In sommige delen van het veld vormt de grond op de boerderij van Mark Chitley in North Dakota een bijzonder probleem: het zoutgehalte veroorzaakt chemische reacties die de bodemlagen gedurende een lange periode verharden, de waterbeweging vertragen, de wortelpenetratie beperken en uiteindelijk de gewasopbrengsten verminderen. Dit fenomeen wordt de "Rings of Death" genoemd.
Volgens Tom DeSutter, hoogleraar bodemkunde aan de North Dakota State University (NDSU), komen zouten typisch de grond binnen vanuit het moedergesteente (waaruit de bodem wordt gevormd) en uit het grondwater. In het noordoostelijke deel van de staat worden zouten gevormd uit schalie en stijgend water uit de Dakota Formation aquifer, terwijl ze in het zuidwesten van North Dakota voornamelijk worden gevormd uit sedimentaire materialen.
"Als er te veel natrium in de bodem is en een algemeen laag zoutgehalte, stoten de kleideeltjes in de bodem elkaar af", merkt DeSutter op. “Onder natuurlijke omstandigheden verplaatsen verspreide kleideeltjes zich gedurende een lange periode door het bodemprofiel en creëren een zuilvormige structuur die voor plantenwortels heel moeilijk kan zijn om binnen te dringen. De grond is dus niet erg productief.”
Om deze problemen aan te pakken, werkte Cheatley samen met NDSU Extension om de bodem te herstellen door rookgasontzwavelingsgips op te nemen, een bijproduct van de verbranding van steenkool. "Het probleem wordt erger en ik kijk ernaar uit om gips die trend te zien omkeren", zegt Chitley.
Gips is een bijproduct van kolencentrales in het westen van Noord-Dakota. Wanneer het in de bodem wordt opgenomen, vindt er een reeks chemische reacties plaats waarbij calcium "werkt als een brug tussen bodemdeeltjes en chemische aggregatie bevordert", legt Naeem Kalvar uit, een bodemspecialist bij NDSU Extension, die Cheatley helpt bij het herstellen van moeilijke bodems. “Dit leidt tot een verbeterde bodemstructuur, bodemporositeit en waterinfiltratie.”
Het gebruik van gips - samen met andere bodemgenezende methoden zoals bodembedekkers, die Chitley dit jaar voor het eerst zal uitproberen - is bedoeld om solonetten, kwelders en zoute bodems te bestrijden en de algehele gezondheid van de bodem te verbeteren.
Deze inspanningen kunnen de boeren in de regio miljoenen dollars besparen, zei Kalvar, vooral in de meest risicovolle gewassen zoals sojabonen, maïs, zomertarwe en koolzaad. Het zal jaren duren voordat Chitley en zijn buren de voordelen zien van de producten en methoden die ze introduceren.
Op de boerderij in Chitley adviseerde Kalvar 7 tot 10 ton gips per hectare aan te brengen. Chitley kocht een Chandler-strooier voor gebruik in zoute gebieden en koopt gips voor ongeveer $ 4 per ton van een fabriek in Stanton, North Dakota. Het product heeft "de consistentie van nat meel en verspreidt zich niet goed van conventionele kunstmestapparatuur", merkt Chitley op.
Er zijn andere methoden om zoute gronden zachter te maken. Onder hen het planten van meerjarige zouttolerante grassen in gebieden waar eenjarige gewassen gewoon niet groeien. Boeren kunnen tussen $ 82 en $ 187 per hectare besparen, zei Kalvar. Hoewel telers in het eerste jaar vooraf moeten betalen voor grassen, groeien ze in de daaropvolgende seizoenen vanzelf weer aan.
"Door een goede vegetatiebedekking te bieden, zullen overblijvende grassen de verdamping verminderen, terwijl groeiende wortels de grondwaterspiegel helpen verlagen en capillaire stijging minimaliseren", zegt Kalvar. "Boeren kunnen hooi maaien of deze grassen laten grazen en kunnen wat inkomen verdienen, niet alleen geld verliezen op noodlijdende hectaren. Als ze op het juiste moment worden gemaaid, zijn deze grassen goed hooi.”
Op dit moment plant Chitley geen meerjarige grassen. Hij is gefocust op het evalueren van de voordelen van gips en bodembedekkers, terwijl hij het potentieel van de bodem van zijn boerderij blijft verbeteren.