5173. Тяжелая земледельческая техника серьезно угрожает пахотным землям
Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.
За последние 60 лет механизация помогла улучшить сельское хозяйство и значительно повысить его эффективность. Однако запросы людей и уровень потребления растут, а вместе с ними растет и вес сельхозтехники: комбайны сегодня почти в десять раз тяжелее, чем в 1960-х. В итоге возникла коварная и в основном игнорируемая угроза уплотнения грунта, при котором воздух вытесняется из пор между зернами почвы.
Ученые из Шведского университета сельскохозяйственных наук в Уппсале и Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе подтвердили, что современная сельхозтехника настолько тяжела, что оказывает критические нагрузки на почву, вызывая ее хроническое уплотнение в корневых зонах - ниже уровня обработки - и отрицательно влияя на функционирование. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В исследовании отмечается, что если в конце 1950-х груженые зерноуборочные комбайны весили около 4 тонн, то современные могут весить 36 тонн и более.
Разумеется, современная сельскохозяйственная техника проектируется таким образом, чтобы сберегать почву: шины делают мягкими и широкими, что позволяет сократить удельное давление на грунт. Но это спасает только его поверхностный слой. А вот на более глубоких уровнях, как выяснилось, почва уплотняется настолько, что ее способность производить сельскохозяйственные культуры оказывается под угрозой. Чрезмерное уплотнение также влияет на способность пропускать воду и оказывать другие важные экосистемные “услуги”. И такой негативный эффект длится и накапливается десятилетиями.
“Это может быть одной из причин снижения урожаев и увеличения числа наводнений”, - считает ведущий автор исследования профессор Томас Келлер из Шведского университета сельскохозяйственных наук. Слова ученого приведены в пресс-релизе вуза.
«Уплотнение может произойти за несколько секунд, пока мы едем по земле, но ее восстановление занимает порой десятилетия», - отметил профессор.
В то время как напряжения, действующие на контактную поверхность, оставались практические неизменными в процессе развития сельского хозяйства, напряжения в грунтах распространялись в более глубокие слои и теперь превышают все безопасные пределы. Использовав несколько баз данных с характеристиками комбайнов, тракторов и шин для них, а также информацию о составе почвы и климатических условиях, исследователи создали глобальную карту, показывающую восприимчивость почвы к уплотнению.
Ими подсчитано, что 20% мировой площади пахотных земель подвержены риску хронического уплотнения недр, особенно в регионах, которые играют главную роль в мировом производстве продуктов питания.
Глобальная карта, составленная на основе уровней механизации, размеров ферм, предполагаемого размера сельхозтехники, текстуры почвы и ее влажности. Красным цветом показаны страны с наибольшим риском уплотнения грунтов, зеленым - с наименьшим / © PNAS
Степень уплотнения грунта зависит от конкретной сельхозмашины, ее эксплуатации, а также типа почвы и влажности. Так, фермы в Северной Америке и Европе сталкиваются с наибольшими рисками, поскольку там используют самую крупногабаритную технику, а грунт особенно обеспечен влагой. В зоне наименьшего риска оказались некоторые засушливые регионы - например, запад США, юго-запад Австралии, Саудовская Аравия и юг России.
Изучение влияния техники на землю привело исследователей и к другой мысли. По тяжести современные аграрные машины приближаются к весу самых больших динозавров - зауроподов. Так, знаменитый диплодок, по разным оценкам, весил от 20 до 80 тонн.
По разным оценкам, самые крупные зауроподы - аргентинозавры (хотя на это место есть и другие претенденты) - весили в среднем от 60 тонн, что сопоставимо с весом современного полностью загруженного зерноуборочного комбайна.
"Похоже, никто не задавался вопросом, вызывали ли динозавры уплотнение подпочвы, но, поскольку зауроподы были такими же тяжелыми, как современные сельскохозяйственные машины, мы подумали, что этот вопрос следует изучить", - говорит Томас Келлер.
Можно предположить, что неограниченное “бродяжничество” зауроподов имело бы такие же неблагоприятные последствия для почвенного покрова, как и сегодняшняя сельхозтехника, - пишут авторы работы.
Возможно, гигантские динозавры перемещались по земле таким образом, что это снижало риск уплотнения глубинных слоев почвы? Например, ходили исключительно “фуражировочными” тропами, дотягиваясь до растущей рядом пищи благодаря длинным шеям?- строят предположения авторы исследования.
Источник