אופטימיזציה של מערכות אירופוניקה ו-NFT לחסה: השפעות קצב הזרימה ומקור המזון על יעילות השימוש במים, גדילה ורווחיות

לגדל יותר מזון עם פחות מים

בעוד הערים מתרחבות והאקלים נעשה חם ויבש יותר, החקלאים נתונים ללחץ להפיק יותר מזון תוך שימוש רב יותר במיעוט מים. מחקר זה בוחן כיצד לגדל חסה ללא אדמה, באמצעות מערכות מים מבוקרות היטב בתוך חממה. באמצעות השוואה בין שתי תצורות ללא אדמה נפוצות ושני מקורות נוטרינטים שונים, החוקרים מראים כיצד לחסוך מים, להגביר תנובה ואפילו להרוויח יותר כסף לכל צמח — תובנות שרלוונטיות לכל מי שחושב על ביטחון המזון בעתיד.

חקלאות בלי אדמה

במקום שדות אדמה, הצוות עבד עם שתי מערכות מבוססות מים: טכניקת הסרט המעט מזינה (NFT) ותצורת אירופוניקה. ב-NFT, החסה מונחת בתוך צינורות ארוכים בעוד גל דק של מים מועשרים בנוטריינטים זורם לצד השורשים. באירופוניקה הצמחים עומדים מעל מיכל סגור ושורשיהם תלוים באוויר, שם הם מרוססים באופן קבוע בערפל מזין עדין. שתי המערכות ממחזירות את המים למעגל, מה שמקטין בזבוז באופן דרמטי בהשוואה להשקיה מסורתית. הניסויים נערכו בחממה פלסטית ללא חימום במצרים, כשהחסה מסוג אייסברג גדלה כ־55 יום מהזרע ועד הקטיף.

להפוך בארות ודגים למאכל לצמחים

המחקר השווה גם שני מקורות להזנת הצמחים. האחד היה תערובת כימית קלאסית מומסת במי באר, בהתבסס על מתכון ידוע המשמש בחוות הידרופוניות רבות. השני היה מי ניקוז ממיכל סגור של טילאפיה הנילוסית, שבה פסולת הדגים מספקת באופן טבעי חנקן וחומרים מזינים מרכזיים נוספים. "מי הדגים" סוננו ונשאבו אל הצמחים, ויצרו לולאת אקוופוניקה פשוטה שבה דגים וחסה מרוויחים מאותו המים. החוקרים העבירו את שני מקורות המזון דרך מערכות NFT ואירופוניקה בארבעה קצבי זרימה שונים, ולאחר מכן עקבו אחר קליטת המזון, גדילת הצמחים ושימוש המים הכולל.

למצוא את נקודת האיזון לקצב הזרימה

התוצאות מראות שמעבר לכך שככל שיש יותר מים כך טוב יותר — זה לא תמיד נכון. במערכת NFT, החסה קלטה את מירב המזון והגיעה למשקלה הטרי הגבוה ביותר בקצב זרימה טווח־ביניים של 1.6 ליטר לשעה; הגדלת הזרימה ל־2 ליטר לשעה הפחיתה בפועל את קליטת המזון והצמיחה, כנראה כי המזון זרם מהר מדי לצד השורשים. מנגד, מערכת האירופוניקה הופיעה הטובה ביותר בקצב הזרימה הנמוך שנבדק של 0.8 ליטר לשעה, שם השורשים זכו לזמן מספיק בערפל כדי לספוג גם מים וגם מינרלים מומסים תוך שמירה על אספקת חמצן טובה. ברוב כמעט כל החומרים המזינים שנמדדו — חנקן, זרחן, אשלגן, סידן ומגנזיום — אירופוניקה בקצב זרימה נמוך התעלה על NFT גם בקצב הזרימה האופטימלי שלו.

יותר חסה לכל טיפה ותשואות טובות יותר

דפוסים אלה הועתקו ישירות לביצועי יבול ויעילות שימוש במים, מדד של כמה קילוגרמים חסה מיוצרים לכל מטר מעוקב מים. אירופוניקה ב־0.8 ליטר לשעה סיפקה את ראשי החסה הכבדים ביותר ואת יעילות השימוש במים הגבוהה ביותר, ושיפרה מדד זה בכ־שני שלישים בהשוואה ל־NFT תחת שני מקורות המזון. NFT ב־1.6 ליטר לשעה העניקה יתרון מתון בחיסכון במים על פני אירופוניקה בקצבים גבוהים יותר, אך מעולם לא התקרבה להגדרת האירופוניקה הטובה ביותר. מבחינה כלכלית, אירופוניקה גם התבררה כמשתלמת יותר: אף על פי שהציוד והתפעול שלה היו מעט יקרים יותר, התפוקה הגבוהה יותר הניבה 34% רווח נקי יותר מאשר NFT עם התערובת הכימית הסטנדרטית וכ־5% יותר כאשר נעשה שימוש במי דגים. שילוב גידול דגים הגדיל את העלויות אך הוסיף מוצר שני בעל ערך — דגים לשיווק — כך שההכנסה והרווח הכוללים היו גבוהים יותר מאשר שימוש בדשן כימי בלבד.

מה זה אומר עבור עתיד המזון

עבור מגדלים ומתכננים המבקשים להסתכל מעבר לשדות הקונבנציונליים, עבודה זו מציעה מסר ברור במונחים פשוטים: מערכות אירופוניקה מכוונות בקפידה יכולות לגדל יותר חסה עם פחות מים ועם רווח גבוה יותר מאשר אלטרנטיבה הידרופונית נפוצה. הפעלת אירופוניקה בזרימה עדינה והזנתה במי דגים עשירים בחומרים מזינים לא רק משפרת את גדילת הצמחים וקליטת המזון, היא גם הופכת את פסולת האקו-תרבות לדשן שימושי. באזורים המתמודדים עם מחסור במים וחוסר בקרקע חקלאית, מערכות סגורות ללא אדמה כאלה יכולות למלא תפקיד חשוב בייצור ירקות טריים ודגים זה לצד זה, ולעזור למתוח כל טיפה רחוק יותר תוך שמירה על כדאיות כלכלית של הייצור.

ציטוט: El-Demerdash, D.I., Morad, M.M., Wasfy, K.I. et al. Aeroponic and NFT system optimization for lettuce: effects of flow rate and nutrient source on water use efficiency, growth, and profitability. Sci Rep 16, 14292 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41347-z

מילות מפתח: חסה הידרופונית, אירופוניקה, אקוופוניקה, יעילות שימוש במים, חקלאות ללא אדמה