《Field Crops Research》：Cover crops effects on subsequent soybean yield in Brazil: A meta-analysis
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•覆盖作物使巴西各地农业生态系统中大豆产量提高了8.72%。•在低产、热带和较干旱的环境中，产量增益达到10%–21%。•在高产、亚热带和较湿润的环境中，产量增益为4%–13%。•禾本科覆盖作物较高的生物量使大豆产量提高了最多33%。引言大豆是世界上最重要的农业商品之一，为全
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覆盖作物使巴西各地农业生态系统中大豆产量提高了8.72%。
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在低产、热带和较干旱的环境中，产量增益达到10%–21%。
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在高产、亚热带和较湿润的环境中，产量增益为4%–13%。
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禾本科覆盖作物较高的生物量使大豆产量提高了最多33%。
引言
大豆是世界上最重要的农业商品之一，为全球食品和饲料体系提供了主要的蛋白质和油脂来源（Valdes等，2023年；Singh等，2023年）。受人口增长和膳食结构变化的驱动，全球大豆需求持续增长（Cattelan和Dall'Agnol，2018年；OECD/FAO，2025年）。巴西已成为满足这一需求的世界领导者，超越美国成为全球最大大豆生产国和出口国（Valdes等，2023年；de Oliveira和Lengyel，2024年）。过去十年间，巴西大豆产量和种植面积分别增长了约56%和45%，在2025/2026年度中占全球产量的42%（USDA，2026年；CONAB，2026年）。尽管实现了这一扩张，但全国平均大豆产量仍远低于其潜力：创纪录的2025/2026年度全国平均产量为3.70 Mg ha?1（CONAB，2026年），而巴西主要生产地区的水分限制潜在产量为5.3–6.0 Mg ha?1，产量差距估计为30%–40%（Wadt等，2025年）。尽管如此，这一扩张必须与可持续集约化相结合，即在提高产量的同时减少对环境的负面影响，如土壤退化、温室气体排放和森林砍伐（Marin等，2022年；Cherubin等，2025年）。气候变化加剧了这一挑战，增加了极端天气事件的频率，威胁产量稳定性，凸显了发展更具韧性作物体系的紧迫需求（Silva等，2021年；Souza等，2025a年；Cherubin等，2025年）。
对此，覆盖作物作为一种关键农业实践被推广用于实现可持续集约化（Adetunji等，2020年；Lamichhane和Alletto，2022年；Atakoun等，2023年；Yousefi等，2024年；Yemadje等，2025年；Fassinou等，2026年）。整合覆盖作物的益处已被广泛认可，并直接应对了大规模大豆生产所面临的挑战（Qiu等，2024年；He等，2025年；Souza等，2025a年）。这些益处包括改善土壤结构并减少压实（?er?io?lu等，2025年），增加土壤有机碳以支持长期肥力（Jian等，2020年；Vendig等，2023年；Blanco-Canqui等，2022年），防止水土流失和风力侵蚀造成的土壤损失（Gazoulis等，2025年；Kocira等，2020年），以及增强水分入渗和保水能力（García-González等，2018年）。覆盖作物还通过增加土壤大型动物群的数量和多样性（Scaglione等，2023年）以及使微生物群落组成向更大多样性转变（Venter等，2016年）来增强土壤生物组分，这些机制越来越被认为是作物生产力和韧性的关键驱动因素。它们还可以增强养分循环和保蓄能力，从而提高肥料利用效率并减少维持生产力所需的外部养分投入量（Hallama等，2019年；Karasawa，2024年）。
塑造巴西各地农业生态系统中大豆对覆盖作物产量响应机制和情境因素的研究在文献中仍较为分散（Andrade等，2025年；Balbinot Junior等，2024年；Cherubin等，2025年）或部分分散（Barbosa等，2026a年）。实证证据表明，覆盖作物的有效性具有地点特异性（Souza等，2025a年；Andrade等，2025年），随土气象条件（即气候、土壤质地、土壤有机质含量）和管理决策（即覆盖作物种类、生物量产出、施肥）而变化（Balbinot Junior等，2024年；Carvalho等，2026年；Cordeiro等，2021年；Soares等，2025年）。因此，鉴于研究结果的异质性，将特定地点的研究结论进行推广和扩展是颇具挑战的。在此背景下，定量综合这些情境依赖性结果对于制定区域管理建议、促进更具生产力和韧性的农业体系至关重要。
这种高度变异性根源于巴西广阔的农业生态多样性（Zanon等，2016年；Alves等，2024年）。巴西大豆种植面积约4900万公顷，沿南北约4000公里的带状区域分布。主要产区之间存在极大的农业生态多样性。在稀树草原地区（Cerrado生物群系），土壤高度风化（即天然酸性和肥力低），气候特征为干湿季分明，给第二季作物带来较高的水分胁迫风险（Alves等，2024年；Santos等，2023年）。在该地区，主要策略是采用耐非生物胁迫的植物，主要是热带禾草类，如 Urochloa、Megathyrsus 和珍珠粟（Baptistella等，2020年；Barbosa等，2026a年）。相比之下，在亚热带地区（巴西南部），土壤一般更黏重且更肥沃，全年降雨分布更为均匀。该地区的主要挑战是寒冷天气和冬季降雨，需要适应这些条件的物种（如燕麦、黑麦草、饲用芜菁、野豌豆），以实现快速生长和土壤覆盖（Zanon等，2016年；Carvalho等，2026年）。因此，单一的国家性建议不仅不切实际，而且很可能是错误的。
除环境限制外，覆盖作物的有效性和采用程度直接与复杂的农场层面管理权衡紧密相关。是否用休耕地或第二季经济作物替代是决定性因素。在有休耕期的系统中，引入覆盖作物主要着眼于改善土壤健康，主要障碍在于种子和播种成本（Lamichhane和Alletto，2022年）。然而，在集约化系统中，覆盖作物与第二季经济作物（即玉米）在时间、水分和经济回报上直接竞争。农民必须在种植第二季经济作物带来的即时经济利益与种植覆盖作物以改善土壤和提高后续作物产量的长期（且不确定性较大的）投资之间做出选择（Soratto等，2022年；Lamichhane和Alletto，2022年；Van Eerd等，2023年）。
生物物理驱动因素与管理决策之间的这种复杂交互构成了我们核心假设的基础：覆盖作物对后续大豆产量的总体效应为正向，但其幅度受气候条件（热带与亚热带）、土壤肥力和质地（有机质含量、黏土含量以及磷钾有效性）以及覆盖作物功能特征（物种、功能群和生物量产出）的显著调节。我们预期这些调节效应主要通过养分循环和生物量介导的土壤改良途径发挥作用，而非通过更长期的多年碳积累途径——后者超出了所纳入研究的时间范围。为检验这一假设，我们开展了一项荟萃分析，以综合现有数据并量化覆盖作物相对于休耕地或前茬经济作物对后续大豆产量的影响。具体目标包括：确定覆盖作物对大豆产量的总体平均效应，评估该效应如何随前茬系统类型和覆盖作物种类而变化，以及识别关键环境和管理变量（如气候、土壤质地、水分和肥力、以及初始作物产量水平）的调节效应。
章节摘要
文献检索与数据提取
进行了系统的文献检索，以识别在巴西田间条件下评估覆盖作物对后续大豆产量影响的同行评审研究。检索在Web of Science、Scopus和Google Scholar数据库中执行，包括英文和葡萄牙文发表的文章。检索术语为"soybean"（大豆）、"Glycine max"（大豆学名）、"yield"（产量）、"cover crop"（覆盖作物）、"biomass"（生物量）及其相应葡萄牙语术语的组合。仅纳入在
覆盖作物对大豆产量的总体效应
平均而言，覆盖作物后茬大豆的籽粒产量为3.50 Mg ha?1，而对照组为3.30 Mg ha?1。与对照处理相比，大豆籽粒产量平均增加了8.72%（95%置信区间：6.40–11.15）（图2）。在79.2%的研究中，覆盖作物使大豆籽粒产量增加。分析发现研究之间存在高度异质性（I2 = 91.04%，Q = 685.42，df = 52，p < 0.0001）。各研究报告的效应量范围很广，
覆盖作物对大豆产量的总体效应
我们的荟萃分析表明，在巴西各地农业生态系统中引入覆盖作物能够提高大豆籽粒产量，并识别了调节这一结果的主要驱动因素。这种正向响应支持了可持续集约化的目标，表明可以在减轻土壤退化和增强土壤健康的同时实现生产力提升（Cherubin等，2025年；Marin等，2022年），这与作物多样化策略（如覆盖作物）的更广泛证据一致
结论
这项全国性荟萃分析揭示，在巴西各地农业生态系统中，覆盖作物一致地使大豆产量提高了8.72%（95%置信区间：6.40–11.15）。产量响应受到耕作系统背景、环境限制和覆盖作物功能组成的强烈影响，在替代休耕地（10.6%）、热带气候下（17.1%）、低产环境（19.9%和20.6%）以及沙质土壤（21.2%）时观察到最大效益。单一物种禾草类（17.0%）和
CRediT作者贡献声明
Lucas Freitas Nogueira Souza：撰写—初稿、可视化、方法论、调查研究、形式化分析、概念设计。Jo?o Leonardo Corte Baptistella：撰写—审阅与编辑、可视化、验证、数据管理。Pedro Chudzik：方法论、数据管理。Matheus Viana Lopes：方法论、数据管理。Maurício Roberto Cherubin：撰写—审阅与编辑、验证、项目管理、资金获取。
利益冲突声明
作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能对本研究所报告的工作产生影响。
致谢
我们衷心感谢热带农业碳研究中心（CCARBON）和圣保罗研究基金会（FAPESP - 项目号21/10573-4）的支持。我们感谢嘉吉公司（1720/105419；项目—"探索覆盖作物在再生农业中的多功能性：碳、土壤健康、作物产量与韧性"）和拜耳股份有限公司对本研究的赞助。M.R.C.感谢国家科学和技术发展委员会（CNPq）对其
Lucas Freitas Nogueira Souza|Jo?o Leonardo Corte Baptistella|Pedro Chudzik|Matheus Viana Lopes|Maurício Roberto Cherubin
