טקסט זה הינו חלק מעבודת מחקר סמינריונית אותה ביצעתי השנה. עבורי היא ענתה על הרבה שאלות לגבי ביוצ’אר, וניפצה הרבה אמונות שווא. זהו חלק א’. נקרא לו פרה-ביוצ’אר. חלק ב’ יספר על הביוצ’אר בעת המודרנית, בחלק ג’ אספר על המחקר שלי ומסקנות (מעניינות) שהסקתי ממנו, בעיקר עבור אנשי פרמקלצ’ר, ובחלק ד’ אספר לכם איך מכינים ביוצ’אר. נא להתאזר בסבלנות. ונתחיל בהתחלה.

אדמה שחורה מהאמזונס

בשנת 1865, לאחר מלחמת האזרחים בארה”ב מספר קטן של משפחות מן הדרום המובס העדיפו להגר לברזיל מלהישאר בצד המפסיד. המהגרים התיישבו מדרום לעיר סנטרם שבמרכז אגן האמזוניה, ולפי עצת המקומיים שתלו את שדות הטבק וקני הסוכר בקרקעות השחורות, שנודעו כפוריות במיוחד. בתחילת שנת 1870, צ’ארלס פ. הארט, גיאולוג צעיר מאוניברסיטת קורנוול שערך מחקר באזור, התוודע על ידי אותם מהגרים אמריקאיים לעושר הארכיאולוגי המצוי באדמות השחורות. בעקבות מחקרים ראשוניים, בשנת 1874 פרסם הארט את התיאור הרשמי הראשון של ADE (אדמה שחורה מהאמזונס, Amazonian Dark Earth, או בשם הלטיני המקובל טרה-פרטה, Terra Preta de Indio – “האדמה השחורה של האינדיאנים”, מקור: פורטוגזית), ארבע שנים לאחר האזכור המצומצם אך המפורסם הראשון, “שחורה ופורייה מאוד”, של ג’יימס אורטון, גיאולוג אמריקאי אחר, ב-1870 (Denevan & Woods, 2004). מחקריו של הארט, יחד עם פריירה פניה, ארכיאולוג ברזילאי, היו הראשונים לחשוף את השכיחות, הפיזור הגיאוגרפי וההקשר האנתרופוגני של ה-ADE, אם כי בשלבים הראשונים של המחקר הקשר בין פוריות הקרקע וההתיישבות הילידית באמזונס כלל לא היה מובן (Kawa & Oyuela-Caycedo, 2008).

ככל שהאדמה השחורה צברה פופולאריות בקרב חוקרי קרקע וארכיאולוגים, התמונה הגדולה התבהרה. מרבצי האדמה השחורה שהתגלו היו אחידים בגודלם, בהרבה מן המקרים שטחם לא עלה על דונם אחד (80% מהמרבצים היו קטנים מ-20 דונם, וכמעט תמיד היו ממוקמים בקרבה לגדה הגבוהה של ערוץ מים כלשהו. קנה המידה הגיאוגרפי המדויק נשאר לא ידוע ומוערך בכ-0.1-0.3% (6,000-18,000 קמ”ר) מתוך כל אגן האמזוניה (3 מליון קמ”ר בסה”כ). האנומליה הגדולה מכולן, שהפתיעה את החוקרים הראשונים שהשוו ADE עם קרקעות יער טבעיות קרובות היא כמות הפחמן השחור: ב-ADE ניתן היה למצוא פי 64 ויותר פחמן שחור לפי נפח (Glaser, Haumaier, Guggenberger, & Zech, 2001; Lehmann, 2003). עומק הטרה פרטה הממוצע עומד על 0.73 מ’ כשהעומק הגדול ביותר שנמדד היה 2 מטרים. עומקים אלו מעידים על תהליך היווצרות ארוך. לפי חישובים ותיארוך פחמן קצב יצירת הטרה פרטה הינו בין 0.002 סנט’ בשנה לעד 0.1 סנט’ בשנה. על אף שהפער בין ההערכה הנמוכה לגבוהה הוא גדול, ניתן לומר בוודאות כי קצב הייצור הוא איטי מאוד בקנה מידה אנושי (Lehmann, 2003).

כמעט מתחילת המחקר המתועד הייתה הסכמה רחבה בין החוקרים כי אדמות הטרה פרטה היו מאוכלסות בעבר על ידי שבטים אינדיאנים מקומיים באמזוניה, שכן ברוב החלקות ניתן היה למצוא חרסים המתוארכים לתקופה הפרה-קולומביאנית, בתדירות משתנה בשכבה השחורה העליונה של הקרקע או ממש מתחתיה. בתקופה שלפני הגל האירופאי הראשון שבטים אלו שגשגו וחיו בקהילות מפותחות בשטחים יבשים לאורך גדות הנהרות, בדיוק אותם אזורים בהם ניתן למצוא כיום את הטרה פרטה (Sombroek, 1966). ישנה הסכמה רחבה כי גודל האתר ועומק האדמה השחורה קשורים בקשר ישר עם גודל האוכלוסייה והזמן שבו ישבה במקום. בהשוואה בין אתרי התיישבות בעלי ADE לאתרים דומים ללא ADE, אפשר היה להסיק כי ה-ADE בעצמה היא גורם חשוב להצלחת ההתיישבות הילידית באזור, ואף הוצע להשתמש בה כאינדיקטור להתיישבות שכזו (Lehmann, 2003). שאלה שנשארה ללא מענה במשך שנים ארוכות היא שאלת “הביצה והתרנגולת” – האם ההתיישבות האידניאנית הייתה הגורם האחראי להיווצרות הטרה פרטה (במכוון או שלא במכוון), או שמא האינדיאנים זיהו את מרבצי הקרקע השחורים כמועילים לחקלאות ולכן בחרו להתיישב בהם.

כבר מן השנים הראשונות של המחקר היו חוקרים שטענו כי הטרה פרטה נוצרה מהטמנה שיטתית של פסולת מטבח (Denevan & Woods, 2004), וכנגדם קמו אחרים שהתנגדו לרעיון שקרקע זו נוצרה עקב התיישבות ילידית (Kawa & Oyuela-Caycedo, 2008). לבסוף, נצחה ההיפותזה אודות המקור האנתרופוגני של ה-ADE שהתבססה על מספר טיעונים שהוכחו עם השנים:

1. הטקסטורה של הטרה פרטה משתנה בין אתר לאתר, אך תמיד מותאמת להרכב הקרקע שמסביבה. הרכב החרסית וגודל הגרגר באדמות הטרה פרטה זהה להרכב שבאדמות השכנות, ושונה בין אתר לאתר. הווה אומר, הגיאולוגיה הלא אורגנית של הADE דומה יותר לגיאולוגיה המקומית הספציפית מאשר להרכבם של מרבצי ADE אחרים.
2. אופק C של עמודת הקרקע בטרה פרטה, קרי – האופק העמוק הלא ביוטי, שה-ADE אינה נוכחת בו, זהה לאופק C של עמודת הקרקע בקרקעות השכנות (Sombroek, 1966).
3. טרה פרטה תמיד מכילה שברי חרסים, עצמות, קונכיות ועוד פסולת ביתית, מה שמעיד על כך שנוצרה על ידי בני אדם שישבו במקום לאורך זמן רב (Lehmann, 2003).

לא כל החוקרים הסכימו לקבל את המסקנות שעלו מן השטח. לפי התיאוריה המקובלת, בקרקעות הדלות של היערות הטרופים הגדולים לא ניתן לפתח מערכת חקלאית אחרת מ”Slash and Burn” (S&B) , בה מבארים חלקות יער, מעבדים אותן למספר שנים בודדות עד שהיא מאבדת מפוריותה, ועוברים הלאה. עם זאת, תיאוריה זו לא עמדה עם העובדות הארכיאולוגיות והאקולוגיות שנאספו ב-30 השנים האחרונות אודות הילידים באגן האמזוניה, המתארות, כאמור חברות צפופות, לא נוודיות ומורכבות מבחינה סוציו-פוליטית, שלא היו יכולות להתקיים אילולא התפתחה מערכת חקלאית מקיימת ואינטנסיבית יותר מהS&B. כיום, מעטים הם החוקרים שמחזיקים בתיאוריות אודות חברות פרימיטיביות-נוודיות באגן האמזוניה. בנוסף, הדומיננטיות של ה-S&B באמזונס היום אינה יכולה להעיד בהכרח על מרכזיותה בעבר. מחקרים אחרונים הוכיחו שה-S&B לא הייתה יכולה להתפתח לפני שזנים פרודוקטיביים יותר וברי אחסון של תירס היו בנמצא, ולא לפני שהתפתח גרזן המתכת שהיה נחוץ על מנת לבאר שטחי יער נרחבים כל-כך, באופן שיש ביכולתו להחזיר את ההשקעה בעבודה הקשה ובכוח האדם (Lehmann, 2003).

לאורך השנים, המחקר הפדיולוגי אודות הרכב הטרה פרטה חשף, פיסה אחר פיסה, את הדינמיקה המיוחדת שהביאה ליצירת הקרקע ולפוריותה. מחקרים שביצעו אנליזה כימית וביולוגית של הקרקע, הוכיחו כי נוצרה מריכוז של פסולת ביתית ופחם, ועושרה המיוחד, בעיקר בזרחן וסידן, הגיע מזבל בעלי חיים, זבל מטבח ועצמות שנותרו מציד ודיג (Sombroek, 1966). מחקרים שעסקו בניתוח הפרופיל הפחמני של הקרקע, הראו כי פחמן שחור (Black Carbon – BC) שנוצר מ”הפחמה” (Charring) של חומר צמחי, הוא מרכיב חשוב בADE, הינו יציב כימית ומיקרוביולוגית ובעל יכולת להשאר בקרקע לאורך מאות ואולי אלפי שנים. הפחמן השחור היציב בקרקע אינו יכול להיווצר באופן ספונטני בתהליכים טבעיים של שריפות, ואף לא כתוצר לוואי של שריפה בחקלאות הS&B, שתוצרתה העיקרי היא ברובה המוחלט אפר, כך שבלתי אפשרי לזקוף לזכותה את לכידת הנוטריינטים בקרקע (Kawa & Oyuela-Caycedo, 2008).

מעניין לציין, שבעוד שיש הסכמה בקרב החוקרים אודות מספר מאפיינים בסיסיים של ADE כמו צבעה הכהה, עושר בפחמן שחור, פוריות גבוהה ואתרופוגניות – מעבר לזה, יש מחלוקת רבה, שבין השאר נובעת מן שונות הקרקע בתוך ובין כל אתר ואתר (Lehmann, 2003). כך, ישנה הסכמה פה אחד כי ADE הינה תוצר של התיישבות אינדיאנית, אם כי על התהליך הספציפי בו נוצרו קרקעות אלו, קרי הסיבה התרבותית בגינה נאספו ערימות של שיירי מטבח עם פחם העץ במרבצים המסויימים ובקצב המסויים, ישנה עדיין מחלוקת (Kawa & Oyuela-Caycedo, 2008). כידוע, בקרב חוקרי הקרקע תמיד נחשבו קרקעות האמזונס לאדמות הומוגניות, דלות במשאבים, בעלות פוטנציאל חקלאי קטן מאוד, אם בכלל. מפתיע, אם כן, שדווקא באמזונס תועדה שיטה חקלאית עתיקה שפוריותה נשארה לאורך עשרות ומאות שנים ומעשירה הקרקע יותר מאשר מדלדלת אותה, וזאת בניגוד מוחלט להשפעות החקלאות הקונבנציונאלית, על אף (ואולי לומר בגלל) הידע והמשאבים הרבים שבאמתחתה. לרוב, כאשר נושא הקרקע נחקר בהקשר של תרבות אנושית, המחקר כמעט תמיד יעסוק בגבולות הטבעיים הנפגעים ובהשפעה השלילית שיש לבני האדם על תא השטח בו הם חיים, כגון סחף קרקע ושימוש יתר. כאשר מנסים להבין מדוע חברות אנושיות קורסות באזורים של יערות גשם, קרקע דלה עולה כאחד הגורמים המשמעותיים לגבולות הסביבתיים של ההתפתחות התרבותית (Lehmann, 2003), ואף לקריסת התרבות כולה (Diamond, 2005).

אם כך, כיצד הצליחו הילידים באמזונס ליצור מערכת חקלאית מקיימת ופורייה ב”מדבר הרטוב” של הג’ונגל הטרופי (Mann, 2002), כזאת שעד לפני כמה עשרות שנים אפילו חוקרים מודרניים התקשו לדמיין? הראיות מעידות על האפשרות שADE היא תוצאה של העדפה תרבותית, יותר מאשר הזדמנויות וגבולות אקולוגיים. החלטות פשוטות אך מכריעות אודות ניהול הפסולת בכפר היוו גורם מכריע לגבי היווצרות או אי היווצרות של ADE. חומר אורגני שהיה נזרק ישירות לשדה היה מתפרק מהר, לעומת חומר אורגני שהצטבר (יחד עם פחמן שחור) ליצירת ADE לשימוש מאוחר יותר בשדה עשוי להיות כל ההבדל. בתרבות בה הפסולת הביתית הייתה נזרקת לנהרות או לאגמים לא הייתה יכולה להתפתח טרה-פרטה (Lehmann, 2003).

שאלה מתבקשת היא האם האינדיאנים באמת היו מדענים-חקלאים מחוננים, ויצרו את הטרה פרטה בכוונה תחילה, או שמא הקרקע נוצרה כתוצר לוואי לסגנון חיים ותרבות מסויימת. כדיון בשאלה המעניינת, לכל הפחות, אפשר לטעון כי:

• לפחות בכל הנוגע לאגירת הפסולת, מכל הידוע לארכיאולוגים על האינדיאנים האמזוניים, סביבת המחייה הייתה נקייה ומסודרת. הם הזדקקו לסדר גם מן הבחינה הפסיכולוגית – כגבול בין האזור המבוית ליער הפראי, מן הבחינה התרבותית – כפר נקי היה גאווה לכפר והייתה לו גם חשיבות טקסית בהתארגנות לקראת חג כזה או אחר, וגם מן הבחינה הבריאותית – הרחקת חומר אורגני מהקרקע מנעה התכנות של זיהומים פתוגניים. לכן, אין שחר לרעיון כי יצירת ה-ADE היא כתוצאה של אורח חיים שאינו אחראי לסביבתו. ההיפך הוא הנכון.
• הכנה של פחמן שחור דורשת טכניקת שריפה מכוונת במצב של חוסר חמצן, שתשאיר הרבה חתיכות פחמן שלמות. במצב ספונטני, שריפה תייצר כמעט אך ורק אפר, מה שמעיד על כך שלכל הפחות השליטה בתהליך השריפה, והוספת הפחמן לקרקע הינה מכוונת.
• על מנת להכין נדרשות לכל הפחות כמה שנים (כולל הפירוק האורגני של העצמות, הקונכיות והקליפות), אם לא כמה עשרות. תהליך זה של איסוף הפסולת בערימות, בניגוד להטמעה של פסולת ישירות בשדה, עשוי לרמז על כך שיצירת ה-ADE היה תהליך מודע. מצד שני, הגיוני לשער שתהליך שנדרשות מאות שנים של התיישבות כדי להשלימו יהיה תוצר לוואי של תרבות, ולכן לא בהכרח פעולה מכוונת (Lehmann, 2003).

האם יש לנו מה ללמוד מהמסורת החקלאית העתיקה של האינדיאנים באגן האמזוניה? האם ADE מתגלה כמערכת מקיימת לניהול משאבים? העובדה שטרה פרטה שימשה לעיתים עשרות מאות של שנים ברציפות, ושהיא מצליחה להמשיך להחזיק במבנה ובפוריות שלה לאורך מאות שנים לאחר הנטישה, עד ימינו, מעיד על כך שADE היא בת-קיימא.

ולבסוף, ניתן לשאול – אם הטכנולוגיה שלהם כל-כך מוצלחת, כיצד היא נדחקה הצידה ונשכחה, בשעה שהצורך העולמי בחקלאות מקיימת יותר גואה ועולה? התשובה לשאלה זו נעוצה ביחס של הקולוניאליזם האירופאי ליושבי העולם החדש. באותה תקופה קולוניאלית, אוכלוסיית האמזוניה התדלדלה בצורה מסיבית וחברות רבות ומורכבות מן האמזוניה נעלמו כמעט לגמרי(Kawa & Oyuela-Caycedo, 2008). אלו שלא נעלמו נדחקו עוד פנימה אל מעבה הגו’נגל, משאירים מאחוריהם ידע וטכנולוגיה חקלאית שהאירופאים לא השכילו ללמוד ממנו, וגם אם רצו, לא היה להם ממי ללמוד אותו. היחס הקולוניאליסטי המתנשא של האירופאים שראה באינדיאנים כולם כמקשה אחת – ברברים טיפשים– לא איפשר מעבר ידע בין התרבויות גם אם ההזדמנות הייתה קיימת (Lehmann, 2003).

טרה פרטה נובה – טכנולוגיה עתיקה בשימוש מודרני

בשנת 2002, סומברוק, מחלוצי מחקר ה-ADE, העלה בקרב קהילת החוקרים רעיון מהפכני – Terra Preta Nova (אדמה שחורה חדשה, New Dark Earth). מתוך הכרות רבת שנים עם הטרה-פרטה ואמונה כי לחקלאות המודרנית יש מה ללמוד מהטכנולוגיה העתיקה מהאמזונס, הציע סומבורק לשכפל באופן יזום אדמות שחורות על מנת לשפר את התנובה והפוריות של משקים חקלאיים קטנים באמזונס (Denevan & Woods, 2004). הפרוייקט התקבל בחיוב בקרב החוקרים, בין היתר כיוון שהציע לקהילת הטרה פרטה יעד יישומי סביבו יכלו לשתף פעולה. כך ארגוני מחקר מברזיל, ארה”ב, גרמניה והולנד הוזמנו להשתתף – אוניברסיטאות, מכוני מחקר, תאגיד המחקר החקלאי הברזילאי (EMBRAPA) ואפילו מוזיאון אחד השתלבו בפרוייקט (Kawa & Oyuela-Caycedo, 2008).

מה עלה בגורלה של הטרה פרטה נובה? מה זה בכלל, בת’כלס? והאם מרקו ימצא את אימא? כל זאת ועוד (טוב, חוץ מאימא של מרקו) בפרק הבא: הביוצ’אר בעת המודרנית.

בבליוגרפיה

Atkinson, C. J., Fitzgerald, J. D., & Hipps, N. A. (2010). Potential mechanisms for achieving agricultural benefits from biochar application to temperate soils: a review. Plant and Soil, 337(1-2), 1–18.

Denevan, W. M., & Woods, W. I. (2004). Discovery and awareness of anthropogenic Amazonian Dark Earth (Terra Preta).

Diamond, J. M. (2005). Collapse: how societies choose to fail or succeed. New York: Viking.

Glaser, B., Haumaier, L., Guggenberger, G., & Zech, W. (2001). The “Terra Preta” phenomenon: a model for sustainable agriculture in the humid tropics. Naturwissenschaften, 88(1), 37–41.

Gurwick, N. P., Moore, L. A., Kelly, C., & Elias, P. (2013). A Systematic Review of Biochar Research, with a Focus on Its Stability in situ and Its Promise as a Climate Mitigation Strategy. Plos One, 8(9), 1–10.

Kawa, N. C., & Oyuela-Caycedo, A. (2008). Amazonian Dark Earth: A Model of Sustainable Agriculture of thePast and Future? The International Journal Of Environmental, Cultural, Economic And Soical Sustainability, 4(3), 9–16.

Lehmann, J. (Ed.). (2003). Amazonian dark earths: origin properties management. Dordrecht ; Boston: Kluwer Academic Publishers.

Lehmann, J. (2007). Bio-energy in the black. Frontiers in Ecology and the Environment, 5(7), 381–387.

Mann, C. C. (2002). The Real Dirt on Rainforest Fertility. Science.

Northup, J. (2013). Biochar as a replacement for perlite in greenhouse soilless substrates. Graduate Theses and Dissertations, Iowa State University.

Raviv, M., & Lieth, J. H. (2008). Soilless culture theory and practice. Amsterdam; Boston: Elsevier Science.

Ribeiro, H. M., Romero, A. M., Pereira, H., Borges, P., Cabral, F., & Vasconcelos, E. (2007). Evaluation of a compost obtained from forestry wastes and solid phase of pig slurry as a substrate for seedlings production. Bioresource Technology, 98(17), 3294–3297.

Shackley, S., & Sohi, S. (n.d.). An Assessment of the benefits and issues associated with the application of Biochar to Soil. A report commissioned by the United Kingdom Department for Environment, Food and Rural Affairs, and Department of Energy and Climate Change, UK Biochar Research Centre.

Solaiman, Z. M., Murphy, D. V., & Abbott, L. K. (2012). Biochars influence seed germination and early growth of seedlings. Plant and Soil, 353(1-2), 273–287.

Sombroek, W. G. (1966). Amazon Soils. Wageningen, Netherlands: Centre For Agricultural Publications and Documantation.

Spokas, K. A., Cantrell, K. B., Novak, J. M., Archer, D. W., Ippolito, J. A., Collins, H. P., Nichols, K. A. (2012). Biochar: A Synthesis of Its Agronomic Impact beyond Carbon Sequestration. Journal of Environment Quality, 41(4), 973.