כנס סטודנטים בתחום קרקע ,מים וסביבה המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה, מרכז וולקני
הפעילות המחקרית של המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה במרכז וולקני מתרכזת בהיבטים בסיסיים ויישומיים של הרצף קרקע-צמח-אטמוספרה ,מתוך כוונה להעמיק את הידע בתחום ולתרום בכך לחקלאות ישראל ולהגנה על משאבי הקרקע ,המים והסביבה .סטודנטים לתארים מתקדמים מהארץ והעולם משולבים בפעילות המחקרית של המכון ,ותרומתם להצלחת עבודתו של המכון רבה. בכנס יציגו הסטודנטים עבודות המבוצעות על ידם והמגדירות את חזית המחקר בתחומי העיסוק המרכזיים של המכון .מטרת הכנס היא להוות הזדמנות למפגש ,ולחזק את ההכרות האישית בין הסטודנטים לבין מדענים במכון ומחוצה לו. ד"ר נירית ברנשטיין -יו"ר הכנס ד"ר מני בן -חור -מנהל המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה
2
מרכז וולקני ,בית דגן
5ביוני0211 ,
כנס סטודנטים בתחום קרקע ,מים וסביבה תכנית כנס הסטודנטים השלישי של המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה ,מרכז וולקני יום ראשון 5 ,ביוני ,3122 ,מרכז וולקני ,בית דגן
תכנית הכנס 8:15-8:45 8:45-9:00
9:00-9:20 9:20-9:40 9:40-10:00 10:00-10:20 10:20-10:40 10:40-11:00 11:00-11:20 11:20-11:40 11:40-12:00 12:00-12:30 12:30-12:50 12:50-13:10 13:10-13:30 13:30-13:50
התכנסות וכיבוד קל דברי פתיחה (יו"ר נירית ברנשטיין) מנהל המכון למדעי הקרקע ,המים מני בן-חור והסביבה ,מרכז וולקני ראש מינהל המחקר החקלאי איתמר גלזר בפועל ,מרכז וולקני סגנית ראש מינהל המחקר סוניה פילוסוף-הדס החקלאי ,מרכז וולקני מושב : Iהזנה ותגובת צמחים וקרקע לתנאי סביבה (יו"ר :גיא תמיר) מנחים השפעת סלניום במי ההשקייה על גידולים מנחם אדלשטיין ,+משה שנקר**, דניאל ברשטיין מייצגים בעמק יזרעאל מני בן-חור * אורי ירמיהו* ,זאב שמילוביץ * הערכת ריכוז מינרלים בעלי זית באמצעות נתיב רוטברט החזרה ספקטרלית מעורבות סוכרים מסיסים בהשראת הזדקנות נירית ברנשטיין * מיכאל קרבצ'יק עלים בתנאי מליחות השפעת השקיה בקולחין על עמידות אדי סיטרין* ,אדוארד יורקביץ** יעל נגראנו לאנטיביוטיקה הפסקת קפה מושב : IIצריכה ,השפעה ותנועת מים (יו"ר :רועי שפירא) ניטור ומידול זרימת מים והסעת כלורידים עופר דהן ,-דני קורצמן* טוביה טורקלטאוב באזור הלא רווי מעל אקוויפר החוף באזור העיר אשדוד שיטה זולה למדידה בזמן אמת של צריכת מים יוסף טנאי* רפאל רוסה של גידולים חקלאיים זרימה דינמית בקפילרה אלן גרבר* ,רוני וולך** קולינג וונג השפעת תהליכי יבוש והרטבה על מסיסות זאב גרסטל* ,מיכאל בוריסובר * עמוס רויך חומרי נפץ בקרקע ארוחת צהרים קלה מושב : IIIסביבה ומיקרוביולוגיה (יו"ר :לילך יסעור-קרוח) השפעת שריפת יער על תהליכי נגר וסחף מני בן-חור* ,מרסלו שטרנברג,# אסף ענבר בקרקע רנדזינה מרקוס לאדו # זיהוי גורם מחלת היבללת בבוטנים דרור מינץ* ,אברהם גמליאל* משי מינץ ניתוח מפגעי ריח פוטנציאליים סביב מכון עוזי רביד ,+עמוס אולמן ,#יעל יעל עבו טיהור שפכים עפולה לאור+ השפעת תכונות קרקע על מחזור החיים של מני בן-חור* ,משה שנקר** איתמר שבתאי זבוב החול המעביר מחלת לישמניה סיכום ונעילת הכנס הפנינג (חפלה) על הדשא!!
13:50-14:00 14:00 -הועדה המארגנת ד"ר נירית ברנשטיין ,יו"ר והסטודנטים רועי שפירא ,גיא תמיר ולילך יסעור-קרוח
*מרכז וולקני ** ,האונ' העברית בירושלים + ,מרכז נווה יער - ,אונ' בן-גוריון בנגב, #אונ' תל אביב
3
תוכן עניינים
מנחים מנחם אדלשטיין ,משה שנקר ,מני בן -חור אורי ירמיהו ,זאב שמילוביץ נירית ברנשטיין אדי סיטרין ,אדוארד יורקביץ עופר דהן ,דני קורצמן
נושא ההרצאה השפעת סלניום במי ההשקיה על גידולים מייצגים בעמק יזרעאל הערכת ריכוז מינרלים בעלי זית באמצעות החזרה ספקטרלית מעורבות סוכרים מסיסים בהשראת הזדקנות עלים בתנאי מליחות השפעת השקיה בקולחין על עמידות לאנטיביוטיקה ניטור ומידול זרימת מים והסעת כלורידים באזור הלא רווי מעל אקוויפר החוף באזור העיר אשדוד
1
מרצה דניאל ברשטיין
2
נתיב רוטברט
3
מיכאל קרבצ'יק
4
יעל נגראנו
5
טוביה טורקלטאוב
שיטה זולה למדידה בזמן אמת של צריכת מים של גידולים חקלאיים זרימה דינמית בקפילרה השפעת תהליכי יבוש והרטבה על מסיסות חומרי נפץ בקרקע השפעת שריפת יער על תהליכי נגר וסחף בקרקע רנדזינה זיהוי גורם מחלת היבללת בבוטנים ניתוח מפגעי ריח פוטנציאליים סביב מכון טיהור שפכים עפולה השפעת תכונות קרקע על מחזור החיים של זבוב החול המעביר מחלת לישמניה
6
רפאל רוסה
יוסף טנאי
7 8
קולינג וונג עמוס רויך
9
אסף ענבר
10
משי מינץ
11
יעל עבו
12
איתמר שבתאי
אלן גרבר ,רוני וולך זאב גרסטל ,מיכאל בוריסובר מני בן -חור ,מרסלו שטרנברג ,מרקוס לאדו דרור מינץ ,אברהם גמליאל עוזי רביד ,עמוס אולמן , יעל לאור מני בן -חור ,משה שנקר
עמוד 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
4
השפעת סלניום במי ההשקיה על גידול מלונים ,עגבניות ובזיל דניאל ברשטיין ,1מנחם אדלשטיין ,1משה שנקר 2ומני בן -חור 1 2
3
המחלקה לגנטיקה וירקות ,מרכז מחקר נוה-יער ,מנהל המחקר החקלאי ,רמת ישי המחלקה לקרקע ומים ,הפקולטה למדעי החקלאות ,המזון ואיכות הסביבה ,אוניברסיטה העברית ,רחובות
3המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה ,מרכז וולקני ,בית דגן
סלניום ( ,)Seהינו יסוד הזנה חיוני בתזונת האדם ובע"ח ,אולם הוא עלול להיות רעיל בריכוזים נמוכים ולכן קיימת לגביו התעניינות הולכת וגדלה בעולם .בישראל ,ריכוזי ה Se -המותרים הינם 0.01מ"ג\ל' במים לצריכה ביתית ו 0.02 -מ"ג\ל' לשימוש חקלאי .בחלקו הצפוני של עמק יזרעאל נמצאו בשנת 1811ריכוזים רעילים של ( Seבין 0.035ל 0.125 -מ"ג\ל') במי התהום בקידוח שימרון 2הנמצא באזור תימרת .כתוצאה מריכוזים חריגים אלו נסגר קי דוח שימרון 2 בעל יכולת הפקה של 108מק"ש .לאור המחסור במקורות המים בישראל ,הוצע להשתמש במי הבארות של קידוחי שימרון ,להשקיה .לפני שימוש במים אלו יש צורך ללמוד את השפעת ה Se - על הגידולים בעמק יזרעאל .במטרה לבחון השפעה זו ,נבחרו שלושה גידולים שישמשו כצמחי
מבחן ,עגבנייה "אביגיל" ( ,(Solanum lycopersicum L.מלון "ערבה " ()Cucumis melo L. ובזיל "פרי" ( .)Ocimum basilicum L.הצמחים גודלו בעציצים במצע פיירלט בחממה והושקו בטיפטוף 5פעמים ביום עם מים בריכוזי סלניום של 5 ,2 ,1 ,0.5 ,0ו 10 -מ"ג\ל' כסלנאט ( .)Na2SeO4ככלל נמצא כי עלייה בריכוז הסלניום גרמה לירידה בגובה הצמח ,במשקל הנוף (ירידה של )80- 40%והשורש ( )80- 10%של שלושת מיני הצמחים שנבחנו .ריכוזים של 5ו - 10מ"ג\ל' גרמו לתמותת שלושת הגידולים .לעומת זאת ,בריכוזי Seנמוכים יותר נמצא כי הבזיל הינו הרגיש ביותר והמלון העמיד ביותר .ריכוזי ה Se -הגבוהים פגעו בעיקר בשורש צמחי העגבנייה והבזיל ,ולעומתם צמחי המלון נפגעו בעיקר בנופם .בכדי לקבוע האם ניתן להשתמש במי בארות עשירים בסלניום ,כדוגמת בארות שימרון ,יש לבחון גם את יחסי הגומלין בין ה Se - במי ההשקיה למרכיבי הקרקע השונים ואת התפלגותו באברי הצמח השונים.
5
Estimating olive leaf mineral concentration using spectral reflectance Nativ Rotbart 1, Zeev Schmilovitch1, Yafit Choen2, Victor Alcahantis 2, Uri Yermiyahu1 1
Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, The Volcani Center, Bet Dagan
2
Agricultural Engineering, Sensing, Information and Mechanization Engineering, The Volcani Center, Bet Dagan
The growing recognition of the health qualities of olive (Olea eurpaea) oil has led to an increase in its global consumption. Recent modernization of olive cultivation has introduced and promoted densely planted orchards that are irrigated via systems that can also be utilized for nutrient application. Recent observations have shown that there is an optimal level of nutrients for obtaining maximum yield. Balanced mineral nutrition is being used in order to achieve high quality yield. It is considered economical and environmental necessity. Excessive fertilization has negative plant and environmental effects, such as soil and ground water pollution. Moreover, the rising cost of fertilizers is emphasizing the need for nutrient monitoring in olive trees. Currently, fertilization inspection is based on laboratory chemical analysis of leaf samples. These analyses are expensive and time consuming and therefore are held only annually. This calls for an efficient measurement method to be introduced to the cultivation procedure. Spectral sensing in the visible and near infrared spectrum (400 to 2500 nm) is commonly used for estimation of internal fruit constituents like sugar, oil content and leaf nutrient content in several crops. We studied a method based on spectroscopy in the VIS-NIR spectrum (visible and nearâ€?infrared: 400 to 1700nm) for estimating nutrients in olives leaves as a tool for efficient management of fertilization in olive orchards. The optical and spectral setup for measuring leaf spectral reflectance of single leaves and a mix of several leaves are described. Olives Samples (cv. Barnea) were taken from orchard in which fertilization experiment was conducted, allowing a wide range of nutrient levels. Olives were grown in containers filled with perlite substrate at the Gilat Research Center, Israel. The 20 treatments included eight levels of nitrogen ranging from 5 to 202 ppm, seven levels of phosphorus ranging from 0.2 to 20 ppm and seven levels of potassium ranging from 10 to 200 ppm. Spectral reflectance of leaf samples was measured every two months between 2007 and 2010. Reflectance measurements were taken by using two spectrometers: USBHR2000-for VISNIR (450-1000 nm) and LIGA -for× NIR-SWIR (1100-1700nm). Nitrogen, phosphorus and potassium concentration of the same samples were measured analytically as reference for calibration and cross validation multi variable regression. Spectral analysis conducted by means of Partial Least Square Regression (PLSR). Nitrogen concentration was found to best be estimated by spectral means, having a global calibration model for the whole season. Potassium and phosphorus models were more local, being more accurate for specific dates. The accuracy and precision of the spectral models are discussed along with the evaluation of their potential to be used as a tool for fertilization management. 6
Involvement of soluble sugars in NaCl-induced leaf senescence Michael Kravchik1, Nirit Bernstein1 1
Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, The Volcani Center, Bet Dagan.
Leaf senescence is a highly regulated process that follows a genetically determined program and is also influenced by environmental constrains. Saltstress is known to stimulate early cell maturation and to induce early onset of leaf senescence. The triggers and mechanisms involved in the induction of salt-stress induced senescence are not well understood. Various symptoms and changes that characterize the salt-stress effect resemble changes that occur during leaf senescence. Of special interest are changes in sugar contents that are known to increase or decrease during leaf senescence in various plants and conditions, and to elevate under salt-stress. Sugar contents which are conventionally considered to involve in plant resistance to salinity by osmotic adaptation may also be involvement in signaling response. The goal of the present study was to shed light on the initial phase of salt-stress induced leaf senescence and evaluate the role of sugars in this process. Maize leaf, the experimental system selected for the project is a good model system for studies of developmental and age-related processes. Growth in this leaf is mainly unidirectional and a developmental gradient therefore exists along the leaf from its dividing and elongating cells at the base to the senescing tissue at the tip. This system was utilized for a high-resolution temporal and spatial analysis of the salinity response throughout cell development and aging. A range of salt effects which occur along the leaf, including sugar and pigment profiles, nitrogen concentrations, membrane permeability, and genes involved in senescence were mapped and examined on the temporal scale of cell development and senescence. The results suggest a signaling role for soluble sugars during salt-induced senescence, and possible involvement of sugars in chlorophyll degradation, and reject nitrogen effects on initiation or enhancement of senescence.
7
Annthropogenic Effects on Antibiotic Resistance in Soil Bacteria Yael Negreanu1.2, Eduard Jurkevitch2, Eddie Cytryn1 1
Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, The Volcani Center, Bet Dagan
2
Department of Plant Pathology and Microbiology, The Hebrew University, Rehovot
Due to Israel’s semi-arid climate, approximately 60% of water used for agricultural irrigation is treated wastewater (TWW). As a result, residual concentrations of antibiotics and antibiotic-resistant bacteria are frequently released into the soil and water environments. These antibiotics potentially accumulate in the soils and exert selective pressure that can result in prolifer ated antibiotic resistance in indigenous soil bacteria. Indigenous soil-dwelling bacteria both produce and encounter a variety of antibiotics, resulting in evolution of diverse and novel resistance mechanisms. These bacteria may serve as reservoirs of resistance determinants that can be mobilized into the human-associated microbial community. On a molecular level, antibiotic resistance may evolve from either spontaneous mutation of genes, or by inter- or intra-species horizontal gene transfer (HGT) of existing antibiotic resistance genes.
Both
of
these
mechanisms
are
believed to
occur
spontaneously at relatively low frequencies. However, exposure to antibiotics can result in the proliferation of these mechanisms due to natural selection. In this study, I assessed tetracycline,
erythromycin, sulfonamide and
ciprofloxacin resistance in two agricultural soils (a clay-rich soil avocado orchard in Akko and sand filled lyzometers with pomelo trees in the Shafdan) irrigated with fresh water and TWW. Traditional microbiological isolation methods and culture-independent molecular analysis using quantitative real time PCR targeting the antibiotic resistant genes: tetO, ermB, ermF, sul1 and sul2 were implemented. The literature shows evidence of proliferation of resistant bacteria in anthropogenically impacted environments such as manure-fertilized soils and rivers receiving treated wastewater effluent. However, my research did not show any significant impact of TWW-irrigation on proliferation of AR in agricultural soils.
8
Monitoring and modeling flow and transport through vadose zones underlying various land uses at the coastal plain Tuvia Turkeltaub1, 2, Daniel Kurtzman2, Naftali Lazarovitch 3 and Ofer Dahan1 1
Department of Environmental Hydrology and Microbiology, Zuckerberg Institute for Water
Research, Blaustein Institutes for Desert Research, Ben-Gurion University of the Negev, Sede Boqer Campus 2
Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, The Volcani Center, Bet Dagan
3
French Associates Institute for Agriculture and Biotechnology of Drylands, Blaustein Institutes
for Desert Research, Ben-Gurion University of the Negev.
The coastal aquifer is one of the important natural water resources of Israel. Understanding effects of land use over its recharging outcrops on quantity and quality of the recharging water, is essential for improving water-resources management. Therefore a study on water percolation and solute transport through the vadose zone above the coastal aquifer in the vicinity of the city of Ashdod is conducted under three typical land uses: a rain-fed crop field, an irrigated citrus orchard, and a natural sand-dune. The study implements a vadose zone monitoring system (VMS), which enables continuous measurements of the vadose zone water content and allows frequent sampling of the sediment pore water at selected points across the entire vadose zone (up to 30 m depth at this study). Hydrus 1D code was used to build numeric models that describes water flow and chloride transport through the vadose zone underlying the three sites. These models are calibrated and validated using the transient water content and chloride concentration data that are collected from the site’s vadose zone with the VMS. After calibration, scenario simulations of the effect of land-use change with the calibrated models will be possible and could in light questions concerning groundwater quantity and quality changes. Continues observations exhibit significant differences in the solutes concentrations under the field and the orchard sites compared with the natural dune site. High chloride accumulation and relatively small masses of nitrate are found under the orchard reflecting high efficiency in water and fertilizer use. In contrast under the rain-fed crop field the vadose zone pore water is less saline than under the orchard but contains higher masses of nitrate. Calibration results and validation matches between measured and modeled water-contents and chloride concentrations from the different sites will be presented. Preliminary results of the effects of land use change from bare dune to a vegetable greenhouse will be demonstrated through simulations. 9
Evapotranspiration estimates of industrial tomato using the surface renewal technique Rafael Rosa1, Uri Dicken1 and Josef Tanny1 1
Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, Agricultural research Organization, Volcani
Center, Bet Dagan
The present research examined the use of the surface renewal (SR) technique for evapotranspiration (ET) measurements of industrial tomato crop. The SR technique measures high frequency air temperature fluctuations from which the sensible heat flux can be deduced up to a weighting factor, , obtained by calibration against simultaneous direct eddy covariance (EC) measurements. Simple measurements of other energy balance components allow for the extraction of ET as the residual. Measurements were carried out in an industrial tomato crop at the Hula Valley of Northern Israel. Eddy covariance and surface renewal systems were deployed simultaneously in the field for a period of 11 days on August 2010. The first 6 measurement days were used for calibration and the rest 5 days were used for verification of ET data. Three parameters were chosen for optimizing the performance of the SR technique: the sampling rate, the SR analysis time lag and the sensor’s height. Results showed that during calibration highest coefficient of determination (R 2 = 0.87) and root mean square error (RMSE = 26.62 W m-2) between EC and SR half-hourly sensible heat fluxes was obtained for temperature fluctuations measured at 0.6 m, the level of the canopy top, using a 0.25 s analysis time lag and 20 Hz sampling rate. For these operational conditions, and using the corresponding calibration coefficient = 1.82, mean ratio between daily ET estimated by SR and measured by EC during the verification period was 0.97 ± 0.08. Data analyses at lower sampling rates of 1, 2, 5 and 10 Hz and for the same measurement height also provided good agreement between estimated and measured daily ET.
10
Dynamics of capillary flow in different oriented tubes Qiuling Wang1,2, Ellen Graber1 and Rony Wallach2 1
Institute of Soil, Water and Environmental Sciences, The Volcani Center, Bet Dagan
2
Department of Soil and Water Sciences, The Hebrew University, Rehovot
Capillary tubes are frequently used as a model for porous media when investigating liquid flow, in which kinetics of liquid penetration into a single capillary tube is the basis of modeling. Capillary flow in circular tubes has long been known to be quite well described by the Lucas-Washburn equation, in which Lucas and Washburn considered only the capillary force at the meniscus and the friction force inside a horizontal tube assuming the parabolic Poiseuille velocity distribution, while the gravity and inertial effects were neglected. Studies on the vertical infiltration of liquid into porous media have shown that gravity typically needs to be accounted for when modeling liquid infiltration. Hence, accurate models for gravity-driven infiltration into capillary tubes are needed. In this work, capillary flow is described by Navier-Stokes equation (NSE). Dynamics of capillary flow in upward, horizontal and downward oriented tubes are fully investigated by solving the averaged NSE. The results are compared with the Washburn law. The dominant forces in different oriented tubes are discussed as well.
11
השפעת תהליכי יבוש והרטבה על מסיסות חומרי נפץ בקרקע עמוס רויך , 1זאב גרסטל 1ו מיכאל בוריסובר 1
1
המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה ,מרכז וולקני ,בית דגן
(Comp B) Composition Bהינה תערובת מוצקה של חומרי נפץ גבוהים ( מתפוצצים מהר יותר ממהירות הקול ) המורכבת מ TNT 39% ,(1,3,5-Trinitro-1,3,5-triazine) RDX 60% - ) (2,4,6- Trinitrotolueneוכ 1%-שעווה .ממלחמת העולם השניה ועד שנות ה 90-היווה Comp Bחומר הנפץ המרכזי בצבאות מערביים ,עד לתחילת ייצורם של חומרי נפץ פחות רגישים Comp Bמגיע לקרקע בשני אופנים עיקריים .1 :בעת פיצוץ המוגדר כפיצוץ מסדר נמוך ) ,(Low order detonationחלק מתערובת חומרי הנפץ נשרפת או ניתכת כך שחלקיקים במגוון גדלים מתפזרים ברדיוס מסוים ,לפי עוצמת הפיצוץ .לאחר פיצוץ ,עקב הטמפרטורות הגבוהות, יכולים חומרי הנפץ להתאדות ולהתגבש בחזרה כחלקיקים מופרדים או להתמצק על גבי חלקיקי קרקע .2 .בשטחי אש ובשדות מוקשים מצטבר עם הזמן בלאי של מוקשים ופגזים סדוקים המכילים .Comp Bבמקומות כאלו מדובר על עומסים של 10-10,000מיליגרם חומר נפץ לקילוגרם קרקע. מעבר לעובדת היותם נפיצים TNT ,ו ,RDX-נחשבים למזהמים סביבתיים .ל TNT -ו RDX - מסיסות נמוכה אך משמעותית במים ( 150ו 45 -מ"ג לליטר בתנאים סביבתיים בהתאמה ) ונוכחותם במי שתיה מוגדרת כסכנה בריאותית (הפרעות במערכת העצבית ,אינסומניה ,פגיעה במח עצם ,חוסר מנוחה ורגזנות) .על -פי ) USEPA (2008הריכוז המותר של TNTו RDX-במי שתיה הוא 2.2ו 0.6 -מיקרוגרם לליטר בהתאמה .בישראל התגלו ריכוזים גבוהים של ,TNT HMX ,RDXותוצרי הפירוק שלהם ב 2-מטר העליונים של קרקע הסמוכה למפעל תע" ש רמת השרון .ריכוזים נמו כים יותר של RDXו ( HMX -תוצר לוואי בייצור )RDXנמדדו עד לעומק של כ 45-מטר בתווך הבלתי רווי באותו איזור ,וריכוזים גבוהים של RDXנמדדו במי התהום שם , ולאורך כ 1.35-קילומטר עם ריכוז שיא של 2,100מיקרוגרם לליטר. זיקון ) (Ageingהוא שם כללי לתיאור התמורות העוברו ת על מוצקים לאחר שהות ארוכה באחסון .על מנת לבחון את השפעת תהליך הזיקון על תכונות כימופיזיקליות של החומר יש לפתח שיטות המדמות את התהליך בפרק זמן קצר יותר .זיקון מואץ הוא תהליך מקובל בתעשיית חומרי הנפץ לבחינת ח יי מדף וניתן יישמו בתהליכי ייבוש והרטבה .בדומה לתמורות החלות בחומר הנפץ במהלך שהות באחסון ,כך גם בקרקע חשוף החלקיק למשטרי טמפרטורה ולחות משתנים .במהלך השנים ייתכנו אינטראקציות בינו ובין מרכיבי קרקע כתחמוצות מינרליות, חומר אורגני ומינרלי חרסית .אלו יכולים ליצור מעטפת סביב החלקיק כך שמתקבל פן ביניים חדש בין החלקיק והמים בסביבתו .מעבר להקטנת שטח פני החלקיק החשוף להמסה ,שינוי פני השטח יכול להעניק לחלקיק תכונות הידרופוביות /הידרופיליות שונות מאלו של החומר הטרי ובכך להשפיע על מסיסותו. מחקר זה בא לבחון את השפעת זיקון מואץ על מסיסות של חלקיקי Composition Bבשלושה מקטעי גודל ובשלוש קרקעות שונות .הזיקון המואץ התקבל בסדרת מחזורי ייבוש והרטבה של כל קרקע בהתאם לקיבול השדה שלה .מסיסויות וקצבי המסה הוערכו מתוך סדרת ניסויי משפכים עבור כל קרקע לאחר זמנים שונים של יבוש והרט בה. 12
השפעת שריפת יער על תכונות כימיות פיסיקליות של קרקע רנדיזינה ותהליכי נגר וסחף באזורים ים -תיכוניים אסף ענבר ,1מני בן -חור ,2מרקוס לאדו ,3מרסלו שטרנברג
4
1ביה"ס ללימודי הסביבה ע"ש פורטר ,אוניברסיטת תל אביב ,תל אביב 2
המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה ,מכון וולקני ,בית דגן
3
הפקולטה למדעים ,אוניברסיטה של לה קורוניה ,ספרד
4
המחלקה לביולוגיה מולקולארית ואקולוגיה של צמחים ,אוניברסיטת תל אביב ,תל אביב
שריפות יער יכולות לגרום לשינויים ביחסי גשם/נגר/סחף באזור השריפה ,וע "י כך לגרום לנזקים אקולוגיים ,סביבתיים והנדסאיים .מטרת העבודה הנוכחית הייתה לבחון את השפעת חשיפות שונות של קרקע רנדזינה לשריפת יער על התכונות הכימיות והכימיות פיסיקאליות והמבנה שלה ועל תהלכי נגר וסחף בסופות גשם עוקבות .דגימות קרקע נדגמו מיער ביריה מאזור לא שרוף (קרקע לא שרופה) ומאזור שנשרף באותה שנה (קרקע שנחשפה לשריפה ישירה) ,כאשר חלק מהקרקע שנדגמה מהאזור הלא שרוף חומם בטמפרטורה של 300מ"צ למשך 1שעות בתנור (קרקע שנחשפה לחום) .דגימות אלו הומטרו בשלוש סופות גשם עוקבות במדמה גשם לקביעת ערכי חידור ושיעורי סחף .בקרקע לא שרופה חלה ירידה בערכי החידור ועלייה בכמויות הסחף במהלך סופת גשם כתוצאה מהרס תלכידים ,יצירת קרום בפני הקרקע ועלייה בשיעורי הנגר . בקרקע שנחשפה לחום ובקרקע שנחשפה לשריפה ישירה ,ערכי החידור היו גבוהים יותר וכמויות הסחף היו נמוכות יותר מאשר בקרקע הלא שרופה .תוצאות אלו נבעו מכך ,שחשיפת הקרקע לטמפרטורה של 300מ"צ גרמה לשינויים כימיים ומבניים בתחמוצות הברזל והאלומיניום במקטע החרסיתי בקרקע ,שהעלו את יציבות התלכידים כנגד מכות טיפות הגשם וכוחות המיגוג הנובעים מהרטבה מהירה של הקרקע .בנוסף ,חשיפת הקרקע לשריפה ישירה ולחום גרמו לעליה בריכוז האלקטרוליטים ולירידה בערך מנת ספיחת הנתרן ) (SARבתמיסת הקרקע במהלך הגשם .כתוצאה מכך ,הדיספרסיה של החרסית והתפתחות קרום מפותח נמנעו ושיעורי הנגר והסחף פחתו .אולם ,השפעת גורם זה פחתה עם סופות הגשם העוקבות .ניתן להסיק מהעבודה הנוכחית ,ששריפת יער יכולה להגדיל את יציבות מבנה הקרקע ,וע "י כך לקטין את הנזק שיכול להיגרם מבחינת נגר וסחף כתוצאה משריפת החומר הצמחי וחשיפת הקרקע.
13
בידוד וזיהוי מחוללי מחלת היבללת באגוזי אדמה משי מינץ ,1,2לאה צרור ,1אברהם גמליאל ,1ודרור מינץ 1
1
המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה ,מרכז וולקני ,בית דגן
2הפקולטה למדעי החקלאות ,המזון ואיכות הסביבה ,אוניברסיטה העברית ,רחובות
בנגב מגדלים כ 20-אלף דונם אגוזי אדמה בהיקף ייצוא של כ 15-אלף טונות בשנה .שטחי הגידול מאולחים במחוללי מחלת היבללת ולכן חשופים התרמילים להדבקה שמתבטאת ביבלות שחורות על גבי קליפת התרמילים הפוסלות את התרמילים לייצוא .היקף הנזקים כיום מהווה איום על המשך הגידול בארץ .בעבודות קודמות דווח כי חיידקים מסוג סטרפטומיצטים ( )Streptomyces spp.השכיחים מאוד באדמת הנגב המערבי ומעורבים בגרימת מחלת הגרב בתפוחי אדמה ולמחלות נוספות בגידולי פקעת ואשרוש אחרים ,מעורבים בגרימת מחלת היבללת .מטרות עבודה זו כללו אפיון החברה המיקרוביאלית המאכלסת את כתמי היבללת וזיהוי מחולל מחלת היבללת באגוזי אדמה באדמות הנגב .הרכב חברת החיידקים אופיין בקרקעות ,ביבלות ובתרמילים בריאים שנדגמו מחלקות אגוזי אדמה משדות שונים .באמצעות ריצוף הגן ל RNAריבוזומלי של הבקטריה ביבלות נמצא כי קבוצת החיידקים העיקרית היא סטרפטומיצטים הקרובים פילוגנטית ל .S. scabiei -במקביל בודדו סטרפטומיצטים ממספר כתמים ומרביתם זוהו עפ "י רצף הגן ל rRNA-כקרובים ל S. scabiei -המוכרים כפתוגנים לגידולי קרקע שונים .השפעת טיפול קרקע בפורמלין על חומרת המחלה ,נבחנה בשני שדות והראתה כי חיטוי בפורמלין הפחית את שכיחות הכתמים בתרמילים בכ 50%-בשדה אחד ובשדה שני לא היה יעיל בהדברה .בבחינת הרכב החברה המיקרוביאלית ,מצאנו סטרפטומיצטים שקרובים ל S. scabiei -בדוגמאות תרמיל חולות .אולם ,בקרקע שכיחותם של זנים אלו הייתה זניחה בשני השדות .פתוגניות של סטרפטומיצטים שבודדו מתרמילים נבחנה במבחן קוך באגוזי אדמה בתנאים מבוקרים .תוצאות מבחן קוך מעידות כי חיידקים מסוג סטרפטומיצטים ,הכוללים את S. scabieiהם הגורמים למחלת היבללת בבוטנים.
14
ניתוח מפגעי ריח פוטנציאליים סביב מכון טיהור שפכים עפולה 2
יעל עבו ,1יעל לאור ,1עוזי רביד ,1עמוס אולמן 1 2
מרכז נווה יער ,מכון וולקני ,רמת ישי
הפקולטה להנדסה ,אוניברסיטת תל אביב
מפגע ריח מתרחש כאשר כמויות מזעריות של חומרים ריחניים נמצאות באוויר אפילו לפרק זמן קצר מ אוד ולכן גילוי וכימות של חומרים אלו בשיטות אנליטיות הינו יקר ,מסובך ובמקרים רבים בלתי אפשרי .הנוהל החדש של המשרד להגנת הסביבה כולל הנחיות לדיגום האוויר הריחני במקור ,ביצוע מדידות אולפקטומטריות במעבדה ,והזנת ערכי פליטת הריח לתוך מודל פיזור גאוסיאני ) (AERMODלשם קביעת ריכוזי הריח בתחום ההשפעה של המקור .לעומת ההנחיות החדשות ,ישנן רשויות בהן מקובל להעריך את פיזור הריח ממכוני טיהור שפכים על בסיס פליטות מימן גופרי ( )H2Sכסמן כימי לריח .במקרה זה ,הפליטות החזויות של H2Sמחושבות באמצעות מודל ( Water-9המתבסס על אינטראקציות בין ממס ומומס בהתאם לקבוע הנרי, קבועי חלוקה וקבועי מסיסות) ותחום ההשפעה נקבע גם כן באמצעות .AERMODמטרת העבודה הנוכחית היא לנתח בעזרת מודל הפיזור AERMODמפגעי ריח קיימים וחזויים ממכון טיהור השפכים עפולה ,על בסיס נתוני פליטות H2Sהמתקבלים ממודל ,Water-9בהשוואה לדיגום ומדידות אולפקטומטריות של המקור .בוצעה סדרת פעולות דיגום במכון הטיהור (הממוקם כ 3 -ק"מ מערבית לעיר עפולה) שכללה את כל יחידות הטיפול :תעלת שפכים ,אגני אוורור ,אגני שיקוע ,מגדל בוצה ובריכת קולחים .הדיגום מפני הנוזל בוצע באמצעות פעמון ( flux )chamberבספיקה ( )inflowמוגדרת .האוויר הנדגם נאסף בתוך שקיות דיגום שהובאו לאנליזה במעבדה אולפקטומטרית .כל יחידת טיפול נדגמה ב 3- 2 -מועדים שונים .האנליזות האולפקטומטריות בוצעו לפי תקן בנלאומי EN13725כמתבקש לפי נוהל המשרד להגנת הסביבה .ה input -לשני המודלי ם כלל את יחידות הטיפול השונות והגיאומטריה שלהן .להרצת ה Water-9 -הוזנו הספיקות וריכוז ה H2S -בשפכים בכניסה למכון .להרצת ה AERMOD - הוזנו נתונים מטארולוגיים ,טופוגרפיים ,ומדידות הריח .המודל הורץ עבור תרחישים שונים לבחינת תרומתו של כל המכון כגוף אחד ותרומתה של כל יחידת טיפול בנפרד ,השפעה עונתית, ואלמנטיים תפעוליים נוספים .מפות הפיזור שהתקבלו עבור 81%מהזמן (כמתבקש עבור מתקנים קיימים) מציגות תמונה די דומה עבור עוצמות הריח החזויות על בסיס מדידות אולפקטומטריות לעומת אלו החזויות על בסיס פיזור .H2Sלדוגמה ,בתרחיש בו נבחנה תרומתו של המכון כגוף אחד ,עוצמות הריח החזויות במרכז העיר עפולה עלולות להגיע לערך של 4OU/m3לעומת 20 ppbשל ( H2Sאקוויוולנטי ל 10-20 OU/m3 -בהתייחס לערכי סף ריח של 1-2 ppbהמופיעים בספרות עבור .)H2Sעוצמות הריח החזויות בעונת הקיץ היו גבוהות מאלו שבחורף .בהשוואה בין מפות הפיזור המתקבלות על בסיס H2Sלעומת אלו המתקבלות על בסיס מדידות אולפקטומטריות ,יש להכליל גם את מקדם אי הוודאות הקשור למתודולוגית הדיגום והשגיאה של האנליזה האולפקטומטרית.
15
השפעת תכונות קרקע על מחזור החיים של זבוב החול המעביר מחלת לשמנ יה איתמר שבתאי ,2,1מני בן -חור ,1ד"ר משה שנקר 1
2
המכון למדעי הקרקע ,המים והסביבה ,מרכז וולקני,בית דגן
2הפקולטה למדעי החקלאות ,המזון ואיכות הסביבה ,אוניברסיטה העברית ,רחובות
,(VL) Visceral Leishmaniasisהידועה גם כ ,Kala Azar-הינה מחלה כרונית הנגרמת ע "י פרוטוזואה טפילית מסוג .Leishmania donovaniהטפיל מועבר מפונדקאי חולייתני אחד לשני ע "י עקיצה של וקטור המחלה שהוא זבוב החול ( .)Phlebotomus orientalisהטפיל נודד בגוף וגורם לפגיעה ב איברים הפנימיים .ללא טיפול ,המחלה עלולה לגרום לתמותה בהסתברות גבוהה .לדוגמא ,בסודן באזור הנילוס הצפון מערבי ,המחלה התפרצה בשנים 1884- 1814 וקטלה יותר מ 100,000-בני -אדם מתוך 300,000תושבי האזור .לאחרונה אושר פרויקט מחקר בתחום ) (http://vl-ethiopia.huji.ac.il/index.htmהממומן ע "י
Bill and Melinda Gates
) .Foundation (BMGFהפרויקט הינו רב -תחומי וכולל קבוצות מחקר מישראל ,אתיופיה וצ'כיה , כאשר העבודה הנוכחית הינה חלק מפרויקט זה. לזבוב החול שלב התפתחותי הכולל ביצה ,זחל וגולם המתקיים בגוף הקרקע ושלב בוגר. מחקרים שנערכו באזור אתיופיה -סודן הצביעו על קשר הדוק בין תפוצת הזבוב לנוכחות של קרקעות ורטיסול .קרקע ורטיסול מוגדרת כקרקע המכילה מעל 30%חרסית שרובה מונטמורילוניט ,מאופיינת בסדקים שנוצרים באופן מחזורי עם התייבשותה ,ומשטחי החלקה ) (slickensidesלאורך דפנות הסדקים .הרטבת קרקע ורטיסול גורמת לתפיחתה , והתייבשותה גורמת להתכווצותה ולהיווצרות סדקים .הסברה היא כי לסדקים בורטיסול השפעות רבות על התפתחות הזבוב )1 :הם מהווים אתר מוגן להטלת ביצי הזבוב; )2יצירת מיקרו -אקלים נח להתפתחות זחלי הזבוב; )3מאגר של חומר מזון לזחלים כתוצאה מהצטברות חומר אורגני בסדקים; )4אתר מנוחה ומחסה לזבוב הבוגר בשעות החמות של היום .ברם ,טרם נמצא אתר הטלה פעיל של זבוב החול. מטרות עבודת המוסמך הנוכחית הן )1( :לאפיין מבחינה מינרלוגית ,כימית ופיסיקאלית את הקרקעות באזור שבו מחלת הלישמניה נפוצה; ( )2ללמוד את מנגנוני הסידוק והמאפיינים שלו בקרקעות ורטיסול; ( )3לבחון את השפעת תנאי הסביבה האקולוגיים בסידוק ,כגון -טמפרטורה, תנאי הרטבה ולחות ,יכולת חילוף גזים וצבירת חומרי הזנה ,והשפעתם על התפתחות זבוב החול .בהרצאה הנוכחית תינתן סקירה על תופעת מחלת הלשמניה ויוצגו התכונות הכימיות של קרקעות ורטיסול מאתיופיה והשפעתם על תהליכי התפיחה שלהם.
16