חיידקים למען דגים

מאת: דוד לביא^*

המקור: "ירוק כחול לבן" 8, מאי-יוני 1996, עמוד 64-62.

בשנים האחרונות מושם דגש בעולם על פיתוח מערכות לגידול אינטנסיבי של דגים, כמקור הזנה זול וזמין לאוכלוסיות המתרבות בקצב מהיר. אך הצפיפות הגדלה והולכת בבריכות, מאיצה את הזדהמות המים על-ידי הפרשות הדגים ושאריות המזון. לשיטות הטיהור המקובלות (החלפה מתמדת של המים) יש מחיר כלכלי וסביבתי כבד: אובדן כמויות גדולות של מים וזיהום אקולוגי על-ידי המים המסולקים. הבעיה מחריפה בתקופת החורף, כאשר צריך לחמם את המים.

לבעיות אלו מצא מענה צוות חוקרים מהמחלקה למדעי בעלי-החיים, בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית, בראשותו של ד"ר יאפ ואן-ריין. מדובר במערכת סינון מהפכנית באמצעות חיידקים. המים המזוהמים מוזרמים דרך מספר מערכות סינון המכילות חיידקים (ביו-פילטרים). אלה האחרונים מפרקים את המזהמים לגאז, בתוך מערכת הסינון. המערכת מביאה לחיסכון ניכר במים, מונעת את זיהום הסביבה, ואמורה להגדיל פי כמה את היקף ייצור הדגים בבריכות. השיטה נמצאת כיום בשלבי אישור כפטנט בישראל ובמדינות רבות בעולם באמצעות יישום, החברה לפיתוח המחקר של האוניברסיטה העברית.

דגים מהווים מקור זמין וזול, יחסית, של חלבון מן החי לאוכלוסיית העולם הגדלה בקצב מהיר, ובארצות מסויימות - מהיר מדי. יבול הדייג הימי מוגבל ואין אפשרות להגדילו בצורה משמעותית. לעומת זאת, אין כמעט הגבלה על היקף ייצור הדגים בבריכות. בישראל התפתח ענף זה בצורה דרמטית בשנים האחרונות, והגיע בשנת 1994 ל-14.5 אלף טון. על-פי התחזית, בשנת 2000 צפוי הענף להניב 22 אלף טון. הייצור המקומי מהווה כ-25% מצריכת הדגים בישראל, המגיעה כיום ל-60 אלף טון.

לצורך ההשוואה: בעולם, ייצור הדגים בבריכות הסתכם בשנת 1990 ב-15 מיליון טון, בערך כספי של 26.5 מיליארד דולר. בשנת 2000 יגיע הייצור ל-20 מיליון טון, והתחזית לשנת 2025 מדברת על 62 מיליון טון. לעומת זאת, כמות הדגה המסופקת מדייג ימי לא תגדל ותעמוד על 100 מיליון טון בשנה. מכאן, שהגידול העיקרי באספקת דגי מאכל למאות מיליוני פיות רעבים, יבוא מענף הבריכות.


תהליך הגברת הייצור מחייב הגדלה ניכרת של כמות הדגים ליחידת נפח. בשנים האחרונות נבנו בריכות מיוחדות, המאפשרות דחיסה של דגים עד פי 50 מהצפיפות המקובלת בבריכות הדגים המסורתיות. כתוצאה מכך, ההידרדרות באיכות המים בבריכות הגידול האינטנסיביות, מהירה בהרבה מאשר בבריכות הרגילות.

החנקן האנאורגני (בעיקר אמוניה וניטריט), מצטבר במי הבריכה בעקבות פירוק ההפרשות של הדגים. רעילותו גבוהה לדגים, וללא התערבות האדם יעלה מאוד שיעור התמותה שלהם.

גידול דגים במערכת אינטנסיבית סגורה או חצי סגורה, משתלם כלכלית במקומות בהם קיים מחסור במים באיכות טובה, וכאשר יש צורך לשמור על טמפרטורת מים מתאימה. שיקול נוסף לגידול דגים במערכות מים ממוחזרות, הוא המודעות הגוברת לנושא איכות הסביבה ולמניעת זיהום מקורות המים, על-ידי תוצרי פירוק הפרשות הדגים.

במעבר לשימוש במערכות אינטנסיביות בוטלו כמעט לגמרי התהליכים הביולוגיים הטבעיים הקשורים לטיוב המים. כמות האצות והחיידקים הנמוכה, החוסר בבנטוס פעיל (יצורים השוכנים בקרקעית הבריכה), יחד עם הגדלת הצפיפות והעומס האורגני ליחידת שטח, מונעים כל אפשרות לשפר את איכות המים באופן טבעי, בדומה לקיים בבריכות עפר. לאיכות מים טובה במערכות אלה, יש לציין, חשיבות רבה בגלל הצפיפות הגבוהה שבה מוחזקים הדגים ופוטנציאל ההדבקה הגבוה במחלות שונות.

תיאורטית, ישנן שתי אפשרויות לניקוי המים ולשמירה על איכותם, בבריכות הגידול האינטנסיביות: החלפה בתדירות גבוהה, או טיפול בשיטות טיהור בקטריאלי.

שימוש בכמויות גדולות של מים נקיים לצורך שטיפת המים המזוהמים מהבריכות, נחשב בגדר מותרות שהמגדלים אינם יכולים להרשות לעצמם. על כן, השימוש בחומרים כימיים (המזיקים לסביבה), הוא השיטה המקובלת ברוב הבריכות.

פירוק הפרשות הדגים מביא להצטברות אמוניה במים. מרבית מערכות הביו-פילטר הקיימות כיום, הופכות את האמוניה לניטרט, אך יש חשיבות רבה להרחקת הניטרט ממערכות גידול סגורות, או סגורות למחצה, בין היתר כיוון ש:

1. הניטרט הינו מזהם סביבתי חמור. ואכן, קיימות תקנות האוסרות שפיכת מים מזוהמים בניטרט, בגלל הסכנה שיגיעו למי התהום או למקווי מים.
   
2. בתנאים של ריכוז חמצן נמוך במי הבריכה, עלול חלק מן הניטרט להפוך לניטריט, שהוא הרבה יותר רעיל לדגים.
   

כאן נכנסת לתמונה מערכת הסינון באמצעות חיידקים, אותה פיתחו, כאמור, ד"ר יאפ ואן-ריין וציוותו, בפקולטה לחקלאות של האוניברסיטה העברית. השיטה, שעל פיתוחה שקדו במשך חמש שנים, מאפשרת מניעה והצטברות של חנקן אנאורגני, על-ידי שימוש בשני תהליכים בקטריאליים: שלב אירובי (בו החיידקים מבצעים את מלאכתם בעזרת החמצן שבאוויר) המסתייע במסנן, ושלב אנאירובי (פעולת החיידקים ללא חמצן) המסתייע בריאקטור (מיתקן מיוחד בו מתבצעת פעולת הריאקציה) ובבור שיקוע. בשלב האירובי, החיידקים מחמצנים את האמוניה. בשלב האנאירובי הניטרט הופך לגז חנקן והחומר האורגני הופך לגאז דו-תחמוצת הפחמן. במחקרם, בחנו ד"ר ואן-ריין ואנשיו אפשרות של פירוק החומר האורגני המצטבר בבריכה לתרכובות אורגניות קצרות, כדי שישמשו כמקור אנרגיה לחיידקים עבור תהליך הדניטריפיקציה (שיחרור החנקן הגאזי לאוויר). בדרך זו ניתן היה להקטין במידה ניכרת את כמות המזהמים המוזרמת אל הסביבה, לקיים חקלאות מים אינטנסיבית ולחסוך במשאבים.


הניסויים נערכו בתחנה לחקר המידגה בגינוסר, בשתי בריכות דגים זהות וסמוכות שאוכלסו בכמויות זהות של קרפיונים, בעומס התחלתי של 20 ק"ג דגים למטר מעוקב. בריכת הטיפול הניסיוני היוותה מערכת מים סגורה. תוספת המים היחידה היתה כ-3 מטר מעוקב ליום (6% מנפח הבריכה) ונועדה לכסות על אובדן מים כתוצאה מאידוי. בברכת הביקורת הוחלפו המים מדי יום.

מערכת הטיפול, שנבנתה מביו-פילטר אירובי, בור שיקוע ומיתקן (ריאקטור) שאינו מכיל חמצן, הורצה כחודשיים לפני תחילת הניסוי, על-מנת לגדל בה את כמות החיידקים הרצוייה.

המימצאים בבריכת הטיפול הצביעו על איכות מים טובה, וקצב גידול דגים משביע רצון במשך כל עונת הגידול. לעומת זאת, בבריכת הביקורת נרשמה ירידה מהירה באיכות המים, וכתוצאה מכך תמותה של דגים.

שמירה על איכות מים טובה בבריכת הביקורת חייבה שטיפה יומית, בכמות מים הגבוהה פי חמישה עד שמונה מכמות המים הכללית בבריכה.

המחקר בתחנה בגינוסר נמשך, במטרה לפתח גידול דגים במערכות סגורות במי ים. לדברי ד"ר ואן-ריין, גורמים שונים בארץ ובעולם מגלים עניין רב במערכת, גם לצורך גידול דגי ים. המחקר מומן בחלקו על-ידי קרן המחקר הגרמנית-ישראלית B.M.F.T.. המחקר על השימוש במערכת הסינון בברכות מים מתוקים, נעשה בשיתוף עם אגף הדייג במשרד החקלאות ועם אירגון מגדלי הדגים.