828 מיליון אנשים ברחבי העולם נפגעו כתוצאה מחוסר ביטחון תזונתי ב-2021, על פי נתוני האו"ם. כדי לעמוד ביעד של אפס רעב (אחד מ-17 היעדים של האו"ם לפיתוח בר-קיימא) קורא האו"ם להכפיל את התפוקה החקלאית עד 2030, כדי שאפשר יהיה להאכיל את אוכלוסיית העולם שהולכת וגדלה; יעד שאפתני שספק אם אפשר יהיה לעמוד בו.
משתנים רבים משפיעים על הפריון החקלאי, ובהם כמות המים, איכותם, אירועי מזג אוויר, דישון ועוד. גורמים נוספים שידועים בהשפעתם השלילית על הפריון הם החומרים המזהמים שבאוויר. מחקר חדש של אוניברסיטת סטנפורד האמריקאית שהתפרסם לאחרונה, מצא שמזהמי אוויר מסוג תחמוצות החנקן – גזים שנמצאים בפליטות מכוניות ופליטות תעשייתיות – קשורים בפגיעה משמעותית ביבולים.
עד כה, רוב המחקר בנושא השפעת מזהמי אוויר על יבולים חקלאיים התמקד באוזון, גז חממה שחיוני לקיום החיים על כדור הארץ, ושמרכיב את שכבת האוזון שמסננת את הקרינה האולטרה-סגולה של השמש בגובה של 15-35 קילומטר מעל פני האדמה – אבל שעל פני הקרקע הוא מזהם ורעיל לאדם, לחי ולצומח.
"האוזון הוא מזהם האוויר המשמעותי ביותר שפוגע בחקלאות", אומר ד"ר ערן טס מהאוניברסיטה העברית בירושלים, מומחה לקשרים בין זיהום אוויר וצמחייה. "הוא פוגע גם בצורה ישירה, כשהוא נכנס לפיוניות הצמח (פתחים קטנטנים בעלי הצמח שמווסתים את חילוף הגזים בין הצמח והסביבה) ופוגע בתפקודו והתפתחותו של הצמח, וגם בדרכים עקיפות, כמו הפחתת קליטת פחמן דו-חמצני בצמח שמחריפה את עליית הטמפרטורה העולמית. וכמובן, האוזון בעצמו הוא גז חממה שמשפיע על משבר האקלים. אלפי מאמרים הראו את השפעתו המזיקה".
ראשוני ורגיש
בניגוד להשפעת האוזון על התפוקה החקלאית, השפעתם של מזהמים אחרים נחקרה פחות. כאמור, המחקר החדש התמקד בתחמוצות חנקן, וניתח את ההשפעה שתהיה להפחתת פליטתן לרמות הרקע שלהן. על פי ממצאי המחקר, הפחתה כזו תסייע בצורה נרחבת לעלייה של עד ל-25 אחוז ביבולים בסין וכ-10 אחוזים ברחבי העולם.
כבר זמן רב שלמדע יש הבנה כללית של פוטנציאל הנזק שגורמות תחמוצות חנקן לצמחים בניסויים בקנה מידה קטן. אולם, לא הרבה היה ידוע בנוגע להשפעותיהן על הפריון החקלאי. במחקר החדש נעשה שימוש בלוויינים שמודדים את היבול החקלאי ואת רמות החנקן הדו-חמצני – המזהם העיקרי בקבוצת תחמוצות החנקן – באוויר. רגישותו של החנקן הדו-חמצני לאור אולטרה-סגול מאפשרת מדידות לווייניות ברזולוציה איכותית הרבה יותר מאשר לכל מזהם אחר.
פרופ' דיוויד לובל מסטנפורד, מוביל המחקר, מסביר כי "ליכולת של הלוויינים לחקור גם את היקף היבול החקלאי וגם את ריכוזי החנקן הדו-חמצני באוויר יש חשיבות רבה. זו הזדמנות לשפר את הידע שלנו על האופן שבו תחמוצות החנקן משפיעות על החקלאות". בנוסף לעובדה שריכוזי החנקן הדו-חמצני נמדדים בקלות רבה יותר מריכוזיהם של מזהמים אחרים, הוא גם מזהם ראשוני (כלומר, מזהם שנפלט ישירות ממקום הזיהום – לעומת מזהם שניוני, כמו האוזון כשהוא על פני האדמה), מה שמקל על ההבנה של הקשר בינו לבין הפגיעה ביבולים החקלאיים. מחקרים קודמים הראו קשר בין זיהום שניוני של אוזון לירידה בפריון החקלאי. המחקר החדש מראה בנוסף שנוכחות תחמוצות חנקן ללא נוכחות אוזון קשורה גם היא בפגיעה ביבולים.
"הפחתת הזיהום", אומר לובל, "היא אחת מהאסטרטגיות לטווח הקרוב שיכולה לעזור במיידית בסיוע לפריון החקלאי. זה עשוי להיות נחוץ במיוחד לנוכח משבר האקלים והמחסור במים".
עם זאת, ד"ר טס מצנן מעט את ההתלהבות. "הנתונים שמוצגים במחקר הם ראשוניים ודורשים מחקר המשך", הוא אומר, "תחמוצות החנקן נוטות להגביר את ייצור האוזון ואני לא משוכנע שבמסגרת המחקר אכן הצליחו לבודד את ההשפעה הזאת. כלומר, אפשרי שהנזק שדווח במאמר נגרם לפחות בחלקו כתוצאה מעליה בריכוזי האוזון שקשורה בעליה בריכוז תחמוצות החנקן".
התשובה: פיתוח זנים עמידים
בנוסף לאוזון ולתחמוצות החנקן, יש עדויות גם לפגיעתם של מזהמים נוספים. לובל מעריך שהפחתת פליטות של גזים רעילים כמו גופרית דו-חמצנית, ומזהמים אחרים, תרמו לעלייה של כ-20 אחוז בתנובות התירס והסויה בארה"ב ב-2019-1999 – ששוויה עומד על כ-5 מיליארד דולר בשנה.
לפי טס, נכון להיום אין דרך ישירה להפחית באופן משמעותי את ריכוזי האוזון בגובה הקרקע בעלות כלכלית סבירה. לעומת זאת, לגבי תחמוצות החנקן עדיין יש מה שאפשר לעשות. המחקר מסטנפורד הראה את החשיבות בהפחתת הזיהום שנגרם על ידי תחמוצות החנקן. "הפעולות שאפשר לנקוט כדי לצמצם את תחמוצות החנקן", אומרת פרופ' ג'ניפר ברני, ממחברי המחקר, "חופפות לפעולות שדרושות למיתון משבר האקלים ולשיפור איכות האוויר המקומית למען בריאות האדם. היתרונות החקלאיים של הפעולות הללו משמעותיים מאוד ועוזרים להקל על האתגר של הזנת אוכלוסיית העולם שהולכת וגדלה".
לדעת ד"ר טס, הפתרון נמצא בכיוון אחר, והוא לעבוד "סביב" האוזון ולנהל את הגידולים החקלאיים טוב יותר בהתאם לריכוזי האוזון. "אפשר לפתח זנים שעמידים יותר לאוזון. בנוסף, צריך לקחת בחשבון את ריכוזי האוזון בקביעת מקום הגידול או בהתאמת זן הגידול למקום הגידול, כפי שנעשה עבור גורמי עקה נוספים כגון חום ויובש", אומר טס.
ומה בישראל? טס מספר כי "אין הרבה עדויות על פגיעת מזהמי אוויר בחקלאות הישראלית. ככל הידוע לי המחקר שעשיתי בשיתוף עם ד"ר דוד בונפיל ממכון וולקני (במימון משרד החקלאות), בנושא השפעת גז האוזון על חיטה הוא היחיד שנעשה בישראל. במחקר מצאנו השפעה מזיקה של האוזון על התפוקה החקלאית של גידולי החיטה".
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה