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Im Jahr 2014, Jodi DeJong-Hughes bereitete mit anderen Forschern der University of Minnesota (U of M) eine Ausstellung für einen Feldtag vor.
„Wir haben einen Boden mit abwechselnden Sand- und Tonschichten geschaffen, durch den wir einen Scheibenaufreißer gefahren haben. “, erinnert sich der Bodenwissenschaftler von U of M Extension.
Als der Scheibenreißer durch den Boden dampfte, etwas fiel ihnen ins Auge, ähnlich einem glänzenden Penny am Boden eines Schwimmbeckens.
„Wir konnten sehen, wie sich der Boden 8 bis 10 Fuß vor dem Scheibenaufreißer bewegte, " Sie sagt. „Ich wusste, dass der Scheibenreißer Erde bewegte, aber ich dachte nicht, dass es so weit gekommen ist.“
An der Oberfläche, diese kurze Entfernung scheint unbedeutend. Noch, Bodenbewegungen, die Jahr für Jahr durch Hunderte von Bodenbearbeitungsfahrten geprägt sind, summieren sich. In Gebieten mit vergletscherten Hügellandschaften nimmt die Erosion durch Bodenbearbeitung einen beunruhigenden Ton an.
"Im Laufe der Zeit, schwere Bodenverluste entstehen, wenn der Boden durch die Bodenbearbeitung von den Hügelkuppen in den tieferen Boden wandert, “ sagt David Lobb, ein Bodenwissenschaftler der University of Manitoba.
Bodenerosion ruft oft Visionen von blendenden Staubstürmen oder Böden in teerartigen Rinnen hervor. Noch, Bodenverlust durch Bodenbearbeitung kann die durch Wind- und Wassererosion in den Schatten stellen. Eine 1994 von Lobb und anderen Forschern im Südwesten Ontarios durchgeführte Erosionsanalyse ergab, dass die Bodenbearbeitungserosion für mindestens 70 % des gesamten Bodenverlusts verantwortlich war.
„Durch die Bodenbearbeitung wird mehr Boden bewegt als durch Wind- und Wassererosion zusammen, “, sagt Jodi DeJong-Hughes.
Eine 1994 von Lobb und anderen Forschern im Südwesten Ontarios durchgeführte Erosionsanalyse ergab, dass die Bodenbearbeitungserosion für mindestens 70 % des gesamten Bodenverlusts verantwortlich war.
Lange bevor der Streichpflug nur noch ein Schimmer in den Augen von John Deere war, kam die Bodenerosion zum Vorschein. Als der Mensch zum ersten Mal mit einer Hacke bestellte, Boden bewegt.
„Der Boden wurde immer bergab gezogen, nie bergauf, “, sagt Lobb.
Im Laufe der Zeit, Bodenbearbeitung – egal ob mit Hacke oder Maschine – entfernt Mutterboden, besonders in Hanglagen. Haben Sie jemals diese gelben bis weißen Farbtöne auf Hügeln bemerkt, bevor Pflanzen sie überdecken? Dies deutet auf eine Bodenbearbeitung hin, die eine erhöhte Fläche bis zum Untergrund abgestreift hat.
Die Bodenbearbeitungserosion kann sogar den pfannkuchenflachen Boden des Red River Valley in North Dakota und Minnesota beeinträchtigen.
„Selbst auf sogenanntem Flachland, Bodenbearbeitung füllt Oberflächenabläufe im Feld mit Erde, “, sagt Lobb. „Google Earth oder Luftbilder können auf den Feldern, auf denen der Boden durch die Bodenbearbeitung bewegt wurde, diagonale Grate zeigen.“
Bodenverluste durch Bodenbearbeitungserosion können erschreckend sein. DeJong-Hughes zitiert eine USDA-ARS-Studie 2002-2006 bei Morris, Minnesota, wo ein Scharpflug stark erodierbare Land (HEL)-Hänge bearbeitet.
In 2003, der durch die Bodenbearbeitung entstandene Erosionsverlust von 27 Tonnen pro Acre pro Jahr war fast 5½-mal so hoch wie der natürliche Verlust von 5 Tonnen pro Acre pro Jahr.
In 2003, der durch die Bodenbearbeitung entstandene Erosionsverlust von 27 Tonnen pro Acre pro Jahr war fast 5½-mal so hoch wie der natürliche Verlust von 5 Tonnen pro Acre pro Jahr. Bodenerosion kann dann Wind- und Wassererosion auslösen.
„Sobald die Bodenbearbeitung erfolgt, Wind und Regen können den Boden beim Ablösen bewegen, “ sagt Dave White, der von 2009 bis 2013 als NRCS-Chef diente. Dies wirkt sich sowohl auf flaches als auch auf hügeliges Land negativ aus. Das ist in der USDA-ARS-Studie passiert.
„Als Wasser im Gullybereich (des Feldes) einzog, Erosion erhöhte sich um weitere 9 Tonnen pro Morgen, “, sagt DeJong-Hughes. "So, 36 Tonnen pro Hektar Boden und Jahr wurden bewegt. In diesen Bereichen, wir bekamen 45-Scheffel-pro-Morgen-Weizen. Der Bauer bewirtschaftete im Grunde den Untergrund. Der Phosphor, Kalium, und organisches Material in diesen erodierten Gebieten nahm ebenfalls ab.“
3,8 bis 5,7 Die Jahre der wirtschaftlichen Amortisation der Bodenlandschaftswiederherstellung in einer Manitoba-Studie von 2004 bis 2008.
Ein Vorteil ist aufgetaucht. „Auf tiefliegenden Gebieten, 90 Scheffel pro Acre Weizen wurde geerntet, " Sie sagt.
Mehrerträge auf niedrigeren Flächen resultieren nicht immer, obwohl. Auf einem typischen Hang, Bodenbearbeitungserosion kann bis zu einem Meter tief ablagern, Lobb sagt.
„Davon kann die Ernte oft nicht profitieren, " er sagt. Es kann einfach nicht so viel Mutterboden gebrauchen.“
Gewährt, Heutzutage ist das Pflügen von HEL-Böden mit dem Pflügen einer Bank vergleichbar. Die konservierende Bodenbearbeitung gilt heute als Allheilmittel gegen alles, was den Boden belastet. Einige konservierende Bodenbearbeitungswerkzeuge, obwohl, Erosion verschlimmern. Meißelpflügen bei hohen Geschwindigkeiten kann mehr Boden bewegen als Scharpflügen, sagt Lobb.
„Es ist, als würde man mit einem Straßengrader über das Feld fahren, " er sagt.
Direktsaat funktioniert besser. Erwarten Sie nur nicht, dass es in stark erodierten Bereichen Wunder bewirkt.
„Nur das Stoppen der Bodenbearbeitung wird die Situation nicht ändern, “, sagt Lobb. "Es verhindert nur, dass es schlimmer wird."
Trotz seines Namens No-Till verwendet etwas Bodenbearbeitung, um einen Saatpfad zu räumen.
Hochstörende Öffner, wie Hacken und Kehrmaschinen und Spritzeinheiten, Schlüsselbearbeitung, bei der mindestens 50 % der Bodenoberfläche der nachfolgenden Wind- und Wassererosion ausgesetzt sind, sagt Lobb.
„Bei einer störungsfreien Aussaat Wir kratzen immer noch Mutterboden ab, “, sagt Lobb. Er stellt fest, dass einige der frühen kanadischen Direktsaaten überrascht waren, dass in diesen Gebieten keine höheren Erträge erzielt wurden.
„Ertragsverbesserung auf erodierten Kuppen bedeutet, den Boden wieder aufzubauen, “, sagt Lobb. „In diesen Gebieten gab es keine biologische Kapazität, den Boden mit mehr organischem Material aufzubauen. Der Mutterboden wurde abgekratzt.“
Die Landwirte müssen immer noch mit irgendeiner Form der Bodenbearbeitung arbeiten, ob konventionelle Bodenbearbeitung oder leichte Bodenbearbeitung unter Direktsaat.
Immer noch, Kinn hoch. Die folgenden Schritte können die Bodenbearbeitungserosion minimieren. Bei Werkzeugen wie Zwischenfrüchten, Landwirte können sogar damit beginnen, durch Bodenbearbeitung erodierte Flächen wieder aufzubauen.
Mutter Natur brauchte Jahrhunderte, um Mutterboden zu bauen. Es kommt nicht über Nacht zurück. Die Erkenntnis, dass Bodenbearbeitungserosion auftritt, ist der erste Schritt zur Rückgewinnung des Bodens.
„Wenn du die Dinge richtig machst, der Boden kann zurückprallen, “, sagt DeJong-Hughes.
Chinesische Landwirte haben in der Vergangenheit die Bodenbearbeitungserosion bewältigt, indem sie den Boden mit einer Eimerbrigade von niedrigen in höhere Gebiete bewegten.
Nordamerikanische Landwirte können das gleiche Konzept verwenden. „Wie in China, dies bedeutet, dass der Boden von unten nach oben bewegt wird, “ sagt David Lobb, ein Bodenwissenschaftler der University of Manitoba. "Das macht es nur mechanisch."
Bei der Bodenlandschaftsrestaurierung werden Straßenbauschaber verwendet, um den Mutterboden am unteren Ende der Böschungen zu den oberen Böschungen und Hügelkuppen zu bewegen. In vielen Fällen, ein $5, 000 bis 10 $, 000 Schaber, die hinter einem Ackerschlepper gezogen werden, erledigt die Arbeit, sagt Lobb.
Ivan und Brian DeJong, zwei Brüder, die Youngfield Farms Ltd. in der Nähe von Nestleton im Süden Ontarios besitzen, wurden zunächst durch Mähdrescher-Ertragsmonitore auf sinkende Erträge in den Hanglagen hingewiesen. Die Messwerte zeigten Erträge auf den durch Bodenbearbeitung erodierten Seitenbergen an, die 50 % des durchschnittlichen Feldertrags betrugen.
So, mit einem an einem Traktor angehängten Schaber, Sie bewegten 2 bis 3 Zoll Mutterboden am Fuße der Hügel zu den Seitenhügeln. Der Ertragsdurchschnitt auf gemilderten Hängen wurde von 60 % des Felddurchschnitts auf 90 % des Felddurchschnitts nach vier Jahren auf ihrem Weizen gezoomt, Mais, und Sojabohnen.
„Wir sind davon überzeugt, dass es funktioniert, wir planen, diese Methode immer dann anzuwenden, wenn wir neue Farmen aufnehmen, “, sagt Ivan DeJong.
Die DeJongs bewegen typischerweise den Boden nach der Weizenernte Anfang August. „Das ist eine Zeit, in der es normalerweise trockener ist und wir weniger (Verdichtungs-)Schäden anrichten, " er sagt.
Risiko besteht. „Starker Regen kann den Boden den Hügel hinunterspülen, “, sagt DeJong. Die Brüder reduzieren dieses Risiko, indem sie eine Zwischenfrucht mit Durchfallweizen anbauen, Bodenbearbeitung Radieschen, und österreichische Wintererbsen.
Die Erfahrungen der DeJongs stimmen mit den Erkenntnissen überein, die Lobb und andere Bodenwissenschaftler gemacht haben. Eine groß angelegte Feldstudie von 2004 bis 2006 in rollenden Feldern im Südwesten von Manitoba verglich vier Felder, in denen die Bodensanierung mit Kontrollgebieten verglichen wurde. Bodenbearbeitungserodierte Seitenberge, zu denen 4 Zoll unten liegender Oberboden hinzugefügt wurde, hatten:
An drei sekundären Standorten die Ertragssteigerung lag im Bereich von 10 % bis 133% im Vergleich zu Kontrollparzellen.
Mindererträge in Gebieten, in denen Mutterboden abgetragen wird, sind ein Risiko. In der Manitoba-Studie obwohl, dies geschah nur an einem von drei Standorten, an denen dies überwacht wurde. Gesamt, die durchschnittlichen Felderträge waren in sanierten Standorten höher als in kontrollierten, sagt Lobb.
„Es ist eine der kosteneffektivsten Landbewirtschaftungspraktiken, die wir haben. “, sagt Lobb.
