如果你种植蔬菜、花卉或经营小农场，迟早你会意识到…… 氮是植物生长的燃料。缺氮时，植物叶片会发黄，生长缓慢，产量也会降低。好消息是，你并不总是需要使用化肥：许多植物能够从空气中吸收氮，或者将土壤深处的氮活化，供根系吸收利用。
过去几年里，人们对……进行了大量研究。 固氮植物和土壤改良物种这适用于小型有机农场和参与共同农业政策 (CAP) 及广为人知的绿色补贴计划的大型农场。此外，人们还研究了它们对干旱生态系统的影响、它们在生物多样性中的作用，以及如何在作物轮作、覆盖作物和绿肥中使用它们。我们将把所有这些信息整合到一篇实用且全面的文章中，以便您能够在自己的土地上充分利用它们。
植物向土壤中输送或固定氮意味着什么？
当我们谈到“提供氮肥”的植物时，我们指的并非总是同一种机制，但它们都有助于确保土壤中氮的含量。 作物可利用的氮更多，对化肥的依赖性更低建议区分几个群体，以免混淆概念。
一边是植物 共生固氮生物这些植物的根部会形成根瘤，根瘤菌属（以及其他类似的细菌）可与苜蓿、蚕豆、豌豆、扁豆、三叶草、羽扇豆、大豆、花生等植物的根部形成根瘤。这些细菌将大气中的氮（N₂）转化为植物可以吸收的形式。
其次，我们还有植物。 非共生或不与其他类型细菌相关联这些植物也有助于土壤稳定，但不会产生肉眼可见的根瘤。例如，这类植物包括桤木、木麻黄和加州丁香等，它们广泛用于土壤修复和作为农作物周围的屏障。
最后，还有一类植物，虽然它们不能以传统的方式从空气中固定氮， 它们从深层土壤中“输送”营养物质或循环利用氮。 由于它们的根系很深，而且能产生大量的生物质（紫草、芜菁、饲用萝卜、高粱、燕麦等），这些作物否则就会被浪费掉。
利用固氮植物的主要好处
第一个积极影响是这些物种允许 改善土壤肥力 与许多矿物肥料不同，生物固氮作用不会对环境造成任何影响。这是一个由土壤细菌和真菌参与的自然过程，它能缓慢而持续地为土壤提供“肥料”。
另一个非常有趣的观点是，它们促进了 减少化肥用量这意味着中期成本节约，并降低硝酸盐淋溶造成的水污染风险。尤其对于专业农场而言，在作物轮作中引入豆科作物可以显著提高收益。
这些植物也是一种基本工具。 作物轮作和有机农业在种植了需氮量很大的作物（如冬小麦或玉米）之后，引入豆科植物或富含生物质的绿肥有助于恢复土壤，并为下一季的耕作做好准备。
如果我们把目光投向更广阔的地块之外，就会发现固土和改良土壤的物种对土壤的形成起着至关重要的作用。 生物多样性、水土保持和退化土壤的修复许多植物被用作植物覆盖物，保护地表免受雨水和阳光的侵蚀，稳定斜坡，并为有益动物提供阴凉和食物。
固氮植物的种类及其在花园中的作用
在菜园和粗放式农业中，我们通常处理两大类作物： 固氮豆科植物 以及一些非豆科植物，它们同样参与这种营养物质的固定或转化。每类植物的用途和管理方法各不相同。
最常见的豆类中，有一些在任何厨房里都耳熟能详： 豆类、扁豆（可用作） 液体肥料豌豆、蚕豆、芸豆、鹰嘴豆……它们都可以作为人类食用的作物，同时在地下与共生细菌共同生长。
在另一个层面上是 饲料和覆盖作物豆科植物例如紫花苜蓿、三叶草、红豆草、白茅、野豌豆、胡芦巴或羽扇豆。它们的主要作用与其说是生产粮食供应市场，不如说是产生丰富的生物质、改良土壤，此外还能作为牲畜的牧场。
与固氮或固氮循环相关的非豆科植物物种包括： 桤木、木麻黄、加州丁香和其他先锋树种除了荞麦、藜或蒲公英等植物外，人们还观察到它们能够固氮或与固氮微生物相关联。
能改良土壤的豆科植物示例
如果说的是能以共生方式固氮的植物，那名单很长，但其实也就只有几种。 值得深入了解的关键人物 因为它们使用最广泛，并且也得到了绿色支付等法规的认可。
该 蚕豆（Vicia faba） 它们是冬季花园的经典之选：耐寒性强，根系发达且深扎地下，地上部分生物量丰富。它们既是极佳的粮食作物，又能通过固氮作用改良土壤。
MGI 豌豆（Pisum sativum） 虽然不同种类的豆类都能带来美味丰收，但它们真正的宝藏却藏在地下，藏在富含细菌的根瘤中。当豆类完成生长周期后，如果根系留在土壤中，并将作物残茬作为覆盖物或绿肥翻入土壤，就能释放出大量积累的氮。
在大面积种植作物或作为饲料时，蚁后是…… 苜蓿（Medicago sativa）它极长的根系与土壤固土真菌和细菌共生，并且这种植物能产生大量的绿色物质。此外，它还含有三十烷醇，这种物质在其他物种中能起到生长刺激剂的作用，因此…… 紫花苜蓿输液 它可以作为自制生物肥料使用。
我们绝不能忘记……的作用 三叶草、红豆草、白花菜、野豌豆、胡芦巴和羽扇豆这些植物可用作草地、葡萄园、果园和轮牧系统中的活地被植物。它们既能保护土壤，又能提供氮肥，还能为授粉昆虫和益虫提供食物。
也能提供氮肥并改善土壤的非豆科植物
虽然我们通常将固氮作用与豆科植物联系起来，但也有其他植物具有这种能力。 一些非豆科植物也表现出色 改良土壤，可以通过从深层土壤中调动养分、产生大量有机质或以不太为人所知的方式固定氮来实现。
一个引人注目的例子是 荞麦（Fagopyrum esculentum）这种植物与藜或蒲公英一样，虽然不是豆科植物，但也能固氮。此外，它的种子营养丰富，是人类重要的食物来源，因此兼具农艺和经济价值。
El 藜（Chenopodium album） 它拥有非常发达的根系，能将养分深入土壤；高大的植株还能保护其他植物免受风害。它的叶子可以像菠菜一样食用，种子历来用于烘焙。根部含有皂苷，因此甚至可以用作天然肥皂。
大型生物质发电厂包括： 高粱或几内亚玉米（Sorghum halepense）燕麦和黑麦。它们都能形成根系网络，疏松、通气并改善土壤结构，提供碳，并留下厚厚的覆盖层，在分解过程中释放养分，包括一些积累的氮。
有些物种例如 紫草（Symphytum officinale） 它们就像营养泵一样：根系深扎土壤，从大多数作物无法触及的区域吸收氮、钾、钙、镁和其他元素。用它们的落叶覆盖土壤是有机园艺中最受推崇的做法之一。
伴生植物可以起到保护作用，吸引有益动物并提供生物质。
除了直接固氮作用外，许多伴生植物还有助于提高土壤的养分含量。 由于其生物量、根系以及对有益动物群的影响，这种植物更肥沃、更具韧性。它们或穿插种植在主要作物之间，或任其在边缘地带野生生长。
La 琉璃苣（Borago officinalis） 金盏花（Calendula officinalis）是花园里的好帮手：它们根系发达，枝繁叶茂，还能吸引大量的授粉昆虫和其他益虫。琉璃苣的叶子也可以食用，为汤和炖菜增添口感；金盏花则常用于制作护肤霜。
La 旱金莲（Tropaeolum majus） 它匍匐生长，能很好地覆盖地面，防止水土流失，而且花朵可食用，略带辛辣味。它的花朵还能吸引益虫，减轻附近作物的病虫害压力。
其他有趣的“活地被植物”包括： 马齿苋（Portulaca oleracea）非常耐旱且可生食的波斯菊（Cosmos bipinnatus），形成一片名副其实的花毯，为众多益虫提供庇护和食物。
植物像 向日葵（Helianthus annuus） 它们的作用多种多样：它们可以起到很好的防风作用，为野豌豆等攀援植物提供支撑，而且在被粉碎并归还土壤时可以提供大量的生物质，此外，它们还能为我们提供珍贵的向日葵种子。
深根、绿肥和疏松板结土壤
在任何农业生态系统中，由以下植物组成的植物群都非常有价值： 具有直根或非常深根系的物种 能够打破压实层，改善底土排水，并将养分带到作物根系探索的区域。
El 芜菁（Brassica rapa） 饲用萝卜非常适合这种用途：它们根系发达，能够深入土壤，自然疏松土层，同时还能吸收下层土壤中的氮。当萝卜被收割并翻入土壤后，大部分氮肥会逐渐释放出来。
La 白芥菜（Sinapis alba） 它能长成大型植株，根系发达，有助于疏松板结的土壤。它明亮的黄色花朵能吸引大量益虫，这对于生态害虫防治来说是一个非常有价值的特性。
在谷物中， 黑麦（Secale cereale） 它以能形成厚实的覆盖层而闻名，这种覆盖层有利于后续豆科植物的种植。同时，它发达的根系还能疏松土壤、增加土壤通气性并防止水土流失。燕麦也具有类似的功能，而且它还是一种优质的饲料作物。
El 草木樨（Melilotus officinalis） 以及其他开黄花或白花的苜蓿，加上固氮豆科植物，可以形成大量的地上生物量，如果用作绿肥，可以将大量的有机氮和其他养分归还给土壤。
果园中能够固氮或固氮的树木
并非只有草本植物。许多多样化的花园和农场设计也融合了…… 能够固定或活化氮的树木和灌木充分利用其木材、树荫和碎叶作为覆盖物。
El 桤木（桤木和普通桤木） 这是一个很好的例子：人们研究了它与固氮细菌结合的能力，它经常被用于河岸修复或作为防风林，同时还能用富含营养的落叶来改良土壤。
其他与土壤改良和固氮作用相关的树木包括： 角豆树、假金合欢、合欢树和紫荆树它们中的许多都能开出蜜源植物的花朵，为野生动物提供庇护所，修剪下来的枝条还可以用作果树和多年生作物周围的营养覆盖物。
这种组合 树层和蔬菜园作物 它创造了小型农林复合系统，将遮荫、防风、贫瘠土壤的恢复以及为人类和动物生产食物结合起来。
绿化和固氮作物
在共同农业政策框架内，所谓的 绿色支付或绿色化 这是按公顷发放的财政援助，与基本支付权利挂钩，前提是农场遵守某些有利于环境的做法。
这些做法包括 根据农场规模进行作物多样化维护永久牧场和生态利益区（EIA），其中包括休耕地、绿地、林地，以及非常重要的，专门用于固氮作物的地块。
并非所有固氮植物都符合绿化标准：只有被考虑在内才能符合。 供人类或动物食用该清单包括豆类、鹰嘴豆、扁豆、豌豆、蚕豆、羽扇豆、角豆、草豌豆、野豌豆、苦野豌豆、胡芦巴、蚕豆、苜蓿、红豆草、白茅根、三叶草、大豆和花生等作物。
为了正确计算这些面积，植物必须 至少要等到开花期才能移栽到田里。如果将固氮作物与其他非固氮作物混播，则固氮作物的比例必须超过混合物的50%。此外，为避免氮素淋失，不允许在种植固氮作物后立即休耕。
另一个关键要求是，当一块种植固氮作物的地块被宣布为改良生态区时， 植物保护产品不能使用 从播种前的土地准备到收获后（或多年生作物的整个生长周期），农民在提交共同农业政策（CAP）申请时必须声明并承担此项责任。
如何将这些植物融入轮作、覆盖作物和绿肥中
实际上，充分发挥这些物种潜力的最佳方法是进行适当的组织…… 作物轮作、覆盖作物混合种植和绿肥利用具体情况取决于您所在地区的气候、土壤类型和生产目标。
一种非常常见的策略是在玉米或小麦等需氮量大的作物之后播种豆科植物或豆科植物与谷类作物的混合作物。 周期结束后，将覆盖物割除，生物质留在地面上。或者将其少量混入土壤中，以便固定的氮可供下一季作物使用。
在葡萄园、浆果园和果园中，三叶草、野豌豆或与禾本科植物的混合物通常用作永久性地被植物。这些覆盖作物允许 固氮、保护土壤、便于机械通行。同时还能控制水土流失。
在小型家庭花园中，您可以尝试种植成片的花卉，例如金盏花、琉璃苣、旱金莲和波斯菊，并穿插种植豆类、叶菜类或葫芦科植物，这些植物尤其需要氮肥。这样， 形成了一个非常高效且平衡的马赛克图案。 病虫害问题较少。
另一种非常有趣的技术是使用…… 绿肥 在休耕期：不要让土地裸露，而是播种蚕豆、野豌豆、燕麦、黑麦、芥菜或芜菁的混合物，在种子成熟前收获，放在地上晾干，然后混入土壤或用作覆盖物。
最大化固氮作用的最佳条件
要使固土和改良土壤的植物充分发挥作用，仅仅播种是不够的：还需要采取其他措施。 尊重特定的土壤、气候和管理条件 这些物质有利于参与该过程的细菌和真菌的生长。一般来说，这些物种在透气性良好、排水良好且pH值接近中性的土壤中生长旺盛。酸性过强或高度板结的土壤应添加有机质改良，必要时还可添加石灰石。
大多数固根植物需要 阳光充足，气温适中至温暖 为了充分发挥它们的潜力。即便如此，也有一些品种，例如蚕豆或某些三叶草，它们耐寒性强，可以在冬季其他作物无法生长的时候用来补充氮肥。
将细菌引入土壤
对于某些豆科植物，特别是当它们被引入从未种植过的土壤时，建议进行以下操作： 接种根瘤菌属的特定细菌这一简单的步骤可以成倍增加固氮量，并确保活性根瘤的存在。
最后，在需要高固氮量的地块中，建议避免过量施用矿质氮肥，因为 如果土壤中氮含量充足，植物就会“放松”，停止投入资源。 与其微生物伙伴相互作用，减少根瘤形成。
一般来说，这些物种在结构良好、有机质含量高的土壤中生长旺盛；此外，促进有益微生物（例如某些真菌和细菌）的生长可以改善土壤固氮作用。要了解更多关于有益真菌在土壤中的作用，请查阅相关信息。 有益土壤真菌.
结合传统园艺知识和现代科学的研究成果，我们可以清楚地看到： 投资种植固氮或固氮植物绝对是明智之举。它们能提高土壤肥力，减少对外部投入的依赖，改善生物多样性，既适用于小型家庭菜园，也适用于享受绿色补贴的大型农场。将它们巧妙地融入作物轮作、覆盖作物和农林复合系统中，可能是既能保护土地又能持续获得丰收的最简单有效的方法之一。