דו"ח מדעי מסכם לשנה שלישית ואחרונה 2009 לתוכנית 304-0354-08

 

השפעת פזור זבל טרי על התכונות הפיזיקליות של הקרקע וזהום מי תהום.

 

מוגש למועצת החלב ע"י:

אריה נדלר*, י. מירון** ל. לייב*, וש. סוריאנו*

*) המכון לקרקע ומים, מינהל המחקר החקלאי

**( המכון לבעלי חיים, מינהל המחקר החקלאי

 

 

תקציר:

ישום ישיר של זבל רפתות טרי לגידולים חקלאיים הוא מצומצם בגלל חשש לזהום בפתוגנים וזרעי עשבים רעים, עליה במליחות תמיסת הקרקע והמלחת החתך הבלתי רווי. במחקר (במשותף עם מירון וצוותו) נחקרו הזנה והשתלטות העשביה מחד, וסכויי זיהום הקרקע ומי התהום במלחים וחנקות מאידך.  מטרות המחקר היו להעריך את ערכו ויחסיים לכמויות המיושמות.המחקר בחן ערכו של זבל פרות טרי כמקור דישוני לחנקן, את תרומתו לעליה ברכוז החומר האורגני וההשלכות על תאחיזת המים וכימות סכון המלחת פרופיל הקרקע. כל שנה נדגמו 9 החלקות, שלוש חזרות בכל חלקה, עד לעומק 60 ס"מ. בשנה השניה עשינו גם אנליזה של הזבל עצמו בסתו  והרכב האוכלוסיה המיקרוביאלית באביב. ממצאי המחקר: האמון (+₄NH ) איננו משמעותי מבחינת צריכת החנקן. נמצא יתרון לטפולי הזבל באשלגן,  TOC (ס"הכ חומר אורגני מומס) וחנקן. כל רמות החנקן שסופקו כ ₃NO נצרכו עד תום.ההשפעה החיובית של נוכחות חומר אורגני פעיל בקרקע נמשכה מעונה לעונה וישומו השנה התוסף על המצוי  וערכי ה TOC היו גבוהים מהבקורת.

לא נמצא באביב זהום בקטריאלי כתוצאה מישום הזבל הטרי (ברמות של 12 קוב לדונם) בסתו. בסיום העונה הקודמת מצאנו, על סמך עשרות מדגמים, בכל הדוגמאות שנאספו, רכוז נמוך של כלל החידקים ולא נמצאה סלמונלה כלל. מכאן שקטן הסכון של זהום הקרקע או זהום מי התהום. השלכות: ניתן לשקול (תוך בקרה וזהירות) להכפיל ויותר את כמויות הזבל הטרי המיושמות כשהיתרונות הן: 1. במקרה של מרחק רב ממפעלי העבוד נחסכות הוצאות ההובלה. 2.נחסך השמוש בדשנים תעשיתיים שיצורם זולל אנרגיה. 3.בקרקעות קלות מתיעל משמעותית השמוש במים כיון שבעקבות התאחיזה המשתפרת ניתן להאריך את המרוח בין השקיות ולהקטין אדוי מפני השטח. (יודגש שרעיון שפור תאחיזת המים בקרקעות חוליות איננו חדש אך הטכנולוגיה שהוצעה, ישום פולימרים מסוימים, היתה יקרה ולא מוצדקת כלכלית. 4.הוסר החשש מזהום בקטריאלי. מתוצאות העונה הקודמת מצאנו, ובכל הדוגמאות שאספנו, רכוז נמוך של כלל החידקים ולא נמצאה סלמונלה כלל. מכאן שקטן הסכון של זהום הקרקע או מי התהום.

 

מבוא כללי:

השימוש בישום ישיר  של זבל רפתות טרי לגידולים חקלאיים הוא מצומצם בגלל מכלול סבות כמו, זהום בפתוגנים וזרעי עשבים רעים, עליה במליחות תמיסת הקרקע והמלחת החתך הבלתי רווי. במסגרת המחקר המשותף למירון וצותו חולקו המשימות המשלימות:מירון חוקר את נושא ההזנה, השתלטות העשביה ואנחנו מתמקדים באספקטים של זיהום הקרקע ומי התהום במלחים וחנקות. בדוח הנוכחי שולב רק מידע ההכרחי להבנה וכרקע לחלק הקרקע/מים של המחקר ואת הפרוט המלא של הטפולים ניתן לקבל בדוח המקביל.

המטרות הכלליות של קטע המחקר הקרקעי ומי התהום: 1. לבחון אם אכן יש בסיס עובדתי לחשש של מגדלי המספוא מפגיעה מצטברת אפשרית ביבול ובאיכות התזונתית של שחת חיטה הגדלה על דישון בזבל בקר טרי כתחליף לדישון כימי. 2. לאפיין את העשבייה הזרה המתפתחת בעקבות השימוש בזבל בקר טרי כתחליף לדישון כימי בגידול שחת דגן, ולהצביע על דרכים לניטורה ולצמצום נזקיה בהיבט דו שנתי.

המטרה הספציפית של ניסוי השנה הראשונה הייתה, במסגרת הנסוי שהריץ מירון שלבנו את בדיקות האספקטים הקרקעיים: לגדל שחת חיטה ושחת תלתן על זבל בקר טרי, ללא ריסוס נגד עשבייה זרה, לאפיין כמותית ואיכותית את העשבייה הזרה המתפתחת בשדות, ולהאביס את השחתות המאולחות בעשבייה זרה לפרות חלב, כדי לקבל זבל רפת מאולח בזרעי עשבייה רעה.

המטרה הספציפית של הניסוי בשנה השנייה של הפרויקט הייתה:  לבחון כיצד משפיע שימוש בזבל פרות טרי לדישון ישיר של שדה חיטה למספוא על הגידול של שחת חיטה בקרקע קלה. נבחנו שלוש חלקות שדה שקבלו שלושה טיפולי דישון שונים: דשן כימי כביקורת, זבל רפת טרי מפרות שקיבלו בליל עם תחמיצים נקי מעשבייה זרה, וזבל רפת מפרות שהוזנו בשחת המאולחת בעשבייה זרה שהוכנה בשנת הניסוי הראשונה. רמת המשקעים בבית דגן בעונת הגידול השנייה הייתה 309 מ"מ.

במהלך הניסוי נבחנו השפעות טיפולי הדישון טיוב הקרקע בחומר אורגני, שפור תאחיזת המים, הספקת יסודות המזון הצמחיים רמות ההמלחה.

המטרה הספציפית של הניסוי בשנה השלישית של הפרויקט הייתה:  לבחון באותן חלקות שדה את השפעת דישון בשתי רמות של זבל רפת טרי (12 קוב לדונם) בהשוואה לדישון ברמה אחת של זבל רפת (6 קוב לדונם) או דישון כימי (15 יחידות N \דונם) על הגידול של שחת חיטה מהזן גליל. בניגוד לשנה השנייה, ניתנו בשלושת החלקות ריסוסים מתאימים זהים להדברת עשבייה זרה חד פסיגית ולהדברת רחבי עלים. רמת המשקעים בבית דגן בעונת הגידול השלישית הייתה 400 מ"מ. במהלך הניסוי נבחנו השפעות טיפולי הדישון על על אותם פרמטרים של השנה שעברה תחת הישום המגבר של הזבל.

 

שיטות העבודה:

גידול שחת חיטה בניסויי השנה הראשונה והשנייה: במהלך 2007  גידלנו בחוות המרכז בבית דגן שחת חיטה מהזן 'נגב' ושחת תילתן מאולחות בעשבייה זרה ללא כל טיפול, או ריסוס מונע נגד העשבייה. העשבייה אופיינה כמותית (20.4% מהיבול היבש בחיטה ו 15% מהיבול היבש בתלתן) ואיכותית (חרציות, ש"ש בר, צנון בקר, ובקיה), והשחתות הואבסו לפרות חלב בסככת ניסוי ברפת בית דגן. זבל הבקר מהפרות שהואבסו בשחת המאולחת בעשבייה נאסף בנפרד במאצרה של סככת הניסוי (להלן 'זבל מאולח'). במאצרה סמוכה נאסף זבל בקר מפרות שהואבסו בבלילים  שהגיעו 'ממרכז מזון יבנה', כשהם נקיים מעשביה זרה (להלן 'זבל נקי'). בנובמבר 2007 הוצא הזבל הטרי משתי סוגי המאצרות, הובל לשדה, ופוזר בשתי חלקות נפרדות (כ- 10 דונם כל אחת). ה'זבל המאולח' שימש לדישון קדם-זריעה בשיעור של 6 קוב זבל לח\דונם בחלקת חיטה מהזן 'נגב', שגודלה לשחת. חלקה סמוכה של חיטת 'נגב' גודלה על זבל רפת נקי מעשבייה (6 קוב\דונם) שנאסף מהמאצרה של סככת ביקורת ברפת שבה הפרות ניזונו בבלילים נקיים מעשבייה זרה. חלקה סמוכה שלישית של חיטת 'נגב' באותו שדה גודלה על דישון כימי רגיל בלבד (15 יחידות N \דונם). שלושת חלקות הניסוי גודלו בתנאי 'בעל' על 309 מ"מ קוב מי גשמים \דונם בבית דגן, ללא השקיה מוספת בשנת בצורת (מנובמבר 2007 עד מאי 2008) וללא ריסוסים כנגד עשבייה זרה. החלקות נדגמו יום לפני הקציר (3 דגימות של 5 מ"ר מכל חלקה) לצורך הפרדת העשבייה הזרה משיבלי החיטה ולהערכה כמותית ואיכותית של העשבייה והחיטה. כל חלקה נקצרה בנפרד ויבול השחת נאסף בבאלות של כ 450 ק"ג, נשקל ונדגם. השחתות לאחר קיצוץ בעגלה מערבלת שימשו כמזון גס בלעדי לניסוי ההזנה והעיכול של כבשים.

גידול שחת חיטה בניסויי השנה השלישית: בעקבות ממצאי השנה השנייה הוחלט בשנה השלישית לבחון באותם שדות שלושה טיפולי דישון שונים לשחת חיטה מהזן 'גליל' לפי המתכונת כדלקמן: 1. החלקה שקיבלה בשנה השנייה 6 קוב\דונם זבל מאולח בזרעי עשבייה זרה,  קיבלה בשנה השלישית מנה כפולה של זבל רפת טרי (12 קוב לדונם) ממאצרה ברפת בית דגן שאליה נאסף זבל של פרות נחלבות נקי מעשבייה זרה (הפרות הואבסו בבלילים שהכילו תחמיצים ושחת בקיה נקייה מעשבייה). 2. החלקה שקיבלה בשנה השנייה דישון כימי המשיכה באותה מתכונת לשמש כביקורת דישון כימי (15 יחידות N \דונם) גם בשנה השלישית. 3. החלקה שקיבלה בשנה השנייה זבל לא מאולח בעשבייה ברמה של 6 קוב\דונם המשיכה באותה מתכונת לשמש גם בשנה השלישית כביקורת לדישון בזבל רפת רגיל. שלושת חלקות הניסוי (כ- 10 דונם כל אחת) גודלו בתנאי 'בעל' על 400 מ"מ מי גשמים \דונם בבית דגן, ללא השקיה מוספת (מנובמבר 2008 עד מאי 2009) והפעם תוך שימוש בריסוסים כנגד עשבייה זרה. לאחר הגשם הראשון והנבטת העשבייה בשטח רוסס השטח ב round up  להשמדת העשבייה הזרה ורק אח"כ בוצע קילטור וזריעה של חיטה מהזן 'גליל'. בהמשך לאחר ההצצה של החיטה רוסס השטח כנגד רחבי עלים בתכשיר אורורה-טורבו (60 ג'\דונם). החלקות נדגמו לפני הקציר. בדגימות בוצע פילוח כמותי ואיכותי של שיעור העשבייה הזרה שגדלה בכל חלקה. כל חלקה נקצרה בנפרד ויבול השחת נאסף בבאלות של כ 450 ק"ג, נשקל ונדגם. השחתות לאחר קיצוץ בעגלה מערבלת שימשו כמזון גס בלעדי לניסוי הזנה ועיכול של כבשים.

 

הבעיה:

המגדלים נמנעים היום משימוש נרחב בזבל רפת טרי לגידול מספוא בגלל:

א. חשש של הצטברות מלחים וחנקות שמקורם מהזבל אשר יפגעו לאורך זמן בקרקע ובהמשך גם ביבול ובאיכות של המספוא הגדל עליה.

ב.  סיכון של הדחת המלחים מתחת לבית השורשים וזיהום מי התהום.

ג.  העדר שליטה ברמות הדישון.

הנחות היסוד של העבודה הנוכחית היו:

1.      שימוש בזבל בקר טרי לגידול מספוא יחסוך בהוצאות על דשן יסוד כימי, תוך אספקת פתרון קצה זול ויעיל לבעיית סילוק הזבל הטרי המיוצר ברפת החלב.

2.      הגברת השימוש בזבל בקר טרי כתחליף לדישון כימי, תטייב לאורך זמן את הקרקע, תקטין את קצב שחרור המינרלים החיוניים לצמח, ותגדיל בקרקע את תכולת החומר האורגני וכושר תאחיזת המים. תכונות אלו עשויות לצמצם את המלחת הקרקעות ולהקטין את מידת זיהום הקרקע ומי התהום ע"י מלחים ודשנים כימיים.

מטרות המחקר לשנה הראשונה והשניה: להעריך את ערכו הדישוני של הזבל כמקור לחנקן, את תרומתו לעליה ברכוז החומר האורגני וההשלכות על תאחיזת המים.

מטרות הנסוי בשנה השלישית:

1. לאמת ממצאי שנה קודמת שהתאפיינה במעוט גשמים (309 מ"מ), תקופת גדול קצרה וצמחים קטנים.

2.לבדוק אפשרות של הגדלה משמעותית של כמות הזבל המיושם.

3.לבחון האם האפקט המטייב של החומר האורגני החודר לקרקע משתיר מעבר לשנת הישום.

שיטות העבודה:

כל שנה נדגמו דוגמות מכ ל 9 החלקות, שלוש חזרות בכל חלקה, עד לעומק 60 ס"מ. בשנה השניה עשינו גם אנליזה של הזבל עצמו בסתו  והרכב האוכלוסיה המיקרוביאלית באביב.

 

תוצאות ודיון:

תקציר תוצאות שנה א' ו ב'.

נדגמו שלושת הטיפולים בשלוש חזרות ב 9 החלקות (בכל אחת שלושה עומקים מיצגים) שנבחרו בשנה שעברה על מנת לשמור על רצף ובסיס להשואה. הטפולים היו זבל מאולח בזרעי עשבים, זבל נקי וטפול כימי כבקרה. הפרמטרים הנבחנים בחלקות הניסוי: רמות הדישון ע"י הזבל והשואה לרמות הדשון הכימי, כפונקציה של העומק, והשנויים ברכוז חומר אורגני מומס שמקורו בזבל. עבור קרקע חולית קלה (כמו במקרה שלנו) אפילו עליה קטנה ברכוז החומר האורגני כתוצאה מתנועה לעומק של חומר אורגני מסיס יכולה לשפר את התכונות הפיזיקליות של הקרקע ובמיוחד שפור התאחיזה. על פי התכנית דגמנו את הקרקע בסתו, בחורף ואחרי הקציר. בסיכום המדידות נמצא שרמות המליחות היו נמוכות ונטולות סיכון, כל הדשון החנקני שסופק נצרך על ידי הצמחים ואילו הזרחן והאשלגן ניתנו לכאורה בעודף. אבל, אנו חיבים להדגיש שאין בכך שום סכון אלא להפך, יצרנו עתודה לשנה הבאה למקרה שפזור הזבל לא יהיה שנתי. צריך לזכור שהחורף של 2008 היה דל בגשמים והסתיים בצמחים קטנים שצריכת הדשן שלהם מוגבלת. בשנה הבאה נכפיל את כמות הזבל המיושם.

תוצאות שנה ג':

(ההצגה והדיון בתוצאות של השנה האחרונה בדוח זה משתדלים לא לחזור על שנאמר בדו"ח שנה שניה, שהוא לפיכך חלק בלתי נפרד מכלל הדוח המסכם.) על פי תוכנית המחקר נדגמה הקרקע השנה שלוש פעמים, בסתו לפני גשם ראשון בעיצומו של החורף, ובסוף האביב. טבלה 1 מציגה את סך כל הכמות המצטברת בשכבה 0 ל 60 ס"מ של יוני הנתרן והאשלגן, חומר אורגני מומס, זרחן, ושתי הצורות של הופעת חנקן בקרקע: אמוניה וניטרט.

טבלה מס' 1: סה"כ רמות מצטברות של מלחים בפרופיל (לטפול, לעונה, לרכיב) עבור הפרמטרים שנבחרו לבדוק את יעילות ופוטנציאל הסכון של ישום זבל טרי על פני הקרקע.

הטבלה מסודרת לפי הטפולים מדרום לצפון, הווה אומר: דרומית (מנת זבל כפולה של 12 קוב לדונם), החלקה המרכזית (הטפול הכימי) והחלקה הצפונית (מנת זבל רגילה).

 

טפול מנת זבל כפולה

 

נתוח נתוני טבלה מס' 1

נתרן: בהיותו מקור וסמן לתהליך ההמלחה הבלתי רצוי ויש לבחון כניסתו וסלוקו. בטפולי הזבל תשומות הנתרן בסתו הן הגבוהות ביותר ( 1040 ו 1143 מג"ל, כפול לעומת הטפול הכימי) אבל הסלוק כמעט מלא ל 108 ול 169 לעומת 38 מג"ל בכימי.

אשלגן: בהפוך לנתרן, האשלגן הוא יסוד דשן חיוני וככל שישומו רב יותר – כן מוטב. תוספת האשלגן בסתו מיד לאחר מתן הזבל הוכפלה ויותר 1012 ו 1739 מג"ל לעומת 611 בטפול הבקורת הכימי. הצריכה על ידי הגדול והשטיפה הורידו באביב 09 את רכוזו ל 67 ו 126 לעומת 58 בכימי, כלומר אותו סדר גודל.

TOC: סך כל החומר האורגני בקרקע. חשוב במיוחד בשפור התאחיזה בקרקעות קלות כמו זו שבה התקים הנסוי. בעקרון כח המרבה ב TOC הרי זה משובח. בארצות קרירות משלנו כמויות חומר האורגני גדולות פי 10 ולעתים פי 100.

השנה בנסוי נמצאה עליה ב TOC של 220 במתן הזבל לעומת 172 בכימי. תוספת זו באה לידי בטוי בשפור תאחיזת המים (ראה טור אחרון בטלה זו).

זרחן: כמויות הדשון בזרחן באמצעות הזבל או הכימי  היו דומות בישום ולא שונות מהותית בסיום העונה, כשנכרים עודפים שימתינו לעונה הבאה.

4NH: אין הבדל בין שני הטפולים והבקורת.

חנקן בצורת 3NO: כצפוי הזבל מכין כמויות גבוהות של N ויתרון טפולי הזבל לעומת הכימי נשמר לאורך כל שלבי הגדול. בהיות 3NO מקור עיקרי לחנקן זהו אחד היתרונות של השמוש בזבל טרי.

תאחיזת המים בקרקע:

אפקט שפור התאחיזה הודות לשפור המבנה ויציבות האגרגטים שמקורו בזבול של שנה שעברה – נשמר במהלך הקיץ ובא לידי בטוי בתחילת עונת הגדול הנוכחית (0.15 לעומת 0.12 %רטיבות משקלי, סתו 08).

טבלה מס' 2 : ממוצע של שלוש החזרות בכל טפול של מדידות נתרן, אשלגן, חומר אורגני מסיס, זרחן, אמון, ונטרט, וסה"כ כמותו של כל פרמטר בכל הפרופיל שנדגם (0-60 ס"מ).

 

 

נתוח נתוני טבלה 2:

נתרן: (יון המיצג רמת מליחות): בסתו חודר לכל עומק הפרופיל ובטפול הכימי פחות מ ½ הכמות לעומת טפולי הזבל. בחורף בטפול הכימי נמדדה כמות של 1/3 ו 1/6 לעומת טפולי הזבל. באביב נשטף כל הנתרן שמקורו בזבל וחזרנו לערכים ההתחלתיים.

אשלגן: החדירה לעומק הפרופיל מוגבלת. בטפולי הזבל נמצאו כמויות פי 2 ו 3 מהטפול הכימי ובחורף  פי 4 או 5 מהכימי, ובאביב הערכים חוזרים לרמה התחילית או מתחת לזה בגלל צריכה כדשן על ידי הצימוח המשופר בגלל הגשמים הברוכים.

TOC: כצפוי החדירה לעומק איטית ומוגבלת אך בסוף העונה בכל זאת נכרת עליה ש 50% לעומת הערכים התחיליים, ולכל עומק הפרופיל

₃NO: כל הכמות המיושמת, הן כימית והן דרך הזבל נצרכת ונותרות כמויות זניחות.

לסכום מדידות השנה:

מקורות סכון:

נמצא שאמנם מקור הנתרן הוא בזבל כיון שבטפול הכפול רכוז הנתרן אכן הכפל אבל לאחר שטיפת גשמי החורף הכמות היתה די דומה, 2.6 ו 3.6 מא"ק (כפול ומשקי, בהתאמה) לתמיסת הקרקע, לפרופיל. כלומר היה קושי בשטיפה, יתכן שבגלל צריכת מים מוגברת בטפול הכפול. לסכום, ברכוז הנתרן היתה עליה מתונה שלא מצביעה על הצטברות מליחות שתפגע בטווח הארוך בגדול ורמתה היתה רק כפול מטפול הבקורת הכימי.

סכום המחקר כולו:

פרמטרים נטרליים: כמו בשנה שעברה מתברר ש אמון (4NH ) איננו משמעותי מבחינת צריכת החנקן. אספקטים חיוביים: נמצא יתרון לטפולי הזבל ב אשלגן, TOC וחנקן. כל רמות החנקן שסופקו כ 3NO נצרכו עד תום.

ההשפעה החיובית של נוכחות חומר אורגני פעיל בקרקע נמשכה מעונה לעונה וישומו השנה התוסף (additive) על המצוי  וערכי ה TOC היו גבוהים מהבקורת ויחסיים לכמויות המיושמות.

לא נמצא באביב זהום בקטריאלי כתוצאה מישום הזבל הטרי בסתו. בסיום העונה הקודמת מצאנו, על סמך עשרות מדגמים, בכל הדוגמאות שנאספו, רכוז נמוך של כלל החידקים ולא נמצאה סלמונלה כלל.מכאן שקטן הסכון של זהום הקרקע או זהום מי התהום.

 

השלכות הנסוי לישום זבל טרי בעתיד:

ניתן לשקול (תוך בקרה וזהירות) ומתוך נסיון המחקר הנוכחי, להכפיל ויותר את כמויות הזבל הטרי המיושמות כשהיתרונות הן:

1. במקרה של מרחק רב ממפעלי העבוד נחסכים הוצאות. הובלה.

2.נחסך השמוש בדשנים תעשיתיים שיצורם זולל אנרגיה.

3.בקרקעות קלות מתיעל משמעותית השמוש במים כיון שבעקבות התאחיזה המשתפרת ניתן להאריך את המרוח בין השקיות ולהקטין אדוי מפני השטח. (יודגש שרעיון שפור תאחיזת המים בקרקעות חוליות איננו חדש אך טכנולוגיה שהוצעה, ישום פולימרים מסוימים, היתה יקרה ולא מוצדקת כלכלית.

4.הוסר החשש מזהום בקטריאלי. מתוצאות העונה הקודמת מצאנו, ובכל הדוגמאות שאספנו, רכוז נמוך של כלל החידקים ולא נמצאה סלמונלה כלל.מכאן שקטן הסכון של זהום הקרקע או מי התהום.