Mana yang lebih buruk untuk tanah – pemanen gabungan atau dinosaurus?

Kata-kata yang tidak saya duga akan terbaca dalam makalah ilmiah minggu ini: “Kesamaan massa dan bidang kontak antara kendaraan pertanian modern dan sauropoda menimbulkan pertanyaan: Apa efek mekanistik hewan prasejarah ini terhadap produktivitas Bumi?” Makalah, dari Thomas Keeler dan Danny Orr, mengangkat apa yang mungkin menjadi perhatian utama: Senyawa pertanian telah tumbuh selama beberapa dekade terakhir, ke titik di mana mereka dapat menekan tanah bawah tanah di mana akar tanaman meluas. Hal ini mengancam produktivitas pertanian.

Makalah ini kemudian membandingkan ancaman kompresi dengan yang ditimbulkan oleh hewan terbesar yang pernah berkeliaran di tanah kita: sauropoda.

Krisis besar

Kami pikir tanahnya padat, tetapi celah dan saluran di dalam tanah sangat penting untuk kehidupan tanaman, karena memungkinkan udara dan air mencapai akar. Pemadatan tanah, dalam bentuknya yang ekstrem, menghilangkan semua ruang ini, membuat tanah menjadi kurang cocok untuk tanaman. tekanan sulit untuk dibalik; Diperlukan beberapa dekade aktivitas tanaman dan hewan untuk memecah tanah yang dipadatkan lagi dan membangun kembali ekosistem yang sehat.

Ada banyak peralatan pertanian yang didedikasikan untuk membajak tanah, menghancurkan tanah dan membuatnya lebih permeabel terhadap udara dan air. Tetapi perangkat ini tidak mencapai semua kedalaman itu. Area “bawah permukaan” tetap berada di bawah tanah yang dibajak, tetapi di bawah permukaan tetap berada di dalam area yang digunakan oleh akar tanaman pertanian.

Jelas, memiliki sesuatu yang berat berguling di atas tanah adalah resep mudah untuk memadatkannya. Alat pertanian juga semakin berat, karena alat yang lebih besar menjadi lebih efisien. Pada tahun 1958, berat mesin pemanen gabungan biasanya sekitar 4000 kg. Saat ini, berat rata-rata telah meningkat menjadi lebih dari 35.000 kg. Untuk menghindari penghancuran tanah di bawah ukuran ini, ban dibuat lebih besar, dan berjalan pada tekanan yang lebih rendah, memungkinkan ban menyebar ke area yang lebih luas untuk mengurangi tekanan tanah lapisan atas.

Tetapi gaya dari permukaan diterjemahkan ke bawah permukaan dengan cara yang lebih kecil tergantung pada area di mana gaya tekanan menyebar. Sebaliknya, pada kedalaman tertentu, tegangan sangat bergantung pada massa setiap roda. Dengan demikian, peningkatan massa kombinasi (dan peralatan pertanian lainnya) meningkatkan risiko tanah bawah permukaan menjadi sasaran pemadatan. Efek ini akan sulit dideteksi dan dikoreksi, tetapi dapat menyebabkan hilangnya produktivitas pertanian.

risiko global. Ditambah dinosaurus!

Risiko kompresi tidak terdistribusi secara merata. Daerah yang lebih kering memiliki tekanan air tanah yang lebih sedikit pada mereka dan karena itu kurang berisiko terhadap tekanan. Beberapa negara juga bertani dari petak kecil yang tidak memanfaatkan efisiensi yang ditawarkan oleh mesin besar. Namun, banyak daerah yang berisiko mengalami pemadatan, termasuk Amerika Serikat bagian timur, Australia timur, Argentina, dan sebagian besar Eropa. Secara umum, area ini sesuai dengan yang disarankan oleh studi terpisah untuk memiliki produktivitas yang lebih rendah karena pemadatan tanah. Secara keseluruhan, sekitar 20 persen area pertanian penting berisiko.

Yang membawa kita kembali ke kasus dinosaurus. Sauropoda menjadi jauh lebih besar daripada pemanen terbesar – mungkin mendekati 80.000 kilogram. Bobotnya didistribusikan hanya pada empat ujung, dengan jejak kaki yang hampir identik dengan ban modern (sebaliknya, mesin penuai sering kali memiliki enam ban). Akhirnya, untuk bergerak, sauropoda harus mengangkat setidaknya satu anggota tubuh pada satu waktu. Semua faktor ini digabungkan berarti bahwa sauropoda harus memberi lebih banyak tekanan pada tanah.

Jika peralatan pertanian sekarang menimbulkan risiko kompresi, dinosaurus hampir pasti menyebabkan masalah. Tetapi pada saat yang sama, hewan sebesar ini membutuhkan ekosistem yang berkembang untuk mendukung mereka. “Potensi pemadatan tanah yang signifikan dengan mencari makan sauropoda tampaknya tidak sesuai dengan lahan produktif yang mendukung vegetasi regeneratif untuk memberi makan herbivora prasejarah ini,” kata para peneliti.

Bagaimana kita menjelaskan kontradiksi yang tampak ini? Keeler dan Orr, keduanya spesialis studi pertanian, menggunakan ide yang telah populer di kalangan paleontologi untuk sementara waktu: Apa pun ukuran ini hampir semi-akuatik, karena akan berjuang untuk mendukung ukurannya. Tetapi daripada berbicara dengan ahli paleontologi untuk mendapatkan lebih banyak ide, penulis hanya menyatakan bahwa “menyelesaikan paradoks ini berada di luar cakupan penelitian ini.”

PNAS2022. DOI: 10.1073/pnas.2117699119pnas.org (Tentang DOI).