אגרוטק

אגרוטק (מאנגלית: Agricultural Technology, "טכנולוגיה חקלאית") הוא תחום של מחקר ופיתוח יישומי, המשלב בין שני עולמות משלימים - חקלאות וטכנולוגיות מתקדמות.
התחומים המדעיים שבבסיס האגרוטק הם: מדעי החיים, ביולוגיה מולקולרית, גנטיקה, פיזיולוגיה של צמחים ובעלי חיים, אבולוציה, אקולוגיה, מדעי הסביבה, הנדסה, מתמטיקה, טכנולוגיה, מדעי המחשב, סטטיסטיקה וגאוגרפיה.

רקע

החקלאות היא מתחומי העיסוק הקדומים ביותר של האדם, והיא עברה שינויים רבים מאז הגידול המסורתי שהתמקד בייצור מזון בסיסי למשק הבית המשפחתי. ייצור המזון, שכלל גידולי צמחים ובעלי חיים, הפך להיות לתוצרת הנמכרת למרחקים – באופן שאפשר להגדיל את כלל כמות המזון הקיים בעולם לצורך שימושו של המין האנושי, ומתוך כך להגדלת כמות האוכלוסייה העולמית.
המאה העשרים הביאה אתה שינויים גדולים בחקלאות, שהביאו להגדלה משמעותית של התוצרים החקלאיים. התחומים העיקריים בהם חלה התפתחות בחקלאות במאה העשרים הם: שימוש בדשנים כימיים, הדברת מזיקים, הדברת עשבים, מניעת מחלות קרקע, אנליזה כימית של תוצרים חקלאיים וצרכים תזונתיים של בעלי חיים המשמשים בחקלאות, חקלאות הידרופונית, חקלאות של יצירת מיקרו-אקלים (כגון: חממות, בתי רשת ומנהרות פלסטיק, טיפוח זנים בחקלאות הצומח וטיפוח גנטי בחקלאות בעלי החיים. כמו כן, פיתוח שיטות השקיה, ניקוז, שימור קרקע, מיחזור מים ואגירת מים – כל אלה תרמו להגדלת כמות ייצור המזון, בייחוד באזורים יבשים. כמו כן, התפתח רבות תחום האחסון והשימור של תוצרת חקלאית הן טרייה והן יבשה, הן מן החי והן מן הצומח – וכל זאת במטרה להאריך את חיי המדף של המוצרים השונים, תוך כדי שנשמרת איכותם, בטיחותם וערכם התזונתי.

אתגרים בחקלאות במאה ה-21

בשנים האחרונות נמדדת עלייה מתמשכת במחירי התוצרת החקלאית והמזון המעובד, ולפי תחזיותיהם של מומחים שונים, מגמה זאת צפויה להימשך גם במהלך העשורים הקרובים. עלייה זאת היא תוצאה של אתגרים סביבתיים הולכים וגדלים - שינויי אקלים קיצוניים, פיחות במקורות מים, דלדול של משאבי טבע נוספים וירידה במגוון הביולוגי. כל אלה, לצד עלייה באוכלוסיית העולם שמצריכה פיתוח שיטות חדשות לייצור המזון.
עם השנים יש יותר אוטומציה ופחות עבודת כפיים בחקלאות.

יצירת מקורות מזון חלופיים

באמצעות המהפכה של הביולוגיה המולקולרית ניתן להבין כיום את הבסיס של המסלולים המטבוליים המתרחשים בצמח, כולל הבקרה הגנטית שלהם. באופן זה, ניתן לטפח זנים בעלי תכונות משופרות; ולמעשה, רוב הזנים החדשים נוצרים כיום באופן זה, באמצעות הכלים של הביולוגיה המולקולרית. ההבנות של הביולוגיה המולקולרית מאפשרות פיתוחים חקלאיים בתחום ההנדסה הגנטית וגם בשיטות ביוטכנולוגיות, באופן המרחיב את הייצור החקלאי למעבדה ולמבחנה, וכך מעלה את כמות התוצרת החקלאית הכללית.

אוטומציה בחקלאות

אוטומציה היא הטכנולוגיה העוסקת ביישום מערכות מכניות, אלקטרוניות, ממוחשבות ומבוססות-מחשב של הפעלה ובקרה על מכונות, ללא מגע ידי אדם. יישום האגרוטק באוטומציה ומיכון חקלאי יכול להגדיל משמעותית את תפוקות השדה או המטע ובכך את כמות התוצרים החקלאיים, משום שהוא מאפשר ייצור יעיל יותר. האוטומציה במיכון ובגידול אף תורמת לסביבה, שכן היא ממזערת עודפים, מאפשרת חיסכון בזרעים, מינרלים ודשנים וממקדת את הצרכים באופן מרבי; הדבר תורם הן לחיסכון בתשומות והן במניעת זיהומים ועודפים בלתי מנוצלים.

חיישנים ומערכות בקרה

חיישנים ובקרה הם אמצעים בלתי נפרדים מהחקלאות המתקדמת; החל מהכנה ועיבודי קרקע, זריעה, נטיעה, אסיף וקטיף וכלה בטיפול בתוצרת, אריזה ושילוח. בכל התהליכים הללו משתמשים בחיישנים ומערכות בקרה מתקדמים והטכנולוגיה ממשיכה להתפתח. בין הפיתוחים האחרונים של האגרוטק נמצאת מערכת לקריאת מדדי קרקע על ידי לוויינים ואמצעים נוספים, כגון מצלמות מיוחדות במטוסים, הליקופטרים או רחפנים. מערכת כזו אוספת נתונים מהקרקע, באופן המאפשר לזהות את הצרכים של כל צמח וצמח באופן פרטני. מערכת כזו מספקת מידע לגבי הזמן שבו כל עץ זקוק להשקיה או להדברה, ומאותתת להתערבות במידה וצמח מסוים חולה. כמו כן, ישנן מערכות בקרה חדשניות נוספות המבוססות על סוגי חיישנים שונים: חיישנים למדידת איכות אוויר חיישנים לזיהוי הרכב קרקע, חיישנים לזיהוי תקלות בציוד חקלאי, חיישנים עבור חיות משק כמו מד רביצה לפרות, הרכב חלב, משקל אוטומטי ועוד.

טכניקות הנדסיות מתקדמות

יישומי אגרוטק בתחום ההנדסה המתקדמת כוללים טכנולוגיות המרחיבות את תחומיה של החקלאות למשאבים חדשים, מקומות חדשים ותחומי כלכלה חדשים. דוגמה אחת לטכנולוגיה חדשנית מסוג זה היא מערכת אקולוגית סגורה, שאינה מבוססת על חילוף חומרים מחוץ למערכת. מערכת מסוג זה יכולה להפוך תוצרי פסולת לחמצן, מזון ומים כדי לתמוך בצורות החיים המאכלסות אותה. דוגמה נוספת היא ביולוגיה סינתטית שמטרתה לעצב, לבנות ולתכנת מחדש מערכות ביולוגיות מהונדסות, המעבדות מידע וכימיקלים, יוצרות חומרים ומבנים, מפיקות אנרגיה, מספקות מזון, משמרות ומשפרות את בריאות האדם וסביבתו.

הדברה ביולוגית

האגרוטק עוסק בין היתר בהדברה ביולוגית. אמצעי ההדברה כימיים יכולים להזיק לסביבה, ולעיתים יש בהדברה הכימית חומרים רעילים ואף מסרטנים. ההדברה הביולוגית, לעומת זאת, תוקפת את המזיק על ידי שימוש באויב הביולוגי שלו, ובאופן זה איננה מזיקה לסביבה. מדובר בחיידקים שיש ביכולתם לפגוע בחרקים המזיקים לתוצרת החקלאית, על ידי הפרשת גביש חלבוני שהוא רעלן. כאשר רעלן זה בא במגע עם מערכת העיכול של החרקים המזיקים הוא משמיד אותם. בפעולה זו אין חשש לפגיעה בבני אדם או בבעלי חיים אחרים.
בישראל מספר מועט של חקלאים עבר להשתמש בהדברה ביולוגית, על אף שקיימים מספר מפעלים המייצרים תכשירים ביולוגיים. פרופ' בן דוב מאמין שהמעבר להדברה ביולוגית טמון בחינוך, בהסברה ובמודעות.

פתרונות טכנולוגיים ישראליים בחקלאות

בשל ההתקדמות המהירה שאפיינה את החקלאות בישראל, ובעיקר על רקע נתוני הפתיחה הקשים - זכתה מדינת ישראל להערכה בינלאומית בתחום החקלאות. השילוב של טכנולוגיות מתקדמות וחדשניות תחום ההייטק בחקלאות היה אך טבעי, מתוך היותה של מדינת ישראל מרכז פיתוח עולמי בתחומי הייטק רבים, הכוללים: מחשוב, רובוטיקה, ביוטכנולוגיה, אלקטרוניקה, ננוטכנולוגיה ועוד. השילוב של ההייטק והטכנולוגיות המתקדמות הביא ל פיתוחים חדשניים ויעילים ביותר בתחומי הטיפוח, הטכנולוגיות ההנדסיות, השינוע והטיפול בתוצרת חקלאית לפני ואחרי האסיף והקטיף, כמו גם בשילוב פרקטיקה יצרנית בחבלי ארץ דלים במשאבים כגון מים, קרקע פורייה וכוח אדם.
שילוב זה של חקלאות וטכנולוגיות מתקדמות הוא שיצר את תחום הפיתוח המדעי היישומי: אגרוטק. להישגי האגרוטק, כפי שהם מיושמים בחקלאות במדינת ישראל, יש את הפוטנציאל לשנות את מצב החקלאות גם במדינות רבות אחרות - לאפשר מיצוי של יכולות החקלאי ושימוש יעיל בגורמי היצור העומדים לרשותו, תוך שמירה על הסביבה וצמצום שווי משקל אקולוגי, הנובעת בשל הפעילות החקלאית.
האתגרים של המחקרי החקלאי והפיתוחים הנדרשים להתמודדות עם מצב החקלאות העתידי - נידונים במשרד החקלאות ובמנהל המחקר החקלאי - מכון וולקני, כמו גם בפקולטות הקשורות לעניין זה באקדמיה ובחברות טכנולוגיה מתקדמת המוקמות לצורך מתן פתרונות מתאימים לאתגרים אלה.
מינהל המחקר החקלאי ביחד עם היחידה לנוער שוחר מדע, השייכת אליו, יוזמים פעולות שונות במטרה לעודד תלמידים לחשיבה על פיתוחים פורצי דרך בתחום הפתרונות הטכנולוגיים בחקלאות.

לימודי אגרוטק

ועדת המקצוע של לימודי החקלאות במשרד החינוך החליטה להמליץ על פיתוח מקצוע האגרוטק כמגמה עיונית פדגוגית בתחומי המדעים, שתלמד בבתי הספר בישראל. המכללה האקדמית אחוה נרתמה למשימה של הכשרת מורים בתחום זה, ובנתה תוכנית לימודים ייחודית ללימודי הוראה בתחום החקלאות והאגרוטק. התוכנית כוללת חשיפת הסטודנט למספר מקצועות ליבה, הכרה של נושאי מפתח בעולם המדע והביולוגיה; ושילוב מיומנויות המאפשרות לסטודנט חשיפה אל טכנולוגיות הקצה בתחום החקלאות והיכרות עם הפרקטיקה בשטח.
זוהי תוכנית לימודים במסגרת לימודי תואר ראשון במדעי החיים B.Sc והוראת המדעים במכללה. הקורס כולל את מיטב מדעני ישראל, ביניהם מומחים בעלי שם עולמי בתחום, כגון ראש מינהל המחקר החקלאי-מרכז וולקני, פרופ' אלי פיינרמן, פרופ' עודד שוסיוב מהפקולטה לחקלאות ורבים אחרים, אשר ירצו לחקלאים הרבים שבסביבת המכללה ולסטודנטים במסלולים הרלוונטיים.
מסלול לימודי האגרוטק כולל בתוכו עיסוק בתחומים שונים, כגון: אתגרים בחקלאות בישראל והפיתוחים הדרושים על מנת להתגבר על הבעיות העתידיות, יזמות ביוטכנולוגית בתעשיית חקלאות המים, מבט מולקולרי על הייצור החקלאי, תעשיית מזון בריאות, חקלאות וכלכלה, אבולוציה, אקולוגיה והסביבה ועוד. המטרה היא לספק מידע וכלים לסטודנטים המתעניינים בחקלאות ובתעשייה הרלוונטית; כמו גם כלים לשדרוג פעילות החקלאים לטכנולוגיות המודרניות, המקדמות את שיטות החקלאות המסורתית במאה ה-21.
לימודי התואר מאפשרים לסטודנטים התנסות בעבודה בתעשיות מתוחכמות דוגמת תעשיות הזרעים, המזון והביוטכנולוגיה מהגדולות במשק. בוגרי התואר יכולים להמשיך לתארים מתקדמים בתחומי המדעים באוניברסיטאות או לתואר שני M.Teach מוסמך בהוראת מדעים במכללה האקדמית אחוה.