代替常用的黑麥(如圖)，豆科植物如苜蓿和毛絨草可能是作為覆蓋作物的更好選擇

通過種植這些作物而不是讓田地裸露，可以減少土壤的侵蝕和壓實(shí)，減少水的流失，更少的氮(來自肥料)會(huì)流入水道，更多的碳從大氣中被吸入土壤--后者既促進(jìn)植物生長，又有助于減少溫室氣體的凈排放。

此外，由于雜草必須與覆蓋作物植物競(jìng)爭(zhēng)水和養(yǎng)分，這些雜草生長得更少，又減少了除草劑的使用。綜上所述，過去的小規(guī)模研究表明，覆蓋作物可能對(duì)主要作物的產(chǎn)量有不利影響。

為了了解在現(xiàn)實(shí)世界的耕作中是否真的如此，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家分析了美國"玉米帶"(愛荷華州、印第安納州、密蘇里州、俄亥俄州、伊利諾伊州和密歇根州)2019-2020年種植季節(jié)的9萬多塊玉米和大豆田的衛(wèi)星圖像。研究人員知道這些田地中哪些在淡季種植了覆蓋作物--至少都有三年了--哪些沒有。

根據(jù)天氣模式和植物的綠色程度等因素，一個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)了每種主要作物的產(chǎn)量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用了覆蓋作物的田地里，玉米的產(chǎn)量平均降低了5.5%，而大豆的產(chǎn)量降低了3.5%。這意味著玉米每英畝損失約40美元，大豆每英畝損失20美元--這些數(shù)字還不包括種植和維護(hù)覆蓋作物的額外成本。

造成這些減少的原因可能有幾個(gè)。

首先，盡管覆蓋作物確實(shí)有助于土壤保持水分，但它們本身也使用了大量的水。當(dāng)進(jìn)入干旱的生長季節(jié)時(shí)，這可能會(huì)導(dǎo)致主要作物種子可用的水減少，阻礙其發(fā)芽。同樣，盡管覆蓋作物減少了氮的流失，但它們也吸收了許多留在土壤中的氮，這意味著主要作物可用的氮更少。

最后，覆蓋作物可能會(huì)降低土壤氧氣水平，因?yàn)樗鼈儠?huì)刺激土壤微生物，而這些微生物又會(huì)消耗氧氣。

科學(xué)家們很快指出，他們并不是說不應(yīng)該使用覆蓋作物，而只是需要對(duì)其實(shí)施進(jìn)行更多的思考。例如，與常用的非豆類覆蓋作物(如黑麥)相比，豆類覆蓋作物可能有助于將氮重新固定在土壤中。此外，如果在一年中較早地收獲覆蓋作物，在種植主要作物之前，土壤應(yīng)該有更多的時(shí)間來"恢復(fù)元?dú)?quot;。

與博士后學(xué)者JillianDeines一起領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的DavidLobell教授說："農(nóng)業(yè)中沒有什么是簡單的，"他說。"覆蓋作物不是萬能的，事實(shí)上它們有一些嚴(yán)重的限制。但我不認(rèn)為我們想把嬰兒和洗澡水一起扔掉。"

關(guān)于這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《全球變化生物學(xué)》雜志上。