Mohamed Hijri: A simple solution to the coming phosphorus crisis

Translator: Jane Roffe Reviewer: Els De Keyser

מתרגם: Boaz Hovav מבקר: Ido Dekkers

I'm going to start by asking you a question:

אפתח ואשאל אתכם שאלה:

Is anyone familiar with the blue algae problem?

האם מישהו בקהל שמע על בעיית האצות הכחולות?

Okay, so most of you are.

OK, רובכם שמעתם.

I think we can all agree it's a serious issue.

נראה לי שכולנו נסכים שמדובר בבעיה חמורה.

Nobody wants to drink blue algae-contaminated water,

אף אחד לא רוצה לשתות מים מזוהמים באצה כחולה,

or swim in a blue algae-infested lake.

או לשחות באגם נגוע באצה כחולה.

Right?

נכון?

I hope you won't be disappointed,

אני מקווה שלא אאכזב אתכם,

but today, I won't be talking about blue algae.

אבל היום, אני לא אדבר על האצה הכחולה,

Instead, I'll be talking about the main cause

במקום, אני אדבר על הגורם המרכזי

at the root of this issue,

בשורש הבעיה,

which I will be referring to as the phosphorus crisis.

אני אקרא לו 'משבר הזרחן'.

Why have I chosen to talk to you about the phosphorus crisis today?

למה בחרתי לדבר אתכם על משבר הזרחן?

For the simple reason that nobody else is talking about it.

בעיקר בגלל שאף אחד אחר לא מדבר עליו.

And by the end of my presentation, I hope that the general public

עד סוף הרצאה, אני מקווה שהציבור

will be more aware of this crisis and this issue.

ידע מעט יותר על המשבר המתקרב בתחום.

Now, the problem is that if I ask,

ובכן, הבעיה היא שאם אשאל

why do we find ourselves in this situation with blue algae?

למה הגענו לבעיית האצה הכחולה?

The answer is that it comes from how we farm.

התשובה תהיה שזה נובע מהדרך בה אנחנו מגדלים גידולים חקלאיים.

We use fertilizers in our farming, chemical fertilizers.

אנחנו משתמשים בדשן ובחומרים כימיים.

Why do we use chemical fertilizers in agriculture?

ומדוע אנחנו משתמשים בדשנים וכימיקלים בחקלאות?

Basically, to help plants grow and to produce a better yield.

מכיוון שאנחנו רוצים לעזור לצמחים לגדול, ולהניב יותר תוצרת.

The issue is that this is set to engender

הבעיה היא שהשימוש בדשן מוליד

an environmental problem that is without precedent.

בעיה סביבתית ללא תקדים.

Before going further, let me give you a crash course in plant biology.

לפני שאמשיך, בואו נלמד במהירות ביולוגיה של צמחים.

So, what does a plant need in order to grow?

למה זקוק הצמח בשביל לגדול?

A plant, quite simply, needs light, it needs CO2,

הצמח זקוק לאור, לפחמן דו חמצני,

but even more importantly, it needs nutrients,

ומעבר לכך, הוא זקוק לחומרי מזון,

which it draws from the soil.

אותם הוא משיג מהאדמה.

Several of these nutrients are essential chemical elements:

חומרי המזון העיקריים הם כימיקלים בסיסיים:

phosphorus, nitrogen and calcium.

זרחן, חנקן וסידן.

So, the plant’s roots will extract these resources.

ושורשי הצמח יונקים אותם מהאדמה.

Today I'll be focusing on a major problem that is linked to phosphorus.

היום נתמקד בבעיה החמורה שקשורה לזרחן.

Why phosphorus in particular?

למה דווקא זרחן?

Because it is the most problematic chemical element.

כי הוא יסוד כימי בעייתי במיוחד.

By the end of my presentation, you will have seen

בסוף ההרצאה תבינו

what these problems are, and where we are today.

מה הבעיות, ואיפה עומד העולם כיום.

Phosphorus is a chemical element

זרחן הוא יסוד כימי

that is essential to life. This is a very important point.

שחיוני לחיים. חשוב להבין זאת.

I’d like everyone to understand precisely what the phosphorus issue is.

חשוב לי שכולכם תבינו מה הסיפור של הזרחן.

Phosphorus is a key component in several molecules,

זרחן הוא רכיב חיוני בשורה של מולקולות,

in many of our molecules of life.

ברבות מהמולקולות החיוניות לחיים.

Experts in the field will know

מומחים בתחום יודעים

that cellular communication is phosphorus-based --

שתקשורת בין-תאית מבוססת על זרחן

phosphorylation, dephosphorylation.

תהליכי קשירת וניתוק זרחן למולקולות.

Cell membranes are phosphorus-based: These are called phospholipids.

קרומי התאים בנויים על בסיס זרחן: קוראים להם פוספוליפידים.

The energy in all living things, ATP, is phosphorus-based.

מקור האנרגיה של כל היצורים החיים, ATP, מבוסס על זרחן.

And more importantly still, phosphorus is a key component of DNA,

ומעבר לכך, זרחן הוא מרכיב עיקרי בגנום (DNA) האנושי,

something everyone is familiar with, and which is shown in this image.

מושג שמוכר לכולם ומוצג בתמונה.

DNA is our genetic heritage.

הגנום (DNA) הוא המורשת הגנטית שלנו.

It is extremely important, and once again, phosphorus is a key player.

הוא חשוב ביותר, ושוב, הוא מבוס על זרחן.

Now, where do we find this phosphorus?

היכן משיגים זרחן?

As humans, where do we find it?

היכן בני אדם משיגים זרחן?

As I explained earlier,

כמו שהסברתי קודם,

plants extract phosphorus from the soil, through water.

צמחים יונקים זרחן מהאדמה, יחד עם מים.

So, we humans get it from the things we eat:

כך שבני אדם משיגים זרחן מהמזון:

plants, vegetables, fruits,

צמחים, ירקות, פירות

and also from eggs, meat and milk.

וגם מביצים, בשר וחלב.

It’s true that some humans eat better than others.

ידוע שחלק מהאנשים אוכלים טוב יותר מאחרים,

Some are happier than others.

חלק שמחים מאחרים.

And now, looking at this picture, which speaks for itself,

ועכשיו, כשאנחנו רואים את התמונה הגדולה, היא מסבירה את הבעיה,

we see modern agriculture,

אנחנו רואים את החקלאות המודרנית,

which I also refer to as intensive agriculture.

שניתן לקרוא לה גם חקלאות אינטנסיבית.

Intensive agriculture is based on the use of chemical fertilizers.

החקלאות האינטנסיבית מתבססת על שימוש בכימיקלים,

Without them, we would not manage to produce enough

בלעדיהם, לא נוכל לייצר מספיק מזון

to feed the world's population.

על מנת להאכיל את אוכלוסיית העולם.

Speaking of humans, there are currently 7 billion of us on Earth.

ולגבי אוכלוסיית העולם, כיום חיים יותר מ- 7 מיליארד איש על פני כדור הארץ.

In less than 40 years, there will be 9 billion of us.

תוך פחות מ- 40 שנה, נהייה 9 מיליארד.

And the question is a simple one: Do we have enough phosphorus

והשאלה פשוטה: האם יש לנו מספיק זרחן

to feed our future generations?

על מנת להאכיל את הדורות הבאים?

So, in order to understand these issues, where do we find our phosphorus?

על מנת להבין את התשובה, נראה איפה ניתן להשיג זרחן?

Let me explain.

תנו לי להסביר.

But first, let’s just suppose

אבל קודם לכן, בואו נניח

that we are using 100 percent of a given dose of phosphorus.

שאנחנו משתמשים ב- 100% מכמות הזרחן.

Only 15 percent of this 100 percent goes to the plant. Eighty-five percent is lost.

רק 15% מהכמות מגיעה לצמחים, 85% הולכים לאיבוד.

It goes into the soil, ending its journey in the lakes,

הזרחן העודף נספג לאדמה ונשטף לנהרות ולאגמים,

resulting in lakes with extra phosphorus, which leads to the blue algae problem.

הצטברות הזרחן באגמים גורמת להופעת האצה הכחולה.

So, you’ll see there’s a problem here, something that is illogical.

כך שברור שיש כאן בעיה, משהו לא מסתדר מבחינה הגיונית.

A hundred percent of the phosphorus is used, but only 15 percent goes to the plant.

אנחנו משתמשים ב- 100% מהזרחן, אבל רק 15% נספג ע"י הצמחים.

You’re going to tell me it’s wasteful.

זה מאד בזבזני.

Yes, it is. What is worse is that it is very expensive.

וגרוע מכך, זה מאד יקר.

Nobody wants to throw their money out the window,

אף אחד לא אוהב לבזבז כסף,

but unfortunately that's what is happening here.

אבל לצערי, זה מה שקורה כיום.

Eighty percent of each dose of phosphorus is lost.

כ- 80% מכל מנת זרחן הולכת לאיבוד.

Modern agriculture depends on phosphorus.

החקלאות המודרנית תלויה בשימוש בזרחן.

And because in order to get 15 percent of it to the plant, all the rest is lost,

אבל כדי להצליח לספק 15% לצמחים, השאר, הולך לאיבוד,

we have to add more and more.

וצריך להוסיף עוד ועוד.

Now, where will we get this phosphorus from?

עכשיו, מאיפה מגיע הזרחן?

Basically, we get it out of mines.

הזרחן מופק במכרות.

This is the cover of an extraordinary article

זוהי הכותרת של מאמר מדהים

published in Nature in 2009,

שהתפרסם במגזין Nature בשנת 2009,

which really launched the discussion about the phosphorus crisis.

שהביא את משבר הזרחן לידיעת הציבור.

Phosphorus, a nutrient essential to life, which is becoming increasingly scarce,

זרחן, תוסף מזון חיוני, הולך ונהיה נדיר יותר ויותר,

yet nobody is talking about it.

אולם איש לא מדבר על כך.

And everyone agrees: Politicians and scientists are in agreement

וכולם מסכימים: גם הפוליטיקאים וגם המדענים מסכימים

that we are headed for a phosphorus crisis.

שאנחנו בדרך למשבר זרחן.

What you are seeing here is an open-pit mine in the U.S.,

בתמונה ניתן לראות מכרה פתוח בארה"ב,

and to give you an idea of the dimensions of this mine,

וכדי להבהיר כמה הוא גדול,

if you look in the top right-hand corner, the little crane you can see,

אני אבקש שתסתכלו בפינה הימנית העליונה של התמונה, רואים את המנוף הקטנטן,

that is a giant crane.

מדובר במנוף ענק.

So that really puts it into perspective.

רק כדי להכניס את התמונה לפרופורציה.

So, we get phosphorus from mines.

אז, אנחנו כורים זרחן במכרות.

And if I make a comparison with oil,

ואם נשווה אותו לנפט,

there’s an oil crisis, we talk about it, we talk about global warming,

כולם מדברים על משבר הנפט, ועל ההתחממות הגלובלית.

yet we never mention the phosphorus crisis.

אבל אף אחד לא מזכיר את משבר הזרחן.

To come back to the oil problem, oil is something we can replace.

ואם נשווה שוב לנפט, ניתן להשתמש בתחליפים לנפט.

We can use biofuels, or solar power,

ניתן להשתמש בדלק ממקור צמחי, או באנרגיית השמש,

or hydropower, but phosphorus is an essential element,

או בתחנות הידרו-אלקטריות, אבל זרחן הוא יסוד חיוני,

indispensable to life, and we can’t replace it.

הכרחי לחיים, לא ניתן להחליף אותו.

What is the current state of the world's phosphorus reserves?

כמה זרחן נשאר בעולם כיום?

This graph gives you a rough idea of where we are today.

הגרף מציג הערכה של המצב כיום.

The black line represents predictions for phosphorus reserves.

הקו השחור מציג את התחזית לגבי יתרות הזרחן.

In 2030, we’ll reach the peak.

בשנת 2030 נגיע לשיא ההפקה.

By the end of this century, it will all be gone.

אולם עד סוף המאה ה- 21, לא יישאר זרחן.

The dotted line shows where we are today.

הקו המקווקו מראה את מצבנו כיום.

As you can see, they meet in 2030, I’ll be retired by then.

ניתן לראות שהקווים נפגשים ב- 2030, אני אפרוש עד אז.

But we are indeed heading for a major crisis,

אבל כולנו מתקדמים לעבר משבר חמור,

and I’d like people to become aware of this problem.

וחשוב לי שאנשים יכירו את הבעיה.

Do we have a solution?

האם יש לנו פתרון?

What are we to do? We are faced with a paradox.

מה צריך לעשות? יש מולנו פרדוקס.

Less and less phosphorus will be available.

פחות ופחות זרחן יהיה זמין.

By 2050 there will be 9 billion of us,

ועד שנת 2050 יחיו 9 מיליארד אנשים,

and according to the U.N. Food and Agriculture Organization,

ולפי ארגון החקלאות של האו"ם,

we will need to produce twice as much food in 2050 than we do today.

נצטרך לייצר כמות כפולה של מזון בהשוואה להיום.

So, we will have less phosphorus, but we'll need to produce more food.

כך שנצטרך לייצר יותר מזון, אבל יהיה לנו פחות זרחן.

What should we do?

מה עלינו לעשות?

It truly is a paradoxical situation.

זה מצב פרדוקסלי אמיתי.

Do we have a solution, or an alternative

האם יש לנו פתרון או אלטרנטיבה

which will allow us to optimize phosphorus use?

שיאפשרו לנו להגיע לשימוש אופטימלי בזרחן?

Remember that 80 percent is destined to be lost.

תזכרו ש- 80% מהזרחן הולך לאיבוד.

The solution I'm offering today is one that has existed for a very long time,

הפתרון שלי קיים כבר שנים רבות (מיקוריזה),

even before plants existed on Earth,

למעשה הוא התקיים עוד לפני שהיו צמחים בכדור הארץ,

and it's a microscopic mushroom that is very mysterious,

מדובר בפטרייה מיקרוסקופית, מסתורית מאד,

very simple, and yet also extremely complex.

מאד פשוט, ויחד עם זאת מאד מסובך.

I've been fascinated by this little mushroom for over 16 years now.

אני מרותק לפטרייה הזו כבר יותר מ- 16 שנה.

It has led me to further my research

והיא הובילה אותי למחקרים רבים

and to use it as a model for my laboratory research.

כאשר השתמשתי בה כמודל מעבדתי.

This mushroom exists in symbiosis with the roots.

הפטרייה חיה בסימביוזה עם שורשי הצמחים.

By symbiosis, I mean a bidirectional and mutually beneficial association

בסימביוזה אני מתכון לקשר דו כיווני, שמועיל לשני הצדדים

which is also called mycorrhiza.

שנקרא גם מיקוריזה (קשר סימביוטי בין פטריה לשורשי הצמח)

This slide illustrates the elements of a mycorrhiza.

השקופית שלפניכם מציגה את אבני היסוד של המיקוריזה.

You’re looking at the root of wheat,

אתם רואים את שורשי החיטה,

one of the world’s most important plants.

אחד הצמחים החשובים בעולם.

Normally, a root will find phosphorus all by itself.

באופן רגיל, השורשים אוספים זרחן בעצמם.

It will go in search of phosphorus,

הם מחפשים זרחן,

but only within the one millimeter which surrounds it.

אולם יונקים אותו רק מאדמה שנמצאת מ"מ אחד סביבם.

Beyond one millimeter, the root is ineffective.

מעבר למרחק של מ"מ אחד, השורש לא יעיל.

It cannot go further in its search for phosphorus.

הוא לא מסוגל לנצל את הזרחן.

Now, imagine this tiny, microscopic mushroom.

דמיינו את הפטרייה הקטנטנה.

It grows much faster,

היא גדלה הרבה יותר מהר,

and is much better designed to seek out phosphorus.

והיא מסוגלת לאסוף זרחן באופן יעיל בהרבה.

It can go beyond the root’s one-millimeter scope

היא מסוגלת להגיע מעבר למ"מ האחד אליו מגיעים השורשים

to seek out phosphorus.

על מנת להשיג זרחן.

I haven’t invented anything at all;

אני לא המצאתי שום דבר,

it's a biotechnology that has existed for 450 million years.

זו ביוטכנולוגיה שהתקיימה כבר לפני 450 מליון שנה.

And over time, this mushroom has evolved and adapted to seek out

ובמשך הזמן, הפטרייה התפתחה והתאימה את עצמה

even the tiniest trace of phosphorus, and to put it to use,

לאיתור של כל כמות קטנה של זרחן, על מנת לנצל אותו,

to make it available to the plant.

ולסייע לצמחים לנצל אותו.

What you’re seeing here, in the real world, is a carrot root,

בתמונה רואים שורש של גזר,

and the mushroom with its very fine filaments.

ואת הזרועות העדינות של הפטרייה.

Looking closer, we can see that this mushroom

אם נסתכל מקרוב יותר, נוכל לראות שהפטרייה

is very gentle in its penetration.

חודרת באופן עדין מאד לשורש.

It will proliferate between the root's cells,

היא גדלה בין תאי השורש,

eventually penetrating a cell

חודרת לתאים

and starting to form a typical arbuscular structure,

ויוצרת מבנה שנקרא 'מבנה ארבוסקולרי',

which will considerably increase the exchange interface

שמאפשר את האצת השיתוף

between the plant and the mushroom.

בין הצמח לפטרייה.

And it is through this structure that mutual exchanges will occur.

אנחנו מאמינים שדרך מבנים אלה נוצר שיתוף הפעולה.

It’s a win-win trade:

יש כאן מצב של שמועיל לשני הצדדים:

I give you phosphorus, and you feed me.

הפטרייה מספקת זרחן, והצמח מספר מזון.

True symbiosis.

סימביוזה אמיתית.

Now let's add a mycorrhiza plant

עכשיו בואו נוסיף צמח עם מיקוריזה

into the diagram I used earlier.

לתרשים שהצגתי קודם.

And instead of using a 100 percent dose, I’m going to reduce it to 25 percent.

ובמקום להשתמש ב- 100% מהזרחן, נשתמש ב- 25% בלבד.

You’ll see that of this 25 percent, most will benefit the plant,

ניתן לראות כי מתוך ה- 25%, רוב הזרחן יגיע לצמח,

more than 90 percent.

ניצול של יותר מ- 90%.

A very small amount of phosphorus will remain in the soil.

רק כמות קטנה של זרחן נשארת באדמה.

That's completely natural.

מדובר בתהליך טבעי.

What's more is that in certain cases, we don't even need to add phosphorus.

ובמקרים רבים, אין אפילו צורך להוסיף זרחן.

If you recall the graphs I showed you earlier,

אם אתם זוכרים את הגרף שהצגתי קודם,

85 percent of phosphorus is lost in the soil,

85% מהזרחן אבד באדמה,

and the plants are unable to access it.

ולצמחים לא הייתה יכולת להגיע אליו.

Even though it is present in the soil, it is in insoluble form.

הזרחן נספג באדמה בצורה לא מסיסה.

The plant is only able to seek out soluble forms.

והצמחים סופגים רק חומרים שנמסים במים.

The mushroom is capable of dissolving this insoluble form

הפטרייה מסוגלת להמיס גם את הצורות הלא מסיסות

and making it available for the plant to use.

ולאפשר לצמחים לספוג אותם.

To further support my argument, here is a picture that speaks for itself.

על מנת לחזקת את הטענות שלי, הנה תמונה שמדברת בעד עצמה.

These are trials in a field of sorghum.

מדובר בניסוי בשדה של דוּרָה.

On the left side, you see the yield produced using conventional agriculture,

משמאל, ניתן לראות את היבול שגדל תוך שימוש בחקלאות רגילה,

with a 100 percent phosphorus dose.

ודישון עם מנה של 100% זרחן.

On the other side, the dose was reduced to 50 percent,

מימין, השתמשנו ב- 50% זרחן בלבד (עם מיקוריזה),

and just look at the yield.

ותראו את היבול.

With only a half-dose, we achieved a better yield.

עם חצי כמות הזרחן, השגנו יבול גדול יותר (9.3 טון להקטר מול 7.5 טון).

This is to show you that this method works.

ניתן לראות שהשיטה עובדת.

And in some cases, in Cuba, Mexico and India,

ובמקרים מסוימים בקובה, מקסיקו והודו,

the dose can be reduced to 25 percent, and in several other cases,

ניתן להוריד את המנון ל- 25%, ובמקומות אחרים,

there's no need to add any phosphorus at all,

לא היה צורך להוסיף בכלל זרחן,

because the mushrooms are so well adapted

כי הפטריות הסתגלו לתנאים באזור

to finding phosphorus and drawing it from the soil.

מצאו זרחן באדמה, והובילו אותו לשורשים.

This is an example of soy production in Canada.

בדוגמה הבאה רואים צמחי סויה בקנדה.

Mycorrhiza was used in one field but not in the other.

השתמשנו במיקוריזה בשדה אחד, ולא בשני.

And here, where blue indicates a better yield, and yellow a weaker yield.

וכאן, הצבע הכחול מצביע על יבול רב יותר, והצהוב על יבול דל.

The black rectangle is the plot

המרובע השחור מראה את החלקה

from which the mycorrhiza was added.

ממנה נלקחה המיקוריזה.

In other words, as I already said, I have invented nothing.

במילים אחרות, כפי שאמרתי קודם, לא המצאתי כלום.

Mycorrhiza has existed for 450 million years,

המקוריזה קיימת כבר 450 מליון שנה,

and it has even helped modern-day plant species to diversify.

היא אפשרה לצמחים שונים לגדול בתנאים מגוונים.

So, this it isn't something that is still undergoing lab tests.

כך שלא מדובר רק בתהליך שקורה במעבדה.

Mycorrhiza exists, it works,

המיקוריזה קיימת, עובדת,

it's produced at an industrial scale and commercialized worldwide.

מסייעת להפיק מזון בקנה מידה תעשייתי ומסחרי בכל העולם.

The problem is that people are not aware of it.

הבעיה היא שאנשים לא מכירים אותה.

People like food producers and farmers are still not aware of this problem.

אנשים כמו יצרני מזון וחקלאים לא מכירים את הבעיה.

We have a technology that works,

יש לנו טכנולוגיה שעובדת,

and one that, if used correctly, will alleviate some of the pressure

ושבשימוש נכון, תוריד את השימוש

we are putting on the world's phosphorus reserves.

במאגרי הזרחן העולמיים.

In conclusion, I am a scientist and a dreamer.

לסיכום, אני מדען עם חלום.

I'm passionate about this topic.

אני מחויב לנושא.

So if you were to ask me what my retirement dream is,

ואם תשאלו אותי מה החלום שלי לתקופה בה אפרוש,

which will be at the moment we reach that phosphorus peak,

בערך בתקופה בה נגיע לשיא השימוש בזרחן,

it would be that we use one label, "Made with mycorrhiza,"

אגיד לכם שהחלום שלי הוא לראות תוויות עליהם כתוב "יוצר בעזרת מיקוריזה".

and that my children and grandchildren

ושהילדים והנכדים שלי

buy products bearing that label too.

יקנו מוצרים עם תוויות כאלו.

Thank you for your attention.

תודה לכם.

(Applause)

מחיאות כפיים.