将豆科植物纳入种植系统能够提高土壤中的碳和氮含量，同时降低土壤的碳氮比。一项元分析显示

《Agronomy for Sustainable Development》：Integrating legumes into cropping systems increases soil carbon and nitrogen content while it reduces the soil carbon-to-nitrogen ratio. A meta-analysis

　　

摘要

将豆科植物纳入作物系统是一种有望缓解因农业持续集约化而导致土壤肥力下降的策略。然而，现有研究主要关注单一的土壤碳或氮指标，或者是在有限的背景下进行的，因此缺乏对全球范围内土壤碳和氮变化状况的全面了解。为此，我们对173项田间试验中的1199组观测数据进行了全球性元分析，以评估在不同管理措施和环境条件下，将豆科植物纳入作物系统对土壤碳和氮的影响。研究结果表明，将豆科植物纳入作物系统可显著提高土壤有机碳和总氮含量，分别增加4.60%和7.90%，同时使土壤碳氮比降低2.37%。由于引入豆科植物而导致的土壤有机碳和总氮变化与年平均降水量和年平均温度呈正相关，而与初始土壤有机碳和初始土壤碳氮比呈负相关。将豆科植物作为覆盖作物时，土壤有机碳和总氮的增加幅度更大；而作为主要作物时，土壤碳氮比的下降更为明显。此外，当豆科植物替代休耕地或禾本科作物时，土壤有机碳和总氮也会增加，但只有当豆科植物替代禾本科作物时，土壤碳氮比才会显著下降。另外，更高的作物多样性会进一步提升豆科植物纳入作物系统对土壤有机碳和土壤碳氮比的改善效果。总体而言，这项研究首次对全球范围内豆科植物纳入作物系统对土壤碳和氮状况的影响进行了全面总结，量化了环境条件和管理措施对这些影响的调节作用，并为在可持续农业中因地制宜地应用豆科植物基作物系统提供了实用指导。