中西部洪水造成的土壤流失

随着2019年美国中西部洪水的毁灭性景象逐渐淡出人们的视野，一个潜在的长期问题正在美国广袤的平原上显现:美国大部分粮食供应所依赖的表土流失。

今天，中西部农民面临着数百万蒲式耳的大豆和玉米等农作物的损失。今年春天的大雨已经来了造成记录的洪水一些政府官员说，这可能会影响到农民年才能恢复。

降雨停止后很长一段时间，洪水继续影响着土壤的物理、化学和生物特性，所有植物都依赖这些特性才能正常生长。就像非常潮湿的土壤会使房主无法照料花园一样，大量的降雨也会使农民无法用机器进入潮湿的田地。洪水还会把植物生长所必需的养分从土壤中排走，同时也会减少植物生长所需的氧气植物根系呼吸，收集水分和养分(PDF)。

作为研究土壤过程总共有80年经验的科学家，我们清楚地看到，农民面临的许多长期洪水问题都浸泡在土壤中。这使我们得出结论，由于气候变化和其他因素导致的天气变化更加剧烈，未来农民可能需要采取更加积极的措施来管理土壤健康。

这里有一些农田被淹的危险，可能会影响国家的粮食供应。

令人窒息的土壤

当土壤被过度的水浸饱和时，土壤孔隙就会饱和完全充满水几乎没有氧气。和人类一样，植物也需要氧气来生存，氧气通过叶子和根进入植物体内。和人类一样，植物，比如农作物，也不能在水下呼吸。

在内布拉斯加州的洪水中，一堵覆盖着冰和玉米杆的栅栏矗立着。美联社照片/那提哈尼克

从本质上说，过度和长期的洪水杀死了植物的根，因为他们不能呼吸。植物根系的死亡反过来又会导致地上植物或作物生长的死亡。

泛滥的另一个影响压土。此当重型机械运行在湿的或饱和的农田经常发生。当土壤被压实，未来的根生长和氧气供应的限制。因此，严重的洪涝灾害可延缓甚至阻止种植在整个生长季节，给农民造成重大经济损失。

土壤养分流失

当洪水发生时，比如给花园浇水过多，或者像2019年中西部的洪水一样，过多的水会把土壤中的营养物质冲走。这是通过水的流动，沥滤到地面并通过地面排出，甚至是通过营养物质从植物可利用的形式转化为气态形式而从土壤流失到大气中来实现的。

无论你是后院园丁还是大型农场主，这些情况都会导致作物种植延迟、作物产量下降、作物的营养价值降低以及额外使用化肥的成本增加。农业社区的压力也在增加——或者对你来说，后院的园丁由于过量降雨无法在周末种植。随着时间的推移，这最终会增加生产不充足食物的风险。

微小的微生物变化会产生巨大的影响

水浸隆重秤导致土壤成为水饱和的时间超过正常周期更长。这反过来会影响土壤中的微生物是养分循环是有益的。

淹水土壤可能会遇到特定土壤微生物流失造成的问题，菌根共生菌类。这些真菌在约90％的根系统，地球上所有植物的95％在互惠互利的关系。

真菌以碳的形式从植物中获取能量。随着真菌伸展出线状的卷须它们进入土壤中寻找养分，形成一个区域，在这里养分更容易被植物吸收。这反过来又有利于作物对养分的吸收和营养价值。

当微生物活动被中断时，土壤中的营养物质不会以作物正常生长所需要的方式潮起潮落。由于缺少维持植物正常生长所必需的微生物群落，生长在以前被水淹过的田地里的作物可能会受到影响。

目前美国中西部洪水对土壤的健康产生深远的影响可能持续多年。从这些类型的极端事件的恢复可能需要土壤的主动管理来抵消负面洪水的长期影响。这可能包括通过保护系统，包括使用覆盖作物，免耕或减少耕作系统和使用多年生草的，仅举几例。这样的系统可以允许更好的土壤排水，从而减少土壤泛滥的严重程度。

农民必须执行这些管理实践的能力，但前提是他们能够负担得起在转换到这些新系统;不是所有的农民都是幸运的。直到在管理实践的改进解决了，未来可能的洪水将持续中西部字段容易产生较低的作物产量或根本没有作物留下大量涌现。