Toprak için hangisi daha kötü – biçerdöverler mi yoksa dinozorlar mı?

Bu haftaki bilimsel makalede okumayı beklemediğim sözler: “Modern tarım araçları ve sauropodlar arasındaki kütle ve temas alanındaki benzerlik şu soruyu gündeme getiriyor: Bu tarih öncesi hayvanların Dünya’nın üretkenliği üzerindeki mekanik etkisi neydi?” Thomas Keeler ve Danny Orr’ın makalesi, büyük bir endişe kaynağı olabilecek bir konuyu gündeme getiriyor: Tarımsal bileşikler, son birkaç on yılda, ekin köklerinin uzandığı yer altı toprağını sıkıştırabilecekleri noktaya kadar büyüdü. Bu da tarımsal verimliliği tehdit ediyor.

Makale daha sonra sıkıştırma tehdidini, topraklarımızda dolaşan şimdiye kadarki en büyük hayvanın yarattığı tehditle karşılaştırıyor: sauropodlar.

büyük kriz

Toprağın sağlam olduğunu düşünüyoruz, ancak topraktaki boşluklar ve kanallar, hava ve suyun köklere ulaşmasına izin verdiği için bitki yaşamı için çok önemlidir. Aşırı biçimiyle toprak sıkışması, tüm bu alanlardan kurtulur ve araziyi bitkiler için daha az uygun hale getirir. basıncı tersine çevirmek zordur; Sıkıştırılmış toprağı yeniden parçalamak ve sağlıklı bir ekosistemi yeniden kurmak için onlarca yıllık bitki ve hayvan faaliyeti gerekebilir.

Toprağı sürmeye, toprağı parçalamaya ve onu hava ve suya daha geçirgen hale getirmeye adanmış birçok tarım ekipmanı var. Ancak bu cihaz tüm bu derinliğe ulaşmıyor. “Yüzey altı” alan, sürülmüş toprağın altında kalır, ancak yüzeyin altında, tarım bitkilerinin kökleri tarafından kullanılan alan içinde kalır.

Açıkçası, toprağın üzerinde ağır bir şeyin yuvarlanması, onu sıkıştırmak için kolay bir reçetedir. Tarım ekipmanları da giderek ağırlaşıyor çünkü daha büyük ekipmanlar daha verimli hale geldi. 1958’de tipik bir biçerdöverin ağırlığı yaklaşık 4000 kg idi. Bugün, bu ortalama ağırlık 35.000 kg’ın üzerine çıkmıştır. Bu boyutun altındaki toprağı ezmekten kaçınmak için, lastikler daha büyük yapılır ve daha düşük basınçta çalışır, böylece üst toprak basıncını azaltmak için lastiğin daha geniş bir alana yayılması sağlanır.

Ancak yüzeyden gelen kuvvetler, basınç kuvvetinin yayıldığı alana bağlı olarak yüzeyin altına daha az dönüşür. Bunun yerine, bazı derinliklerde, gerilimler büyük ölçüde her bir tekerleğin kütlesine bağlıdır. Bu nedenle, biçerdöverlerin (ve diğer tarım ekipmanlarının) artan kütlesi, yeraltı toprağının sıkışmaya maruz kalma riskini artırır. Bu etkinin tespit edilmesi ve düzeltilmesi zor olacaktır, ancak tarımsal verimlilik kaybına yol açabilir.

küresel riskler. Ayrıca dinozorlar!

Sıkıştırma riskleri eşit olarak dağılmamıştır. Daha kuru bölgeler, üzerlerinde daha az yeraltı suyu baskısına sahiptir ve bu nedenle basınca karşı daha az savunmasızdır. Bazı ülkeler, büyük makinelerin sunduğu verimlilikten yararlanmayan küçük arazilerden de çiftçilik yapıyor. Bununla birlikte, doğu Amerika Birleşik Devletleri, doğu Avustralya, Arjantin ve Avrupa’nın çoğu da dahil olmak üzere birçok alan sıkışma riski altındadır. Genel olarak, bu alanlar, toprak sıkışması nedeniyle daha düşük üretkenliğe sahip olmak için ayrı bir çalışma tarafından önerilenlere uygundur. Genel olarak, önemli tarım alanlarının yaklaşık yüzde 20’si risk altındadır.

Bu da bizi dinozorlar örneğine geri getiriyor. Sauropodlar, en büyük biçerdöverlerden bile çok daha büyük hale geldi – belki de 80.000 kilograma yakın. Ağırlıkları sadece dört uca dağıtıldı ve ayak izleri modern lastiklerinkiyle neredeyse aynıydı (aksine, orak makinelerinin çoğu zaman altı lastiği var). Son olarak, hareket edebilmek için sauropodun her seferinde en az bir uzvunu kaldırması gerekiyordu. Tüm bu faktörlerin bir araya gelmesi, sauropodların toprağa daha fazla baskı yapması gerektiği anlamına geliyordu.

Tarım ekipmanı şimdi bir sıkıştırma riski oluşturuyorsa, dinozorlar neredeyse kesinlikle sorunlara neden oluyordu. Ancak aynı zamanda, bu büyüklükteki hayvanlar, onları desteklemek için gelişen bir ekosisteme ihtiyaç duyuyordu. Araştırmacılar, “Sauropodlar için yiyecek arama yoluyla önemli toprak sıkıştırma potansiyeli, bu tarih öncesi otçulları beslemek için yenilenmiş bitki örtüsünü destekleyen verimli topraklarla uyumsuz görünüyor” diyor.

Bu bariz çelişkiyi nasıl açıklarız? Her ikisi de tarım araştırmaları uzmanı olan Keeler ve Orr, bir süredir paleontolojik çevrelerde popüler olan bir fikre başvurdular: Bu boyuttaki herhangi bir şey neredeyse yarı sudaydı, çünkü boyutunu desteklemekte zorlanıyordu. Ancak daha fazla fikir için paleontologla konuşmak yerine, yazarlar basitçe “bu paradoksu çözmenin bu çalışmanın kapsamı dışında olduğunu” beyan ettiler.

PNAS2022. DOI: 10.1073/pnas.2117699119pnas.org (DOI’ler hakkında).