Сельскохозяйственные машины теперь весят почти столько же, сколько самые тяжелые динозавры. Почему это проблема

Что общего между современным комбайном и диплодоком?

Кажется, одним из ответов могут быть их большие следы на почве.

Новое исследование, проведенное исследователями из Швеции и Швейцарии, показало, что сегодня вес сельскохозяйственной техники приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, — зауроподов.

Изображенные в виде гигантского дружелюбного «вегетарианца» в фильме «Парк Юрского периода», зауроподы были самыми большими из динозавров.

Считалось, что самые тяжелые из них весят около 60 тонн, что соответствует весу полностью нагруженного зерноуборочного комбайна.

Тракторы и другая техника, используемая на фермах, за последние 60 лет стали чрезвычайно тяжелыми по мере распространения интенсивного крупномасштабного сельского хозяйства.

Сегодня комбайн почти в десять раз тяжелее, чем в 1960-х годах.

Вес животных или машин имеет значение, потому что почвы могут выдержать только определенное давление, прежде чем они станут хронически уплотненными.

Они могут не выглядеть так, но почвы — это экосистемы, содержащие хрупкие структуры — поры и пути, которые позволяют воздуху циркулировать, а воде достигать корней растений и других организмов.

Шины, копыта животных и человеческие ступни оказывают давление, сдавливая поры не только на поверхности, но и глубже.

Уплотнение почвы может сократить рост растений и урожай, а также увеличить риск наводнений, поскольку вода быстрее стекает с земли и достигает водоемов.

Ученые, участвовавшие в новом исследовании, изучили, какое уплотнение вызывают эти гигантские сельскохозяйственные машины, и сравнили это с зауроподами, жившими более 66 миллионов лет назад. Они обнаружили, что оба являются большими виновниками уплотнения.

Под давлением

Исследование показывает, что по мере роста веса сельскохозяйственной техники размеры шин также увеличиваются, регулируя площадь контакта между транспортным средством и почвой, чтобы уменьшить давление на поверхность и помочь избежать погружения.

Похоже, что животные эволюционировали с похожей стратегией — увеличивая размер ноги с весом, чтобы не утонуть в почве.

В целом давление на поверхность почвы оставалось довольно постоянным, поскольку сельскохозяйственная техника набирала вес. Но авторы предполагают, что нагрузки на почву продолжают увеличиваться ниже поверхности и проникают глубже по мере того, как транспортные средства (или животные) становятся тяжелее.

Сельскохозяйственная техника сегодня (и зауроподы прошлого) теперь настолько тяжелы, что непоправимо уплотняют почву ниже первых 20 см, где она не обрабатывается.

Помимо ограничения того, насколько глубоко корни сельскохозяйственных культур могут расти в поисках воды и питательных веществ глубже в почве, это также может создать условия с низким содержанием кислорода, которые неблагоприятны для растений или организмов, с которыми они делят почву.

Куда обедали динозавры?

Это создает «парадокс зауроподов», как его называют исследователи.

Динозавры и нагрузки, передаваемые через их ноги, были настолько велики, что они, вероятно, причинили значительный подземный ущерб почвам, где бы они ни бродили, потенциально лишив почву способности поддерживать растения и экосистемы, на которые они полагались как на источник пищи.

Изображение зауроподов, широко бродящих и свободно добывающих пищу, как показано в Парке Юрского периода, кажется маловероятным, поскольку они оказали бы неустойчивое влияние на окружающую среду.

Так как же они выжили?

Ученые, стоящие за исследованием, предполагают, что они, возможно, придерживались протоптанных троп, ограничивая свое влияние, просматривая навес своими длинными шеями. Как именно зауропод мог жить в равновесии с почвой, пока остается загадкой.

Большая пища для размышлений

Более насущная проблема заключается в том, как сегодня совместить уплотнение почвы сельскохозяйственными машинами с устойчивым производством продуктов питания.

Риск уплотнения почвы зависит от типа техники и способа ее использования, а также от типа почвы и связанной в ней влаги.

По оценкам исследования, 20% пахотных земель во всем мире подвержены высокому риску потери продуктивности из-за уплотнения недр современными сельскохозяйственными машинами, причем самые высокие риски наблюдаются в Европе и Северной Америке, где относительно влажно и есть больше крупных ферм, использующих самые большие машины.

Очевидно, что это проблема пахотных ландшафтов, но проблема также распространяется на пастбища, где силос прессуется в тюки, и на городские ландшафты, где движение строительных машин по зеленым насаждениям плохо контролируется.

Авторы призывают внести изменения в конструкцию техники, чтобы помочь сохранить структуру почвы. Мы предлагаем другой вариант.

Чтобы уменьшить их воздействие на почву, мы могли бы уменьшить потребность в таких больших машинах, в первую очередь, выращивая продукты питания с помощью машин меньшего размера на небольших участках земли, особенно в зонах повышенного риска.

Поиск способов разрушить обширные монокультурные ландшафты имеет смысл по многим другим причинам. Например, поля с полевыми цветами, живые изгороди и деревья могут способствовать улавливанию углерода, управлению качеством воды и поддержанию биоразнообразия.

Почва может выдержать только определенное давление – будь то уплотнение или другие угрозы, такие как непрерывный сбор урожая, эрозия или загрязнение. Люди должны действовать, чтобы уменьшить нагрузку на почву, иначе мы рискуем пойти по пути динозавров.

Авторы Джесс Дэвис, Джон Куинтон, Ланкастерский университет.

Источник: Разговор.