, חוקרת ומרצה מאוניברסיטת קליפורניה (דיוויס). המחקר יבחן את השפעת מבנה הקרקע, תכולת המים והפיזור שלהם, על הדינמיקה של ריכוזי החמצן בתמיסת הקרקע, שהיא חיונית לשיפור עיבוד הקרקע וניהול משאבי המים בחקלאות. הבנה זו תאפשר לפתח שיטות עיבוד יעילות יותר מהקיימות, שיסייעו לצמחים לספוג חומרי מזון באופן מיטבי תוך הפחתת פגיעה באיכות המים.

בשני המחקרים ייעשה שימוש במערכות ניסוי ייחודיות בשיטות מיקרופלואידיות לייצור תאי זרימה שקופים המדמים תווך נקבובי טבעי כגון קרקע או סדימנט. שימוש בסמנים פלואורסצנטיים מאפשר מעקב אחר תהליכי זרימה וריכוזי מומסים וגזים בתאים אלו וצילום ישיר שלהם, תוך שליטה מדויקת בתנאי הזרימה ובמבנה התווך הנקבובי. למרות שהתאים המיקרופלואידים אינם העתק נאמן של קרקע טבעית, הם יכולים לייצג את התופעות הבסיסיות ששולטות במעבר מים, מומסים וגזים בקרקע, ובדרך זו להבין טוב יותר את יחסי הגומלין בין מבנה הקרקע לתופעות זרימה והסעה.

ד''ר אושרי בורגמן, חוקר במכון המחקר מיגל. צילום: Shabina Ashraf

המחקרים מתקיימים על רקע משבר אקלים גלובלי המביא למחסור חמור במים ובמזון. המגזר החקלאי צורך 70% מהמים בעולם. לפיכך ניהול משאבי המים בחקלאות הוא קריטי, וכן עיבוד הקרקע בשיטות שיצמצמו את התלות בתשומות חיצוניות. בכך יפחת הנטל הסביבתי הנגרם מחקלאות ויורחבו התועלות החיצוניות.

בעשור האחרון ניכרת ירידה של 20% ביכולת העצים והאדמה לספוח פחמן. הדבר גורם להידלדלות מהירה של מים ומחייב ניהול מושכל של משאבים אלה, בעיקר בתחום ייצור מזון וביטחון תזונתי.

הגידול המואץ באוכלוסיית העולם מגביר את הביקוש למזון, ולכן הקרקעות נמצאות בלחץ מתמיד, לצמצום שטחים לטובת פיתוח תשתיות.

לפי ה-FAO, ארגון המזון והחקלאות העולמי, בשנת 2013 הסתכם היקף הקרקע החקלאית בעולם ב-1,407 מיליארד דונם (כ-11% מהשטח היבשתי של כדור הארץ). הגידול באוכלוסייה במאה ה-20 והצמיחה הכלכלית שליוותה אותה, חייבו מהפכות בענפי החקלאות. בין 1961 ל-2000 גדלה האוכלוסייה העולמית ב-98% לעומת עלייה של 146% בייצור המזון ועלייה של 24% בייצור המזון לנפש. תפוקות היבול הוכפלו, ואילו השטחים המשמשים לחקלאות גדלו ב-8% בלבד והקרקע החקלאית לנפש הצטמצמה מאוד (0.45 עד 0.25 דונם).

עם אוכלוסיית העולם כיום נמנים 7.2 מיליארד איש, והיא צפויה להגיע ל-9.6 מיליארד בשנת 2050. על פי אומדני הביקוש העולמי למזון, קיימת הערכה כי ייצור המזון בשנת 2050 יהיה גבוה ב-40%-70% בגלל הגדלת התוצרת ליחידת שטח בשיטות הגידול האינטנסיביות המקובלות היום.

הקרן הדו-לאומית למחקר חקלאי BARD מובילה תמיכה במחקרים חדשניים משותפים למדענים מישראל ומארה"ב. הקרן מממנת מדי שנה מחקרים בהיקף של שבעה מיליון דולר, העוסקים במדע הקרקע והמים, פיתוח טכנולוגיות להגברת יעילות העבודה של החקלאים, פיתוח פתרונות למניעת אובדן מזון, טיפוח זנים חדשים ועוד, כדי להביא לחיסכון במשאבים, לתרום להגנה על הסביבה ולשפר את איכות המזון.

הקרן הלאומית למדע ISF Foundation היא הכוח שמוביל את התמיכה במחקר הבסיסי בישראל. ות"ת (הוועדה לתכנון ותקצוב) מממנת 96% מתקציב הקרן הלאומית למדע, בהיקף שנתי של 700 מיליון שקלים, רובם מופנים למענקי תמיכה למגוון רחב של תחומי מחקר בישראל.