国家的玉米皮带已经失去了三分之一的表土

Seth Watkins几十年来一直在南爱荷华州的家庭土地，为他的奶牛和玉米和其他行作物饲养牧场。他的曾祖父于1848年创立了该农场。“他与约翰迪尔的钢犁并刺穿了大草原，”沃特金斯讲道。随着其滚动的山丘和整洁的玉米线伸展到地平线，被树丛破碎，这是一个如诗如画的场景。

但是，这些山丘的几个世纪里已经对土壤造成了折扣。现在，像沃特金斯这样的农民面临着广泛的土壤退化，可以降低其作物产量和收入。 “在150年左右的时间里，我们已经失去了一半的富含表达的Topsoil - 如果不是全部在某些地方。”

农作物饥饿饥饿的富含碳填充的碳填充成分。它们需要营养和水，它的储存与数十年的传统农业创造的压实的不孕土壤不同。

爱荷华州的土壤基线是可持续农民和保护倡导者所拥有的土地上的可见。他的农场举办了一场原始草原草和野花的罕见情节。在大草原下，土壤厚实，黑暗，有机物质的脚，建成了大量的水分。下一个领域是沃特金斯农场等恢复传统领域，常规实践的效果是显而易见的。土壤苍白，压实，只有几英寸的有机碳，少得多的土壤水分，以及更多的粘土。

科学家和农民知道农业土壤侵蚀几十年来的问题，但量化百年农业和跨越多个国家的土壤损失已经证明困难。现在，由地理位理学家Evan Thaler领导的一项研究，并在2月份在国家科学院的诉讼程序中出版，试图回答玉米皮带中侵蚀了多少表现的难以捉摸的问题，该问题粗略地从俄亥俄州到内布拉斯加州，并产生75％的人国家的玉米。该研究估计，该区域的大约35％的地区完全失去了表土，留下了碳贫困的下部土壤层来完成支持作物的工作。具有厚实的健康表土意味着植物可以增长更快，更健康，增加作物产量，并使该领域的生态系统顺利运行。表土损失创造了环境问题，例如当侵蚀时，营养不良的污垢降解流和河流，估计每年占中西部的农业产业近30亿美元。

“我认为这可能是一个低估的，”马萨诸塞大学的研究生Thaler说。 “有可能剩下厘米的表土。”

Thaler及其同事使用了卫星图像的土壤色彩，以跟踪玉米皮带田的哪个区域更轻或更暗。较暗的土壤具有更多有机碳，这是表现出色的良好指标。在土壤中进一步下降，较少的有机碳积聚，所以一旦曝光，表面就会看起来更轻。然后，Thaler连接了他为高分辨率地形数据创建的彩色图，这告诉他斜坡陡峭，山顶是否弯曲或出局。当他将土壤颜色与山丘的形状进行比较时，地图证实了他和无数的农民所注意到的：丘陵的顶部是光线，他们的基地很黑暗。耕作和降水引线富含Topsoil缓慢蠕动下坡，留下薄，碳差的土壤上坡。 Thaler发现，高度弯曲的山顶更有可能侵蚀表土。这种关系推动了他在玉米皮带中的高度侵蚀土壤的一般发现，但直到现在，它缺失了侵蚀研究。

2019年，使用地下土壤调查，美国农业部（USDA）估计，同样的领域没有任何相同的删除。这些测定基于假定反映较大区域的土壤的小规模检查。但是，单一的抽样网站可能无法在整个领域中准确地反映表土：如果科学家们遇到山底，他们可能会低估整个领域的表土侵蚀。另一个问题是，据估计全国侵蚀。 USDA无法从该国的每个角落中征有土壤，因此它依赖于计算机模型来填补空白。因为那些模型使用的方程不考虑山坡，就像泰尔的研究一样，土壤侵蚀也被低估了。

Rick Cruse，Iowa State University的农学教授，其研究土壤侵蚀的研究包括遥感和卫星图像，发现泰尔的结果是合理的。 “他们使用的技术已经在文献中，已经发展到几十年，”他说。 “当我看看他们制作这些估计的景观时，看看他们产生的经济估计数，我没有就在这里完成的内容。”

Andrea Basche是内布拉斯大学的农学教授，这些教授在较小的鳞片上使用了田地的空中图像，表示，35％的估计可能会一点高，并且亲自通过测量土壤来验证地面上的建模结果是重要的。但她说，这项研究是一种独特的地理空间数据来解决困难问题，这有助于提高侵蚀的形象作为压制环境问题。 “从更密集的农业的土壤退化和侵蚀的证据是普遍存在的，”她说。 “我认为这项研究很重要，提升这个非常关键的问题。”

Thaler的研究表明土壤侵蚀的大小，但它无法说侵蚀是由于当前农民的做法或领域农业历史的长期高潮。美国的玉米带和其他农业地区已经养殖数百年，在此期间，气候和农业方法都发生了变化。如果一个领域在这么长的时间内几乎不断养殖，很难判断，在过去的200年或最近的侵蚀施用中，表达是否稳定地失去了。

“这不是对研究的批评，但他们所做的是一个快照，”自然保护 - 内布拉斯加州的土壤科学家HannahBirgé说。 “我知道内布拉斯加州农民会说，”它可能确实发生了 - 我们从20世纪20年代到40年代的主要土壤炼油。但我们不再这样做了，所以你所看到的是旧的[侵蚀]。“

农业设备和实践的演变影响了美国侵蚀的程度。数百年。定居者开始在19世纪初系统地清理大原大草原，因为约翰迪尔犁成为传统耕地的主食，这是挖掘去植物种子的实践。后来，气动拖拉机使撕裂田地更容易。积极的耕作和单一种植种植导致尘土碗中前所未有的表土损失。 1935年，在交错的土壤和经济损失之后，国会创造了土壤保护服务（现称为国家资源保护服务），鼓励更多可持续的农业。该组织鼓励无线植物，除了常规耕地中，不能像常规耕地一样搅拌，覆盖作物，这有助于将土壤固定到1900年代后期，并补充其营养素。如今，这种可持续惯例开始随着对土壤传播的认识而蔓延，但少于四分之一的田地被全国各地养殖，没有直到实践。土壤侵蚀是一种缓慢，艰难的问题，并且即使怀疑他们不应该，财务压力也可以让农民保持工作场。

侵蚀和土壤健康变化的缓慢时间是激励农民采取保护实践可能困难的一个原因。 “它不仅适用于农民，而且难以为自然资源专业人士和政策制定者而努力，解决这些缓慢时间的事情，”Birgé说。 “风险是，反馈将会缓慢，然后突然间，您有这些非线性响应。采取，例如，灰尘碗。有数十年的缓慢变化，然后繁殖 - 30年的管理不善表现出灾难。“

对于拥有的农民而不是租金，他们的土地，可以通过国家资源保护服务等联邦机构的指导和鼓励管理农场生态系统的长期方法，这使农业土地所有者能够持续高效地工作。由1985年的农业票据正式成立的保护储备计划支付农民停止耕种生态敏感的土地10至15年。 Birgé说农民在机会上跳跃，越来越多的人比计划签约。

“该计划一直很成功，”她说。 “十年来，在政策世界中很长一段时间，但是当你考虑土壤侵蚀时，这是眨眼之间。它以非常重要的方式转变了景观。但现在它可以使用更多的资金和一些改进。“

“让事情发生是真正的挑战，因为我们是一个资本主义社会，人们通过农业赚钱，”克丝说。 “农业人口可能存在抵抗，以便可持续管理字段。我们需要一项政府计划，将农民支付不到农场。我们需要激励和规定。“

追求可持续农业的经济激励措施仍然是农业土壤保护的主要障碍之一。虽然像保护储备计划这样的计划是成功的，但它们仍然有限于范围和资金。其他联邦农业计划可以强调环境的收入。作物保险，该作物保险，以保护农民免受突然的金融废墟，如果作物未能，保证为种植作物的设定付款 - 是否在风险土壤中可能无法支持成功的土壤。

“大多数人想要照顾这片土地，”现代农民的贾德森说。 “但是如果实施保护改变不会在不久的将来向他们展示积极的好处，他们可能不太可能实施实践，因为他们无法真正看到它的价值。”

然而，有些农民有动力变化，以更好并采用长期的心态。如果没有直接的经济激励，沃特金斯决定从传统的农业实践转换为焦点的耕作实践，如在20世纪90年代初开始种植各种各样的本土草地。在2000年代初，他决定添加封面作物，如三叶草和苜蓿，减少土壤侵蚀，而不依赖于肥料而增加土壤质量。虽然他已经练习了没有耕种，因为他的田地有多陡峭，“我的”没有“直到'在我添加封面作物之前，”我的“才会变得非常合作，”他说。

以其他方式降低侵蚀和增加作物产量的农业实践对环境有益。土壤储存大量的碳 - 比土地上的任何其他部分都多。实施保护实践如封面作物可以降低农民的碳足迹，并减少对土壤的化学添加依赖。 “但他们并没有真正谈论农民会议中的那些东西，”沃特金斯说。 “你作为农民的主要信息是，它是你的工作，而不是担心这些事情。”

“这一论点是，我们必须在2050年喂养九十亿人，这似乎给了我·如果我会产生玉米，那么我想要洁白的东西，如果我会生产玉米，”沃特金斯说。 “当我们的人口增长而不是耗尽时，建立一块健康肥沃的土壤更为重要的是，这更为重要，而不是现在耗尽。”

尽管农民像Watkins和Judson这样的农民，但绝大多数玉米皮带仍然仍然耕种。经济激励和风险以及社会规范，仍然推动许多农民专注于年产量而不是长期保护。随着Watkins和Judson指出，简单地改变一种做法可能不足以阻止土壤侵蚀。没有快速，容易的修复来解决问题。但专注于为保护储备计划等节目的长期和越来越多的资金，是始于的重要地点。

在加入封面作物后，沃特金斯继续通过种植原生草原和树木来改善土壤和生物多样性，将传统的农场转化为可持续的实践。他还开始使用与财务预测相关的地理空间数据来决定工厂的哪些部分。 “我开始做那些事情，不仅他们改善了我的底线，”他说，“但我也看着他们改善了土壤和野生动物的质量。”