Di beberapa area lapangan, tanah di pertanian Mark Chitley di North Dakota menghadirkan masalah khusus: Salinitas menyebabkan reaksi kimia yang mengeraskan lapisan tanah dalam jangka waktu yang lama, memperlambat pergerakan air, membatasi penetrasi akar, dan pada akhirnya mengurangi hasil panen. Fenomena ini disebut "Cincin Kematian".
Menurut Tom DeSutter, profesor ilmu tanah di North Dakota State University (NDSU), garam biasanya masuk ke tanah dari batuan induk (dari mana tanah terbentuk) dan dari air tanah. Di bagian timur laut negara bagian, garam terbentuk dari serpih dan air naik dari akuifer Formasi Dakota, sedangkan di barat daya North Dakota mereka terbentuk terutama dari bahan sedimen.
“Ketika ada terlalu banyak natrium di tanah dan kandungan garam yang rendah secara keseluruhan, partikel tanah liat di tanah akan saling tolak,” catat DeSutter. “Dalam kondisi alami, dalam jangka waktu yang lama, partikel lempung yang tersebar bergerak ke bawah profil tanah dan menciptakan struktur kolom yang cukup sulit untuk ditembus oleh akar tanaman. Jadi tanahnya tidak terlalu produktif.”
Untuk mengatasi masalah ini, Cheatley bermitra dengan NDSU Extension untuk memulihkan tanah dengan memasukkan gipsum desulfurisasi gas buang, produk sampingan dari pembakaran batu bara. “Masalahnya semakin parah, dan saya menantikan gipsum membalikkan tren itu,” kata Chitley.
Gypsum adalah produk sampingan dari pembangkit listrik tenaga batu bara di North Dakota bagian barat. Ketika dimasukkan ke dalam tanah, serangkaian reaksi kimia terjadi di mana kalsium "bertindak sebagai jembatan antara partikel tanah dan mendorong agregasi kimia," jelas Naeem Kalvar, spesialis tanah dengan NDSU Extension, yang membantu Cheatley memulihkan tanah yang sulit. “Ini menghasilkan struktur tanah yang lebih baik, porositas tanah dan infiltrasi air.”
Penggunaan gipsum — bersama dengan praktik penyembuhan tanah lainnya seperti tanaman penutup tanah, yang akan diuji coba oleh Chitley untuk pertama kalinya tahun ini — dimaksudkan untuk memerangi solonet, rawa-rawa asin, dan tanah salin, serta meningkatkan kesehatan tanah secara keseluruhan.
Upaya ini dapat menghemat jutaan dolar bagi petani di kawasan itu, kata Kalvar, terutama pada tanaman yang paling berisiko seperti kedelai, jagung, gandum musim semi, dan kanola. Chitley dan tetangganya akan membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk melihat manfaat dari produk dan metode yang mereka perkenalkan.
Di pertanian Chitley, Kalvar merekomendasikan penerapan 7 hingga 10 ton gipsum per acre. Chitley membeli penyebar Chandler untuk digunakan di daerah salin dan membeli gipsum seharga sekitar $4 per ton dari pabrik di Stanton, North Dakota. Produk ini memiliki "konsistensi tepung basah dan tidak menyebar dengan baik dari peralatan pupuk konvensional," catat Chitley.
Ada metode lain untuk melunakkan tanah salin. Di antara mereka, menanam rumput tahan garam abadi di daerah di mana tanaman tahunan tidak akan tumbuh. Petani dapat menghemat antara $82 dan $187 per acre, kata Kalvar. Meskipun petani harus membayar di muka untuk rumput pada tahun pertama, mereka akan tumbuh kembali sendiri di musim berikutnya.
“Dengan menyediakan tutupan vegetasi yang baik, rumput abadi akan mengurangi penguapan, sementara akar yang tumbuh akan membantu menurunkan permukaan air dan meminimalkan kenaikan kapiler,” kata Kalvar. “Petani dapat memotong jerami atau menggembalakan rumput-rumput ini dan dapat memperoleh penghasilan, tidak hanya kehilangan uang pada hektar yang tertekan. Ketika dipotong pada waktu yang tepat, rerumputan ini menjadi jerami yang bagus."
Saat ini, Chitley tidak menanam rumput abadi. Dia fokus mengevaluasi manfaat gipsum dan tanaman penutup sambil terus meningkatkan potensi tanah pertaniannya.