פריון חקלאי

פריון חקלאי (באנגלית: Agricultural productivity) הוא מדד לכמות התוצרת החקלאית ביחס לתשומות החקלאיות, בדרך כלל ביחס לשטח חקלאי נתון. כמות של תוצרת חקלאית מסוג מסויים, לדוגמה חיטה נמדדת בדרך כלל ביחידות משקל - לדוגמה ק"ג, כך שהמדד הנפוץ לפריון חקלאי הוא ק"ג תוצרת חקלאית לדונם או לאקר - Yield.

כאשר רוצים לבדוק את הפריון החקלאי של כלל מוצר החקלאות או קבוצה של מוצרים כאלה, יש בעיה בגלל שלתוצרים שונים יש משקל סגולי שונה, וכן בגלל בתכולת הקלוריות וערכים תזונתיים שונים של המוצרים השונים. לפיכך מחשבים בדרך כלל את התפוקה על ידי ערך השוק של הסחורות השונות, דבר שמוציא מכלל חשבון מוצרי ביניים כגון תערובת תירס המשתמשת לשם האכלת פרות בתעשיית הבשר. ניתן להשוות תפוקות אלה לתשומות רבות ושונות כגון עבודה (כמות העובדים), שטח או מים. השוואות אלו נקראות "מדדים חלקיים של פריון חקלאי" (Partial measures of productivity). מדידת הפריון החקלאי יכולה להיעשות גם באמצעות מדד המכונה "פריון כלל הגורמים" (Total factor productivity -TFP). מתודה זו של חישוב הפריון החקלאי מחשבת אינדקס של תשומות חקלאיות יחסית לאינדקס של תפוקות חקלאיות. מדד זה נועד כדי להתגבר על חסרונות של חישוב של מדדי פריון חקלאי חלקיים, ובעיקר שקשה לזהות את הגורמים שגורמים להם להשתנות. שינויים בפריון החקלאי של כלל הגורמים נובע בדרך כלל משיפור טכנולוגי.

רקע - יצרנות באקולוגיה

יצרנות - Productivity היא מדד כללי באקולוגיה אשר מודד כמות האנרגיה שהצליחה לעבור המרה מאנרגיית שמש לאנרגיה כימית בתהליך הפוטוסינתזה. הייצור הראשוני ברוטו מייצג את כל כמות האנרגיה מהשמש שצמחים בכל הביוספרה הצליחו להמיר לאנרגיה כימית במהלך זמן נתון.

במערכות חקלאיות, היצרנות נמדדת רק במונחים של תבואה Yield. התבואה היא לא סך כל הביו-מסה שגדלה במשך העונה, אלא מייצגת רק את הייצור הראשוני נטו שיש לו ערך בשוק - לדוגמה אין התייחסות למסת הקש שנוצר במהלך גידול של חיטה.

חוקי טבע שמגבילים את הפריון החקלאי המקסימלי

הניתוח של כלכלה נאו-קלאסית ושל אופטימיזם טכנולוגי טוען שעם עוד הון תעשייתי ועוד שכלול בטכנולוגיה נוכל להגדיל את הפריון החקלאי עוד ועוד. ניתוח מלתוסיאני או אקולוגי יותר טוען שלמרות שניתן להגדיל את הפריון החקלאי למשך תקופה מסויימת, יש לדבר גבול בגלל מגבלות טבעיות. אולי איננו יודעים היכן הגבול הזה נמצא, אבל אי אפשר להגדיל את הפריון עוד ועוד.

מגבלות תאורטיות

אפשר להסתכל על ייצור המזון בחקלאות (ובאופן כללי יותר ייצור מזון בתהליך כימי כלשהו) כעל שני תהליכים פיזיקליים תרמודינמיים - תהליך הפוטוסינתזה ותהליך ייצור מולקולות סוכר מורכבות שאנשים מסוגלים לעכל. שני התהליכים האלה מוגבלים על ידי חוקי התרמודינמיקה.

מגבלת הספק אנרגטי

מגבלת הספק אנרגטי פירושה נעוצה בחוק הראשון של התרמודינמיקה - או חוק שימור מסה-אנרגיה. בכל יחידת זמן יש כמות מוגבלת של אנרגיית שמש שנופלת על שטח נתון - ולכן ההספק האנרגטי הוא בעל גבול נתון. מכאן שגם ההספק האנרגטי של חיטה, או כל צמח אחר, לא יכול להיות גדול מהספק זה.

אפשר להגדיל את כמות ההספק האנרגטי הנופלת על שטח נתון על ידי שלל אמצעים טכנולוגיים - שימוש בתאורה מלאכותית, הצבת מראות בחלל או על פני כדור הארץ, הקטנת ההחזרה האטמוספרית של הקרינה (לדוגמה בספר "עריצה היא הלבנה" מגדלים חיטה על הירח) או על ידי קירוב של מקום הגידול לשמש (גידול על לוויינים קרובים יותר לשמש). כל הפתרונות האלה הם בגדר פתרונות יקרים המציבים בעיות טכנולוגיות ואקולוגיות משל עצמם. כל הדוגמאות האלה משנות את הגודל של ההספק המקסימלי, אבל לא גורמות לכך שההספק עצמו אינו מהווה מגבלה.

מגבלות נצילות אנרגטית

מגבלת נצילות אנרגטית, אומרת שמתוך הספק נתון מקסימלי, ניתן לנצל רק חלק מהאנרגיה לשם ביצוע של עבודה (כמו גידול חיטה או יצירת זרעי חיטה). מגבלה זו נובעת מהחוק השני של התרמודינמיקה פירושה שחלק מהאנרגיה שגלומה באור השמש שמגיע לחלקת אדמה, חייב להתבזבז בצורת חום. מנגנון הפוטוסינתזה והפיכת הפחמן למולקולות שמתאימות לתזונת אדם חייב להיות בנצילות נמוכה יותר מ-100%. שימוש בהנדסה גנטית עשוי לשפר את כמות הייצור ראשוני מכל יחידת הספק, אבל לא ניתן להגדיל את היעילות האנרגטית ליחידת הספק עוד ועוד ללא גבול. ניצול של 100% מתוך ההספק פירושו הפרה של החוק השני של התרמודינמיקה.

עוד מגבלה תאורטית נוגעת לקצב של תהליכים פיזיקליים. יש קשר בין מידת הנצילות של המערכת, איזה אחוז מתוך האנרגיה הנכנסת מותמרת לאנרגיה כימית, לבין ההספק - הקצב בו מתבצעת עבודה מועילה. האקולוג האווארד ת. אודום קישר בין המושגים בדיון סביב עקרון ההספק המקסימלי. כאשר לא מבוצעת שום עבודה (אור השמש כולו מוחזר לחלל בלי לגדל חיטה) היעילות האנרגטית היא אפס, גם ההספק הוא אפס בגלל שלא מתבצעת כל עבודה מועילה. לפי החוק השני של התרמודינמיקה, כדי להגיע ליעילות מקסימלית יש להניע תהליכים בצורה הניתנת להיפוך בזמן, או בצורה איטית בצורה אינסופית- הקצב בו מתבצעת עבודה שואף לאפס. לכן גם במצב של יעילות אנרגטית מקסימלית (שבו 100% מאנרגיית השמש מותמרת לאנרגיה כימית), ההספק הוא אפס. בין שתי הנקודות האלה, אי שם באמצע, קיימת נקודת היעילות, שעבורה מתקיים הספק מקסימלי- אבל בנקודה זו חייבת להיות נקודה שבה אין נצילות מקסימלית, ובה מתקיים גם בזבוז משמעותי של אקסרגיה - כלומר חלק ממנה הופך לחום.

מגבלות אופטימליות התנאים ואיכות השטח החקלאי

כדי לקבל את כמות המזון הכוללת, צריך לכאורה לכפול את ההספק או הפריון של שטח חקלאי בכמות השטח החקלאי. למעשה יש מגבלה נוספת היות וכדי להגיע לפריון מקסימלי יש צורך תמיד בתנאים מסויימים מאוד, והגעה לתנאים אלה בכל השטח היא לא אפשרית או דורשת השקעה נוספת של אנרגיה. השטח החקלאי הוא הטרוגני. לדוגמה הספק אור השמש הוא מקסימלי בשטח הנמצא בזנית (קרני השמש פוגעות בכדור הארץ בזווית ישרה) בכל מקום אחר ההספק הוא בהכרח נמוך יותר. מגבלות אחרות נוגעות להספקת מים, לכמות שעות האור ביום, לזמינות של חומרי הזנה ועוד. לכן תמיד יהיו שטחים בעלי פריון נמוך יותר מהפריון המקסימלי והגדלת הפריון שלהם תדרוש עוד משאבים. באופן טבעי בדרך כלל קודם כל מעבדים את השטחים בעלי הפריון הטבעי הגבוה ורק לאחר מכן פונים לעבד שטחים פחות פוריים שצריך להשקיע בהם יותר כסף ואנרגיה והם מניבים פחות.

השטח המירבי הנתון לנו כיום הוא שטחו של כדור הארץ כולו. שטח מצומצם יותר וראלי יותר הוא השטח היבשתי ומזה, רק השטחים המתאימים לשמש לחקלאות - בשל מגבלות קרקע, אקלים ועוד. בעקרון ניתן להגדיל את השטח בצורה משמעותית - עד כדי כדור דייסון - אבל הגדלה כזו היא בגדר מדע בדיוני פרוע עם בעיות תאורטיות קשות. אפשרות תאורטית נוספת להגדיל את השטח היא גידול מזון סביב שמשות אחרות. גם כאן יש מגבלות תאורטית קשות (כמו כמות אנרגיה עצומה לשם שינוע הסחורה, זמני טיסה של מאות אלפי שנים לכל כיוון). גם גידול מתון יותר של השטח מחוץ לשטחו של כדור הארץ (כמו גידול גידולים על אסטרואידים, על הירח או על מאדים) הוא אופציה יקרה מאוד ולא ריאלית כיום - זול הרבה יותר לטפל במגבלות מעשיות אחרות כמו לדוגמה זיהום מים או זיהום אוויר שפוגעי ביבולים.

מגבלות מעשיות

איזורים עם קרקעות מעובדות (לפחות 30% מהשטח מעובד) ברחבי העולם בשנת 2000. רבע מהשטח היבשתי של כדור הארץ הן אדמות מעובדות. איזורים רבים אינם מתאימים לעיבוד חקלאי בגלל שהם קרים מידי או יבשים מידי. איזורים אחרים מכוסים יערות שכריתה שלהם גוררת בעיות לחקלאות. שטחי אדמה חקלאיים עוברים אובדן קרקע - העלמות הקרקע עקב סחף או ירידה בפוריות שלה -עקב מדבור, זיהום קרקע ותהליכים נוספים.

מגבלות מעשיות יותר על הפריון החקלאי נעוצות במגבלות גאו-פיזיות, ביולוגיות, חברתיות וטכנולוגיות. דוגמאות לכך הן קרקעות עניות בחומרי הזנה (ודורשות דישון ושינוי תכונות הקרקע); אובדן קרקע הכולל - סחף קרקע, המלחת קרקע, מדבור; מחסור במים, מזג אוויר הפכפך (לדוגמה באוסטרליה), שינויי אקלים, מחלות שונות, מזיקים, השפעות של מערכות אקולוגיות שהגידולים החקלאים צורכים שירותים אקולוגיים שלהן, ועוד. מגבלות חברתיות כוללות מחסור בכסף, מחסור במיכון חקלאי, מחסור בידע חקלאי, הצורך להשקיע אנרגיה כדי לאסוף ולעבד מידע חקלאי, מלחמות, זיהום סביבתי, בעיות כלכליות של חקלאים ועוד.

בנוסף לכך שאיזורים וגידולים שונים עוברים שיפור בפריון קיימים מגבלות ותהליכים שונים היוצרות לפעמים ירידה בפריון. דוגמה בולטת לדבר זה היא מחלות חקלאיות שיכולות להוביל להרס של גידולים בעלי פריון גבוה ולהותיר שטחים שבהם ניתן לגדל רק גידולים בעלי פריון נמוך יותר - דוגמה לכך היא רעב תפוחי האדמה באירלנד. בעיה קיימת שפוגעת בפריון של שטחי אדמה שונים היא אובדן קרקע שנוגעת לפגיעה בתנאים המתקיימים באדמות פוריות - לדוגמה עקב סחף קרקע, מדבור או זיהום קרקע. בעיות נוספות הקשורות בבעיה של אובדן קרקע הן בירוא יערות והתחממות עולמית.

בעיה מרכזית של פריון גבוה בחקלאות תעשייתית היא תלות של פריון זה במשאבים מתכלים - בעיקר בתשומות הנדרשות לדשן כימי ולחומרי הדברה וכן לתשומות להשקייה ולמיכון חקלאי. בעיה בהספקה של דשן כימי - לדוגמה בעיה בהספקה של זרחות או חנקות עלולה לערער את כל המבנה של החקלאות. בגלל סיבות אלה קיימת דאגה סביב שיא תפוקת הזרחן ושיא תפוקת החנקן שהן שני יסודות חיוניים הנדרשים להפקת דשן כימי. תשומות מתכלות נוספות כוללות גז טבעי (להפקת אמוניה) ונפט (להפקת חומרי הדברה). גם משבר המים העולמי מהווה מגבלה מעשית על הגדלת הפריון - מה גם שביקוש גובר למים ובעיות של זיהום מים גורמים לתלות גוברת בהספקה של אנרגיה זולה כדי לספר מים - דבר שאפשר לראות לדוגמה בחקלאות בישראל.

על רוב המגבלות המעשיות של הפריון ניתן להשפיע בפתרונות מעשיים (טכנולוגיים, חברתיים או טכנו-ביולוגיים) - לדוגמה כדי להתגבר על מחסור מקומי במים ניתן להשקות את הצמחים, וניתן להתפיל מים כדי להגדיל את מלאי המים הכולל במדינה. אבל שני הפתרונות האלה מחייבים את הגדלת התשומות הנדרשות למחזור חיים של תהליך הגידול של כל כמות מזון נתונה - שאיבת מים והולכה שלהם דורשת השקעת אנרגיה, וכן היא מצריכה שימוש במים מתוקים שאינם זמינים לצרכים אחרים. התפלת מים דורשת השקעת אנרגיה גדולה עוד הרבה יותר - ומכאן שימוש במקור אנרגיה - בדרך כלל דלק מחצבי. שימוש באנרגיה מתחדשת לשם צרכים אלה פירושו רתימת עוד שטח שנדרש לשם אנרגיות כמו אנרגיית שמש או אנרגיית רוח לצורך תשומות הנדרשות לחקלאות. ניתן גם להגדיל את הפריון על ידי פיתוח זנים שדורשים פחות מים, אבל דבר זה מוגבל על ידי מנגנון הפוטוסינתזה שדורש מים כחלק מהתהליך הכימי.

לרוב בודקים היום את הגדלת הפריון החקלאי על ידי תשומות מקומיות ומתעלמים מתשומות עקיפות הנדרשות לשם קיום הגידולים. כך לדוגמה מחלקים את כמות היבול של חיטה בכמות השטח החקלאי כדי לקבל את הפריון במונחים של כמות היבול בק"ג לדונם אחד. דבר זה מתעלם מכך שנדרשים שטחי אדמה ומים נוספים לשם תחזוקת אותו שטח חקלאי - שטחים הנדרשים לשם כריית חומרי הזנה ולשם הטמעת הזיהום, שטחים הנדרשים לשם הספקת שירותים אקולוגיים למערכת החקלאית וכו'. שטח כזה יכול להיחשב טביעת הרגל האקולוגית של אותו דונם והוא בהכרח גדול יותר מהשטח החקלאי.

שינוי בפריון החקלאי לאורך זמן

השינוי בפריון החקלאי הוא תהליך ארוך טווח שמתרחש מזה כ-10,000 שנה מאז תחילת המהפכה החקלאית עת בני אדם החלו לביית צמחים ובעלי חיים לשימוש חקלאי ואף עוד קודם לכן. קיימים מספר גורמים לשיפור בפריון החקלאי.

הגדלת הפריון של הפקת מזון בחברות פרה-חקלאיות

שיטות עתיקות פרה-חקלאיות להגדלת הפריון של שטחי בר כללו:

• שריפת חלקות יער והפצת זרעים של צמחים באיזור השרוף.
• גיזום ועקירה של צמחים שמתחרים עם צמחי המאכל.
• ביות של צמחי בר על ידי בחירה סלקטיבית של הצאצאים בעל התכונות המועדפות (כגון יותר פירות וזרעים).
• ביות וטיפוח זני בעלי חיים כנועים יותר ומותאמים יותר לחיי שבי יחסית לאוכלוסיות הבר.

הגדלת הפריון החקלאי בחברות חקלאיות פרה-תעשייתיות

שיטות פרה-תעשייתיות ושיטות בפרמקלצ'ר להגדלת הפריון בחקלאות כוללות:

• שימור וטיפוח ידע חקלאי אודות עונות השנה, התאמת צמחים לאקלים ולמצבים משתנים, מחזור זרעים, טיפול במזיקים ועוד.
• פיתוח של זנים בעלי פריון גבוה יותר, ביות מינים נוספים של צמחים,
• התאמה של צמחים לתנאי אקלים שונים באמצעות טיפוח וברירה.
• הפיכת הקרקע וחריש לשם היפטרות מעשבים והקלה על קליטת זרעים, שימוש בחיות מבוייתות כדי לבצע חריש.
• חפירת בארות ובורות מים להספקת מים, פיתוח תעלות השקייה, שיטות השקייה בהצפה, פיתוח בארות אוויר וניצול הלחות, שימוש בחיפוי קרקע להקטנת אידוי המים ושימוש בקציר מי גשם.
• שימוש בקומפוסט מסוגים שונים - קומפוסט מצמחים ושאריות מזון, דישון בגללי חיות ובצואת אדם.
• מחזור זרעים כדי לשמור על פוריות הקרקע והימנעות מריקון שלה מחומרי הזנה.
• משק משולב - שמבצע גידולי צמחים יחד עם גידול כמות קטנה של בעלי חיים לשם סגירת מחזורים אקולוגיים ודישון, ניצול מאסת צלולזה (תאית) מהצמחים שבני אדם לא יכולים לעכל, בקרת מזיקים, תיחוח הקרקע ועוד. הדבר כולל שימוש במינים כמו חזירים, ברווזים, עזים ותרנגולות.
• מניעת סחף קרקע באמצעות טראסות, שתילת עצים ויערות בפאתי השדה. שימוש ביערות מאכל. שימוש בעצים ובגדרות למניעת נזקים מרוח ומניעת חדירת בעלי חיים.
• שימוש בגידולים צולבים ושיטות של הדברה ביולוגית למניעת נזק מחרקים. טיפוח זנים שונים ומיני מזונות שונים כדי להקטין את הסיכוי לאובדן כלל היבול עקב אירוע מזג אוויר קשה, מחלה או מזיקים.
• שימוש בדבורים ובמיני חיפושיות לשם האבקה וניוד של דבורים בין שדות.
• הימנעות מהמלחת קרקע.
• פיתוח שיטות מודרניות למחקר וליישום של חקלאות בת קיימא כגון חקלאות אורגנית, פרמקלצ'ר, וחקלאות ביו-אינטנסיב.

הגדלת הפריון החקלאי בצמחים בחקלאות תעשייתית

ערך מורחב – חקלאות תעשייתית

שיטות להגברת הפריון בחקלאות תעשייתית כוללות בעיקר שימוש במשאבים מתכלים לשם הנדסה של החקלאות כך שתפעל בפרמטרים מדוייקים, בשילוב של תנאים אידאלים לצמח, וכן שימוש בקנה מידה גדול ותהנה מיתרונות לגודל:

• מיכון עבודות החקלאות כגון שימוש בטרקטורים, קומבאיינים, קטפות ועוד.
• פיתוח זנים בעלי פריון גבוה יותר לצמח, באמצעות השבחה גנטית. פיתוח זנים טובים, יחד עם שימוש בדשן כימי וחומרי הדברה, היווה את הבסיס למהפכה הירוקה
• דישון - בעיקר באמצעות דשן כימי שמספק חומרי הזנה לצמחים כגון הספקת חנקן, פוספט, ואשלגן. וכן גם תוספים נוספים בכמות קטנה יותר כגון גופרית, אבץ, נחושת, מנגן, סידן, מגנזיום ומולבידיום.
• הקטנת חומציות הקרקע באדמות חקלאיות חומציות על ידי הוספת סידן ומגנזיום.
• השקייה ופיתוח שיטות השקייה וחסכון מים מתקדמות כגון ציוד השקייה, טפטפות, חיפוי קרקע, וכו'.
• חומרי הדברה מסוג קוטלי עשבים וקוטלי חרקים.
• גידול מונוקולטורה (שתילת סוג אחד של ייבול בשטח גדול) כדי לספק טיפול אחיד בקנה מידע רחב בהקשרים כמו השקייה, דישון, חריש, קטיף, והדברה ולהנות מיתרונות לגודל.
• הגברת צפיפות הצמחים.
• הנדסה גנטית בצמחים.

הגדלת הפריון החקלאי במזון מהחי בחקלאות תעשייתית

הגברת הפריון החקלאי במשקי חי מתרחשת באמצעות:

• טיפוח זני בעלי חיים לצרכים שונים - לדוגמה תרנגולות מטילות ותרנגולות לבשר. פרות לחלב ופרות לבשר. פיתוח של זני הרבעה. טיפוח של זנים המותאמים לאקלימים שונים. טיפוח של זנים בעלי תפוקה גבה יותר (לדוגמה של פרות המפיקות יותר חלב).
• עיבור מתמיד של פרות והרחקת עגלים כדי לשמור על תפוקת חלב גבוהה.
• השמדת אפרוחים זכרים כדי לגדל רק תרנגולות נקבות.
• עיבוד של חומרי המזון כדי להקל על העיכול.
• שמירה על החיות במכלאות במזג אוויר קר.
• האבסת בעלי חיים (לדוגמה פיטום אווזים).
• מתן אנטיביוטיקה לבעלי חיים בריאים במינון נמוך, וכן הספקת תרופות ווטרינריות.
• הנדסה גנטית של בעלי חיים - לדוגמה פיתוח תרנגולות ללא נוצות (שיכולות לעמוד טוב יותר בחום בלולי תרנגולות צפופים).

חלק מהגורמים לשיפור בפריון החקלאי עובדים בצורה של השפעה צולבת או כמערכת מורכבת כאשר גורם אחד מגביר את ההשפעה של גורמים אחרים. לדוגמה הגברת השימוש בחומרי הדברה, מאפשר את הטיפוח של זני צמחים רגישים יותר למזיקים אבל בעלי פריון גבוה יותר.

מגמות בגידול הפריון החקלאי

קיימים נתונים מפורטים על הפריון החקלאי של מדינות רבות לגבי סוגי גידולים חקלאיים, שונים החל משנות ה-60 של המאה ה-20. הנתונים נאספים על ידי ארגון המזון והחקלאות העולמי.

אחד הנתונים החשובים ביותר לגבי הפריון הוא שינוי בפריון של דגנים ובמיוחד של 3 הדגנים החשובים - תירס, חיטה ואורז שמספקים חלק חשוב מסך הערך הקלורי בתזונה של רוב האנושות ושל בעלי חיים בחקלאות.

תרומה פוחתת של טכנולוגיה בגידול הפריון החקלאי

הפריון החקלאי ביחידות של ק"ג להקטאר (=10 דונם), של המדינות המגדלות את רוב החיטה בעולם בשנים 1961-2013. בתקופה זו עלה פריון החיטה הממוצע בעולם פי 3. הפריון המקסימלי כיום הוא כ-8,000 ק"ג להקטאר כלומר 800 ק"ג לדונם.

בתקופה משנות ה-60 של המאה ה-20 ועד 1913, גדל הפריון הממוצע בעולם של חיטה פי 3. במדינות כמו סין ניתן לראות גידול מרשים עוד יותר של פי 10. דבר זה נובע מכך שבמדינות עניות הפריון בשנות ה-60 היה נמוך והוא הדביק את הפריון במדינות מערביות רק אחרי תיעוש של החקלאות במדינות אלה. עם זאת ניתן גם לראות מגמה של האטה במגמת הגידול בפריון - כלומר הפריון ממשיך לגדול אבל לא באותו קצב כפי שהיה בעבר.

פריון החיטה במדינות המובילות בכמות גידול החיטה מראה גידול מתמשך. אבל באופן ממוצע הפריון העולמי עלה בקצב גבוה עד שנות ה-90 של המאה ה-20 - כ-4% בשנה בממוצע ומאז יש התמתנות בקצב גידול הפריון החקלאי לחיטה - קצב הגידול הממוצע בפריון הואט לכ-1.4% בשנה. ניתן לראות בכך דוגמה לתפוקה שולית פוחתת של טכנולוגיה.

הפריון הגבוה ביותר בעולם של חיטה נמצא במדינות צפון אירופה, במדינות כמו גרמניה וצרפת, שם יש מזג אוויר קר וגשום שמתאים לחיטה, מסורת גידול ארוכת שנים והון תעשייתי שמאפשר לגדל חיטה בשיטות מודרניות. עם זאת ניתן לראות שהגידול בפריון במדינות צפון אירופה הגיע להאטה - שיפוע הגידול בפריון ירד (בדומה למגמה הנוגעת לממוצע בכל העולם). לדוגמה להלן נתוני הפריון החקלאי של גידולי חיטה בגרמניה, בנתונים של ק"ג להקטר, בממוצע נע של 5 שנים:

שנים	פריון ממוצע	גידול בפריון לעומת התקופה הקודמת
1961-1965	3,272	-
1966-1970	3,817	16.6%
1971-1975	4,351	14.0%
1976-1980	4,539	4.3%
1981-1985	5,419	19.4%
1986-1990	6,010	10.9%
1991-1995	6,599	9.8%
1996-2000	7,322	11.0%
2001-2005	7,385	0.9%
2006-2010	7,454	0.9%
2010-2016	7,784	4.4%

בשנים 1961 עד 1985, ניתן לראות עליה ממוצעת של 13% בפריון על פני 5 שנים. בשנים 1986 עד 2000 רואים עליה ממוצעת בפריון של 10% בחמש שנים, ואילו בתקופה של 2000 עד 2016 הפריון בכל חמש שנים עלה בממוצע 2%. במונחים של גידול פריון ממוצע בשנה: בין 1961 ל-1985 יש גידול שנתי ממוצע של 4.3%, עד לשנת 2000 הפריון גדל בממוצע ב-1.6% בשנה, ואילו משנת 2000 ועד 2016 הפריון גדל בקצב שנתי ממוצע של 0.3% - פחות מאשר עשירית מהגידול השנתי הממוצע בפריון במהלך 25 השנים הראשונות.

היבט נוסף הוא שהפריון במדינות עניות כמו הודו עבר מזמן את הפריון בחלק מהמדינות העשירות כמו ארצות הברית ואוסטרליה. דבר זה מצביע על כך שלפחות בחלק מהמקומות בעולם - במדינות עשירות כמו ארצות הברית ואוסטרליה - תנאי גידול לא נוחים לחיטה או גורמים אחרים כמו מחסור במים, מהווים חסם גדול יותר יחסית לחסמים אחרים כמון גישה להון תעשייתי או שכלולים בטכנולוגיה. הודו ענייה בהרבה מאוסטרליה, אבל היא הצליחה להשיג את הפריון באוסטרליה כבר בסוף שנות ה-60. מאז 1979 הפריון באוסטרליה ובהודו המשיך לגדול, אבל חרף היתרון של האוסטרלים בגישה למשאבים, הון תעשייתי, הון אנושי, מחקר חקלאי, ושימוש בטכנולוגיות כמו דשן כימי, טרקטורים, חומרי הדברה, הנדסה גנטית ועוד, האוסטרלים לא הצליחו להגיע לפריון של ההודים מאז שנה זו. מגמה דומה מתרחשת כיום בין הודו לבין ארצות הברית.

לפי הרעיון של תרומה שולית פוחתת לטכנולוגיה, ניתן לצפות כי הגידול בפריון במדינות עשירות יראה כמו דבשת של גמל - עליה מהירה בתחילה ולאחר מכן עליה מתונה יותר. לעומת זאת במדינות עניות כמו הודו יראה כגידול סיגמואידי ויהיה קשה יותר לראות ירידה כזו. בתחילה יהיה גידול מסויים בפריון, בגלל שהטכנולוגיה בהודו מושפעת מהשיפורים הטכנולוגיים בפריון בשאר העולם, אבל גידול זה יחסם על ידי מחסור בהון תעשייתי ו/או הון אנושי - לדוגמה על ידי מחסור בדשן איכותי או מחסור בקווי השקייה חסכוניים. עם הזמן מגבלה זו תרד בחשיבותה בעקבות צמיחה כלכלית של הודו ואז ניתן לצפות לגידול מהיר יותר של הפריון. בהמשך יואט היבט זה והפריון יחזור לגדול בקצב איטי יותר כאשר הוא מושפע רק מהשינויים הטכנולוגיים. דבר זה מקשה על בחינת ההשערה במדינות עניות יותר שעוברות צמיחה כלכלית.

השלכות של הגדלת הפריון החקלאי

השלכות כלכליות וחברתיות

פריון חקלאי גבוה, ביחידות של טונה לדונם הוא הכרחי לשם גידול אוכלוסין וכן לשם שמירה על אוכלוסיה גדולה. פריון חקלאי גבוה מהווה תמריץ להגדיל את מספר הילדים בכל משפחה שכן בטווח הקצר הוא מוריד את מחירי המזון. אם מתרחשת ירידה בפריון החקלאי מסיבה כלשהי, לדוגמה בעקבות מחלה חקלאית, מלחמה, המלחת קרקע או שינוי אקלימי, עלולה להיווצר ירידה בבטחון תזונתי ורעב המוני. השלכות אחרות של היבטים אלה (ירידה פתאומית בפריון החקלאי או בשטח החקלאי הכולל) כוללות אי שקט חברתי, מרידות של פועלים, מרידות איכרים, הפלת משטרים, הפיכות, מלחמות אזרחים, מלחמות וכיוצא בזה. ראו דוגמאות היסטוריות בספר התמוטטות כמו במקרים של דעיכת האימפריה השומרית, איי הפסחא, האנסאזי, בני המאיה, התיישבות הנורדים בגרינלנד, רעב תפוחי האדמה באירלנד, רקע סביבתי חברתי למלחמת האזרחים בסוריה ועוד. אמצעים להגעה לפריון חקלאי גבוה עלולים להיות נעילה טכנולוגית - קל להיכנס אבל קשה לצאת - משום שקל להגדיל את האוכלוסייה במהירות עם הגידול בפריון החקלאי, אבל ירידה בכמות האוכלוסייה לרמות קודמות היא דבר איטי או אלים.

פריון חקלאי גבוה מוריד את מחירי המזון ולכן יכול לשנות העדפות של צרכנים בתחום המזון ואת היחסים בתחום החקלאות. דוגמה אחת היא שפריון חקלאי גבוה מוריד את עלות המזון ולכן מייצר תמריץ למכירת מזון מעובד וכן להאכלת בעלי חיים בתוצרת חקלאית. פירוש הדבר שמזון מהחי ומזון מעובד הם זולים יותר וצריכתם עולה. היבטים אלה מהווים בזבוז מזון מחד ויש להם גם השפעות בריאותיות וסיבתיות, אבל הם יכולים להוות גם באפר או אמצעי חוסן בפני סיכון של ירידה פתאומית בפריון החקלאי. היבט נוסף של עליית הפריון החקלאי הוא שינוי בהכנסות של חקלאים מול יצרני מזון ושל חקלאים קטנים מול גדולים ולכן שינוי בהרכב ובפרנסה של שווקים אלה.

פריון חקלאי גבוה הוא תנאי הכרחי לשם התמחות כלכלית. אחוז האנשים שאינם עובדים בחקלאות תלויה בפריון החקלאי, אם כי ביחידות לא שגרתיות של טונות תוצרת חקלאית (או קלוריות) לאדם לשנה. הגדלת הפריון החקלאי ביחידות של טונות תוצרת חקלאית ביחס לדונם לשנה מגדילה גם את הפריון ביחידות של דונם לאדם, כל עוד לא מתחשבים בהשפעה אפשרית של גידול הפריון על גידול האוכלוסין. יש לשים לב כי בטווח הארוך, ייתכן שגידול בפריון ביחידות של טונות לשנה יגרור גידול אוכלוסין, אפילו במידה תקטין את הפריון החקלאי ביחס לכמות האוכלוסייה (קיימת טענה של ג'ארד דיימונד כי דבר זה התרחש בהקשר של המהפכה הנאוליתית).

במשך אלפי שנים, עד למהפכה התעשייתית ומהפכות המיכון בחקלאות והמהפכה הירוקה שהתלוו לה, עסקה רוב האוכלוסייה האנושית בגידול מזון. פגיעה בכמות האנרגיה הזמינה לחקלאות או ייקורה, ייקור או צמצום מיכון בחקלאות (כמו גם הפקת דשן כימי וחומרי הדברה) או פגיעה אחרת בפריון החקלאי (לדוגמה עקב שינוי אקלים או מחלות חקלאיות או מגבלות של מים או שימושי קרקע), יובילו לכך שאחוז קטן יותר מהאוכלוסייה יוכל להמשיך לעבוד בתעשייה ושירותים. היות וכל אדם יכול להתמחות רק במספר מוגבל של נושאים, פירוש הדבר הוא ירידה בהתמחות הכלכלית. לכן פריון חקלאי גבוה, הבנוי על יסודות של מיכון החקלאות, אנרגיה זולה וכן על ידע חקלאי הוא תנאי הכרחי לקיום של התמחות כלכלית, בכל ענפי התעשייה והשירותים (שאינם חקלאות).

עליה בפריון החקלאי ביחס לכמות האוכלוסייה פירושה גם מזון זול יותר (כל עוד אין מעבר לתזונה בשרית יותר) ויצירת עודף ביקוש לדברים שאינם מזון - כלומר למוצרי תעשייה ושירותים. ביקוש זה יחד עם ההתמחות הכלכלית פירושם צמיחה כלכלית.

השלכות על רווחה וזכויות של בעלי חיים

פרקטיקות רבות שנועדו להגדיל את הפריון של בעלי חיים חושפות את בעלי החיים לסבל, מוות מוקדם, מחלות ועוד. הדבר כולל הרג של זכרים כשהם אפרוחים או עגלים, סירוס, חיים קצרים עבור תרנגולות מטילות ועבור פרות חולבות, הרבעה בכוח, כליאה במכלאות, כלובי סוללה, הפרדת עגלים מאימותיהם, פיטום אווזים ועוד. חלק מהפרקטיקות הן משחר החקלאות (לדוגמה עיבור פרות) וחלקן קשור יותר לחקלאות תעשייתית (לדוגמה כלובי סוללה, פיטום ועוד) מסיבות אלה פעילי זכויות בעלי חיים מטיפים לצמחונות ולטבעונות.

השלכות בריאותיות

חלק גדול מהשיטות המודרניות המשמשות בחקלאות תעשייתית להגדלת הפריון החקלאי הן בעלות השלכות בריאותיות שחלקן יכול להיות סיכון בריאותי חמור.

• מתן אנטיביוטיקה לעופות ולפרות במינון נמוך אבל באופן נרחב, הוא בעל השלכות בריאותיות חמורות מאוד שכן שכן הוא תורם מרכזי בפיתוח עמידות לאנטיביוטיקה מצד חיידקים הן בקרב בעלי חיים והן באדם. כיום נעשים מאמצים ברחבי העולם למנוע מתן אנטיביוטיקה לבעלי חיים בצורה קטגורית ומעבר לחלוקה באמצעות טיפול סלקטיבי. סיכון בריאותי אחד הוא שאריות תרופות בחיות עלולות ליצור זיהום במזון.
• פרקטיקות רבות שנועדו להגדיל את הפריון של בעלי חיים או לחסוך בעלויות, חושפות את בעלי החיים לסיכוני תחלואה במחלות זיהומיות בגלל צפיפות יתר וסטרס. חלק ממחלות אלה עלולות להגיע לבני האדם בצורה של זיהום במזון או דרך הדבקה בין מינים. הדבר כולל בין היתר סלמונלה ומחלת הפרה המשוגעת.
• חלק מחומרי ההדברה הם חומר מסרטן לבעלי חיים ולאדם. חומרי ההדברה יוצרים גידולים סרטניים בקרב עובדי הדברה וחקלאים הנחשפים לחומרים אלה, ואולי גם בקרב אוכלוסיות כפריות. חומרי ההדברה עלולים לגרום גם לבעיות בריאותיות אחרות כגון פרקינסון עקב זיהום מים. שאריות חומרי הדברה בירקות ובפירות וכן הצטברות שלהם במעלה שרשרת המזון, חשודה ביצירת תחלואה דרך זיהום במזון.
• דשן כימי וכן תערובות לבעלי חיים מכילים לפעמים מתכות כבדות שחלקם (כספית, עופרת וקדמיום) עלולות להצטבר במעלה שרשרת המזון ולהגיע לבני האדם וליצור זיהום במזון. בעיה דומה מתרחשת לגבי חומרים המכילים דיאוקסינים המגיעים למזון בעלי חיים.

השלכות סביבתיות

הספר התמוטטות מבצע ניתוח של היסטוריה סביבתית של מספר חברות פרה-תעשייתיות שעברו קריסה כלכלית וחברתית עקב שילוב של סיבות חברתיות וסביבתיות. ברוב החברות האלה היתה בעיה של הגדלה זמנית של הפריון החקלאי ושל השטחים החקלאיים מעבר ליכולת הנשיאה ארוכת הטווח של מערכות אקולוגיות. הן בקרב בני המאיה והן באנסאזי היו בעיות של חקלאות לא מקיימת- האוכלוסייה גדלה על סמך המזון שהתקבל מחקלאות זו, אבל בהמשך התרחשו יותר ויותר בעיות שצמצמו את מלאי המזון וגרמו לרעב ולכאוס חברתי.

רוב הפרקטיקות התעשייתיות להגברת הפריון הן בעלות השלכות סביבתיות קשות ומסוכנות וחלקן מסכנות את קיום האנושות.

• חומרי הדברה גורמים לזיהום מים, ולזיהום של מערכות אקולוגיות. חלק מחומרי ההדברה מצטברים במעלה שרשרת המזון וגורמים להרעלות בקרב טורפים. לטורפים בראש שרשרת המזון השפעה גדולה על תפקוד המערכת האקולוגית.
• הפקת דשן כימי תלויה בכרייה של אשלג ושל פוספט שהם משאבים מתכלים והיא חשופה למנגנון שיא תפוקת האשלג ושיא תפוקת הזרחן ובטווח הארוך יותר בעיה של דלדול משאבים. בנוסף הפקת האשלג והזרחן משפיעים על מחזור הזרחן ומחזור החנקן שנחשבים גבולות פלנטריים.
• הפקת אמוניה באמצעות לקיחת חנקן מהאוויר מתרחשת באמצעות תהליך האבר-בוש, הדורש כיום גז טבעי שהוא מקור אנרגיה מתכלה וצפוי להגיע לשיא תפוקת הגז קודם לכן. בעקרון, ניתן להשתמש במקור אנרגיה אחר, אבל הדבר דורש השקעת אנרגיה נוספת בתהליכי המרת אנרגיה.
• כריית חומרים כגון זרחן, אשלג, נחושת ועוד חומרים יוצרת בעיות זיהום מים וזיהום קרקע שונות.
• הכרייה של מינרלים ומתכות להפקדת דשן, הפקת חומרי ההדברה, ותפעול הציוד החקלאית תלויים כיום בהספקה של נפט ולכן חשופים להתייקרות עקב שיא תפוקת הנפט ודלדול הנפט. אפשר להשתמש בחלק מהמקרים במקורות אנרגיה אחרים כמו פחם, אבל גם פחם גורם לבעיה דומה - יגיע לשיא תפוקת הפחם.
• השימוש בחומרי הדברה גורם לעיקור הקרקע מחיידקים, תולעים ומיקרו אורגניזמים אחרים שהם חלק ממערכת האקולוגית של הקרקע החקלאית, דבר זה מחייב שימוש תמידי בדשן כימי כדי למלא מלאים אלה.
• טכניקות כמו חריש גורמות לסחף קרקע ברוח ובמים ומפחיתות את כמות השטח החקלאי ואיכותו.
• שימוש בהנדסה גנטית גורר סיכונים אקולוגים ובריאותיים שקשה לחזות אותם מראש. הקושי לחזות סיכון כזה נובע מיכולת נדידה של מקטעים גנטיים בין יצורים שונים בסיוע וירוסים וחיידקים. בניגוד לזיהום כימי שניתן להוציא אותו מתוך הסביבה הטבעית כעבור עשרות או מאות שנים, הצפי הוא שזיהום גנטי שיחדור למערכת יהיה בלתי הפיך.

ראו גם

• המהפכה הירוקה
• הנדסה גנטית
• עמידות לאנטיביוטיקה
• שינוי אקלים וחקלאות
• אובדן קרקע
• שירותי המערכת האקולוגית
• ברוא יערות
• גידול אוכלוסין
• אסון מלתוסיאני
• גבולות לצמיחה
• ניכוס אנושי של ייצור ראשוני נטו
• הנדסה גנטית

קישורים חיצוניים

• פריון חקלאי בוויקיפדיה האנגלית
• faostat אתר הסטטיסטיקה והנתונים של ארגון המזון העולמי כולל מידע על כמות היבולים, פריון חקלאי ביחס לשטח, כמות שטחי הגידול והמחיר לחקלאים
• מפות של ארגון המזון העולמי מציגות מידע על פריון חקלאי ביחס לשטח, כמות הגידולים
• נתונים על פריון דגנים ברחבי העולם הבנק העולמי
• יונתן שחם, של מי האוכל הזה בכלל? הגלובליזציה של המזון באתר העמותה לכלכלה בת קיימא
• Carl F. Jordan‏, An Ecosystem Approach to Sustainable Agriculture: Energy Use Efficiency in the American South

הערות שוליים

חקלאות
רקע: ייצור ראשוני - מחזור הזרחן - מחזור החנקן - קרקע - ציידים לקטים - המהפכה החקלאית - המהפכה הירוקה - חקלאות תעשייתית - פריון חקלאי - שימושי קרקע - דשן - הומוס - צפיפות אוכלוסין פיזיולוגית - חקלאות בישראל
אתגרי קיימות בחקלאות: בליית קרקע - מדבור - משבר המים העולמי - התחממות עולמית - חומרי הדברה - דשן כימי - שיא תפוקת הנפט - שיא תפוקת הזרחן - חקלאות כרות והבער - הנדסה גנטית - השפעות סביבתיות של מזון מהחי - ביטחון תזונתי - נעילה טכנולוגית
חקלאות בת קיימא: חקלאות בת קיימא - אגרואקולוגיה - פרמקלצ'ר - ביו אינטנסיב - טכנולוגיה נאותה - קומפוסט - שמירת זרעים - גידולים משולבים - סיעוף - יערנות חקלאית - קציר מי נגר - מזון אורגני - מזון מקומי - גינה קהילתית - חקלאות נתמכת קהילה - הקרן לביטחון תזונתי - תוכנית אב לחקלאות בת קיימא
ספרים וסרטים: התמוטטות - רובים חיידקים ופלדה - גבולות לצמיחה - תכנית ב' - עולם מלא, צלחות ריקות - מהפיכת הקנה הבודד - הסיוט של דרווין - מלך התירס - עתיד המזון - כוחה של קהילה