I vissa områden på fältet utgör jorden på Mark Chitleys gård i North Dakota en särskild utmaning: Salinitet orsakar kemiska reaktioner som hårdnar jordlagren under långa tidsperioder, långsammare vattenrörelser, begränsar rotpenetration och i slutändan minskar skördarna. Detta fenomen kallas "Dödens ringar".
Enligt Tom DeSutter, professor i markvetenskap vid North Dakota State University (NDSU), kommer salter vanligtvis in i jorden från moderstenen (från vilken jord bildas) och från grundvatten. I den nordöstra delen av delstaten bildas salter från skiffer och stigande vatten från Dakotaformationens akvifer, medan de i sydvästra North Dakota huvudsakligen bildas från sedimentära material.
"När det finns för mycket natrium i jorden och en generellt låg salthalt stöter lerpartiklarna i jorden bort varandra", konstaterar DeSutter. ”Under naturliga förhållanden, under lång tid, rör sig dispergerade lerpartiklar ner i markprofilen och skapar en pelarstruktur som kan vara ganska svår för växtrötter att tränga in. Så jorden är inte särskilt produktiv."
För att ta itu med dessa problem ingick Cheatley ett samarbete med NDSU Extension för att återställa jordar genom att inkludera rökgasavsvavlingsgips, en biprodukt av kolförbränning. "Problemet blir värre, och jag ser fram emot att se gips vända den trenden," säger Chitley.
Gips är en biprodukt från koleldade kraftverk i västra North Dakota. När det införlivas i jorden uppstår en serie kemiska reaktioner där kalcium "fungerar som en brygga mellan jordpartiklar och främjar kemisk aggregation", förklarar Naeem Kalvar, en jordspecialist med NDSU Extension, som hjälper Cheatley att återställa svåra jordar. "Detta resulterar i förbättrad markstruktur, markporositet och vatteninfiltration."
Användningen av gips - tillsammans med andra markläkande metoder som täckgrödor, som Chitley kommer att testa för första gången i år - är avsedd att bekämpa soloneter, salta kärr och salthaltiga jordar, samt förbättra jordens allmänna hälsa.
Dessa ansträngningar kan rädda regionens bönder miljontals dollar, sa Kalvar, särskilt i de mest utsatta grödorna som sojabönor, majs, vårvete och raps. Det kommer att ta år för Chitley och hans grannar att se fördelarna med de produkter och metoder de introducerar.
På Chitley-gården rekommenderade Kalvar att applicera 7 till 10 ton gips per hektar. Chitley köpte en Chandler-spridare för användning i saltvattenområden och köper gips för cirka 4 dollar per ton från en fabrik i Stanton, North Dakota. Produkten har "konsistensen av vått mjöl och sprider sig inte bra från konventionell gödselutrustning", konstaterar Chitley.
Det finns andra metoder för att mjuka upp salthaltiga jordar. Bland dem är att plantera fleråriga salttoleranta gräs i områden där ettåriga grödor helt enkelt inte kommer att växa. Bönder kan spara mellan $82 och $187 per acre, sa Kalvar. Även om odlare måste betala i förskott för gräs det första året, kommer de att växa tillbaka på egen hand under efterföljande säsonger.
"Genom att ge bra vegetationstäcke kommer fleråriga gräs att minska avdunstningen, medan växande rötter hjälper till att sänka grundvattenytan och minimera kapillärstigningen", säger Kalvar. "Bönder kan klippa hö eller beta dessa gräs och kan tjäna lite pengar, inte bara förlora pengar på nödställda tunnland. När de klipps vid rätt tidpunkt ger dessa gräs bra hö."
För tillfället planterar Chitley inte fleråriga gräs. Han är fokuserad på att utvärdera fördelarna med gips och täckgrödor samtidigt som han fortsätter att förbättra potentialen i sin gårds jord.