在田地的某些區域,Mark Chitley 位於北達科他州的農場的土壤面臨著特殊的挑戰:鹽度會引起化學反應,使土壤層長時間硬化,減緩水分運動,限制根系滲透,並最終降低作物產量。 這種現像被稱為“死亡之環”。
根據北達科他州立大學 (NDSU) 土壤科學教授 Tom DeSutter 的說法,鹽分通常從母岩(形成土壤)和地下水進入土壤。 在該州的東北部,鹽分由頁岩和達科他組含水層的上升水形成,而在北達科他州西南部,鹽分主要由沉積物質形成。
“當土壤中鈉含量過多且鹽含量總體偏低時,土壤中的粘土顆粒會相互排斥,”DeSutter 指出。 “在自然條件下,在很長一段時間內,分散的粘土顆粒會沿著土壤剖面向下移動,形成一種植物根部很難穿透的柱狀結構。 所以土壤的生產力不是很高。”
為了解決這些問題,Cheatley 與 NDSU Extension 合作,通過加入煙氣脫硫石膏(燃煤的副產品)來恢復土壤。 “問題越來越嚴重,我期待看到石膏扭轉這一趨勢,”奇特利說。
石膏是北達科他州西部燃煤電廠的副產品。 NDSU Extension 的土壤專家 Naeem Kalvar 解釋說,當加入土壤時,會發生一系列化學反應,其中鈣“充當土壤顆粒之間的橋樑並促進化學聚集”,他幫助 Cheatley 恢復困難的土壤。 “這會改善土壤結構、土壤孔隙度和水滲透。”
石膏的使用——以及其他土壤修復方法,如覆蓋作物,奇特利今年將首次試驗——旨在對抗獨奏網、鹽沼和鹽漬土,並改善整體土壤健康。
Kalvar 說,這些努力可以為該地區的農民節省數百萬美元,特別是在風險最大的作物上,如大豆、玉米、春小麥和油菜。 Chitley 和他的鄰居需要數年時間才能看到他們所引入的產品和方法的好處。
在 Chitley 農場,Kalvar 建議每英畝施用 7 至 10 噸石膏。 Chitley 購買了一台用於鹽鹼區的 Chandler 吊具,並以每噸 4 美元的價格從北達科他州斯坦頓的一家工廠購買了石膏。 該產品具有“濕麵粉的稠度,並且不能從傳統的施肥設備中很好地傳播,”奇特利指出。
還有其他方法可以軟化鹽漬土。 其中包括在一年生作物根本不會生長的地區種植多年生耐鹽草。 Kalvar 說,農民每英畝可以節省 82 到 187 美元。 儘管種植者必須在第一年為草支付前期費用,但在隨後的季節中,它們將自行重新生長。
“通過提供良好的植被覆蓋,多年生草會減少蒸發,而生長的根將有助於降低地下水位並最大限度地減少毛細血管上升,”Kalvar 說。 “農民可以割乾草或放牧這些草,並且可以賺取一些收入,而不僅僅是在陷入困境的土地上賠錢。 如果在合適的時間切割,這些草可以成為很好的干草。”
目前,奇特利不種植多年生草本植物。 他專注於評估石膏和覆蓋作物的益處,同時繼續提高農場土壤的潛力。