מסגרת לאמוד את מאזן החנקן וזמן מחזור הזבל בחוות עבור תנאים נוכחיים ובעתיד בארה"ב

הפיכת פסולת חוות למשאב חבוי

בארצות הברית מייצרים מדי שנה כמויות עצומות של זבל בעלי חיים כאשר מגדלים בקר, חזירים ועופות לבשר ולמוצרי חלב. זבל זה עשיר בחנקן, חומר מזין מרכזי שיבולים זקוקים לו לצמיחה. עם זאת, הרבה ממנו מבוזבז, בעוד שחברים רוכשים כמויות גדולות של דשן סינתטי המיוצר מאנרגיה ממקורות מאובנים. המחקר הזה שואל שאלה פשוטה אך חשובה: כמה מהזבל הזה ניתן במציאות למחזור חזרה לשדות היום ובעתיד, ומה המשמעות של כך עבור ייצור מזון וזיהום?

למה ספירת מזינים כל כך מבלבלת

חוקרים ניסו זמן רב למדוד את "מאזן הזבל" במערכות חקלאיות — האם הזבל מספק יותר מזינים ממה שהיבולים יכולים להשתמש בו, או פחות בהרבה. אך מחקרים קודמים השתמשו בהנחות שונות לגבי החלק שניתן לאסוף, כמה הולך לאיבוד בזמן אחסון וכמה ביעילות היבולים משתמשים בחנקן. כתוצאה מכך, ההערכות עבור ארצות הברית נעו בטווח רחב, מחסר קטן ועד גירעון עצום. מחברי המאמר הריצו מחדש בצורה קפדנית שישה מהשיטות הללו באמצעות אותם נתונים ארציים, והראו שהמחלוקות נובעות בעיקר מהגדרות לא עקביות ולא מהנתונים עצמם. אי־העקביות זו מקשה על מקבלי החלטות וחקלאים לדעת היכן זבל יכול להחליף בבטחה דשן ומתי לא.

מסגרת ברורה יותר למיחזור זבל

כדי לחתוך דרך הבלבול, הצוות מציע מסגרת חדשה הבנויה סביב מספר מדדים מוגדרים בבירור. מצד הזבל הם מבחינים בין שלושה רמות: סך החנקן המופרש על ידי בעלי החיים במתקני כליאה; החלק שניתן לשחזור בטכנולוגיות איסוף ואחסון נוכחיות; והכמות הקטנה יותר שסקרים מראים שמופרשת בפועל לשדות היום. מצד היבול הם מעריכים כמה חנקן היבולים צריכים באמת לאחר שמקורות טבעיים כגון צמחים מקבעי חנקן, גשם ומי השקיה נלקחים בחשבון. הם מחשבים אז את דרישת היבול תחת שיטות חקלאיות נוכחיות ובהשוואה לתרחיש משופר שבו היבולים משתמשים בחנקן ביעילות רבה יותר.

כמה גדול הפער כיום?

יישום המסגרת הזו לגוש היבשתי של ארצות הברית מראה כי השימוש בזבל רחוק מהכיסוי של צרכי היבולים. רק כעשירית עד חמישית מהחנקן שהופרש על ידי בעלי חיים במתקני כליאה מופץ כיום על קרקעות חקלאיות. כאשר משווים זאת לצרכי היבולים, נותרת מדינה עם גירעון גדול, שעכשיו מולא בעיקר על ידי דשן סינתטי. גם כאשר המחברים מניחים אימוץ מלא של מערכות הטיפול בזבל הטובות ביותר הקיימות כיום, הגירעון מצטמצם רק במעט, מפני שעודף החנקן הולך לאיבוד לאורך התהליך או כלל לא נאסף מלכתחילה. הם גם מגלים שאם חקלאים ינסו לספק יותר חנקן רק מזבל, לעתים קרובות יסתכנו ביישום יתר של זרחן — חומר מזין נוסף שעלול לגרום לזיהום מים כשהוא מצטבר בקרקע.

מה יכולה טכנולוגיה טובה יותר וחקלאות חכמה להשיג?

המחקר ממשיך ובוחן מה עשוי להיות אפשרי בשילוב של שיפור בשחזור זבל וניהול יבולים טוב יותר. טכנולוגיות חדשות או אימוץ רחב יותר של טכנולוגיות קיימות עשויות לאפשר לכבול כמעט את כל הזבל ממתקני כליאה, ולהגדיל משמעותית את אספקת המזינים ממקור זה. במקביל, שיפור ביעילות השימוש של היבולים בחנקן — קרוב לרמות שמושגות כבר במערכות מנוהלות היטב — יקטין את הסך הנדרש. כשמאגדים שתי האסטרטגיות הללו, השימוש הלאומי בדשן חנקני סינתטי עשוי להצטמצם ביותר מחצי. עם זאת, מפני שבדרך כלל זבל מכיל יותר זרחן מהנדרש ליבולים, חלק מהזבל העודף יזדקק לטיפול מיוחד להסרת זרחן או להעברה לאזורים אחרים.

צרכים שונים במקומות שונים

בבחינה לפי כל מחוז במדינה, המחברים מראים שהאתגרים סביב הזבל הם מקומיים במהותם. מספר קטן של מחוזות עם פעילויות מרוכזות של בעלי חיים כבר מחזיקים יותר חנקן מזבל ממה שיבוליהם יכולים להשתמש בו בבטחה וצריכים להעביר מזינים החוצה או להגביל את מספר בעלי החיים. כמה מאות מחוזות נוספות יוכלו, בעזרת שיפור באיסוף הזבל, תחבורה או ביעילות היבולים, לענות על כל צרכי החנקן של היבולים באופן מקומי. עם זאת, רוב המדינה תמשיך להסתמך על דשן סינתטי משום שתפוקת היבול גבוהה בהרבה ממספר בעלי החיים בסמוך. התאמת דפוסים אלה לאופציות ניהול ספציפיות — כגון שיפור מערכות אחסון, השקעה בתובלה או עיצוב מחדש של אזורי גידול בעלי חיים — יכולה לסייע לתכנון ולהעדפת פעולות לחקלאים ומקבלי החלטות.

דרך לחקלאות נקייה ויעילה יותר

לא מומחים, המסר המרכזי הוא שזבל הוא גם בעיה וגם הזדמנות שלא מומשה. שימוש לא זהיר בו גורם לנזילת חנקן וזרחן לאוויר ולמים, ותורם לשינויי אקלים, ערפיח ומוקדי מוות באגמים ובמימי חופים. שימוש נבון בו יכול להחליף חלק גדול מהדשן המיוצר במפעלים ולתמוך בקרקעות בריאות יותר. המחקר מציע דרך שקופה למדוד היכן אנו עומדים וכמה רחוק אפשר להגיע בתנאים נוכחיים ובעתיד. המחברים מסכמים שעם נתונים, טכנולוגיות ומדיניות משופרים, ארצות הברית יכולה להפוך הרבה יותר מפסולת בעלי החיים שלה למשאב בעל ערך תוך צמצום חשבונות הדשן והפחתת זיהום — אך זבל לבדו לא יחליף לחלוטין דשנים סינתטיים, ולכן גם מיחזור מזינים וגם שימוש מושכל בדשן חייבים להתקדם יחד.

ציטוט: Wang, Y., Zhang, X., Spiegal, S. et al. A framework for estimating manure nitrogen balance and recycling potential for current and future conditions in the USA. Nat Food 7, 260–271 (2026). https://doi.org/10.1038/s43016-026-01312-5

מילות מפתח: מיחזור זבל חקלאי, מאזן חנקן, דשן סינתטי, חקלאות בת קיימא, זיהום מזינים