Prof. Shahal Abbo

Crop evolution in the Near East.

Genetics and breeding of chickpea.

Chickpea evolution and genetics of yield components

Study of chickpea (Cicer arietinum L.) genetics and evolution, and their bearing on grain yield. Unlike the major grain crops of the Mediterranean region (wheat, barley) which retained their natural cycle of autumn germination and late spring maturation, thereby exploiting winter rainfall, chickpea was made into a spring-sown crop, probably soon after its domestication. This change in the plant cycle fixed certain traits in the domesticated genepool.

  • Inherent day-length sensitivity - a trait that delays flowering to the late spring, exposing the crop to drought, which severely restricts yield.
  • Inherent requirements of high temperature for the reproductive process, preventing fruitful podding of early flowering material during the early spring.
  • High susceptibility to Ascochyta blight, an air-borne fungal disease that spreads during the winter and can cause total yields losses.

The major activities in my laboratory involve genetic analyses of chickpea response to ascochyta blight, the study of the relationship between major flowering genes and grain yield and study of the domestication traits of chickpea.

Nutritional quality characters of chickpea

Chickpea seed contains 0.1-0.26 g Ca per 100 g dry seed. Calcium, an important nutrient for humans, is deposited in the chickpea seed via diffusion through the pod wall to the testa. Hence, smaller seed will contain more Ca per unit of dry weight than larger seed. Since seed size is a major price determinant, data on the relationship between Ca content and seed size are extremely important. This work, in collaboration with Dr. R. Reifen (Hebrew University) and Dr. M. Grusak (USDA, TX, USA), point to the existence of factors other than seed size in determining Ca content in chickpea. We are also studying the genetics of carotenoids content in chickpea seed.

08460004

 

Shahal_Abbo

Selected Publications

Books

Gopher A, Lev-Yadun S, Abbo S (2021) Breaking Ground: Plant Domestication in the Neolithic Levant: The “Core-Area One-Event” Model. Emery and Claire Yass Publications in Archaeology, The Institute of Archaeology, Tel Aviv University.

Abbo S, Gopher A (2021) Plant Domestication and the Origins of Agriculture in the Near East. Cambridge University Press. In press.

book hebrew

Avi Gopher and Shahal Abbo 
Plant Domestication and the Origins of Agriculture in The Near East 

אבי גופר ושחל עבו
ביות הצמחים וראשית החקלאות במזרח הקרוב 

 

Articles

  1. Abbo S, E Millet E, Pinthus MJ (1987) Genetically controlled differences in the effects of chlormequat on tetraploid wheat (Triticum turgidum). Plant Growth Regulation 5: 235-239.
  2. Abbo S, Ladizinsky G (1991) Anatomical aspects of hybrid embryo abortion in the genus Lens L. Botanical Gazette 152: 316-320.  
  3. Abbo S, Miller TE, King IP (1993) Primer-induced in situ hybridization to plant chromosomes. Genome 36: 815-817.
  4. Abbo S, Dunford R P, Miller T E, Reader S M, King I P (1993) Primer-mediated in situ detection of the B-hordein gene cluster on barley chromosome 1H. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 90: 11821-11824.  
  5. Abbo S, Ladizinsky G (1994) Genetical aspects of hybrid embryo abortion in the genus Lens L. Heredity 72: 193-200.  
  6. Abbo S, Miller TE, Reader S M, Dunford RP, King IP (1994) Detection of ribosomal DNA sites in lentil and chickpea by fluorescent in-situ hybridization. Genome 37: 713-716.
  7. Abbo S, Dunford RP, Miller TE, Reader SM, Foote T, Flavell RB, Moore G (1995) Organization of retro-elements and stem-loop repeat families in the genomes and nuclei of cereals. Chromosome Research 3: 5-15.
  8. Lev-Yadun S, Beharav A, Abbo S (1996) Evidence for polygenic control of fiber differentiation in spring wheat and its relationship with the GA-insensitivity locus Rht1. Australian Journal of Plant Physiology 23: 185-189.  
  9. Liu B, Segal G, Vega JM, Feldman M, Abbo S (1997) Isolation and characterization of chromosome-specific DNA sequences from a chromosome-arm genomic library of common wheat. Plant Journal 11: 959-965.  
  10. Or E, Hovav R, Abbo S (1999) A major gene for flowering time in chickpea. Crop Science 39: 315-322.  
  11. Lev-Yadun S, Beharav A, Di-nur R, Abbo S (1999) Gibberellic acid (GA) increases fibre cell differentiation and secondary cell-wall deposition in spring wheat (Triticum aestivum L.) culms. Plant Growth Regulation 27: 161-165.
  12. Lev-Yadun S, Abbo S (1999) Traditional utilization of A’kub (Gundelia tournefortii, Asteraceae) in Israel and the Palestinian Authority area. Economic Botany 53: 217-223. pdf
  13. Abbo S, Rubin B (2000) Transgenic crops: A cautionary tale. Science 287: 1927-1928. Link
  14. Lev-Yadun S, Gopher A, Abbo S (2000) The cradle of agriculture. Science 288: 1602-1603. Link.  
  15. Abbo S, Grusak M, Tzuk T, Reifen R (2000) The relationship between seed size and calcium concentration in chickpea (Cicer arietinum L.) seed. Plant Breeding 119: 427-431.  
  16. Kumar J, Abbo S (2000) Genetics of flowering time in chickpea and its bearing on productivity in semiarid environments. Advances in Agronomy 72: 107-138. 
  17. Abbo S, Lev-Yadun S, Ladizinsky G (2001) Tracing the wild genetic stocks of crop plants. Genome 44: 309-310.  
  18. Gopher A, Abbo S, Lev-Yadun S (2001) The "When", the "Where" and the "Why" of the Neolithic Revolution in the Levant. Documenta Praehistorica XXVIII: 49-62.  
  19. Lichtenzveig J, Shtienberg D, Zhang HB, Bonfil DJ, Abbo S (2002) Biometric analyses of the inheritance of resistance to Dydimella rabiei in chickpea. Phytopathology 92: 417-423.  
  20. Abbo S, Lev-Yadun S, Galwey N (2002) Vernalization response of wild chickpea. New Phytologist 154: 695-701.  
  21. Abbo S, Shtienberg D, Lichtenzveig J, Lev-Yadun S, Gopher A (2003) Chickpea, summer cropping, and a new model for pulse domestication in the ancient Near-East. Quarterly Review of Biology 78: 435-448.  
  22. Hovav R, Upadhyaya K C, Beharav A, Abbo S (2003) Major flowering time gene and polygenes effects on chickpea grain weight. Plant Breeding 122: 539-541.  
  23. Abbo S, Berger J, Turner NC (2003) Evolution of cultivated chickpea: four bottlenecks limit diversity and constrain adaptation. Functional Plant Biology 30: 1081-1087.  
  24. Lichtenzveig J, Scheuring C, Dodge J, Abbo S, Zhang HB (2005) Construction of BAC and BIBAC libraries and their applications for generation of SSR markers for genome analysis of chickpea, Cicer arietinum L. Theoretical and Applied Genetics 110: 492-510.  
  25. Abbo S, Molina C, Jungmann R, Grusak MA, Berkovitch Z, Reifen Ruth, Kahl G, Winter P, Reifen R (2005) QTL governing carotenoid concentration and weight in seeds of chickpea (Cicer arietinumL.). Theoretical and Applied Genetics 111: 185-195.  
  26. Abbo S, Lev-Yadun S, Rubin B, Gopher A (2005) On the origin of Near Eastern founder crops and the "dump-heap hypothesis". Genetic Resources and Crop Evolution 52: 491-495. pdf
  27. Ben David R, Abbo S (2005) Phenological variation among Israeli populations of Cicer judaicum Boiss. Australian Journal of Agricultural Research 56: 1219-1225. pdf
  28. Ben David R, Can C, Lev-Yadun S, Abbo S (2006) Ecogeography and demography of Cicer judaicum, a wild annual relative of domesticated chickpea. Crop Science 46: 1360-1370.  
  29. Bonfil DJ, Lichtenzveig J, Shai I, Lerner A, Tam S, Abbo S (2006) Associations between earliness, Ascochyta response and grain yield in chickpea. Australian Journal of Agricultural Research57: 465-470.  
  30. Abbo S, Gopher A, Peleg Z, Saranga Y, Fahima T, Salamini F, Lev-Yadun S (2006) The ripples of "The Big (agricultural) Bang": the spread of early wheat cultivation. Genome 49: 861-863.  
  31. Lev-Yadun S, Gopher A, Abbo S (2006) How and when was wild wheat domesticated? Science 313: 296.  
  32. Lichtenzveig J, Bonfil DJ, Zhang HB, Shtienberg D, Abbo S (2006) Mapping quantitative trait loci affecting time to flowering and response to Ascochyta blight in chickpea. Theoretical and Applied Genetics 113: 1357-1369.  
  33. Kerem Z, Gopher A, Lev-Yadun S, Weinberg P, Abbo S (2007) Chickpea domestication in the Neolithic Levant through the nutritional perspective. Journal of Archaeological Science 34: 1289-1293.  
  34. Frenkel O, Shtienberg D, Abbo S, Sherman A (2007) The sympatric Ascochyta complex of wild Cicer judaicum and domesticated chickpea. Plant Pathology 56: 464-471.  
  35. Bonfil DJ, Goren O, Mufradi I, Lichtenzveig J, Abbo S (2007) Development of early flowering kabuli chickpea with regular and simple leaves. Plant Breeding 126: 125-129.  
  36. Abbo S, Frenkel O, Sherman A, Shtienberg D (2007) The sympatric Ascochyta pathosystems of Near Eastern legumes, a key for better understanding of pathogen biology. European Journal of Plant Pathology 119: 111-118. 
  37. Abbo S, Zezak I, Schwartz E, Lev-Yadun S, Gopher A (2008) Experimental harvest of wild pea in Israel: implications for the origin of Near Eastern farming. Journal of Archaeological Science 35: 922-929.  
  38. Frenkel O, Sherman A, Abbo S, Shtienberg D (2008) Differential aggressiveness among Didymella rabiei isolates originated from domesticated chickpea and sympatric wild Cicer judaicum. Phytopathology 98: 600-608.  
  39. Abbo S, Saranga Y, Peleg Z, Lev-Yadun S, Kerem Z, Gopher A (2009) Reconsidering domestication of legumes versus cereals in the ancient Near East. The Quarterly Review of Biology 84: 29-50.  
  40. Abbo S, Lev-Yadun S, Gopher A (2010) Yield stability: an agronomic perspective on the origin of Near Eastern agriculture. Vegetation History and Archaeobotany 19: 143-150.  
  41. Abbo S, Lev-Yadun S, Gopher A (2010) Agricultural origins: centers and noncenters; a Near Eastern reappraisal. Critical Reviews in Plant Sciences 29: 317-328.  
  42. Ben-David R, Abbo S, Berger JD (2010) Stress gradients select for ecotype formation in Cicer judaicum Boiss., a wild relative of domesticated chickpea. Genetic Resources and Crop Evolution57: 193-202.  
  43. Frenkel O, Peever TL, Chilvers MI, Özkilinc H, Can C, Abbo S, Shtienberg D, Sherman A (2010) Ecological genetic divergence of the fungal pathogen Didymella rabiei on sympatric wild and domesticated Cicer spp. (chickpea). Applied and Environmental Microbiology 76: 30-39.  
  44. Özkilinc H, Frenkel O, Abbo S, Eshed R, Sherman A, R Ophir, Shtienberg D, Can C (2010) A comparative study of Turkish and Israeli populations of Didymella rabiei, the ascochyta pathogen of chickpea. Plant Pathology 59: 492-503.  
  45. Abbo S, Bonfil DJ, Kerem Z, Berkovitch Z, Reifen R (2010) Towards enhancing lutein concentration in chickpea, cultivar and management effects. Plant Breeding 129: 407-411.  
  46. Zhang X, Scheuring CF, Zhang MP, Dong JJ, Zhang Y, Huang JJ, Lee M-K, Abbo S, Sherman A, Shtienberg D, Chen W, Muehlbauer F, Zhang H-B (2010) A BAC/BIBAC-based physical map of chickpea, Cicer arietinum L. BMC Genomics 11: 501.  
  47. Shahal Abbo, Simcha Lev-Yadun, and Avi Gopher (2012) Plant Domestication and Crop Evolution in the Near East: On Events and Processes Critical Reviews in Plant Sciences, 31:3, 241-257  
  48. Shahal Abbo, Ruth Pinhasi van-Oss, Avi Gopher, Yehoshua Saranga, Itai Ofner, and Zvi Peleg (2014) Plant domestication versus crop evolution: a conceptual framework for cereals and grain legumes Trends in Plant Science DOI:10.1016/j.tplants.2013.12.002  
  49. Ruth van Oss, Shahal Abbo, Ravit Eshed , Amir Sherman, Clarice J. Coyne, George J. Vandemark, Hong-Bin Zhang, Zvi Peleg (2015) Genetic Relationship in Cicer Sp. Expose Evidence for Geneflow between the Cultigen and Its Wild Progenitor PLOS ONE DOI:10.1371/journal.pone.0139789  
  50. Golani M, Abbo S, Sherman A, Frenkel O, Shtienberg D (2016) The temperature response and aggressiveness of Peyronellaea pinodes isolates originating from wild and domesticated Pisum sp. in Israel. Phytopathology 106: 824-832.
  51. Abbo S, Gopher A (2017) Near Eastern plant domestication: A history of thought. Trends in Plant Science 22: 491-511.
  52. Naim-Feil E, Toren M, Aubert G, Rubinstein M, Rosen A, Eshed R, Sherman A, Ophir R, Saranga Y, Abbo S (2017) Drought response and genetic diversity in Pisum fulvum, a wild relative of domesticated pea. Crop Science 57: 1145-1159.
  53. van-Oss-P R, Gopher A, Kerem Z, Peleg Z, Lev-Yadun S, Sherman A, Hong-Bin Z, Vandemark G, Coyne CJ, Reany O, Abbo S (2018) Independent selection for seed free tryptophan content and vernalization response in chickpea. Plant Breeding 137: 290-300.
  54. Hellwig T, Flor A, Saranga Y, Coyne CJ, Nain D, Sherman A, Ophir R, Abbo S (2020) Environmental and genetic determinants of amphicarpy in Pisum fulvum, a wild relative of domesticated pea. Plant Science 298: 110566
  55. Hellwig T, Abbo S, Sherman A, Coyne C, Saranga Y, Lev-Yadun S, Main D, Zheng P, Ophir R (2020) Limited divergent adaptation despite a substantial environmental cline in wild pea. Molecular Ecology 29:4322–4336.
  56. Abbo S, Gopher A (2020) Plant domestication in the Neolithic Near East: The humans-plants liaison. Quaternary Science Reviews 242: 106412
  57. Abbo S, Peleg Z, Lev-Yadun S, Gopher A (2021) Does the proportion of shattering vs. non-shattering cereal remains in archeobotanical assemblages reflect Near Eastern Neolithic arable fields? Review of Palaeobotany and Palynology 284: 104339
  58. Hellwig T, Abbo S, Sherman A, Ophir R (2021) Prospects for the natural distribution of crop wild-relatives with limited adaptability: The case of the wild pea Pisum fulvum. Plant Science 310: 110957
  59. Abbo S, Lev-Yadun S, Gopher A (2021) Harvest techniques: Hand-pulling and its potential impact on the archaeobotanical record vis a vis Near Eastern plant domestication. Agronomy 11: 1215
Shahal_Abbo

Recent Review

Plant domestication in the Neolithic Near East: The humans-plants liaison

Shahal Abbo a , Avi Gopher b

a The Levi Eshkol School of Agriculture, RH Smith Faculty of Agriculture, Food & Environment, The Hebrew University of Jerusalem, Rehovot, 7610001, Israel

b Sonia and Marco Nadler Institute of Archaeology, Tel Aviv University, Ramat Aviv, 6997801, Israel

ASTRACT

Plant domestication is often discussed as a form of mutualism between humans and crop plants. Ethnographies provide records of a multitude of adaptive strategies employed by human societies with varying degrees of reliance on manipulation of wild plant resources. These manipulations have included vegetation clearance, controlled burning, pruning, coppicing, tilling, sowing and more. Such activities can be viewed as cultivation of wild plants (known as “pre-domestication cultivation” in the Near Eastern research milieu, or in a somewhat different framework as “low level food production”), often considered a necessary step leading to domestication. Since cultivated fields are constructed niches, Niche Construction Theory (NCT) has recently been recruited to provide a theoretical evolutionary framework for explaining plant domestication. This review on plant domestication in the Near East discusses elements that we consider intimately related to the abovementioned trajectories of thought: the concept of “predomestication cultivation”; the view that domesticated plants arose via evolutionary mutualism; and the conceptualization of plant domestication in terms of NCT. We review and discuss the logic of these approaches, their biological, cultural and archaeological foundations; and highlight their association with the old “dump heap” scenario. We argue that based on the biology of the Near Eastern crop plants and  the available archaeological evidence, these approached and respective arguments are inadequate.
Rather, we contend that the biological idiosyncrasies of the Near Eastern founder crops depict a picture of a knowledge-based and conscious domestication that emanated from the newly emerging Neolithic world view and Humans-World relationships.

Keywords: Antidomestication, Coevolution, Human agency, Low-level food production, Mutualism, Near East Niche construction theory, Plant domestication, Pre-domestication cultivation
 

 

https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2020.106412

 

Plant domestication in the Neolithic Near East: The humans-plants liaison.pdf639 KB
Shahal_Abbo

The Grain Crisis

6/2008

משבר הגרעינים העולמי, האמנם בעיה חקלאית?

בשבועות האחרונים הגיעו למשרדי מספר שיחות טלפון מתחקירנים של ערוצי תקשורת שונים בנושא משבר הדגניים העולמי. נתבקשתי לענות על שאלות שונות וביניהן האם מטפחי הדגניים יצליחו להגדיל את היבולים ולמנוע את המחסור המסתמן. שיחות אלו לא חרגו מעבר לשלב התחקיר, ולכן חשבתי שראוי להביא בפני ציבור הקוראים שאינו בקיא בכל הפרטים מספר נקודות למחשבה הנוגעות למשבר הגרעינים.

- טכנולוגיה להנעת כלי רכב בדלק מהול באתנול קימת כבר כמה עשרות שנים למשל בברזיל בה תעשיה זו מתבססת על קנה-סוכר.

- עלית הביקוש והחשש הגובר מפני התחממות כדור הארץ והשלכות הסביבתיות של עלית הטמפרטורה הגבירו את הענין בדלקים המבוססים על קיבוע פחמן ביולוגי (מתחדש) ולא על דלק "פוסילי" (גז טבעי או נפט).

- החשש מפני התדלדלות מאגרי הנפט ועלית המחירים המתמדת בשנים האחרונות בשילוב העובדה שממשלות מסוימות החליטו לסבסד את תעשית "הדלק הירוק" יצרו ביקוש גובר והולך לתוצרת חקלאית כחומר גלם לתעשית הדלק.

- כיוון שמליוני טונות של תוצרת חקלאית מופנים כיום לתעשית הדלק, ובהינתן הקשר הידוע בין ביקוש והיצע, עלו מחירי הדגניים ובעקבותיהם מחירי גרעינים אחרים כמו סומסום, חומוס ועוד.

- עליות מחירים מהירות אלו יוצרות אי יציבות בחלקי עולם שונים, והזדמנויות עסקיות באזורים אחרים. לאור נקודות מוצא אלה עולות שאלות משמעותיות וביניהן:

  1. האם המחסור ילך ויחריף?
  2. האם תעשית הדלק הירוק אכן "אשמה במצב"?
  3. כיצד ניתן להגדיל את אספקת הגרעינים ולמנוע בכך את המחסור?

המחסור הנוכחי והעתידי 

כל תחזית לגבי מחסור עתידי צריכה שתתבסס על אמדני יצור (היצע) וצריכה (ביקוש). אמדני היצור מושפעים מפוטנציאל היבול של הגידולים החקלאיים ויכולת המטפחים להגדיל פוטנציאל זה, ושל תנאי הסביבה (בצורות או שנות שפע) וזמינות הקרקע העומדת לרשות המגדלים. מאז גילוי חוקי הגנטיקה (בסוף המאה ה- 19) ויישומם בטיפוח צמחים מודרני עלו יבולי הגידולים החקלאיים בהתמדה ברוב חלקי העולם. פיתוח זנים חדשים מתקדם במקביל לפיתוח ממשקים חקלאיים משופרים שמטרתם לממש ולהשיא את הפוטנציאל הביולוגי של הזנים החדשים. לדוגמה, פיתוח זני חיטה ואורז בעלי קנה (גבעול) קצר (זני "המהפיכה הירוקה") איפשרו הפנית מוטמעים לזרעים ברמות דשן גבוהות יותר, ובכך להגביר את היבולים. מעט נתונים סטטיסטים יבהירו נקודה זו. בסוף שנות החמישים במאה הקודמת מנתה אוכלוסית הודו כ- 400 מיליון נפש ויצור החיטה בה הגיע לכ- 11 מיליון טון. כיום אוכלוסית הודו מונה יותר ממיליארד נפש ויצור החיטה בה עולה על 60 מיליון טון. למעט בתקופות משבר פוליטי (כמו זה שהוליך לעצמאות בנגלה-דש) או בצורת קשה מאד לא היו משברי מחסור ורעב בתת-היבשת ההודית, עדות נאמנה ליכולת החקלאים לספק את צריכת המזון של האוכלוסיה. לצורך הדיון הנכחי אין טעם לעסוק בתחזיות דמוגרפיות עולמיות, או ביכולות המטפחים להמשיך ולשפר את פוטנציאל היבול. זאת משום שגם אם המטפחים יצליחו להגדיל את היבול בהתמדה בשעור המקביל לגידול האוכלוסיה או לחילופין, תחת ההנחה שאוכלוסית העולם לא תמשיך לגדול, עתיד הביקוש לתוצרת חקלאית לגדול עוד יותר ובהתמדה. הצמיחה הכלכלית בסין, בהודו ובמדינות אחרות באסיה מעלה את רמת החיים של שכבות אוכלוסיה נרחבות וגוררת שינויים בהרגלי התזונה שלהן. במצב ענינים שכזה, גם עליה מתונה בצריכה בדמות שתי קערות אורז/חיטה או תירס במקום אחת ליום לנפש של מאות מיליונים שתתפרס על פני מספר שנים תחייב הגדלה מתמידה של היצור כדי למנוע מחסור, או עלית מחירים.

האמנם יש "דלק ירוק"?

פליטת "גזי חממה" (וביניהם פחמן דו-חמצני) לאטמוספירה נחשבת כגורם חשוב במה שמזוהה בשנים האחרונות כהתחממות גלובלית. פעילות ציבורית שמטרתה להקטין את פליטת הפחמן הדו חמצני, היענות של המערכות הפוליטיות לפעילות זו במדינות מסוימות (ע"י סיבסוד) ויזמות של תעשינים זריזים בשנים האחרונות יצרו הזדמנויות עיסקיות השוות מיליארדי דולארים בשנה לתעשיה זו ולחקלאים. כל זאת בטענה ששריפת דלק המבוסס כולו או בחלקו על קיבוע פחמן ביולוגי (ביו-דיזל) ישפר את מאזן הפחמן הגלובלי ויקטין את אפקט החממה. כך למשל, צמחה לה תעשית האתנול בארה"ב המנצלת גרגרי תירס: מאז 2006 עלה ייצור התירס בארה"ב ב- 19%. במקביל ירד יצור הסויה ב- 15%, שכן שטחי התירס גדלו על חשבון שטחי הסויה. הביקוש העולמי לגרגרי סויה שלא פחת בתקופה הנדונה גרם לכך שבמדינת אמזוניה בברזיל (יצרנית הסויה הגדולה בעולם) גבר קצב סלילת הדרכים וברוא יערות הגשם לצורך הרחבת שטחי גידול הסויה. גם תחת ההנחה שאמנם בנזין המהול ב- 20% אתנול תורם למאזן הפחמן של עולמנו, ברור שהרחבת שטחי הגידול על חשבון יערות הגשם או הסראדו (הסואנות הבראזילאיות) אינו בגדר "אסטרטגיה ירוקה" כלל ועיקר. יתר על כן, כאשר מחשבים את ה"מחיר הסביבתי" האמיתי של יצור ה"דלק הירוק" על תשומות הדשן והאנרגיה שלו מתברר שהרוב המכריע של התהליכים המבוססים על חומר צמחי מגדילים את פליטת הפחמן לאטמוספירה בשעורים של בין פי-2 לפי 400 (וזו אינה שגיאת דפוס) בהשוואה לשימוש בדלק רגיל. לעומת זאת, יש תחשיבים המראים שיצור אתנול מחומר צמחי שאינו גרגרי מזון אכן משפר את מאזן הפחמן הגלובלי. זאת לדעת, שייצור כל טונה של גרגרי חיטה, אורז או תירס מלווה בייצור קרוב לטונה של גבעולים ועלים (קש). האמנם שימוש בחומר זה מהווה פתרון ירוק? בחקלאות המודרנית יש שימושים רבים לקש למשל, כרפד ברפתות חלב, או כמצע לגידול פיטריות ובהתאם מחירו. בנוסף, השארת שאריות הצמחים בשדה לאחר הקציר היא אחת הדרכים הטובות ביותר לשימור הקרקע ולמניעת סחף. אין ספק כי דרישה גוברת ליצור אתנול ובנית תשתית תעשיתית מתאימה לניצול חומר גלם זה תיצור תמריץ כלכלי להפניית כמויות קש גדולות לתעשיה זו. דא עקא, מגמה זו תגרום לתוצאות הרסניות בשטחים חקלאיים נרחבים בדמות סחף קרקע וירידה בפוריותה (עיין "ענבי זעם" מאת ג'ון סטיינבק) ולכן פחיתה נוספת יבולים ועלית מחירם. למרות האמור מתברר כי יש אפשרות ליצר דלק מחומר צמחי ללא גרימת נזק סביבתי ואפילו לשפר את מאזן הפחמן, אך בתנאי שחומר זה לא יגיע משדות חקלאיים ולא ידרוש כריתת יערות נוספת. למשל, ניתן ליצר דלק (בתהליך הקרוי גזיפיקציה) מקציר של צמחיה רב שנתית במישורים הגדולים של ארה"ב (prairies) הדורש תשומות דשן מעטות יחסית, ואינו בא על חשבון יצור מזון.

פיתוחים עתידים

יצור המזון בעולם גדל בהתמדה ועד כה הצליח להדביק את הביקוש הגובר. כושר היצור הוא תוצאה ישירה של טיפוח זנים חדשים (שיפור גנטי), של שיפור במימשק (שיפור אגרונומי) ושל השפעות גומלין בין שני גורמים אלו. שיפורים גנטים ואגרונומיים אלו הן תולדה של מאמץ מחקרי מתמיד במדינות שונות ובעשורים האחרונים גם במרכזי מחקר בינלאומיים כמו המרכז לחקר אורז בפיליפינים, המרכז לחקר תפ"א בפרו, והמרכז לחקר תירס וחיטה במקסיקו בו נוצרו זני המהפיכה הירוקה בשנות השישים של המאה שעברה על ידי נורמן בורלג (שקיבל על כך את פרס נובל לשלום). יש הטוענים כי בחלק מהגידולים אנו מתקרבים לקצה היכולת להמשיך ולשפר את יבולי הזנים החקלאיים. זאת משום המגבלות הפיסיולוגיות של המערכת הפוטוסינתיטית של הצמחים, ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספירה, זמינות המים (כגשם או השקיה) ושטף קרינת השמש במהלך עונות הגידול. ברור כי יש גבול עליון ליכולת היצור הפוטוסינתיטית, אם כי לא ברור כלל ועיקר עד כמה אנו קרובים כעת לרף זה. לאור ההבנה שיש צורך מתמיד לשפר את אספקת המזון בעולם, עוסקים מטפחים, גנטיקאים, פיסיולוגים ואחרים במחקר שמטרתו לשפר את כושר היצור במגבלות הקימות ובחיפוש מתמיד אחר דרכים לפרוץ מגבלות אלו. דוגמה אחת מיני רבות היא עבודתם של ד"ר יהושע סרנגה ותלמידו מר צבי פלג בפקולטה לחקלאות שזיהתה טיפוסי חיטת בר המסוגלים לשמור על כושר יצור קש וגרגרים גבוה גם בתנאי מחסור במים. אם כך אולי יש מקום לאופטימיות?

יצור חקלאי, מים, ושאלות אחרות

בקירוב גס, יצור חקלאי מתבסס בעיקרו על מים (ומינראלים מהקרקע וכדשן), פחמן דו-חמצני ואנרגיה מקרינת שמש. בתנאי עמק יזרעאל המערבי ניתן בשנת ברכה בה יורדים כ- 500 מילימטר גשם לקצור כ- 500 ק"ג גרגרי חיטה (ו- 500 ק"ג קש) מדונם קרקע. כלומר, שלצורך יצור טונה אחת של חומר צמחי (קש+גרגרים) אנו זקוקים ל- 500 טון מים. בעולם בו למחצית האנושות (באפריקה, אסיה ומרכז אמריקה) אין גישה אפילו למי שתיה נקיים האם נכון, או "ירוק" להפנות משאבי מים יקרים ליצור ביו-דיזל להנעת מכוניות? ובאותו המטבע, האם בעולם בו מיליארדים מתקיימים משווה ערך של דולרים בודדים ליום נכון ל"משכן" את יכולותינו העתידיות לשיפור היבולים לטובת הנעת כלי רכב בדלק "ירוק"? הדעת נותנת שבשעת משבר כזו יופנו משאבים לאומיים ובינלאומיים למחקר כדי למצוא ולישם פתרונות. לא יפלא על כן תיסכולם של מדענים אמריקאים ואחרים שלמדו על כוונתו של הממשל בארה"ב לצמצם בצורה דראסטית את תמיכתו ברשת מוסדות המחקר החקלאיים הבין לאומיים; עד כה מימנה ממשלת ארה"ב כ- 12% מתקציביהם של מרכזים אלו מידי שנה. ואמנם חוקר הדגניים ג'ף בנטסן (חבר באקדמיה הלאומית למדעים בארה"ב) יזם הפצת עצומה ברשת האינטרנט במטרה לשכנע את גורמי המימשל להפוך את החלטתם. מי שיבקש למצוא מקבילות לדרך פעולתו של מימשל בוש במשברים אחרים עושה זאת על אחריותו.

ובנימה אישית, לאור העובדות והתהליכים שנסקרו לעיל, בפאראפרזה על פיזמון ישראלי מודרני ניתן לאמר כי 'כולם מדברים על דלק ירוק – אף אחד לא מדבר על צדק'. בטכנולוגיה הנוכחית ניתן למהול אתנול בשיעור של עד כ- 20% עם בנזין. גם אם האתנול המדובר היה אמנם משפר את מאזן הפחמן העולמי, האם לא ניתן להשיג חסכון דומה על ידי שימוש במכוניות בעלות נפח מנוע קטן יותר? האם הכרחי לנסוע במכוניות פרטיות בעלות נפחי מנוע של 2 ו-3 ליטר? האמנם נחוצים כל כך הרבה רכבי שטח זוללי דלק בארצות מערביות שונות או בישראל? והאם לא ניתן לחסוך את אותם 20% תוך חסכון אמיתי במשאבים? בחברה תחרותית כשלנו זה נשמע פתטי לקוות שהאזרח הממוצע אכן יזכר בקערת האורז של פועל חקלאי בהודו, או בפיתה של הפועל במצרים, בבואו לקנות את המכונית החדשה שלו. במצב העסקים הגלובלי כעת, יצור הדלק ירוק מתברר כמין "מס" שמטיל העולם המתועש על העולם השלישי בדמות עלית מחירי המזון.

שרשי המשבר אם כן נעוצים עמוק בדרך בה האדם המודרני תופס את סביבתו ומנהל את משאבי עולמינו. תקצר היריעה להרחיב כאן על ההשלכות המרובות של יחסי הגומלין בינינו לבין הפלאנטה שלנו. המעונין יפנה לספרו של ג'רד דיאמונד Collapse העוסק בנושאים אלו.

פרופ' שחל עבו 
הפקולטה לחקלאות, האוניברסיטה העברית בירושלים
ת.ד. 12 רחובות 76100
 

Shahal_Abbo