在田地的某些区域,Mark Chitley 位于北达科他州的农场的土壤面临着特殊的挑战:盐度会引起化学反应,使土壤层长时间硬化,减缓水分运动,限制根系渗透,并最终降低作物产量。 这种现象被称为“死亡之环”。
根据北达科他州立大学 (NDSU) 土壤科学教授 Tom DeSutter 的说法,盐分通常从母岩(形成土壤)和地下水进入土壤。 在该州的东北部,盐分由页岩和达科他组含水层的上升水形成,而在北达科他州西南部,盐分主要由沉积物质形成。
“当土壤中钠含量过多且盐含量总体偏低时,土壤中的粘土颗粒会相互排斥,”DeSutter 指出。 “在自然条件下,在很长一段时间内,分散的粘土颗粒会沿着土壤剖面向下移动,形成一种植物根部很难穿透的柱状结构。 所以土壤的生产力不是很高。”
为了解决这些问题,Cheatley 与 NDSU Extension 合作,通过加入烟气脱硫石膏(燃煤的副产品)来恢复土壤。 “问题越来越严重,我期待看到石膏扭转这一趋势,”奇特利说。
石膏是北达科他州西部燃煤电厂的副产品。 NDSU Extension 的土壤专家 Naeem Kalvar 解释说,当加入土壤时,会发生一系列化学反应,其中钙“充当土壤颗粒之间的桥梁并促进化学聚集”,他帮助 Cheatley 恢复困难的土壤。 “这会改善土壤结构、土壤孔隙度和水渗透。”
石膏的使用——以及其他土壤修复方法,如覆盖作物,奇特利今年将首次试验——旨在对抗独奏网、盐沼和盐渍土,并改善整体土壤健康。
Kalvar 说,这些努力可以为该地区的农民节省数百万美元,尤其是在风险最大的作物上,如大豆、玉米、春小麦和油菜。 Chitley 和他的邻居需要数年时间才能看到他们引入的产品和方法的好处。
在 Chitley 农场,Kalvar 建议每英亩施用 7 至 10 吨石膏。 Chitley 购买了用于盐碱区的 Chandler 吊具,并以每吨 4 美元的价格从北达科他州斯坦顿的一家工厂购买了石膏。 该产品具有“湿面粉的稠度,并且不能从传统的肥料设备中很好地扩散,”奇特利指出。
还有其他方法可以软化盐渍土。 其中包括在一年生作物根本不会生长的地区种植多年生耐盐草。 Kalvar 说,农民每英亩可以节省 82 到 187 美元。 尽管种植者必须在第一年为草支付前期费用,但它们将在随后的季节自行生长。
“通过提供良好的植被覆盖,多年生草会减少蒸发,而生长的根将有助于降低地下水位并最大限度地减少毛细血管上升,”Kalvar 说。 “农民可以割干草或放牧这些草,并且可以赚取一些收入,而不仅仅是在陷入困境的土地上赔钱。 如果在合适的时间剪草,这些草就会成为很好的干草。”
目前,奇特利不种植多年生草本植物。 他专注于评估石膏和覆盖作物的益处,同时继续提高农场土壤的潜力。