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 — грузоподъемность 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. Это усиливает ее эрозию и снижает урожайность.
Ученые из Шведского университета сельскохозяйственных наук в Уппсале и Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, подтвердили, что современная сельхозтехника, по весу сравнимая с четвероногими растительноядными динозаврами зауроподами, 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.
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. Представьте, если бы эти гигантские ящероногие безжалостно топтали пахотные земли, утрамбовывая до тех пор, пока из почвы не выдавливалась бы большая часть воздуха и воды.
«Уплотнение может произойти за несколько секунд, пока мы едем по земле, но ее восстановление занимает порой десятилетия», — отметил профессор Томас Келлер, ведущий автор исследования.
По словам ученых, 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.
«Мы обнаружили, что 20% мировой площади пахотных земель подвержены риску хронического уплотнения недр, особенно в регионах, которые играют главную роль в мировом производстве продуктов питания. Поскольку вес современных сельскохозяйственных машин приближается к весу зауроподов, возникают вопросы о потенциальном воздействии этих гигантов на продуктивность земли. <…> Мы предполагаем, что неограниченное “бродяжничество” зауроподов имело бы такие же неблагоприятные последствия для пашни, как и сегодняшняя сельхозтехника», — пишут авторы работы.
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.
Автор: Мария Азарова
Заглавное фото: Зерноуборочный комбайн / © Flickr
