תוספת חנקן מעל המטען מול מתחתיו משפיעה על שטיפת ניטראט ומינרליזציה אך לא על פליטות גזי חממה בעצי אלון יושבים

מדוע הסיפור הזה של היער חשוב

בכל רחבי העולם פעולות אנוש מוסיפות חנקן לאטמוספירה, שמאוחר יותר חוזר אל היערות בגשם ובאבק. חנקן הוא רכיב תזונתי מרכזי לצמחים, ולכן נדמה שלתוספת שלו תהיה השפעה דומה לדשן חינמי שעוזר לעצים לגדול ולאגור פחמן. אך עודף חנקן עלול לדלוף לנחלים בצורת ניטראט, להפריע לחיי הקרקע ולתרום לגזים הממחממים את האקלים. במחקר זה נשאלת שאלה לכאורה פשוטה בעלת השלכות גדולות: האם יש משמעות לכך שהחנקן הנוסף נוגע קודם כל בכתרי העלים של העצים או שנוחת ישירות על רצפת היער?

שתי דרכים להאכיל יער

המחקר נערך בעץ אלון יושב בצפון איטליה, שם העצים צומחים על קרקעות דקות מעט חומציות ונחשבים במידה מסוימת מוגבלים בחנקן. המדענים הקימו תשעה גושי ניסוי מעגליים וטיפלו בהם במשך שישה שנים. בקבוצה אחת לא נוספה תוספת חנקן (הבקרה). בקבוצה שנייה הוזרקה תמיסת חנקן ישירות על רצפת היער, המדמה את הפרקטיקה המקובלת של דישון קרקע. בשלישית אותה כמות חנקן רוססה מעל כתרי העצים באמצעות מתזים גבוהים, כך שהתמיסה נדרשה לעבור דרך הכתר — קרוב יותר לאופן שבו מתנהג משקע אטמוספרי אמיתי. בכל הגושים ניתנה אותה מנה צנועה, בערך פי ארבעה מצורת הרקע המקומית של משקעי החנקן אך עדיין בטווחים ריאליים לאזורים מזוהמים.

מעקב אחר תנועת החנקן בקרקע

כדי לגלות מה קרה לחנקן שהתווסף, הצוות עקב אחר מספר שלבים במחזור החנקן בקרקע. הם קברו ליבות קרקע קטנות המצוידות שרזינים מיוחדים שתפשו חנקן הנע כלפי מטה, מה שאפשר למדוד גם שטיפת ניטראט וגם של אמוניום מהאדמה העליונה. הם גם מדדו כמה מהר מיקרובים בקרקע ממירים חנקן אורגני לצורות מינרליות שצמחים יכולים להשתמש בהן, תהליך הנקרא מינרליזציה. על פני כמה שנים ועונות השנה הם דגמו את הליבות שוב ושוב, מעקב אחרי כמה חנקן הצטבר, כמה נשטף כלפי מטה עם המים וכמה הומר על ידי פעילות חיי הקרקע.

קרקעות דולפות מול כתרים שמבצעים בופר

הדרך שבה הוחל החנקן התבררה כהשפעה משמעותית על מה שקרה בקרקע. כאשר החנקן רוסס ישירות על רצפת היער, שטיפת הניטראט בקרקע העליונה גדלה באופן ברור בשנות הניסוי המאוחרות, ואמוניום גם נשטף יותר. במקביל, קצב המינרליזציה הכולל שבו המיקרובים בקרקע המירו חנקן ירד בהשוואה לבקרה שלא טופלה. במילים אחרות, יותר חנקן נשטף כלפי מטה ופחות חולק מחדש לצורות שהצמחים יכולים לנצל. בניגוד לכך, כאשר החנקן רוסס מעל הכתר, גם שטיפת ניטראט וגם המינרליזציה לא נבדלו משמעותית מהבקרה. עבודות קודמות באתר זה הראו שלעלי הכתר יש יכולת לתפוס ולספוג חלק גדול מהחנקן הנכנס, מה שעוזר להסביר מדוע הקרקעות תחת הוספה מעל הכתר התנהגו בדומה לקרקע שלא דושנה.

גזי חממה נותרו יציבים מפתיע

החוקרים גם עקבו כיצד הטיפולים השפיעו על שלושה גזי חממה עיקריים הנעים בין הקרקע והאוויר: פחמן דו‑חמצני, מטאן וחנקן חד‑חמצני (חנקן־חמצני). באמצעות אנליזרים לגזים ותאי אטימה הם ניטרו את הזרימות האלה לאורך מספר שנים. על אף תנודות עונתיות ניכרות המונעות על ידי טמפרטורה ולחות — שחרור פחמן דו־חמצני גבוה יותר בתנאים חמים ולחים וקליטת מטאן יציבה בקרקע המאווררת היטב של היער — תוספת החנקן, בין אם הוספה מעל הכתר ובין אם מתחתיו, לא גרמה לשינויים עקביים באף אחד מהגזים. נשימת הקרקע הגיבה בעיקר לחמימות וללחות הקרקע, בעוד קליטת המטאן ופליטות החנקן־חמצני נשארו נמוכות ומשתנות מאוד בכל הגושים.

מה המשמעות לזה עבור יערות ואקלים

המחקר מראה שכתרי העצים פועלים כבופר חשוב בין החנקן האטמוספרי והקרקע שמתחתיהם. הוספה ישירה של חנקן לרצפת היער מגדילה במידה מובהקת את כמות הניטראט שנשטפת מהאדמה ומשנה חזק את התהליכים המיקרוביאליים, בעוד שהוספה באותה כמות מעל הכתר משאירה את מחזור החנקן בקרקע קרוב לנורמה — לפחות בשנים הראשונות. יחד עם זאת, עומסי החנקן הצנועים הללו עדיין לא דחפו את המערכת לפליטות גזי חממה גבוהות וברורות. להדיוט, המסר הוא שאופן ומקום כניסת החנקן ליער יכולים לעצב בצורה חדה את איכות המים ובריאות הקרקע, בעוד שהשפעותיו על גזי החממה עשויות להתפתח בקצב איטי יותר. מחקרים ארוכי‑טווח שמכבדים את תפקיד כתר העלים חיוניים כדי להבין האם יערות ימשיכו לספוג חנקן ללא נזק או בסופו של דבר יגיעו לרוויה ויתחילו לדלוף יותר זיהום לנהרות ואל האוויר.

ציטוט: Da Ros, L., Anna, B., Pietro, P. et al. Above-canopy versus below-canopy nitrogen addition affects nitrate leaching and mineralization but not greenhouse gas fluxes in a sessile oak stand. Sci Rep 16, 11800 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36532-z

מילות מפתח: משקעי חנקן, כתר היער, שטיפת ניטראט, גזי חממה, פחמן בקרקע