Wat is slechter voor de bodem – maaidorsers of dinosaurussen?

Woorden die ik niet had verwacht te lezen in het wetenschappelijke artikel van deze week: “De overeenkomst in massa en contactgebied tussen moderne landbouwvoertuigen en sauropoden roept de vraag op: wat was het mechanistische effect van deze prehistorische dieren op de productiviteit van de aarde?” Het artikel, van Thomas Keeler en Danny Orr, roept een mogelijk grote zorg op: agrarische verbindingen zijn de afgelopen decennia zo gegroeid dat ze de ondergrondse grond waar de wortels van gewassen zich uitstrekken, kunnen samendrukken. Dit vormt een bedreiging voor de landbouwproductiviteit.

De krant vergelijkt vervolgens de dreiging van compressie met die van het grootste dier dat ooit over ons land heeft rondgezworven: sauropoden.

De grote crisis

We denken dat de grond stevig is, maar de gaten en kanalen in de grond zijn essentieel voor het plantenleven, omdat ze ervoor zorgen dat lucht en water de wortels kunnen bereiken. Bodemverdichting, in zijn extreme vorm, haalt al deze ruimtes weg, waardoor het land minder geschikt is voor planten. druk is moeilijk om te keren; Het kan tientallen jaren van planten- en dierenactiviteit vergen om verdichte grond weer af te breken en een gezond ecosysteem te herstellen.

Er zijn veel landbouwmachines die bestemd zijn voor het ploegen van de grond, het breken van de grond en het beter doorlaten van lucht en water. Maar zo diep gaat dit apparaat niet. Het “ondergrondse” gebied blijft onder de geploegde grond, maar onder het oppervlak blijft het ruim binnen het gebied dat wordt gebruikt door de wortels van landbouwgewassen.

Het is duidelijk dat het gemakkelijk is om iets zwaars over de grond te laten rollen om het te verdichten. Ook wordt landbouwmaterieel steeds zwaarder, doordat groter materieel efficiënter is geworden. In 1958 was het gewicht van een typische maaidorser ongeveer 4000 kg. Vandaag de dag is dit gemiddelde gewicht gegroeid tot meer dan 35.000 kg. Om te voorkomen dat grond onder deze maat wordt verpletterd, worden banden groter gemaakt en lopen ze met een lagere druk, waardoor de band zich over een groter gebied kan verspreiden om de druk in de bovengrond te verminderen.

Maar krachten van het oppervlak vertalen zich in mindere mate onder het oppervlak, afhankelijk van het gebied waarin de drukkracht zich verspreidt. In plaats daarvan zijn de spanningen op sommige diepten sterk afhankelijk van de massa van elk wiel. Als zodanig verhoogt de toegenomen massa van maaidorsers (en andere landbouwmachines) het risico dat de ondergrond wordt blootgesteld aan verdichting. Dit effect zal moeilijk te detecteren en te corrigeren zijn, maar het kan leiden tot een verlies aan landbouwproductiviteit.

wereldwijde risico’s. Plus de dinosaurussen!

Compressierisico’s zijn niet gelijkmatig verdeeld. Droge regio’s hebben minder grondwaterdruk en lopen daardoor minder risico op overdruk. Sommige landen verbouwen ook op kleine percelen die niet profiteren van de efficiëntie van grote machines. Veel gebieden lopen echter het risico van verdichting, waaronder het oosten van de Verenigde Staten, het oosten van Australië, Argentinië en een groot deel van Europa. Over het algemeen komen deze gebieden goed overeen met de gebieden die in een afzonderlijke studie zijn gesuggereerd om een ​​lagere productiviteit te hebben als gevolg van bodemverdichting. In totaal loopt ongeveer 20 procent van de belangrijke landbouwgebieden gevaar.

Dat brengt ons terug bij het geval van dinosaurussen. Sauropoden werden veel groter dan zelfs de grootste oogstmachines – misschien bijna 80.000 kilogram. Hun gewicht was slechts over vier uiteinden verdeeld, met voetafdrukken die bijna identiek waren aan die van moderne banden (graapers daarentegen hebben vaak zes banden). Ten slotte moest de sauropod, om te bewegen, minstens één ledemaat tegelijk optillen. Al deze factoren samen zorgden ervoor dat sauropoden meer druk op de bodem moesten uitoefenen.

Als landbouwapparatuur nu een risico op compressie vormde, veroorzaakten dinosaurussen vrijwel zeker problemen. Maar tegelijkertijd zouden dieren van deze omvang een bloeiend ecosysteem nodig hebben gehad om hen te ondersteunen. “Het potentieel voor aanzienlijke bodemverdichting door te foerageren naar sauropoden lijkt onverenigbaar met de productieve gronden die regeneratieve vegetatie ondersteunden om deze prehistorische herbivoren te voeden”, zeggen de onderzoekers.

Hoe verklaren we deze schijnbare tegenstelling? Keeler en Orr, beiden specialisten in landbouwstudies, namen hun toevlucht tot een idee dat al een tijdje populair was in paleontologische kringen: alles van deze grootte was bijna semi-aquatisch, omdat het moeite zou hebben om zijn grootte te ondersteunen. Maar in plaats van met de paleontoloog te praten voor meer ideeën, verklaarden de auteurs eenvoudig dat “het oplossen van deze paradox buiten het bestek van deze studie valt.”

PNAS2022. DOI: 10.1073/pnas.2117699119pnas.org (Over DOI’s).