La Fondazione Geologica del Paesaggio Agricolo del Midwest

Gli Stati Uniti del Midwest producono una quota sostanziale del mais, dei soia, del grano e del bestiame. Questa produttività non è accidentale. È derivante da un complesso gioco di clima, topografia e, criticamente, la geologia sottostante. Le rocce sedimentarie che formano il fondamento della regione hanno rotto nel corso dei millenni per creare i terreni che gli agricoltori dipendono. Il tipo di roccia sedimentaria coltivata in una data posizione determinano le strutture minerali.

La comprensione dei tipi di roccia sedimentaria è quindi essenziale per chiunque sia coinvolto nell'agricoltura del Midwest. Gli agricoltori, gli agronomisti e i gestori di terra che afferrano la base geologica dei loro campi possono prendere decisioni migliori sulla selezione delle colture, le pratiche di lavorazione, l'applicazione dei fertilizzanti e la gestione dell'acqua.

Tipi di roccia sedimentaria maggiore nel Midwest

Il contorno del Midwest è prevalentemente sedimentario, posto durante le epoche Paleozoiche e Mesozoiche, quando i mari poco profondi ricoprivano gran parte del continente. I tre tipi di roccia più influenti sono calcare, scisto e arenaria.

Limestone

Il limestone è composto principalmente da carbonato di calcio (CaCO3), che si accumula dalle conchiglie e dagli scheletri di organismi marini. È uno dei tipi più comuni di roccia di roccia del Midwest, in particolare nelle parti meridionali dell'Indiana, dell'Ohio, dell'Illinois, e in Kentucky e del Missouri.

Shale

Lo scisto è una roccia sedimentaria finemente granulata formata da argilla compattata e da limoni. È diffusa nel Midwest, soprattutto in aree che una volta erano bacini marini profondi. L'alto contenuto di argilla di Shale gli dà bassa permeabilità, il che significa che le acque si disperdono lentamente attraverso la roccia.

Sandstone

Le forme di arenaria provenienti da grani di sabbia cementati, tipicamente quarzo. È comune in parti del Midwest superiore, tra cui Wisconsin, Minnesota e Michigan. Le condizioni di arenaria per produrre terreni grezzi, ben disegnati che si riscaldano rapidamente in primavera. Questi terreni hanno bassa ritenzione di nutrienti e bassa capacità di irrigazione e fertilizzazione, che richiedono frequenti irrigazione e fertilizzazione in molti casi.

Dolomite

La dolomite è simile al calcare ma contiene carbonato di magnesio oltre al carbonato di calcio. È comune nella regione dei Grandi Laghi e nelle parti del Midwest centrale. I suoli derivati da dolomite tendono ad essere alcalini e ricchi di magnesio. Mentre questo può essere utile, alti livelli di magnesio rispetto al calcio può talvolta causare dispersione del suolo e infiltrazioni di acqua ridotta.

Come le rocce sedimentarie Formano le proprietà del suolo

L'influenza delle rocce sedimentarie sul suolo va oltre il semplice contenuto minerale. La struttura fisica della roccia determina la distribuzione delle dimensioni delle particelle del terreno risultante, che a sua volta colpisce tutto dalla penetrazione della radice all'attività microbica.

pH del terreno e disponibilità Nutriente

In questi terreni, la disponibilità di fosforo è tipicamente buona, e micronutrienti come il ferro, lo zinco e il manganese possono essere meno disponibili. In contrasto, lo scisto e la pietra arenaria producono terreni acidi che possono avere abbondanti micronutrienti, ma possono richiedere l'applicazione di calce per aumentare il pH per le colture che preferiscono condizioni neutre.

Texture e drenaggio del suolo

Sabbia produce terreni sabbiosi con ampi spazi di poro, consentendo un rapido movimento dell'acqua e una buona aerazione. Questi terreni si asciugano rapidamente e sono inclini a leaching. Shale produce terreni argillosi con piccoli spazi di poro, portando a lento drenaggio e potenziale deglutizione.

Materia organica e Sequestrazione di carbonio

I terreni di sabbia sono più bassi per la decomposizione e la lenta struttura, che li rende efficaci per lo stoccaggio del carbonio. I terreni di sabbia hanno una minore importanza organica a causa di una rapida decomposizione e leaching. I terreni derivati da limestone cadono tra loro, a seconda delle condizioni di drenaggio locale. Il contenuto di materia organica influenza non solo la fertilità ma anche la capacità del suolo di mantenere l'umidità e il supporto microbenefici.

Adeguamenti agricoli nelle regioni arrotondate

Gli agricoltori hanno riconosciuto a lungo che la terra sotto i loro piedi detta ciò che possono fare. La geologia sedimentaria del Midwest ha plasmato regioni agricole distinte, ognuna con la sua serie di migliori pratiche.

Regioni in pietra: Il cuore della cintura di mais

La classica cintura di mais, che si estende attraverso l'Illinois centrale, l'Indiana, l'Ohio e in Iowa, si trova in gran parte su terreni derivati dal calcare. Questi terreni sono naturalmente fertili e ben disegnati, supportando alti rendimenti di grano e soia. Gli agricoltori in queste aree spesso praticano continui rotazioni di mais o di soia di mais con il minimo bisogno di limatura.

Regioni dello Shale: La cintura di latticini e foraggio

Le aree con terreni derivati dallo shale, come le parti dell'Ohio orientale, della Pennsylvania occidentale e dell'Indiana meridionale, spesso sostengono l'agricoltura casearia e la produzione di foraggio. I terreni di argilla pesanti conservano bene l'umidità, rendendoli adatti per le erbe e l'alfafa. Tuttavia, questi terreni sono difficili da lavorare quando bagnati, quindi gli agricoltori devono tempo operazioni di campo con attenzione.

Regioni di arenaria: Specialità Croppe e Piccoli Gragni

I suoli sabbiosi derivati da arenaria in Wisconsin, Michigan e Minnesota sono ben adatti a colture che richiedono un buon drenaggio e temperature del suolo calde. Le patate, carote, cipolle e altre verdure sono comuni in queste aree. I piccoli cereali come grano, orzo e avena anche svolgono bene. Gli agricoltori in regioni di arenaria devono applicare fertilizzanti più frequentemente perché i nutrienti si legano rapidamente.

Regioni: frutteti e specialità croppe

I suoli derivati da dolomite nella regione dei Grandi Laghi, in particolare nel Michigan e nel Wisconsin, sostengono la produzione di frutta, comprese le mele, le ciliegie e le uve. Il contenuto di pH e magnesio alcalino può essere stimolante, ma con una corretta gestione, questi suoli producono frutta di alta qualità.

Strategie di gestione del suolo per i calzini derivati dal suolo

La gestione efficace del suolo nel Midwest richiede un approccio su misura basato sulla geologia sottostante, mentre molti principi si applicano attraverso il consiglio, le sfide specifiche e le opportunità presentate da diverse rocce sedimentarie richiedono strategie personalizzate.

Test e analisi del suolo

I coltivatori dovrebbero testare per pH, materia organica, macro e micronutrienti, e la capacità di scambio di cazione. Capire il materiale genitore aiuta a interpretare questi risultati. Ad esempio, il pH basso del suolo su terreni derivati dalla sabbia può semplicemente riflettere la geologia piuttosto che la cattiva gestione, e il tasso di applicazione su misura del calce sarà diverso rispetto a un terreno di derivazione da scisto con lo stesso pH.

Gestione del Lime e Nutriente

Su terreni acidi da shale o arenaria, applicare calce è necessario aumentare il pH. La quantità richiesta dipende dalla capacità tampone del suolo, che è influenzata dal contenuto di argilla e dalla materia organica.

Gestione del drenaggio

I terreni derivati dallo scisto spesso richiedono drenaggio artificiale per diventare produttivi. I sistemi di drenaggio delle piastrelle sono ampiamente utilizzati nel Midwest per rimuovere l'acqua in eccesso da terreni pesanti. La corretta spaziatura e profondità dello scarico dipendono dalla conducibilità idraulica del terreno, che può essere misurata con NRCS guida].

Conservazione Tillage e Copertina

Le pratiche no-till e ridotto-till sono particolarmente vantaggiose per i suoli derivati dallo shale, dove la lavorazione eccessiva può distruggere la struttura del suolo e portare alla compattazione.

Studi di casi regionali: come la geologia forma l'agricoltura

Soils Raso dell'Ohio occidentale

In Ohio occidentale, la presenza di Ohio Shale crea terreni pesanti e scuri ricchi di materia organica ma inclini a detriti. Gli agricoltori di questa regione hanno installato vaste reti di drenaggio delle piastrelle per convertire i terreni umidi in terreni agricoli produttivi.

Paesaggio carsico del Minnesota sudorientale

Il Minnesota orientale si trova sul terreno carsico sotto la superficie di calcare e dolomite. Il fondale solubile ha creato buche, sorgenti e sistemi di drenaggio sotterraneo. Gli agricoltori in questa regione devono gestire i nutrienti con attenzione per prevenire la contaminazione delle acque sotterranee attraverso i condotti carsici.

Pianure di sabbia del Wisconsin centrale

Nonostante le grandi difficoltà agricole dello stato, i suoli sono grossolani, acidi e bassi in materia organica. Gli agricoltori qui coltivano patate, grano tenero, fagiolini e mirtilli (in letti). L'irrigazione è quasi universale, e il fertilizzante viene applicato attraverso sistemi di fertigazione per soddisfare la domanda di colture sabbiose.

Implicazioni economiche e ambientali

Il legame tra i tipi di roccia sedimentaria e l'agricoltura ha chiare conseguenze economiche e ambientali. Su terreni calcarei fertili, alti rendimenti si traducono in forti redditi agricoli, ma la produzione intensiva può portare a problemi di deflusso nutriente e di qualità dell'acqua nel bacino del fiume Mississippi e nel Golfo del Messico. Su terreni di scisto, il costo di installazione e manutenzione del telo di drenaggio è un investimento significativo, ma la terra risultante è preziosa per la produzione di colture e foraggio.

In aree carsiche, la prevenzione della contaminazione delle acque sotterranee è una priorità assoluta: nelle regioni ricche di argilla, il controllo dell'erosione del suolo e del deflusso è essenziale. Su terreni sabbiosi, la riduzione del leaching del nitrato richiede una precisa gestione dell'azoto e l'uso delle colture di copertura. Le differenze nel tipo di terreno influiscono anche sul potenziale di sequestrazione del carbonio: i suoli di argilla possono immagazzinare più del carbonio che possono immagazzinare del suolo sabbioso, ma anche liberare più del carbonio rispetto a condizioni sabbioso, ma anche più del suolo, ma anche più del suolo, ma anche più del ossido di sabbia.

Le piogge più intense di primavera aumentano il rischio di inondazioni su terreni di argilla e di leaching nutriente su terreni sabbiosi. Le stagioni più lunghe di coltivazione possono consentire scelte di colture espanse, ma solo se il terreno può sostenerli. Capire la base geologica delle proprietà del suolo sarà essenziale per adattarsi ad un clima in evoluzione.

Conclusione: La Geologia come guida per l'agricoltura sostenibile

Le rocce sedimentarie che sorgono il Midwest non sono semplicemente una curiosità geologica, ma sono la base su cui è stata costruita una delle regioni agricole più produttive del mondo. Limestone, scisto, arenaria e dolomite creano terreni distinti con punti di forza e limitazioni specifiche.

L'agricoltura si trova di fronte alle sfide dell'alimentazione di una popolazione in crescita, proteggendo le risorse naturali, il ruolo della geologia diventa ancora più importante. Le tecnologie dell'agricoltura di precisione, la fertilizzazione a tasso variabile e il design avanzato del drenaggio funzionano al meglio quando sono fondate in una comprensione del materiale genitore del suolo.

Per chi è coinvolto nell'agricoltura del Midwest, prendere il tempo per conoscere la geologia locale delle rocce è un investimento utile. Questo spiega perché alcuni campi sono naturalmente più produttivi di altri, perché certe pratiche di gestione funzionano meglio in alcune aree rispetto ad altre, e come adattarsi alle condizioni di cambiamento nel lungo periodo. Le rocce possono essere vecchie, ma le lezioni che insegnano sono senza tempo.