種植覆蓋作物協助養分循環

在實踐永續農業中，種植覆蓋作物是美國黃豆農民的重要生產方式之一。種植結果表明，覆蓋作物能夠防止逕流並減緩田間水的逕流速度，從而保護土壤。同時，它的根系能夠改善土壤結構，而在農田表面，冠層能夠減緩甚至防止雜草生長。覆蓋作物在田間會留下更多的有機物質，這有助於提升農田的儲水能力，增加可利用水。有機物質分解後，還能夠將儲存的養分以植物可利用的形式釋放出來，支持未來作物生長。

然而，對於覆蓋作物在養分供給上的作用以及對後續商品作物的影響，目前的資料和資訊較少。近期的一項研究針對黃豆玉米輪作中的覆蓋作物養分情況，對不同種植日期覆蓋作物的養分吸收和有機物質生產進行了量化，並測量了土壤養分水準的變化。研究有助於了解覆蓋作物、有機物質與養分循環之間的關係，幫助黃豆農民更加充分利用覆蓋作物的這一優勢。

研究方法

研究採用深紅三葉草、長柔毛野豌豆等豆科植物，混合以蘿蔔和芸苔作為覆蓋作物。豆科植物能增加土壤含氮量。隨著環境保護的提升，酸雨由於硫排放降低而減少，土壤不再能夠從降水裡獲得大氣中足夠的硫以供給作物。而這兩種豆科植物的有機物質中都含有硫，能夠隨時供給下一茬作物。

研究採用在不同的時間種植覆蓋作物，並在2月份終止覆蓋作物前採集了其有機物質剪枝，測量每種作物的有機物質和養分含量。同時，研究還在每塊耕地終止覆蓋作物前和每種商品作物植株的關鍵生長點採集了土壤樣本，黃豆作物的土壤樣本採集在其初花期（R1）階段前。

研究成果

研究表明，與未種植覆蓋作物的農田相比，種植覆蓋作物的農田土壤養分有所改善，二者土壤中的磷、硫和鉀含量存在明顯差異。

自然生長雜草的農田與種植覆蓋作物的農田相比，每年每英畝平均回收養分量（以磅為單位）。（註：硼、錳和鉬也得到了回收，但回收量低於鋅。）

在終止覆蓋作物後的6-8個月內，其有機物質中的大部分養分得以釋放。其中氮由於流動性較強，轉化僅需4-6週。如果覆蓋作物種植時間選擇得當，下一季商品作物出苗生長期即可獲得氮的供給。在實驗的前三年中，種植覆蓋作物的農田中始終保持著更多的養分。

研究的前兩年，作物產量未見明顯差異。但自第三年起，種植覆蓋作物的農田產量開始增長。隨著研究繼續，產量變化也將持續得到監測。

實驗前三年間種植和未種植覆蓋作物的農田土壤中每英畝磷和硫含量的變化趨勢。X軸上的黃色箭頭表示黃豆或玉米生長旺盛的時間。

同時，種植管理實踐對覆蓋作物產生的有機物品質造成直接影響。研究於9月、10月和11月分別在美國路易斯安那州進行了覆蓋作物種植。雖然9月種植覆蓋作物的有機物質產量最多，但其有可能與商品作物發生競爭。在10月種植則可以防止覆蓋作物來年春季與黃豆或玉米作物爭奪養分，但仍能產生足夠的有機物質，在整個深秋和冬季吸收和儲存養分。

種植日期影響覆蓋作物產生有機物質

此外，研究還表明在開始種植覆蓋作物時施用肥料並不會產生任何作用。如果覆蓋作物種植和存活時間足夠早，例如在10月，則它們不需要起始肥料就能形成良好的植株。

美國黃豆農民代代傳承對水土資源的重視，永續發展的理念已經深深根植於他們的種植實踐中。在2005年到2020年間，美國黃豆產區覆蓋作物的種植面積逐年攀升；尤其是在2017年到2020年間，實現了快速增長。透過種植覆蓋作物等永續生產實踐，美國黃豆農民能改善土壤，提升作物產量，從而持續向全球市場供給高品質、永續黃豆。