全球荟萃分析量化了覆盖作物使用的效益

多年来，科学家和农民一直在争论覆盖作物(主要作物收获后用来覆盖地面的植物)的使用是否对后续作物产量产生积极或消极影响。关于这个主题已经进行了数百项研究，每项研究都得出了不同的结论。

印第安纳波利斯印第安纳大学理学院的研究人员汇总了全球100多次田间试验的数据，发现覆盖作物具有净积极影响，使全球作物产量总体提高了2.6%。调查结果中最引人注目的是，使用豆类作为覆盖作物(包括豌豆、野豌豆和三叶草)可以显着提高产量。

于鹏，博士理学院的学生领导了一项综合研究，利用文献综合和荟萃分析来量化所收集数据的结果。彭和他的团队收集了1,000多个田间产量数据记录，并分析了覆盖作物类型、土壤质地、土壤水分状况、干旱度、覆盖作物持续时间和其他管理措施如何影响作物产量。

彭说：“在印第安纳州学习，周围环绕着丰富的农业遗产，我亲眼目睹了农民面临的挑战，包括土壤退化和养分流失。”“这项研究旨在通过解决农民对主要作物潜在产量损失的担忧来提高覆盖作物的采用率，从而有利于农业环境。”

与非豆科覆盖作物(如黑麦、燕麦、油菜和混合覆盖作物)相比，豆科覆盖作物的产量增加了9.8%，但没有统计学意义。此外，在不给主要作物施肥的情况下引入豆科覆盖作物使产量增加了21.8%。

玉米是中西部和美国产量最高的作物，是从任何覆盖作物中获益最多的两种作物之一，产量增加了4.7%。美国另一种主要作物大麦的产量提高最多，达到8.3%。数据表明，通过使用豆科覆盖作物，产量可能会更高。

研究人员发现，在营养有限的条件下，覆盖作物的效益最大。例如，雨养旱地的覆盖作物产量有所增加，而雨养非旱地则没有受到重大影响。此外，当覆盖作物不使用化肥时，产量增加了10.5%，但与肥料处理相结合时，产量增加幅度降至1.8%。

沙壤土和壤土等较粗的土壤在覆盖种植下往往会增加产量。相反，粘壤土和粘土等细质地土壤在覆盖种植下减少，对产量产生负面影响。

“并非每种覆盖作物都适合每种环境下的每种田间管理实践，”彭说。“我希望这篇文章能够根据目标提供全面的指导，帮助人们选择最佳的覆盖作物策略，包括要使用的覆盖作物类型、要结合哪些管理实践以及对当地气象的考虑，从而提高采用率和更智能的覆盖作物方法。因素”。

覆盖作物控制水土流失，增加土壤湿度，改善土壤结构，增加有机质。地球与环境科学系教授、该研究的通讯作者王立新表示，他希望这项工作能够鼓励更广泛地采用覆盖作物，不仅是因为它为农民带来了好处，而且也有利于地球环境。

“农业留下了巨大的环境足迹，”王说。“它通常会污染水并产生大量温室气体。这就是为什么我们希望最大限度地减少对环境的影响，同时确保我们有足够的农作物产量。我们相信覆盖作物是帮助实现这一目标的潜在工具。”

农业是印第安纳州经济健康的重要组成部分。据估计，农业每年为印第安纳州的经济贡献351亿美元。农田占该州总面积的三分之二。然而，根据印第安纳州农业部的数据，只有不到10%的印第安纳州农民种植覆盖作物。

目前，彭正与印第安纳州韦恩堡的农民合作，对覆盖作物、其用途及其对当地社区的影响进行实地研究。总体而言，他对一系列广泛的研究项目抱有愿景，解决从美国玉米带地区到全球范围内的各种基于自然的农业解决方案。

彭说：“在向农民提供科学证据表明使用覆盖作物将在不损失产量的情况下有益于环境之后，下一框架将探讨它还能做出什么贡献。”“在我的研究过程中，我一直在想‘你种植玉米并收获它，但还有什么需要考虑的呢?’温室气体可能是一个答案。

“如果覆盖种植被证明可以有效减少温室气体排放，这表明农民可以通过一种具有成本效益且可广泛复制的方法来应对全球变暖。”