Pada tahun 2014, Jodi DeJong- Hughes menyiapkan pameran hari lapangan dengan peneliti Universitas Minnesota (U of M) lainnya.
“Kami menciptakan tanah dengan lapisan pasir dan tanah liat bergantian di mana kami menjalankan ripper disk, ” kenang ilmuwan tanah U of M Extension.
Saat ripper disk dikukus melalui tanah, sesuatu menarik perhatian mereka, mirip dengan uang receh di dasar kolam renang.
“Kami bisa melihat tanah bergerak 8 sampai 10 kaki di depan ripper disk, " dia berkata. “Saya tahu ripper cakram memindahkan tanah, tapi saya tidak berpikir itu memindahkannya sejauh itu. ”
Di permukaan, bahwa jarak pendek tampaknya tidak signifikan. Belum, gerakan tanah yang dipicu oleh ratusan perjalanan pengolahan tanah dari tahun ke tahun bertambah. Erosi oleh pengolahan tanah menimbulkan gangguan di daerah dengan lanskap berbukit glaciated.
"Lembur, kehilangan tanah yang parah akibat tanah bergerak dari puncak bukit ke tanah yang lebih rendah melalui pengolahan tanah, ” kata David Lobb, seorang ilmuwan tanah Universitas Manitoba. Erosi tanah sering memunculkan visi badai debu yang menyilaukan atau tanah yang terperosok dalam parit seperti tar. Belum, kehilangan tanah yang disebabkan oleh pengolahan tanah dapat mengerdilkan erosi angin dan air. Sebuah analisis erosi tahun 1994 oleh Lobb dan peneliti lain di barat daya Ontario menemukan erosi pengolahan tanah menyumbang setidaknya 70% dari total hilangnya tanah.
'' Lebih banyak tanah yang digerakkan oleh erosi pengolahan tanah daripada gabungan erosi angin dan air, ’’ kata Jodi DeJong-Hughes.
Sebuah analisis erosi tahun 1994 oleh Lobb dan peneliti lain di barat daya Ontario menemukan erosi pengolahan tanah menyumbang setidaknya 70% dari total hilangnya tanah.
Pengikis sembunyi-sembunyi
Erosi pengolahan tanah muncul jauh sebelum bajak moldboard hanya tampak berkilauan di mata John Deere. Ketika manusia pertama kali menggarap cangkul, tanah dipindahkan.
“Tanah selalu ditarik ke bawah lereng, tidak pernah naik, ” kata Lob.
Lembur, pengolahan tanah – baik dengan cangkul atau mesin – mengupas lapisan tanah atas, khususnya pada lahan miring. Pernah memperhatikan rona kuning hingga putih di puncak bukit sebelum tanaman menutupinya? Ini menunjukkan pengolahan tanah yang telah melucuti area yang ditinggikan sampai ke lapisan tanah bawah.
Erosi pengolahan tanah bahkan dapat berdampak pada tanah datar-panekuk di Lembah Sungai Merah di Dakota Utara dan Minnesota.
“Bahkan di tanah datar, pengolahan tanah akan mengisi saluran permukaan di lapangan dengan tanah, ” kata Lob. “Google Earth atau gambar udara dapat menunjukkan punggungan diagonal di bidang-bidang di mana tanah telah dipindahkan oleh pengolahan tanah.”
Kehilangan tanah yang diakibatkan oleh erosi pengolahan tanah bisa sangat mengejutkan. DeJong-Hughes mengutip studi USDA-ARS 2002-2006 di Morris, minnesota, di mana bajak moldboard mengolah lereng yang sangat mudah tererosi (HEL).
Di 2003, kerugian erosi olah tanah 27 ton per acre per tahun hampir 5½ kali lipat dari kerugian alami 5 ton per acre per tahun.
Di 2003, kerugian erosi olah tanah 27 ton per acre per tahun hampir 5½ kali lipat dari kerugian alami 5 ton per acre per tahun. Erosi pengolahan tanah kemudian dapat memicu erosi angin dan air.
“Setelah pengolahan tanah dilakukan, angin dan hujan dapat menggerakkan tanah karena terlepas, ” kata Dave Putih, yang menjabat sebagai kepala NRCS 2009-2013. Hal ini berdampak negatif baik tanah datar dan berbukit. Itulah yang terjadi dalam studi USDA-ARS.
“Ketika air di daerah parit (ladang) masuk, erosi meningkat lagi 9 ton per hektar, ” kata DeJong-Hughes. "Jadi, 36 ton per hektar tanah per tahun dipindahkan. Di daerah-daerah ini, kami mendapatkan gandum 45 gantang per acre. Petani pada dasarnya bercocok tanam di bawah tanah. Fosfor, kalium, dan bahan organik di daerah yang terkikis juga berkurang.”
3,8 hingga 5,7 Tahun pengembalian ekonomi untuk restorasi lanskap tanah dalam studi Manitoba 2004 hingga 2008.
Satu keuntungan muncul. “Di daerah dataran rendah, 90 gantang per hektar gandum dipanen, " dia berkata.
Peningkatan hasil di daerah yang lebih rendah tidak selalu menghasilkan, meskipun. Pada kemiringan yang khas, Erosi pengolahan tanah dapat menyimpan lapisan tanah atas hingga kedalaman satu meter, kata Lobb.
“Tanaman sering tidak dapat mengambil manfaat dari itu, " dia berkata. Itu tidak bisa menggunakan tanah lapisan atas sebanyak itu.”
Tidak ada perbaikan cepat
Diberikan, moldboard membajak tanah HEL hari ini mirip dengan merampok bank. Pengolahan tanah konservasi sekarang dilihat sebagai obat mujarab untuk semua tanah yang sakit. Beberapa alat olah tanah konservasi, meskipun, memperburuk erosi. Pembajakan pahat dengan kecepatan tinggi dapat memindahkan lebih banyak tanah daripada pembajakan moldboard, kata Lobb.
“Ini seperti membawa road grader ke lapangan, " dia berkata.
Tidak-sampai bekerja lebih baik. Hanya saja, jangan berharap itu menghasilkan keajaiban di area yang terkikis tinggi.
“Hanya menghentikan pengolahan tanah tidak akan mengubah situasi, ” kata Lob. "Itu hanya menghentikannya agar tidak bertambah buruk."
Meskipun namanya, no-till menggunakan beberapa pengolahan tanah untuk membersihkan jalur benih.
Pembuka gangguan tinggi, seperti cangkul dan sapu dan unit injeksi, pengolahan tanah utama yang menyisakan setidaknya 50% permukaan tanah yang terkena erosi angin dan air berikutnya, kata Lobb.
“Dengan penyemaian gangguan tinggi, kami masih mengikis lapisan tanah atas, ” kata Lob. Dia mencatat beberapa petani Kanada awal terkejut bahwa hasil yang lebih tinggi tidak menghasilkan di daerah ini.
“Meningkatkan hasil panen di puncak bukit yang terkikis berarti membangun kembali tanah, ” kata Lob. “Tidak ada kapasitas biologis di daerah itu untuk membangun tanah dengan lebih banyak bahan organik. Tanah lapisan atas dikikis.”
Apa yang harus dilakukan?
Petani masih harus bertani menggunakan beberapa bentuk pengolahan tanah, apakah itu pengolahan tanah konvensional atau pengolahan tanah ringan yang dilakukan tanpa pengolahan tanah.
Tetap, angkat dagu. Langkah-langkah berikut dapat meminimalkan erosi olah tanah. Dalam hal alat-alat seperti tanaman penutup, petani bahkan mungkin mulai membangun kembali daerah yang terkikis oleh olah tanah.
Monitor hasil studi dan peta. Pemantau hasil dan peta dapat menunjukkan dengan tepat di mana erosi olah tanah terjadi. “Jika Anda melihat pola hasil (lebih rendah) yang sama dari tahun ke tahun di area tersebut, mereka dapat membantu Anda menentukan apakah erosi pengolahan tanah adalah masalahnya, ” kata Lob.
Pelan - pelan. Penanaman dan pengolahan tanah dengan cepat mempercepat kerja lapangan, tetapi mereka memicu erosi pengolahan tanah. ''Naik dan turun puncak bukit dengan kecepatan sangat tinggi, seperti 10 sampai 15 mph, akan menghancurkan pemandangan, ’’ kata Lobb.
Stabilkan kecepatan Anda. “Ketika Anda melihat variasi besar kecepatan medan, Kehilangan tanah yang besar dapat terjadi, ” kata Lob. Itu lebih mudah diucapkan daripada dilakukan di tanah bergulir. Mengolah atau menanam menanjak memperlambat kecepatan implement. Sementara itu, mengolah atau menanam menuruni bukit meningkatkannya. “Anda akan selalu memindahkan lebih banyak tanah ke bawah, ” kata Lob. Hal ini ditambah dengan fakta bahwa peringkat daya untuk peralatan pengolahan tanah sering dievaluasi di tanah datar, kata Lobb. Di dunia nyata dari tanah bergulir, peringkat berjalan miring, dia berkata. Teknologi membantu. Alat GPS dapat membantu menentukan kecepatan yang bervariasi. “Anda dapat melihat apakah Anda membuat masalah saat bergerak naik dan turun di lapangan, ” kata Lob. Petani dapat menggunakan data waktu nyata ini untuk mempertahankan kecepatan tetap dengan lebih baik, dia menambahkan.
Kedalaman pengolahan tanah yang bervariasi. Itulah premis di balik teknologi TruSet Tillage John Deere. TruSet mengambil data dari peta lapangan dan hasil untuk membuat resep pengolahan tanah yang secara otomatis menyesuaikan kedalaman pengolahan tanah. TruSet dapat secara otomatis menyesuaikan untuk pengolahan tanah yang kurang intens di lereng dan pengolahan tanah yang lebih dalam di tanah yang lebih berat dan area dengan residu tinggi, kata Jarred Karnei, Manajer pemasaran produk John Deere. TruSet cocok untuk delapan unit Deere yang mengolah tanah melalui ripping, budidaya lapangan, finishing mulsa, disket, penggarapan vertikal, dan aplikasi nutrisi.
Pindahkan residu, bukan tanah. Meskipun no-till tidak dapat memulihkan atau memperbaiki daerah yang tidak memiliki tanah lapisan atas, dapat melestarikan lapisan tanah atas yang ada. Tidak sampai menggunakan pembuka disk ganda yang dikombinasikan dengan pengocok sampah bekerja paling baik, kata Lobb. Berikan perhatian khusus pada pengaturan pembersih baris, kata Steve Berger, seorang Wellman, rendah, petani. “Saat menjalankan pembersih baris, memindahkan residu dan bukan tanah, " dia berkata. “Banyak erosi terjadi karena pengaturan pembersih baris yang tidak benar.”
Membangun kembali tanah. “Setelah Anda berhenti mengaduk tanah melalui pengolahan tanah, menanam tanaman penutup tanah untuk meningkatkan bahan organik, ” kata Berger. Dia mulai berkecimpung dengan tanaman keras dan tanaman penutup pada tahun 1970-an. “Dengan tidak mengolah dan tanaman penutup, Saya memiliki lingkungan baru di bawah tanah, " dia berkata. Pendekatan ini telah memacu hifa (proyeksi seperti rambut) jamur mikoriza arbuskular di tanah dan akar untuk menghasilkan zat lengket yang disebut glomalin. Konsentrasi glomalin yang tinggi membantu menstabilkan agregat tanah dan meningkatkan struktur tanah. Ini membantu tanah berfungsi lebih baik untuk menanam tanaman, kata Berger.
Jangan menyerah
Ibu Alam membutuhkan waktu berabad-abad untuk membangun lapisan tanah atas. Itu tidak akan kembali dalam semalam. Menyadari bahwa erosi olah tanah terjadi adalah langkah pertama untuk mereklamasi tanah.
“Jika Anda melakukan hal-hal dengan benar, tanah bisa bangkit kembali, ” kata DeJong-Hughes.
Memulihkan lanskap
Petani Cina secara historis mengelola erosi pengolahan tanah dalam memindahkan tanah dari daerah rendah ke daerah yang lebih tinggi dengan brigade ember.
Petani Amerika Utara dapat menggunakan konsep yang sama. “Sama seperti di Cina, ini memerlukan pemindahan tanah dari bawah ke atas, ” kata David Lobb, seorang ilmuwan tanah Universitas Manitoba. "Ini hanya melakukannya secara mekanis."
Restorasi lanskap tanah menggunakan pengikis konstruksi jalan untuk memindahkan lapisan tanah atas di bagian bawah lereng ke lereng atas dan puncak bukit. Dalam banyak kasus, $5, 000 hingga $10, 000 scraper ditarik di belakang traktor lapangan melakukan pekerjaan, kata Lobb.
Bergerak ke Atas
Ivan dan Brian DeJong, dua bersaudara yang memiliki Youngfield Farms Ltd. dekat Nestleton di Ontario selatan, pertama kali diberi tahu tentang penurunan hasil di lereng bukit dengan menggabungkan pemantau hasil. Pembacaan menunjukkan hasil di lereng yang terkikis oleh pengolahan tanah adalah 50% dari hasil rata-rata di lapangan.
Jadi, menggunakan scraper yang disambungkan ke traktor, mereka memindahkan 2 sampai 3 inci tanah lapisan atas di dasar bukit ke sisi bukit. Rata-rata hasil di lereng yang dimitigasi diperbesar dari 60% rata-rata ladang menjadi 90% dari rata-rata ladang setelah empat tahun menanam gandum, Jagung, dan kedelai.
“Kami sangat yakin bahwa itu berhasil, kami berencana untuk menggunakan metode ini setiap kali kami mengambil peternakan baru, ” kata Ivan DeJong.
Keluarga DeJong biasanya memindahkan tanah setelah panen gandum pada awal Agustus. “Itu adalah saat di mana biasanya lebih kering dan kami melakukan lebih sedikit kerusakan (pemadatan), " dia berkata.
Risiko ada. “Hujan lebat dapat membasuh tanah kembali menuruni bukit, ” kata DeJong. Saudara-saudara mengurangi risiko ini dengan memelihara tanaman penutup gandum sukarela, mengolah lobak, dan kacang polong musim dingin Austria.
Pengalaman keluarga DeJong sependapat dengan temuan yang dibuat oleh Lobb dan ilmuwan tanah lainnya. Sebuah studi lapangan skala besar tahun 2004 hingga 2006 di lahan bergilir di Manitoba barat daya membandingkan empat lahan di mana restorasi tanah dibandingkan dengan area kontrol. Sisi bukit yang terkikis oleh olah tanah yang ditambahkan 4 inci lapisan tanah atas memiliki:
Munculnya tanaman lebih cepat.
Populasi tanaman yang lebih besar – 60% lebih besar.
Hasil yang lebih besar mulai dari peningkatan 31% pada tahun pertama hingga 64% pada tahun berikutnya di satu lokasi utama.
Di tiga situs sekunder, peningkatan hasil berkisar antara 10% sampai 133% dibandingkan dengan plot kontrol.
Penurunan hasil di daerah di mana lapisan tanah atas dihilangkan merupakan risiko. Dalam studi Manitoba, meskipun, ini terjadi hanya di salah satu dari tiga lokasi di mana ini dipantau. Keseluruhan, rata-rata hasil lapangan lebih tinggi di lokasi yang direnovasi daripada yang dikontrol, kata Lobb.
“Ini adalah salah satu praktik pengelolaan lahan paling hemat biaya yang kami miliki, ” kata Lob.
