פתרונות מבוססי צמחים לאתגרי מליחות במים ובקרקע

כתב: עומר נחמיאס, אודם
סטודנט שנה ד' בהנדסת מים, מכללת כנרת
מלגאי קרן מלגות גולן ללימודי חקלאות בשנת תשפ"ד

בקרקעות ומקורות מים רבים ברחבי העולם ישנה בעיה של מליחות, הדבר גורם לירידה ביבול, פגיעה לטווח ארוך במארג סביבתי והמלחה של קרקעות לעיתים עד איבוד יכולת הגידול על הקרקע. גידולים חקלאיים רבים רגישים ברמות שונות לרמות מליחות גבוהות ונוצרת בעיה של המלחת קרקעות לאורך זמן.

ברמת הגולן, למרות שאיכות המים יחסית טובה, עומדים החקלאים בפני אתגרים של מליחות במקורות המים המסופקים, בעיקר מקורות של מים מושבים. על מנת לפתור את ה"יובש" שידעה המדינה בעבר, בשנים האחרונות ישראל יודעת לטפל 80% מי שפכים ולהפוך אותם למים מושבים. לתהליך זה יתרונות וחסרונות, התהליך מצליח להתמודד בעיקר עם מזהמים ביולוגים (טיפול ראשוני, שניוני ולעיתים שלישוני), אך מתקשים להוציא מי תוצר ללא מליחות גבוהה.

כידוע, המים "המושבים" מיועדים בעיקר לחקלאות ולתעשייה, אך לאורך זמן ישנן השלכות שליליות בעקבות השימוש במים אלו מבעיות של פרודוקטיביות של ייצור ועד פגיעה מלאה ביכולת הגידול של הקרקע, פגיעה לטווח ארוך במבנה הקרקע ועוד.

כיום, אנו חוקרים כיצד רתימת מערכות מבוססות צמחים מציעה אפשרות לטיפול, לא רק במאגרי מים פתוחים אלא גם בטיפול בבעיות מליחות כלליות הפוקדות את אספקת המים המשמשים לחקלאות. המים המסופקים בהנחה משמעותית לחקלאים, אמורים להיות ללא מזהמים ביולוגים, אך מבחינה של חומרי דישון, כימיקלים מסוימים והמלחה כמעט ולא מקבלים טיפול , בעיקר מסיבות כלכליות. התוצאה – חקלאים מעדיפים לשלם סכום גבוה יותר ולקבל מים שאינם מי קולחין אלא מים "רגילים".

הפתרונות המוצעים בכתבה פועלים ברחבי העולם, ולא רק שהם משמעותיים מאוד מבחינה כלכלית, הם יודעים "להוציא" מהקרקע יותר, ולחסוך במים. בהנחה ומשבר מים כלשהוא יחזור, או לחלופין תקנות מסוימות יגבילו חקלאים משימוש במים לא מושבים, יקום צורך בפתרונות לבעיה זו, אחרת, מעצם הפגיעה בקרקע וביבול, יפגע החוסן הכלכלי שלנו והחקלאות הישראלית עלולה לעמוד בפני בעיה.

מה בעצם הנזק שבקרקע מלוחה?
כאשר ריכוז המלחים בקרקע הוא גבוה מזה שבצמח, השורשים אינם יכולים לקלוט מים מסביבתם בגלל הבדלים בלחץ האוסמוטי. בנוסף המלחים עלולים להיות רעילים לצמח. הצמח אינו יכול להתפתח בקרקע, עם הזמן ריכוז המלחים עולה, הקרקע הופכת מלוחה והיא אינה מתאימה יותר לחקלאות. להמלחת קרקע יש השפעה על מבנה הקרקע. כתוצאה מכך, רגישות הקרקע ליצירת קרומים ולבעיות ניקוז, אוורור והיווצרות נגר וסחף גדלה.

מה ניתן לעשות?
ברחבי העולם קיימים פתרונות לבעיה, חלקם הגדול מוכחים כהצלחה. אחד הפתרונות הוא מערכות ביצה מלאכותית, ביצות אלו הן ביצות בהתאמה אישית המותאמות לכל מזהם בפני עצמו. ההתאמה של הצמחים נעשית בתכנון מקדים וביצירה של בית גידול המכיל צמחיה ובנוסף אורגניזמים חיים אשר עוזרים בפירוק מזהמים. לבעיה של המלחה לדוגמא, ניתן לבחור צמחים מסויימים בעלי יכולת שגשוג במקורות מים מלוחים, ובכך להפחית משמעותית את המליחות שבמים.

צמחים אלו נקראים צמחים הלופיטים, הידועים בסבילות גבוהה למלח. צמחים אלו, כמו מיני סליקורוניה או "שיחי מלח", משגשגים בסביבות מלוחות, לרוב גדלים בביצות מלח, סופגים ביעילות עודפי מלחים מהמים ומפחיתים בהדרגה רמות מליחות במים.

ישנן גם שיטות של ביופילטרציה שבעצם יוצרות מערכות סינון ביולוגיות המורכבות בעיקר משורשי צמחים ובחירה ספציפית של מיקרואורגניזמים. באמצעות שיטה זאת ניתן לגשת לבעיות מסוגים שונים של מזהמים וביניהם מזהמים מינרלים כמו מלחים, מזהמים ביולוגים שונים, ואפילו לטפל בשאריות חומרי הדברה.

תהליך הפילטרציה מורכב מבחירה של מצע מתאים כמו חול או חומרים אורגנים, שמתפקדים כמסננת לחלקיקים בגודל מסוים, כאשר המים עוברים במדיום, חלקיקי מלח גדולים נלכדים ובכך רמת המליחות במים יורדת. תהליך הספיגה מורכב מהתאמה של שורשים או פחמימנים, להם יש אופייניות גבוהה ליונים שבמלח, חומרים אלו יכולים לספוג ביעילות רבה מלחים ובכך ריכוז המלחים במים יורד.

ישנו גם רובד מיקרוביאלי, ובו למיקרואורגניזמים יכולת מטבולית "לעכל" מלח, ולהפוך אותו לתרכובות פחות מזיקות. לדוגמא, בקטריות מסוימות יכולות בתהליך מטבולי להפוך יוני סולפאט לגז שקל יותר לשחרר מהמים SO42- >>H2S.
יש להדגיש, שברמה הפרקטית הדבר תורם אמנם בהורדה של רמות המזהמים אך מוסיף עבודה לחקלאי, למערכות אלה יש צורך בתחלופה מדי פעם, על מנת לרענן את הצמחייה לאחר שהגיעה לריכוז מלחים גבוה. יש צורך נוסף בבקרה כלשהיא על התהליך, ביולוגית או כימית על מנת לעמוד בערכי סף הקבועים מראש.

ברמת הפרקטיקה, יש אתגרים רבים לביצוע של שיטות כאלה, בין אם בהוצאות כלכליות ראשוניות, לבין צורך בתפעול שוטף ובקרה מסוימת על תהליך.

ברמת הגולן, אמנם איכות המים די טובה ביחס למקומות רבים אחרים בארץ, אך בעיית המליחות תלך ותגדל ככל שהזמן יחלוף בהלימה עם כמות המים המושבים שהולכת ועולה. אין לדעת עם בעתיד, לא תהיה לחקלאים ברירה אלא להשתמש במים מושבים, עקב משבר מים כזה או אחר העלול לפקוד אותנו. יש לציין שהבעיות הנ"ל נוגעות לחקלאים ברחבי העולם כולו, וברוב המוחלט של המדינות פתרונות הטיפול במים מאוד לוקחים בחסר.

כידוע, ישראל עומדת כחלוצה בתחום הטיפול במים, אך אנו מגלים ככל שהזמן עובר שגם לכך יש מחירים, הן כלכליים והן סביבתיים.

לדוגמא מט"ש עמק הירדן, מטפל בכמויות גדולות מאוד של מים, מכל איזור טבריה ועמק הירדן, אך נוצר מצב שהחקלאים לא רוצים לקבל מים ממנו בגלל רמות מלח גבוהות. לקרקע עצמה בעמק יש בעיות של מליחות המקשות על החקלאים והדבר גורם להם לשאוב מים בעלות גבוהה הרבה יותר אך לא להתמודד עם בעיות של מליחות. כמו כן, ההשלכות של פגיעת הקרקע והמלחתה לאורך שנים הינן קשות ולשם כך קיימות תקנות שהולכות וגוברות לגבי שימוש בדשנים ובטיפול בשפכים חקלאיים.

ככל שהזמן עובר, האוכלוסייה גדלה, ונוצרות בעיות רבות של מזון. השקעה באיכות הקרקע והמים היא השקעה לטווח ארוך בחוסן המדיני הנוגע לכלכלת המזון וביכולת שלנו כמדינה לא להסתמך על גורמים חיצוניים.