در برخی از مناطق مزرعه، خاک مزرعه مارک چیتلی در داکوتای شمالی مشکل خاصی را ایجاد می کند: شوری باعث واکنش های شیمیایی می شود که لایه های خاک را در مدت زمان طولانی سخت می کند، حرکت آب را کند می کند، نفوذ ریشه را محدود می کند و در نهایت عملکرد محصول را کاهش می دهد. این پدیده "حلقه های مرگ" نامیده می شود.
به گفته تام دی ساتر، استاد علوم خاک در دانشگاه ایالتی داکوتای شمالی (NDSU)، نمک ها معمولاً از سنگ مادر (که خاک از آن تشکیل می شود) و از آب های زیرزمینی وارد خاک می شوند. در قسمت شمال شرقی این ایالت، نمک ها از شیل و آب بالارونده از آبخوان سازند داکوتا تشکیل می شوند، در حالی که در جنوب غربی داکوتای شمالی عمدتاً از مواد رسوبی تشکیل می شوند.
دی ساتر خاطرنشان می کند: «زمانی که سدیم بیش از حد در خاک وجود داشته باشد و نمک کلی آن کم باشد، ذرات رس موجود در خاک یکدیگر را دفع می کنند. در شرایط طبیعی، در طی یک دوره زمانی طولانی، ذرات رس پراکنده به سمت پایین نیمرخ خاک حرکت میکنند و ساختاری ستونی ایجاد میکنند که میتواند برای ریشههای گیاه بسیار دشوار باشد. بنابراین خاک چندان مولد نیست.»
برای رسیدگی به این مسائل، چیتلی با NDSU Extension برای احیای خاک ها با ترکیب گچ گوگرد زدایی گازهای دودکش، محصول جانبی احتراق زغال سنگ، شریک شد. چیتلی میگوید: «مشکل در حال بدتر شدن است، و من مشتاقانه منتظرم که گچ این روند را معکوس کند.
گچ محصول جانبی نیروگاه های زغال سنگ در غرب داکوتای شمالی است. نعیم کلوار، متخصص خاک با توسعه NDSU، که به چیتلی کمک میکند تا خاکهای سخت را احیا کند، توضیح میدهد که وقتی در خاک گنجانده میشود، یک سری واکنشهای شیمیایی رخ میدهد که در آن کلسیم «به عنوان پل بین ذرات خاک عمل میکند و باعث تجمع شیمیایی میشود». "این منجر به بهبود ساختار خاک، تخلخل خاک و نفوذ آب می شود."
استفاده از گچ - همراه با سایر روشهای ترمیم خاک مانند محصولات پوششی، که چیتلی برای اولین بار امسال آزمایش میکند - برای مبارزه با سولونیتها، شورهزارها و خاکهای شور و همچنین بهبود سلامت کلی خاک در نظر گرفته شده است.
کلوار گفت که این تلاش ها می تواند میلیون ها دلار برای کشاورزان منطقه صرفه جویی کند، به ویژه در محصولات در معرض خطر مانند سویا، ذرت، گندم بهاره و کلزا. سال ها طول می کشد تا چیتلی و همسایگانش مزایای محصولات و روش هایی را که معرفی می کنند ببینند.
در مزرعه چیتلی، کلوار توصیه کرد که 7 تا 10 تن گچ در هر جریب اعمال شود. چیتلی یک پخش کننده چندلر را برای استفاده در مناطق شور خریداری کرد و گچ را به قیمت حدود 4 دلار در هر تن از کارخانه ای در استانتون، داکوتای شمالی خریداری کرد. چیتلی خاطرنشان می کند: این محصول دارای قوام آرد مرطوب است و به خوبی از تجهیزات کودهای معمولی پخش نمی شود.
روش های دیگری نیز برای نرم کردن خاک های شور وجود دارد. از جمله کاشت علف های چند ساله مقاوم به نمک در مناطقی است که محصولات یکساله به سادگی رشد نمی کنند. کلوار گفت که کشاورزان می توانند بین 82 تا 187 دلار در هر هکتار پس انداز کنند. اگرچه تولیدکنندگان باید در سال اول برای علفها هزینه پرداخت کنند، اما در فصول بعدی خود به خود رشد میکنند.
کلوار میگوید: «با ایجاد پوشش گیاهی خوب، علفهای چند ساله تبخیر را کاهش میدهند، در حالی که ریشههای در حال رشد به پایین آمدن سطح آب و به حداقل رساندن افزایش مویرگها کمک میکنند». کشاورزان میتوانند یونجه را بچینند یا این علفها را چراند و میتوانند مقداری درآمد داشته باشند، نه اینکه فقط در هکتارهای مضطرب ضرر کنند. وقتی در زمان مناسب بریده می شوند، این علف ها یونجه خوبی می سازند.»
در حال حاضر، چیتلی علف های چند ساله نمی کارد. او بر ارزیابی مزایای گچ و محصولات پوششی تمرکز دارد و در عین حال به بهبود پتانسیل خاک مزرعه خود ادامه می دهد.