טכנולוגיית ההדשיה ”Roots Talk” מבוססת על ניטור השינויים הפיזיקליים והכימיים בתמיסת-הקרקע ב"זמן אמת". מערכת הניטור בנויה מבקר חכם עם תוכנה ייעודית וחיישנים באזור השורשונים האחראים בצמח על קליטת המים
צמחים בטבע פועלים לצורך קיומם ולתועלתם על פי תנאי הסביבה במקום חיותם. צמחים חקלאיים מושפעים בנוסף לכך, מביצוע החלטות ניהוליות של החקלאים ועל פי המלצות חוקרי חקלאות. לכל פרקטיקה הנהוגה בתחום ההשקיה, השפעה מיידית על תנאי הגידול באזור השורשים, והשפעה נמשכת, חיובית או שלילית, על פעילות הצמחים.
שינויים סביבתיים אטמוספריים ברי-מדידה, כגון: קרינה, עננות, טמפרטורה, לחות האוויר ועוד, גם אם הם קצרים, באים לידי ביטוי בהתנהלות הצמחים. שינויים ברי-מדידה שהתפתחו באזור השורשים, כתוצאה מפעולות החקלאים בשדותיהם, כגון: "מתח מים", "נקודת-רוויה","המלחה", דשנים עודפים ועוד, כולם באים לידי ביטוי – חיובי או שלילי בהתפתחות הצמחים. הראשונים להגיב לשינויים הסביבתיים הם השורשונים שתפקידם קליטת המים, ותגובתם הראשונית היא הקטנה או הגברה של קליטת "תמיסת הקרקע" (מים זמינים באזור השורשים הכוללים חמצן ומינרלים).
ודוגמה – התפתחות עננות בתנאי טבע המקטינה את רמת קרינת האור, מאיטה את הפעילות הפוטו-סינטטית בצמחים ומקטינה את הצורך בקליטת תמיסת הקרקע. עליה ברמת הקרינה וקיום שאר תנאי הגידול הנדרשים לביצוע הליך הפוטוסינתזה, מגדילים את צריכת המים ואת קליטתם.
צמחים חקלאיים אינטנסיביים מגיבים באופן דומה לשינויים סביבתיים באזור היונקות בקרקע הגידול הנגרמים ע"י החקלאים. וזאת בעיקר ע"י השקיות לא מדויקות ועודפות של כמויות מים ובתזמון הלא נכון של צריכת המים ע"י הצמחים הפעילים. אספקת מים שלא בזמן צריכתם מקטינה את נפחי האוויר בקרקע ואף עוצרת את הליכי הפוטוסינתזה ואת הובלת המוטמעים לאזורי הגדילה.
החיישנים הממוחשבים של מערכת הRoots Talk אחראים (24/7) על יצירתם ושמירתם של התנאים האופטימליים לקליטת מים מאזור השורשים, הן בשטחים פתוחים והן בחממות. בפועל, חיישני המערכת מגיבים במהירות לשינויים המתפתחים ב"מתח-המים" (ערך אטמוספרי הנמדד ע"י "טנסיומטר" המודד את השינויים במצב הלחות בנפחי מצע גידול השורשים) לאורך כל היממה, ועוצרים או מחדשים את ההדשיה (השקיה בטפטוף מים הכוללים דשנים וחמצן) בנקודת הטפטוף ב"זמן אמת" (בסמוך לצריכת המים), במנת הדשיה קטנה הקרובה לכמות שנצרכה (20 – 25 סמ"ק) שנמדדה ע"י צמח מוביל.
כך נמנעים באזור השורשים עודפי מים או מחסורם, כך נמנעים תנאי ה"המלחה" ונזקיה, וכך ללא הפסקות, נמשכת פעילות השורשונים והצמיחה, וכך מתקצר משמעותית משך הגידול. יתרון פרקטי חשוב הנלווה לבקרה הממוחשבת של המערכת, היא העובדה שבכל הדשיה מנוטרת, נרטב נפח הרטבה קבוע. בנפח אופטימלי זה מתפתחות ופועלות היונקות ושערות השורש הקולטות בקלות את תמיסת הקרקע הזמינה.
וכאן יש להזכיר את הדרך הייחודית לצמחים לקלוט את החמצן בדרך השונה מקליטתו ע"י גופים ביולוגיים אחרים.
ואלו הן העובדות הפיזיולוגיות: (1) במהלך ה"פוטוסינתזה" מתרחש בתאי הצמחים הליך ייחודי שבו משתחרר חמצן כתוצאה מביקוע מולקולות מים. חמצן חופשי זה משתחרר מתאי הצמח לאטמוספרה דרך מנגנוני הפיוניות שבעלים ומעשיר את האוויר, כולל האוויר שבקרקע. (2) חלק קטן מחמצן האוויר מתמוסס בתמיסת הקרקע (8 עד 10 ח. מ. במים בטמפ' של 20 C).
(3) רמת ההתמוססות הנמוכה של החמצן במים, תואמת את רמת החמצן המתאימה לתפעול הפעולות הביוכימיות בצמחים.
(4) היונקות ושערות השורש קולטות את "תמיסת הקרקע" שבה התמוסס החמצן החופשי. וזו היא הדרך הייחודית לצמחים לקלוט חמצן ולהובילו עם תמיסת הקרקע לכל אברי הצמחים לצורך פעילותם הפיזיולוגית ! קליטת החמצן ע"י הצמחים מותנית אם כן, בנוכחות רצופה של אוויר חופשי באזור השורשים קולטי המים. ועובדה זו מחייבת את עיבוד הקרקע – מאז ומעולם. גופים ביולוגיים שאינם צמחים, קולטים ישירות את החמצן החופשי ששוחרר ע"י הצמחים לאוויר.
וכמה דוגמאות לקליטת המים ולתנועתם ברקמות הצמחים המתבצעות ביום ובלילה בהתאם לפעולות הקשורות להתפתחותם:
(1) קליטת תמיסת הקרקע לצורך הזנת הצמחים בחמצן ובמינרלים – נמשכת כל היממה. (2) קליטת מים לצורכי מהלכי ההטמעה – חלה באור היום. (3) תמיסת מוצרי הפוטוסינתזה היומית (ה"מוטמעים") נעה מהעלים אל אזורי הגדילה ואתרי הצמיחה – ביום ובלילה יחד עם תמיסת הקרקע המזינה. התנועה במערכת הצינורות להובלת המים בצמח היא דו-כיוונית, למעלה עד לצמרת וכלפי מטה למערכות השורשים. (4) קליטת מים ברקמת העלים מתרחשת – ביום ובלילה גם לצורך דילול המוטמעים שריכוזם בתאי העלים הולך ועולה במהלך פעילויות היום. (5). נידוף מים מהעלים במהלך היום הוא מהלך תמידי והוא גורם פיזיקלי חיוני לצינון רקמות הצמח החשופות לקרינת אור השמש. הנידוף הוא גם אחד הגורמים הפיזיקליים המאפשרים את עליית תמיסת הקרקע, המזינה את תאי הצמחים במינרלים, בצינורות ההובלה של הצמח – כמעט ללא השקעת אנרגיה – בצמחים גבוהים כבנמוכים.
בתנאי אקלים קיצוניים, ב"זמן אמת", בכל עונות השנה כשמהירות הנידוף מהעלים גדולה מיכולת שורשי הצמחים לספק את המים להליך הנידוף, מפעילים "צמחים בריאים" את מנגנון עצירת נידוף המים ע"י סגירת ה"פיוניות" שבעלים. ואז סימולטנית, נעצרת תנועת המים ונמנעת אספקת יתר מרכיבי תהליך ההטמעה: החמצן שבמים, וה-CO2 האטמוספרי.
לעומת זאת, בתנאי בקרת מערכת ה- Roots Talk הנידוף נמשך גם בתנאי טמפרטורות אוויר קיצוניות ויובש אוויר קיצוני, וכך נמשכת תנועת המים, אספקת החמצן, וקליטת ה CO2 ללא הפרעה לתהליכי ההטמעה.
בקרת "מתח המים" בקרקעות טבעיות ובמצעים מנותקים מושקים בטפטוף –
1. בקרקעות טבעיות (בעומק של מינוס 5 ס"מ עד מינוס 40 ס"מ) יניקת "תמיסת הקרקע" ע"י השורשים מהירה ממהירות תנועת המים החופשיים בקרקע הטבעית. ולכן "מתח המים"בעומקים אלה, הנמדד ע"י טנסיומטרים בערכים "סנטיבריים" (סנטיבר = 1/100 של הלחץ האטמוספרי), אינו משקף ב"זמן אמת" את השינויים המהירים ב"מתח המים" עקב פעילות הצמחים.
2. במצעים מנותקים שונים, תנועת המים החופשיים והנקז מאזור השורשים מהירים בהרבה בהשוואה לתנועה בקרקע טבעית. גם הנידוף העילי של המים ממצעי הגידול השונים מהיר, ולכן התפתחות מתח המים גם הוא משתנה במהירות. וכך גם גדלים סיכוני התפתחות תנאי ההמלחה בשכבת המצע העליונים. עובדה זו מחייבת בקרה מדויקת ב"זמן אמת" לכמויות ריאליות של מים להשבת מתח המים הרצוי. בשיטת ה Roots Talk נמדדים ערכי "מתח המים" בעשיריות המיליבר (עשירית מיליבר = 0.1/1000 של הלחץ האטמוספרי). התגובה המיידית והמידתית בזמן אמת של מערכת ה Roots Talk לשינויים המהירים במתח המים " מייצבת את התנאים האופטימליים לקליטת תמיסת הקרקע, בתזמון מסונכרן לצריכת המים ע"י צמחים חקלאיים אינטנסיביים.
תנאים אופטימליים לקליטת תמיסת הקרקע – קולטי תמיסת הקרקע הם היונקות ושערות השורש (השורשונים), אלו אברונים דקיקים ורגישים שעליהם להיות במגע קבוע עם תמיסת הקרקע לצורך קליטתה, לכן הם אינם מוגנים פיזית ולכן הם רגישים: ליובש, לעודף מים, למחסור בחמצן, לריכוז גבוה של דשנים המצטברים בתמיסת הקרקע לדרגת המלחה, ולהפרעות אחרות במצע הגידול. ולכן, לצורכי התפתחות הצמחים וגדילתם, חובתו של החקלאי לאפשר את פעילות השורשים הרגישים בשכבות הקרקע העליונות, כלומר: לשמור על נוכחות קבועה של אוויר באזור השורשים, ועל נוכחות תמיסת קרקע המכילה מינרלים ומולקולות חמצן מומסות ברמה האופטימלית.
התנאים הרצויים לערכי תמיסת הקרקע, זהים לתנאים האופטימליים לפעילות השורשונים, והם בשליטת המערכת.
ניהול השקיה ממוחשב בשיטת ה Roots Talk מבטיח (24/7) את תנאי הגידול האופטימליים לפעילות השורשים:
> תמיסת ההדשיה המכילה כמויות דשן נמוכות עד בינוניות (כולל יסודות קורט) 200 עד 400 גרם ב 1000 ליטר מים.
> "מתח המים" באזור היונקות, יהיה קרוב ל"נקודת הרוויה" – אך תמיד מעליה! (לכל אדמה/מצע שורשים – נקודת רוויה שונה).
ג. ערכי הpH בתמיסת ההזנה שבין 5.5 ל-6.5 תואמים את רוב הצמחים, ערך pH נמוך מזה מנוטר לצמחים מסוימים.
יתרונות "טפטוף זעיר"
הגדלת התמוססות החמצן בתמיסת הקרקע, מתאפשרת ע"י שימוש בטפטפות שספיקתן נמוכה, ששחרור המים מהן מאופיין בטפטוף טיפות הנפרדות זו מזו (כ-6000 טיפות בליטר) במרווחי זמן של 1.5 עד 2 שניות בין הטיפות.
1. שטח הפנים הכללי של הטיפות הנפרדות הנחשף לאוויר הקרקע הוא גדול, ובמהלך הטפטוף גדלה התמוססות החמצן בתמיסת הקרקע.
2. ספיקת מים נמוכה באמצעות טפטפות אל-נגר מווסתות, בספיקה של 250 – 500 סמ"ק / שעה, יוצרת באזור שורשי היניקה, תנועת מים קפילרית אופקית ואנכית. תנועת מים כזו מרטיבה נפחים רוחביים בקרקע הגידול ללא בזבוז תמיסת ההדשיה לעומקים מיותרים. לעומת זאת – ספיקת מים ע"י טפטפות שספיקתן גבוהה, וללא הפרדה בין הטיפות, רמת החמצן המתמוססת בהם נמוכה בהשוואה להתמוססות החמצן בשיטת ה"טפטוף הזעיר".
3. ספיקת מים גבוהה של תמיסת הדשיה המכילה כמויות דשן גבוהות – כמקובל – יוצרת תנועת מים גרביטציונית המעמיקה את תמיסת הדשנים מעבר לאזור פעילות השורשים ומעבר לנקודת הרוויה. ולכן היא בזבזנית, מיותרת ומסוכנת לשורשי הצמחים. ואף גורמת לזיהום האקוויפרים באזורי החקלאות האינטנסיבית, בעיקר כתוצאה משטיפות עודפי הדשנים בכמויות מים גדולות, המומלצות רשמית בתכניות ההשקיה למגדלים.
