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图像从人们的视野中消失，一个潜伏的、长期的问题正在广袤的平原上浮现:美国大部分食品供应所依赖的表土流失。

今天，中西部的农民正面临着数百万蒲式耳的大豆和玉米等受损作物。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，这可能会让农民受益年才能恢复．

雨停后很长一段时间，洪水继续影响土壤的物理、化学和生物特性，所有植物都依赖这些特性来正常生长。就像非常潮湿的土壤会阻止房主照料他或她的花园一样，大量的降雨也会阻止农民用机械进入潮湿的土地。洪水还会从土壤中流失植物生长所必需的营养物质，并减少植物生长所需的氧气植物根系呼吸和收集水分和养分(PDF)．

作为有80年研究土壤过程经验的科学家，我们清楚地看到，农民面临的许多长期问题都浸透在土壤中。这使我们得出结论，随着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。

以下是一些农田被淹的危险，可能会影响国家的食品供应。

令人窒息的土壤

当土壤被过度浸水饱和时，土壤孔隙就会完全充满水几乎没有氧气存在。和人类一样，植物也需要氧气来生存，而氧气是通过叶子和根部进入植物体内的。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，一道覆盖着冰和玉米秸秆的篱笆矗立着。美联社照片/一同进餐

从本质上讲，过度和长期的洪水会杀死植物的根，因为他们不能呼吸．死亡的植物根反过来会导致地上植物或作物的死亡。

洪水的另一个影响是土壤压实。这种情况经常发生在重型机械在潮湿或饱和的农田上运行时。当土壤变得紧实时，未来的根系生长和氧气供应就会受到限制。因此，严重的洪水会推迟甚至阻止整个生长季节的种植，给农民造成重大经济损失．

土壤养分流失

当洪水事件发生时，比如给你的花园浇水过多，或者像2019年中西部的洪水一样，多余的水会把土壤中的营养物质冲走。这是由于水从场地外流出，渗入并通过地面排出，甚至是由于营养物质从植物可以利用的一种形式转化为气体形式，从土壤流失到大气中。

无论你是一个后院园丁还是大规模的农民，这些条件都可能导致作物种植延迟、作物产量下降、作物营养价值降低，并增加额外使用化肥的成本。此外，农业社区的压力也在增加——或者对你来说，由于过量降雨，你的后院园丁无法在周末种植。这最终会增加长期无法生产充足食物的风险。

微小的微生物变化会产生巨大的影响

大范围的洪水会导致土壤比正常时期更长的时间处于饱和状态。这反过来又会影响有利于养分循环的土壤微生物。

水淹土壤可能会遇到由于某种土壤微生物的损失而引起的问题，丛枝菌根真菌。这些真菌以互惠互利的关系在地球上大约90%到95%的植物的根系中定居。

真菌以碳的形式从植物中获得能量。随着真菌伸展线状的卷须它们进入土壤中寻找养分，创造了一个更容易被植物吸收养分的区域。这反过来又有利于作物的养分吸收和营养价值。

当微生物活动中断时，土壤中的营养物质就不会像作物正常生长所需要的那样起落。由于缺乏维持植物正常生长所必需的微生物群落，在以前被淹过的土地上种植的作物可能会受到影响。

目前中西部的洪水对土壤健康的影响深远，可能会持续多年。从这类极端事件中恢复可能需要对土壤进行积极管理，以抵消洪水的长期负面影响。这可能包括采用保护系统，包括使用覆盖作物、免耕或减少耕作系统和使用多年生牧草，等等。这样的系统可以使土壤有更好的排水能力，从而减轻土壤的洪水严重程度。

农民有能力实施这些管理措施，但前提是他们有能力转换到这些新系统;并不是所有的农民都那么幸运。在管理实践的改进得到解决之前，未来的洪水可能会继续使中西部地区的大量农田面临作物产量下降或根本不种的危险。