"חוקרות את השטח"

תערוכת כרזות של חוקרות ומדריכות בכנס "זורעות את העתיד"

עריכה מהכרזות: ד"ר דרור הדר

*תמונה ראשית: תערוכת הכרזות. צילום: עמירם לוי שקד

השפעת מאפייני יישובים על דינמיקת אוכלוסיות זבוב הפירות הים-תיכוני בפרדסי הדרים בישראל

כרמל כץ, מיכאל בן יוסף, איתן גולדשטיין, חני נקאר, יפית כהן

גופים שותפים: האוניברסיטה העברית, מכון וולקני, מועצת הצמחים והמכון להדברה ביולוגית.

תקציר ומבוא

זבוב הפירות הים-תיכוני (זפי"ת) נחשב לאחד המזיקים הפוליפאגיים ההרסניים והתוקפניים ביותר בעולם החקלאות בכלל, ובענף ההדרים בפרט. עם מגוון רחב של מעל 300 פונדקאים שונים, מזיק זה מהווה גורם ישיר לנזקים כלכליים כבדים ביותר לגידולים חקלאיים בישראל וברחבי העולם.

בשנים האחרונות הולכת ומתבהרת חשיבותו של המרחב העירוני והיישובי כמקלט אקולוגי קריטי עבור המזיק. החצרות הפרטיות, הגינות הציבוריות ועצי הפרי הפזורים בתוך היישובים מציעים לזבוב הפירות מגוון רחב של פונדקאים הזמינים לאורך כל עונות השנה. סביבה זו מייצרת מיקרו-אקלים יציב ונוח המאפשר למזיק לשרוד גם בעונות קיצון (כמו חורף קר או קיץ יבש ולוהט), וכל זאת באזורים שבהם לרוב אין הדברה רחבת היקף או רציפה כפי שמקובל בניהול המטעים המסחריים.

מטרת המחקר

מחקר זה הוקם במטרה לבחון ולהבין לעומק את הממשק שבין המרחב היישובי לבין הפרדסים המסחריים הסמוכים אליו.

למחקר שתי מטרות מרכזיות:

1. תיקוף אפקט הקרבה ליישוב: בחינת העקביות של רמות נגיעות גבוהות של המזיק בפרדסים הסמוכים למרחב העירוני, על בסיס נתונים רב-שנתיים ובהיקף ארצי נרחב.
2. זיהוי גורמי נוף מבניים: אפיון ספציפי של תתי-הגורמים בתוך היישוב (כגון אחוז כיסוי צמחייה, מבנה סוציו-אקונומי וסוג היישוב) התורמים באופן המובהק ביותר לאותה השפעה ולזליגת המזיקים לפרדסים השכנים.

שיטה וגישת האקו-אינפורמטיקה

על מנת להתמודד עם שאלת המחקר בקנה מידה רחב, נעשה שימוש בגישת אקו-אינפורמטיקה מתקדמת המשלבת מאגרי מידע מגוונים:

• נתוני ניטור חקלאיים: שילוב נתונים מקיפים מתוך מערך ניטור ארצי שכלל מעל 2,900 מלכודות שהוצבו במטעי הדרים ברחבי מדינת ישראל לאורך 6 עונות רצופות.

• ניתוח מרחבי ברזולוציה גבוהה: שימוש בנתוני לוויין מסוג Sentinel-2 לצורך חישוב מדדי צמחייה מתקדמים (NDVI), לצד מדידת אחוזי כיסוי בנוי ואטום עבור 320 יישובים שונים בארץ.

• ניתוח סטטיסטי מרחבי: יישום מודלים סטטיסטיים מתקדמים מסוג Generalized Additive Models (GAM), שאפשרו לבודד ולאתר את הגורמים המרחביים והנופיים המשפיעים ביותר על הדינמיקה העונתית של אוכלוסיית הזבוב.

תוצאות מרכזיות: כיצד משפיע היישוב על הפרדס?

ממצאי המחקר מעלים תמונה חד-משמעית: לכידות הזפי"ת גבוהות משמעותית בפרדסים הסמוכים ליישובים, אך עוצמת ההשפעה הזו מוכתבת ומשתנה בהתאם למאפיינים הפנימיים של היישוב עצמו.

• אפקט המרחק: העלייה החדה ביותר בלכידות המזיק והקדמת גידול האוכלוסייה נרשמו בטווח של עד 250 מטרים מגבול היישוב.

• אחוז כיסוי צמחייה גבוה: יישובים ירוקים מאוד המאופיינים בגינון עשיר ועצי פרי רבים מציגים את השפעת הזליגה החזקה ביותר – עלייה של 66% עד 134% בלכידות המזיק בפרדס הסמוך.

• מעמד סוציו-אקונומי וסוג יישוב: נרשמה עלייה משמעותית בלכידות הזבוב בפרדסים הסמוכים ליישובים כפריים, ליישובים בעלי מעמד סוציו-אקונומי גבוה (המתאפיינים לרוב בחצרות פרטיות גדולות עם עצי פרי פוטנציאליים), וכן ביישובים בעלי אחוז כיסוי מבנים נמוך.

• היוצא מן הכלל: לעומת זאת, נמצא כי בחלקות הסמוכות ליישובים בעלי אחוז כיסוי צמחייה נמוך (יישובים צפופים או מתועשים), הקרבה ליישוב אינה משפיעה באופן מובהק על אוכלוסיית הזפי"ת בפרדס.

מסקנות יישומיות ומערכות תומכות החלטה

המחקר מוכיח כי המרחב היישובי מהווה גורם מפתח מובהק בעל פוטנציאל גבוה לעידוד וליצירת התפרצויות של אוכלוסיות זבוב הפירות הים-תיכוני בפרדסים סמוכים.

תובנות אלו כבר מיושמות ומשולבות במערכת תומכת ההחלטה (ממ"ה) של חברת PestDecide. שילוב מערכות מידע אלו יתרום לדיוק מרחבי גבוה יותר של פעולות הטיפול וההדברה, ובשאיפה יוביל גם לצמצום משמעותי וחיוני בשימוש בחומרי הדברה כימיים במטעים המסחריים.

לצד המסקנות, המחקר מעלה שאלת המשך מדעית חשובה: האם אחוז כיסוי צמחייה גבוה בתוך היישוב מעיד באופן ישיר על שפע של עצי פרי פונדקאים זמינים, או שמא מדובר בהשפעה של מיקרו-אקלים מקומי, לח ונוח יותר המקל על הישרדות הזבוב?

מה הלאה? כיווני מחקר עתידיים

כדי להשיב על השאלות הפתוחות ולייעל את המאבק במזיק, מתוכננים הצעדים הבאים:

1. ניתוח נתוני אקלים מקומי בתוך היישובים: שימוש בניתוח דימות לווייני מתקדם מסוג LANDSAT למעקב אחר האקלים המקומי בתוך היישובים, במטרה לבחון האם תופעת "אי החום העירוני" מייצרת סביבה נוחה לזפי"ת בחודשי החורף, או שמא הגינון המושקה מקל עליהם בחודשי הקיץ היבשים.
2. יצירת מאגר עצי פרי ביישובים: מאחר שכיום לא קיים מאגר נתונים מרוכז הממפה את עצי הפרי בגינות הפרטיות בישראל, החוקרים פועלים להקמת מסד נתונים מבוסס סקר (החוקרים אף קוראים לציבור הרחב ולקהילה המדעית לקחת חלק, לענות על סקר עצי פרי ולתרום למדע).

המחקר נערך בתמיכת המכון להדברה ביולוגית ע"ש ישראל כהן (על שיתוף הפעולה ונתוני הניטור) וקרן המדען הראשי של משרד החקלאות וביטחון המזון.

ניטור השפעת טריכודרמה על בריאות הקרקע בגידול תפוחי אדמה באמצעות חישה מרחוק

איה אבו-ח'דר אדין, עמית פאפוריש, חן לאטי, אנה ברוק

גופים שותפים: מרכז מחקר נווה יער (מינהל המחקר החקלאי – מכון וולקני), המעבדה לספקטרוסקופיה וחישה מרחוק באוניברסיטת חיפה, משרד המדע והטכנולוגיה ומכון CNR האיטלקי.

מבוא ורקע

בריאות הקרקע מהווה מרכיב מרכזי ובלתי נפרד בחקלאות בת-קיימא. היא משקפת את יכולתה של הקרקע לתמוך בייצור חקלאי מניב תוך שמירה מתמדת על תהליכים ביולוגיים ומחזורי נוטריאנטים חיוניים.

בשנים האחרונות, תכשירים ביולוגיים מבוססי מיקרואורגניזמים – ובהם פטריית הטריכודרמה (Trichoderma) – מציעים פוטנציאל משמעותי לשיפור פעילות הקרקע וביצועי הגידול, תוך הפחתה ניכרת בתשומות הכימיות ובפגיעה הסביבתית.

במקביל, טכנולוגיות של חישה מרחוק מאפשרות כיום ניטור מרחבי ולא הרסני של תגובות הצמח והקרקע בזמן אמת. שילוב בין גישות אלו עשוי לספק כלי חדשני להערכת ההשפעות של תכשירים ביולוגיים ולתמיכה ישירה בפיתוח חקלאות מדייקת ומקיימת.

מטרת המחקר

מחקר זה נועד לבחון את השפעת היישום של תוסף הטריכודרמה על מערכת הקרקע-צמח בגידול תפוחי אדמה, לצד בדיקת הפוטנציאל היישומי של כלי חישה מרחוק כאמצעי מתקדם לניטור השפעות אלו בשדה ובחממה.

שיטות המחקר ומערכי הניסוי

המחקר התבצע בשני צירים מקבילים ומשלימים: ניסוי שדה רחב היקף באיטליה וניסוי מבוקר בתנאי חממה בישראל.

1. ניסוי שדה – איטליה

• מערך הניסוי: ניסוי שדה בגידול תפוחי אדמה, שבו הושוו חלקות שטופלו בטריכודרמה לעומת חלקות ביקורת לא מטופלות.

• איסוף נתונים: צילום רחפן מולטי-ספקטרלי של החלקות בוצע במהלך עונת הגידול.

• עיבוד נתונים: חושבו אינדקסים ספקטרליים שונים (כגון CVI, NDVI ועוד), ויושם מודל למידת מכונה (ML) שמטרתו להבחין בין חלקות מטופלות לחלקות ביקורת.

2. ניסוי מבוקר – ישראל (נווה יער)

• מערך הניסוי: ניסוי עציצים מבוקר בגידול תפוחי אדמה שכלל טיפול בטריכודרמה לעומת ביקורת, תחת שני משטרי השקיה (100% ו־50%), נוכחות עשבים ויישום קוטל עשבים.

• מדידות צמח: צילום עלווה במצלמה היפר-ספקטרלית ומדידות ביומסה (מספר פקעות ומשקלן).

• מדידות קרקע: רספירציית קרקע (שטף CO₂), ספקטרוסקופיה של הקרקע, מדידת פחמן אורגני בקרקע ועקום תאחיזה (Water Retention Curve).

תוצאות

ממצאי ניסוי השדה באיטליה

• שיפור במדדים הספקטרליים: בניסוי השדה נמצא כי טיפול בטריכודרמה מלווה בעלייה מובהקת בערכי האינדקסים הספקטרליים ובעלייה ביבול הפקעות (10.6 לעומת 8.4 טון להקטר), המעידים על השפעה חיובית ישירה על מצב הצמח.

• דיוק סיווג גבוה (Machine Learning): ערכי ה־CVI (Chlorophyll Vegetation Index) היו גבוהים משמעותית בחלקות המטופלות. מודל למידת המכונה המבוסס על האינדקסים הספקטרליים מנתוני הצילום הראשון הצליח להבחין ולסווג בדיוק מירבי בין החלקות המטופלות לביקורת.

ממצאי הניסוי המבוקר בישראל (נווה יער)

• רספירציית קרקע: בניסוי המבוקר לא נמצאו הבדלים מובהקים ברספירציית הקרקע (שטף ה־CO₂) בין טיפול הטריכודרמה לביקורת תחת משטר השקיה מלא (100%) ללא עשבים. ההבדל בין הטיפולים אינו מובהק בשלב זה, עם נטייה קלה בלבד לטובת הטריכודרמה.

• סטטוס העיבוד: עיבוד נתונים נוספים מהניסוי המבוקר (כולל מדדי החישה ההיפר-ספקטרלית המופקים ממערכת הצילום הייעודית) עדיין בעיצומו.

דיון ומסקנות

ניתוח נתוני חישה מרחוק ברמת השדה מוכיח כי ניתן להבחין בדיוק גבוה של כ־94% בין חלקות מטופלות לחלקות ביקורת. הממצאים הללו מדגישים את הפוטנציאל המבטיח של שילוב כלי חישה מרחוק ככלים לניטור אפקטיבי ומהיר של תכשירים ביולוגיים במסגרת חקלאות מדייקת.

מנגד, בניסוי המבוקר בחממה טרם נרשמו הבדלים מובהקים ברספירציית הקרקע. המשך עיבוד הנתונים הספקטרליים והביומסה הצמחית צפוי לשפוך אור נוסף על מנגנוני הפעולה המדויקים של הפטרייה במערכת השורשים והקרקע.

תודות: החוקרים מודים לפרופ' אנה ברוק, ד"ר עמית פאפוריש וד"ר רן לאטי על ההנחיה; ליבגני סמינוב שסייע בהקמת הניסוי, לגיורא ולטאי ולחברי המעבדות.

חקלאות בחזית שינויי האקלים: הצצה לפעילות מרכז המחקר החדש במכון וולקני

טובה דויטש-טראובמן, אביב דומברובסקי, אודי שטרנברג, גיורא בן-ארי, חגי יסעור, מיכל ליברמן-לזרוביץ', נועם מאירי, רן לאטי, תמר אזולאי-שמר, רואי בן-דוד

גופים שותפים: מינהל המחקר החקלאי, ראשון לציון; מרכז מחקר דרום גילת, מינהל המחקר החקלאי; מרכז מחקר צפון נווה יער, מינהל המחקר החקלאי.

שינויי האקלים העולמיים כבר אינם תחזית עתידית רחוקה, אלא מציאות מורכבת המשפיעה באופן ישיר על ביטחון המזון העולמי והמקומי. אל מול אתגרים אלו, מרכז המחקר לחקלאות תחת שינויי אקלים במכון וולקני מוביל את חזית המדע במטרה לפתח כלים יישומיים להתמודדות של ענפי החי והצומח בישראל. המרכז מתמקד בפיתוח פתרונות שיאפשרו מידול וחיזוי, לצד שיפור החוסן והאיכות של ענפי החקלאות השונים תחת תנאי סביבה משתנים.

יעדי המרכז: שלושת עמודי התווך של החקלאות העתידית

פעילות המרכז מתרכזת בשלושה תחומים מרכזיים, המשלבים בין חיזוי לבין פתרונות מעשיים בשטח:

1. שיפור יכולות המידול והחיזוי העונתיות והרב-שנתיות: פיתוח כלי תמיכה בקבלת החלטות עבור חקלאים וגורמי הממשל ("המו"פ החקלאי"), כדי לאפשר היערכות מוקדמת ויעילה יותר.
2. התאמת (Adaptation) ענפי החקלאות לשינויים הצפויים: פיתוח זנים עמידים ואימוץ פתרונות אגרוטכניים מתקדמים שיבטיחו את המשכיות הייצור החקלאי.
3. מיתון (Mitigation): צמצום וטיפול בהשלכות שינויי האקלים באמצעות הפחתת פליטות גזי חממה וקידום שימוש יעיל ובר-קיימא במשאבי טבע.

תשתיות מחקר מתקדמות ומחקרי עומק אקדמיים

כדי להשיג יעדים אלו, המרכז מפעיל תשתיות טכנולוגיות פורצות דרך ומנהל מחקרים יישומיים מגוונים.

פנומוביל (Phenomobile) – פנוטייפינג בשטח הפתוח

מערכת ניידת ומתקדמת לאפיון פנוטיפי בשטח פתוח, המיועדת לענפי גידולי שדה וירקות. המערכת מבוססת על זרוע מודולרית שעליה מותקנות מצלמות תרמיות, מצלמות היפרספקטרליות ומצלמות צבע סטנדרטיות. פרויקט זה מפותח בשיתוף מרכז ה־ של המכון ומאפשר מעקב מדויק אחר מדדי הצימוח והבריאות של הגידולים בזמן אמת.

מערך חממות מבוקרות אקלים וחדרי גידול מואצים

מערך זה מאפשר פיתוח וטיפוח מואץ של זנים עמידים המתאימים לחקלאות ישראל באקלים משתנה. בחדרים אלו מותקנות מערכות תאורה אגרונומיות מתקדמות המדמות יום ארוך, לצורך קיצור תהליכי גידול וטיפוח.

מחקרי אקלים ומחלות ויראליות בצמחים

אחד המחקרים המרכזיים במרכז (בהובלת הדס אקשטיין וד"ר אביב דומברובסקי) בוחן את תסמיני מחלת נגיף נימור ומוזאיקה ירוקה של המלפפון בתנאי אקלים משתנים ובטמפרטורות שונות, במטרה להבין כיצד עקת חום משפיעה על התפרצות מחלות.

אוסף אקזוטי של זני שעורה מסורתיים

במסגרת פרויקט "ארץ השעורה" (בהובלת טוני ממין וד"ר רואי בן דוד), יובאו קווי שעורה מורשת היסטוריים מאזור ישראל ושכנותיה מתוך אוספים בינלאומיים. מטרת הפרויקט היא להשיב תכונות עמידות לחקלאות המקומית. לאחר בדיקות קפדניות ואפיון בשדה, הקווים שנמצאו עמידים משומרים בבנק הגנים הישראלי ומשמשים לטיפוח זני עלית חדשים.

שיתופי פעולה ורשתות ניטור ארציות

המרכז פועל בשיתוף פעולה הדוק עם יחידות שונות במשרד החקלאות וביטחון המזון וגופים נוספים:

• תנאי הסגר לחומר גנטי מיובא (בשיתוף השירותים להגנת הצומח ולביקורת): יבוא אוספים גנטיים של גידולים חד- ורב-שנתיים לשימוש במחקר והשבחה, תוך ביצוע ניסויים קפדניים במזיקי הסגר (וירוסים, חיידקים, פטריות וחרקים) תחת תנאי בידוד מבוקרים.

• רשת ארצית למדידת טמפרטורת ולחות קרקע (בשיתוף האגף לשימור קרקע וניקוז): מערך הפרוס בפריסה ארצית ומבוסס על תחנות מטאורולוגיות של משרד החקלאות. המערכת מאפשרת ניטור רציף ומדויק של תנאי הקרקע, הבנת תהליכים ארוכי טווח, אימות מודלים לווייניים ושיפור תחזיות אקלים עונתיות.

מרכז קידום ידע ומחקר

המרכז אינו מסתפק במחקר במעבדה, אלא פועל באופן אקטיבי כמרחב לשיתוף ידע ולחיזוק שיתופי פעולה במרחב האגרו-אקלימי. פעילותו כוללת ארגון כנסים מדעיים, ימי עיון מקצועיים, ניוזלטר תקופתי, סדרות של וובינרים וסדנאות והרצאות מקוונות.

פעילויות אלו נועדו לחשוף את הציבור המדעי והמקצועי למחקרים עדכניים, להעמיק את הדיאלוג בין חוקרים, מוסדות וגורמים בתעשייה, ולקדם פתרונות חקלאיים מותאמים לאתגרי שינויי האקלים.

שותפים מרכזיים בפעילות המרכז: משרד החקלאות וביטחון המזון, שירות ההדרכה והמקצוע (שה"מ), השירותים להגנת הצומח ולביקורת (PPIS) והקרן הקיימת לישראל (קק"ל).

נחיצותו של ביטחון תזונתי מבוסס אגרואקולוגיה ליצירת ריבונות מזון בישראל

מאיה דומן שפיטליניק, רועי פלד

תזה לתואר שני במשפטים, תכנית 'תקנה', הפקולטה למשפטים ע"ש חיים שטריקס – המסלול האקדמי, המכללה למינהל. ליצירת קשר: [email protected]

מבוא: משבר המזון העולמי והחקלאות הישראלית

החקלאות הקונבנציונלית המודרנית מייצרת מזון רב, אך היא אינה מצליחה להשיג ביטחון תזונתי עולמי ואף מחריפה את תופעת הרעב. לצד נזקים סביבתיים כבדים כמו סחף קרקעות, פליטות פחמן מואצות וזיהום מקורות מים, חוסר הביטחון התזונתי ממשיך להוות איום גלובלי משמעותי בשל מחירי המזון הגבוהים ובהיעדר נגישות שוויונית לאמצעי הייצור.

בישראל, תמונת המצב מדאיגה לא פחות. מאז שנות ה־80 חל צמצום דרסטי של כ־60% במספר המשקים החקלאיים הפעילים, מה שהוביל למבנה שוק ריכוזי ביותר לאורך כל שרשרת האספקה. בנוסף, קיים קושי ממשי ביצירת "דור חדש" לחקלאות, כאשר גילו הממוצע של החקלאי הישראלי עומד כיום על 60. באזורים מסוימים, קצב אובדן האדמה מגיע לפי 100 מקצב התחדשותה הטבעי, ורבע מהמשפחות החיות בישראל מצויות במצב של חוסר ביטחון תזונתי. לנוכח נתונים אלו, החקלאות הקטנה בישראל נדחקת לשוליים ומצויה בסכנה קיומית.

מטרת המחקר והמתודולוגיה

מטרת העל של מחקר זה היא לבחון כיצד ניתן לשלב את מודל "ריבונות המזון" (Food Sovereignty) באמצעות פרקטיקות אגרואקולוגיות כחלק אינטגרלי ממדיניות ביטחון המזון הלאומית של מדינת ישראל.

כדי לענות על שאלה זו, המחקר התבסס על מספר שיטות עבודה:

• סקירת ספרות משפטית ומחקרית רחבה.

• ניתוח משפטי וניתוח מדיניות ציבורית בישראל ובעולם.

• סקירה השוואתית של יישום ריבונות מזון במדינות שונות.

• ניתוח חסמים רגולטוריים בישראל.

• פיתוח והצעת חלופות מדיניות מעשיות.

ממצאים ותוצאות: החסמים והפוטנציאל לשינוי

המחקר משרטט קשר הדוק וישיר בין יצירת חוסן תזונתי לבין יציבות מדינית וביטחון לאומי. חקלאות קטנה ומבוססת אגרואקולוגיה נמצאה כמקדמת חוסן תזונתי, אקלימי וחברתי, במיוחד בעתות משבר.

מניתוח המצב הקיים עולים מספר ממצאים מרכזיים:

1. חסמים רגולטוריים מבניים: מדיניות הקצאת הקרקעות והמים הנוכחית, לצד חוסר האפשרות למכור תוצרת בשטח המשק, מצמצמים משמעותית את בסיס החקלאים המסוגלים להשתלב בענף ומסכלים כניסת חקלאים חדשים.
2. הורדת מכסים פוגענית: מדיניות הפחתת המכסים הנוכחית מובלת על ידי תפיסה של הורדת מחירים לצרכן לטווח הקצר, אך בפועל פוגעת קשות בחקלאות המקומית וביכולת הייצור העצמית של המדינה.
3. הפתרון האגרואקולוגי: קידום מדיניות ותוכנית חקלאות קטנה ומבוססת אגרואקולוגיה בישראל יובילו לשיקום הקרקע, אגירת פחמן, מגוון ביולוגי ושמירה על משאבי המים. מעבר זה יבטיח תזונה מגוונת ובעלת ערך תזונתי גבוה, נגישות מזון, חוסן גאופוליטי, עידוד תעסוקה ופתיחת הענף לדור צעיר.

השוואה: חקלאות קונבנציונלית מול חקלאות אגרואקולוגית

הכרזה מציגה מודל של "יצירת חוסן במערכת המזון" המראה כיצד חקלאות מבוססת אגרואקולוגיה (חקלאות קטנה ומבוזרת) מציעה יתרונות מובהקים על פני החקלאות הקונבנציונלית:

• מגוון זנים: שימוש במגוון רחב לעומת מונו־קולטורה (זן יחיד).

• שימוש בתשומות: התבססות על דשן ביולוגי וקומפוסט לעומת דשנים כימיים וקוטלי חרקים.

• שרשרת אספקה: מקומית וקצרה לעומת שרשרת אספקה גלובלית ומורכבת.

• משאבים: הגנה על הקרקע ואגירת פחמן לעומת אובדן פחמן וארוזיית קרקע.

• חוסן כלכלי: חלוקת סיכונים וביזור לעומת שוק ריכוזי (הנתון לירידה חדה ברווחיות החקלאים, כפי שמצוין בכרזה: ירידה של כ־65% ברווח החקלאי בישראל מאז שנות ה־80).

דיון ומסקנות מדיניות

המחקר מגיע למספר מסקנות אופרטיביות קריטיות לעתיד משק המזון בישראל:

• שינוי תפיסתי: יש להתייחס למזון לא כאל מוצר מסחרי רגיל, אלא כזכות בסיסית ומשאב משותף של אזרחי המדינה.

• שילוב חקלאות קטנה: שילובה של חקלאות קטנה ומקומית במדיניות ביטחון המזון הלאומית היא אינטרס ציבורי מהמעלה הראשונה.

• קיצור שרשראות האספקה: כדי לקדם נגישות למזון יש להוזיל ולקצר את שרשראות האספקה באמצעות מכירה ישירה מהשטח, וקידום שווקים מקומיים הממוקמים קרוב לצרכן באיכות ובמחיר הוגנים.

• הסרת חסמים לדור העתיד: כדי לעודד כניסת דור חדש לחקלאות ולהעלות את פוריות הקרקע, על המדינה להנגיש את נהלי החכרת הקרקע לחקלאים קטנים המעבדים בשיטות אגרואקולוגיות.

תודות: המחברת מודה לד"ר רועי פלד על ההנחיה המקצועית, לפרופ' אופירה בן נפתלי על ההשראה, לד"ר אבינעם כהן על כיוון הקריאה, לשני ערב לוי על העמידה המשותפת בדרך, להוריי, לאחיותיי ולאחיי וכמובן לבן זוגי ולילדי על התמיכה והאהבה. תודה מיוחדת לקרן ההלוואות בעמותת 'משקיעים באדמה', סלואן מאבי ישראל על הכוח והתקווה שהם נותנים.

הערכת יבול ואובדן יבול במטעי רימון ברמת העץ באמצעות מעקב-מבוסס-זיהוי וצילומי רחפן

יובל טננבוים, יעל אידן, עידית גינזברג, טרין פז-כגן

גופים שותפים: המחלקה להנדסת תעשייה וניהול, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ישראל; המכון להנדסת מערכות חקלאיות וביולוגיות, הארגון למחקר החקלאי, מכון וולקני; מכוני יעקב בלאושטיין לחקר המדבר, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב, ישראל. דוא"ל ליצירת קשר: [email protected]

מוטיבציה ומטרת המחקר

תופעת ההיסדקות של פירות הרימון על העץ מהווה אתגר כלכלי חמור עבור המגדלים, כאשר היא עלולה לגרום לאובדן של – מהיבול הכולל במטעי הרימון. רוב מערכות הניטור הקיימות כיום בשוק מתמקדות בהערכת היבול הכללי בלבד, ומתעלמות לחלוטין מתופעת אובדן הפרי (פירות סדוקים או פגומים שנושרים או נותרים ללא ערך שיווקי).

שילוב יעיל בין הערכת היבול הפוטנציאלי לבין הערכת אובדן היבול בפועל מאפשר חיזוי מדויק וריאלי של "יבול סחיר". נתונים אלו חיוניים עבור החקלאים ומקבלי ההחלטות לצורך תמיכה בקבלת החלטות ניהוליות מושכלות, אופטימיזציה של שרשרת האספקה ומסחר מבוסס נתונים בזמן אמת.

מטרת המחקר: לפתח מערכת מעקב-באמצעות-זיהוי (Tracking-by-Detection) להערכה אוטומטית, מדויקת וריאלית של יבול ואובדן יבול ברימונים, על בסיס תצלומי רחפן ברזולוציה גבוהה.

שיטת העבודה ותהליך הניתוח

המערכת בנויה מתהליך סדרתי הכולל ארבעה שלבים מרכזיים:

1. הכנת נתונים (Data Preparation): איסוף תמונות וסרטוני וידאו מהשטח, ביצוע תיוג (Labeling) של הפירות הבריאים והפירות האבודים, והפעלת אלגוריתמים של אוגמנטציה (Augmentation) ועיבוד מקדים לשיפור איכות התמונה.
2. מידול (Modeling): אימון מודלים של ראייה ממוחשבת לחלק של הצימוח והאובדן:
   • מודל Object Detection לזיהוי יבול (פירות בריאים).
   • מודל Object Detection לזיהוי אובדן יבול (פירות סדוקים/פגומים).
3. מעקב וספירה באמצעות מודל המעקב SORT: חיבור תיבות הזיהוי (Bounding Boxes) של הפירות לאורך פריים אחר פריים (Tracks) בסרטוני הווידאו. תהליך זה מונע ספירה כפולה של אותו פרי ומאפשר סכימה מדויקת ברמת השורה והעץ הבודד.
4. הערכת ביצועים: בחינת המודלים באמצעות מדדים מקובלים כגון Precision, Recall ולזיהוי יבול ואובדן יבול.

איסוף נתונים והכנתם

בסיס הנתונים של המחקר נאסף במהלך העונות של השנים 2023–2024 משלושה אתרים שונים בישראל: צרעה, אילון ומשמר הנגב, מתוך 30 עצי רימון מזן 'Wonderful'.

• איסוף הנתונים: הנתונים כללו תמונות סטילס ממצלמות סמארטפון ו-DSLR שצולמו מצדי העצים (מוארים ומוצלים בזוויות שונות) לצורך אימון ראשוני, לצד 48 סרטוני וידאו שצולמו באמצעות רחפן שטס בתוואי ייעודי קדמי בין השורות, תוך תיעוד משני צדדיה של כל שורת מטע (חלקות צרעה ומשמר הנגב, 2025).

• עיבוד מקדים: הוחל אלגוריתם CLAHE להתאמת רוויה וניגודיות בתמונות. סך הכול הוגדל סט האימון באמצעות אוגמנטציה מ־142 תמונות ל־852 תמונות, ונחתכו ויזואלית ה"טמפלים" של עצי המדידה.

אסטרטגיית אימון המודלים (מידול)

במחקר נבחנו מספר ארכיטקטורות מתקדמות ממשפחת מודלי YOLO, תחת אסטרטגיות אימון שונות המבוססות על משקלים מאומנים מראש של מערך הנתונים הציבורי COCO ושימוש בטכניקות של Transfer Learning.

הפרמטרים שנבחרו לאימון כללו 100 אפוקים ושימוש באופטימייזר AdamW. נבחנו מודלים ייעודיים נפרדים עבור משימת זיהוי היבול ומשימת זיהוי האובדן, כאשר חלק מהמודלים אומנו על מערכי נתונים סינתטיים או שולבו בהם טכניקות של חלוקה לאריחים (Tiling) להתמודדות עם פירות קטנים או מוסתרים.

השוואת ביצועים ותוצאות

• ביצועי מודל הזיהוי (Detection): מודלי YOLOv10 ו-YOLOv11 הציגו מדדי דיוק גבוהים (מעל במדדי Precision ו-Recall) הן עבור זיהוי היבול והן עבור זיהוי האובדן.

• דיוק הספירה (Counting): מגרפי התוצאות של הספירה האוטומטית מול ספירה ידנית בשטח (True Counts) עולה כי המערכת השיגה התאמה גבוהה ביותר ומקדם קביעה מרשים של עבור ספירת היבול הכולל, ו־ עבור ספירת פירות האובדן.

מסקנות

1. הערכת יבול ואובדן במקביל באמצעות גישת "מעקב-מבוסס-זיהוי" על בסיס וידאו ורחפן היא שיטה ישימה, אמינה ובעלת דיוק גבוה.
2. שימוש במודלים ייעודיים נפרדים (עבור יבול ועבור אובדן) בשילוב Transfer Learning משפר בצורה דרסטית את ביצועי הזיהוי והאבחנה בין פרי בריא לפרי פגום.
3. הוספת רכיב הניתוח של אובדן היבול מעניקה לחקלאים תמונת מצב ריאלית של היתרה הסחירה, המהווה בסיס מוצק לקבלת החלטות לוגיסטיות ומסחריות.

מחקר עתידי

החוקרים שואפים להרחיב את המערכת באמצעות אימות האומדנים ברמת השורה או החלקה כולה מול נתוני קטיף אמת בבית האריזה. כמו כן, מתוכננת הרחבה של מערכי הנתונים למטעים נוספים, משטרי גיזום שונים ותנאי קרקע משתנים, לצד פיתוח מודלים לזיהוי סוגי אובדן נוספים ושלבים פנולוגיים שונים של הפרי.

היעד הסופי הוא מעבר ממערכת מבוססת טיסה בודדת לניטור אורך רציף לאורך העונה.

תודות: המחקר מומן ונתמך על ידי פרויקט HORIZON-CL6-2022-GOVERNANCE-01 (מספר פרויקט: 101086300), תחת פרויקט "CrackSense" – העוסק בהרחבת חיישנים מבוססי זמן-אמת לניטור רחב של ייצור חקלאי ותנאים סביבתיים באירוח האיחוד האירופי.

השפעת פרקטיקות מחדשות על הדינמיקה של עשבים רעים וחרקים מזיקים במטעי שקד ותירס

רחל אקשטיין, מאור מצרפי, הילה סגרה

גופים שותפים: הפקולטה לחקלאות, מזון וסביבה ע"ש רוברט ה. סמית, רחובות – האוניברסיטה העברית בירושלים; המחלקה לפנולוגיה וחקר עשבים, מינהל המחקר החקלאי – מכון וולקני, רמת ישי; המחלקה למשאבי טבע בחקלאות, מינהל המחקר החקלאי – מכון וולקני, בית דגן. דוא"ל ליצירת קשר: [email protected]

רקע ומטרת המחקר

חקלאות אינטנסיבית קונבנציונלית מהווה את אחד הגורמים המובילים להרס בתי גידול, שחיקת קרקעות וזיהום סביבתי. לעומתה, חקלאות מחדשת (Regenerative Agriculture) מציעה דרך לייצור כמות מספקת של מזון באופן בר-קיימא התומך במערכת האקולוגית.

מחקר זה בוחן את ההשפעה של גידול שורות צמחיית כיסוי (עשבי כיסוי) במטעי שקד על המזיק צרעת השקד (Eurytoma amygdali), וכן את האפקט של עיבוד מינימלי בצורת עיבוד ברצועות (Strip-Till) בשדות תירס על זחלי מזיקים מהסוג Spodoptera. בנוסף למזיקים, בשתי המערכות נבדקה גם ההשפעה על התפתחותם של עשבים רעים.

השערת המחקר: שילוב פרקטיקות אלו יוביל לעלייה במגוון הביולוגי של חרקים ושל עשבים רעים, ולירידה בנגיעות הצרעה במטעי השקד. בחלקות התירס החוקרים מצפים לבחון גם עלייה במגוון העשבים ועלייה בכמות הזחלים בשדות בעיבוד ברצועות.

שיטות וחומרים

המחקר התחלק לשני תתי-ניסויים נפרדים בשטח:

1. מטעי שקד

• אתר הניסוי: שמונה מטעי שקד באזורי עמק יזרעאל והגליל התחתון. ארבעה מטעים נוהלו בשיטה הקונבנציונלית (עיבוד מכני או ריסוס ללא צמחייה) וארבעה מטעים שולבו עם עשבי כיסוי בין השורות. לכל מטע נבחרו כ־25 עצי מטע (סך הכול 54 עצי מדגם).

• ניטור מזיקים: במטעים השונים פוזרו מעל 2,000 מדבקות צהובות בעונת הפעילות של צרעת השקד. בנוסף, בוצע דיגום ברשתות (ג'רוף) אחת לשבועיים בעונת הפעילות, ונאספו מעל 1,500 פירות בסוף העונה לבדיקת נוכחות של זחלי הצרעת.

• ניטור עשבים: בוצע סקר עשבים בתחילת עונת גידול השקד בעזרת בוטנאי מומחה, ד"ר רן לוטן.

2. שדות תירס

• אתר הניסוי: שמונה חלקות של תירס למספוא ולגרגרים בעמק יזרעאל, לאחר גידול חורף של חיטה.

• ממשקי עיבוד: ארבע חלקות עובדו בחריש קונבנציונלי וארבע חלקות עובדו בעיבוד ברצועות (חריש מצומצם לפסים דקים שבהם נשתלים הגידולים).

• מדדים שנבדקו: בוצעו שני סקרי צמחייה – אחד בתחילת העונה ואחד לפני הקציר של התירס. כמו כן, בוצע סקר לזיהוי ויזואלי של שני מיני זחלים ממשפחת Noctuidae: פרודניה (Spodoptera littoralis) ואיקסיגואה (Spodoptera exigua).

תוצאות ודיון

ממצאי המחקר מציגים תמונה מורכבת לגבי יעילות הפרקטיקות המחדשות:

• נגיעות צרעת השקד: אחוזי הנגיעות של הצרעת היו מעט נמוכים יותר במטעים עם עשבי כיסוי בהשוואה למטעים הקונבנציונליים (מדדי חציון של 0.2 מול 0.9), אך הבדל זה לא נמצא מובהק מבחינה סטטיסטית.

• הרכב חברת העשבים במטעים: במטעים עם עשבי כיסוי, משפחות העשבים מתחלקות בצורה אחידה יותר בהשוואה לחלקות הביקורת הקונבנציונליות, שבהן נרשמה דומיננטיות מוחלטת של מספר קטן של משפחות (כגון מורכבים ודגניים).

• חברת החרקים במטעים: במטעים עם עשבי כיסוי, סדרות החרקים השונות מתחלקות בצורה אחידה יותר, דבר המעיד על ירידה קלה אך מובהקת סטטיסטית בדומיננטיות של מינים בודדים, לצד צמיחת המגוון הביולוגי.

• שדות התירס: בעיבוד ברצועות נצפתה התפלגות אחידה יותר במגוון הביולוגי של עשביית הכיסוי, לצד ירידה קלה עד מובהקת בעושר המינים ובכיסוי העשבים הממוצע.

• דינמיקת זחלים בתירס: כמעט ולא נצפו עשבים בשדות התירס בשורה ללא טיפול בעיבוד ברצועות. בשל רמות נגיעות נמוכות מאוד של זחלים בשני הטיפולים, לא ניתן היה להסיק מסקנות מבוססות לגבי השפעת אילוצי הדיגום ופערי הפנולוגיה (גיל) של צמחי התירס על המזיקים.

השלבים הבאים במחקר

1. ניטור של צפיפות המשק במקומות המוצנעים ובדיקות חוזרות של חרקים אקזוטיים בנוף המטעים.
2. המשך ניתוח של חברות הצומח בשקד ובתירס לאורך עונות נוספות.

תודות: המחקר נערך במסגרת מעבדת מצרפי (Matzrafi Lab) לביולוגיה וממשק של עשבים רעים ומינים פולשים, ובשיתוף מעבדת סגרה לאגרואקולוגיה ושמירת טבע (Segre Agroecology & Nature Conservation Lab). תודה מיוחדת לכל חברי המעבדות שלקחו חלק באיסוף הנתונים ובסיוע בשטח.