Co je pro půdu horší – kombajny nebo dinosauři?

Slova, která jsem nečekal, že si přečtu ve vědecké práci z tohoto týdne: „Podobnost hmoty a kontaktní plochy mezi moderními zemědělskými vozidly a sauropody vyvolává otázku: Jaký byl mechanický účinek těchto prehistorických zvířat na produktivitu Země?“ Článek od Thomase Keelera a Dannyho Orra upozorňuje na to, co může být hlavním problémem: Zemědělské směsi se za posledních několik desetiletí rozrostly do bodu, kdy mohou stlačit podzemní půdu, kde sahají kořeny plodin. To představuje hrozbu pro produktivitu zemědělství.

Článek pak srovnává hrozbu stlačení s hrozbou, kterou představuje největší zvíře, které kdy se potulovalo po naší zemi: sauropodi.

Velká krize

Myslíme si, že půda je pevná, ale mezery a kanály v půdě jsou nezbytné pro život rostlin, protože umožňují vzduchu a vodě dostat se ke kořenům. Zhutnění půdy ve své extrémní podobě zbaví všech těchto prostorů, čímž se půda stává méně vhodnou pro rostliny. tlak je obtížné zvrátit; Opětovné rozbití utužené půdy a obnovení zdravého ekosystému může trvat desítky let rostlinné a živočišné činnosti.

Existuje mnoho zemědělských strojů určených k orání půdy, rozmělňování země a její větší propustnosti pro vzduch a vodu. Ale toto zařízení nedosahuje takové hloubky. „Podpovrchová“ oblast zůstává pod oranou půdou, ale pod povrchem zůstává dobře uvnitř oblasti využívané kořeny zemědělských rostlin.

Je zřejmé, že když se po zemi převaluje něco těžkého, je to snadný recept na její zhutnění. Zemědělská technika je také stále těžší, protože větší technika se stala účinnější. V roce 1958 byla hmotnost typického kombajnu asi 4000 kg. Dnes tato průměrná hmotnost narostla na více než 35 000 kg. Aby se předešlo drcení půdy pod touto velikostí, jsou pneumatiky vyrobeny větší a jezdí s nižším tlakem, což umožňuje pneumatice rozšířit se na větší plochu, aby se snížil tlak v ornici.

Síly z povrchu se však pod povrchem přenášejí menším způsobem v závislosti na oblasti, ve které se tlaková síla šíří. Místo toho v určitých hloubkách jsou napětí vysoce závislá na hmotnosti každého kola. Zvýšená hmotnost kombajnů (a dalšího zemědělského vybavení) jako taková zvyšuje riziko zhutnění podpovrchové půdy. Tento efekt bude obtížné odhalit a napravit, ale může vést ke ztrátě zemědělské produktivity.

globální rizika. Navíc dinosauři!

Rizika komprese nejsou rovnoměrně rozložena. Sušší oblasti mají menší tlak na spodní vodu, a jsou proto méně náchylné k tlaku. Některé země také hospodaří na malých pozemcích, které nevyužívají výhody, které nabízejí velké stroje. Mnoho oblastí je však ohroženo zhutněním, včetně východních Spojených států, východní Austrálie, Argentiny a velké části Evropy. Obecně tyto oblasti dobře odpovídají oblastem navrženým v samostatné studii, které mají nižší produktivitu v důsledku zhutnění půdy. Celkově je ohroženo asi 20 procent důležitých zemědělských oblastí.

Což nás přivádí zpět k případu dinosaurů. Sauropodi se stali mnohem většími, než dokonce i největší kombajny – možná blízko 80 000 kilogramů. Jejich hmotnost byla rozložena pouze na čtyři konce, se stopami téměř identickými jako u moderních pneumatik (naproti tomu žací stroje mají často šest pneumatik). Nakonec, aby se sauropod mohl pohnout, musel zvednout alespoň jednu končetinu najednou. Všechny tyto faktory dohromady znamenaly, že sauropodi museli vyvíjet větší tlak na půdu.

Jestliže nyní farmářské vybavení představovalo riziko stlačení, dinosauři téměř jistě způsobovali problémy. Ale zároveň zvířata této velikosti vyžadovala prosperující ekosystém, který by je podporoval. „Potenciál pro významné zhutnění půdy hledáním potravy pro sauropody se zdá být neslučitelný s produktivními zeměmi, které podporovaly obnovenou vegetaci, aby krmila tyto prehistorické býložravce,“ říkají vědci.

Jak vysvětlíme tento zdánlivý rozpor? Keeler a Orr, oba specialisté na zemědělská studia, se uchýlili k myšlence, která byla nějakou dobu populární v paleontologických kruzích: Cokoli této velikosti bylo téměř polovodní, protože by to jen těžko udrželo svou velikost. Ale spíše než mluvit s paleontologem o další nápady, autoři jednoduše prohlásili, že „řešení tohoto paradoxu je mimo rozsah této studie“.

PNAS2022. DOI: 10.1073/pnas.2117699119pnas.org (O DOI).