如果你種植蔬菜、花卉或經營小農場，遲早你會意識到… 氮是植物生長的燃料。缺氮時，植物葉片會發黃，生長緩慢，產量也會降低。好消息是，你並不總是需要使用化學肥料：許多植物能夠從空氣中吸收氮，或將土壤深處的氮活化，供根系吸收利用。
過去幾年裡，人們對…進行了大量研究。 固氮植物與土壤改良物種這適用於小型有機農場和參與共同農業政策 (CAP) 及廣為人知的綠色補貼計劃的大型農場。此外，人們還研究了它們對乾旱生態系統的影響、它們在生物多樣性中的作用，以及如何在作物輪作、覆蓋作物和綠肥中使用它們。我們將把所有這些資訊整合到一篇實用且全面的文章中，以便您能夠在自己的土地上充分利用它們。
植物向土壤中輸送或固定氮意味著什麼？
當我們談到「提供氮肥」的植物時，我們指的並非總是同一種機制，但它們都有助於確保土壤中氮的含量。 作物可利用的氮更多，對化肥的依賴性較低建議區分幾個群體，以免混淆概念。
一邊是植物 共生固氮生物這些植物的根部會形成根瘤，根瘤菌屬（以及其他類似的細菌）可與苜蓿、蠶豆、豌豆、扁豆、三葉草、羽扇豆、大豆、花生等植物的根部形成根瘤。這些細菌將大氣中的氮（N₂）轉化為植物可以吸收的形式。
其次，我們還有植物。 非共生或不與其他類型細菌相關聯這些植物也有助於土壤穩定，但不會產生肉眼可見的根瘤。例如，這類植物包括榿木、木麻黃和加州丁香等，它們廣泛用於土壤修復和作為農作物周圍的屏障。
最後，還有一類植物，雖然它們不能以傳統的方式從空氣中固定氮， 它們從深層土壤中「輸送」營養物質或循環利用氮。 由於它們的根系很深，而且能產生大量的生物質（紫草、蕪菁、飼用蘿蔔、高粱、燕麥等），這些作物否則就會被浪費掉。
利用固氮植物的主要好處
第一個正面影響是這些物種允許 提高土壤肥力 與許多礦物肥料不同，生物固氮作用不會對環境造成任何影響。這是一個由土壤細菌和真菌參與的自然過程，它能緩慢且持續地為土壤提供「肥料」。
另一個非常有趣的觀點是，它們促進了 減少化肥用量這意味著中期成本節約，並降低硝酸鹽淋溶造成的水污染風險。尤其對於專業農場而言，在作物輪作中引入豆科作物可以顯著提高收益。
這些植物也是一種基本工具。 作物輪作與有機農業在種植了需氮量很大的作物（如冬小麥或玉米）之後，引入豆科植物或富含生物質的綠肥有助於恢復土壤，並為下一季的耕作做好準備。
如果我們把目光投向更廣闊的地塊之外，就會發現固土和改良土壤的物種對土壤的形成起著至關重要的作用。 生物多樣性、水土保持與退化土壤的修復許多植物被用作植物覆蓋物，保護地表免受雨水和陽光的侵蝕，穩定斜坡，並為有益動物提供陰涼和食物。
固氮植物的種類及其在花園中的作用
在菜園和粗放式農業中，我們通常處理兩大類作物： 固氮豆科植物 以及一些非豆科植物，它們同樣參與這種營養物質的固定或轉化。每類植物的用途和管理方法各不相同。
最常見的豆類中，有些在任何廚房裡都耳熟能詳： 豆類、扁豆（可當） 液體肥料豌豆、蠶豆、菜豆、鷹嘴豆……它們都可以作為人類食用的作物，同時在地下與共生細菌共同生長。
在另一個層面上是 飼料和覆蓋作物豆科植物例如紫花苜蓿、三葉草、紅豆草、白茅、野豌豆、胡蘆巴或羽扇豆。它們的主要功能與其說是生產糧食供應市場，不如說是產生豐富的生物質、改良土壤，此外還能作為牲畜的牧場。
與固氮或固氮循環相關的非豆科植物物種包括： 榿木、木麻黃、加州丁香和其他先鋒樹種除了蕎麥、藜或蒲公英等植物外，人們還觀察到它們能夠固氮或與固氮微生物相關聯。
能改良土壤的豆科植物範例
如果說的是能以共生方式固氮的植物，那名單很長，但其實只有幾種。 值得深入了解的關鍵人物 因為它們使用最廣泛，也得到了綠色支付等法規的認可。
該 蠶豆（Vicia faba） 它們是冬季花園的經典之選：耐寒性強，根系發達且深紮地下，地上部分生物量豐富。它們既是極佳的糧食作物，又能透過固氮作用改良土壤。
很多 豌豆（Pisum sativum） 雖然不同種類的豆類都能帶來美味豐收，但它們真正的寶藏卻藏在地下，藏在富含細菌的根瘤中。當豆類完成生長週期後，如果根系留在土壤中，並將作物殘茬作為覆蓋物或綠肥翻入土壤，就能釋放出大量累積的氮。
在大面積種植作物或作為飼料時，蟻後是… 苜蓿（Medicago sativa）它極長的根系與土壤固土真菌和細菌共生，這種植物能產生大量的綠色物質。此外，它還含有三十烷醇，這種物質在其他物種中能起到生長刺激劑的作用，因此… 紫花苜蓿輸液 它可以作為自製生物肥料使用。
我們絕不能忘記…的作用 三葉草、紅豆草、白花菜、野豌豆、胡蘆巴和羽扇豆這些植物可用作草地、葡萄園、果園和輪牧系統中的活地被植物。它們既能保護土壤，又能提供氮肥，還能為授粉昆蟲和益蟲提供食物。
也能提供氮肥並改善土壤的非豆科植物
雖然我們通常將固氮作用與豆科植物聯繫起來，但也有其他植物具有這種能力。 一些非豆科植物也表現出色 改良土壤，可以透過從深層土壤中調動養分、產生大量有機質或以不太為人所知的方式固定氮來實現。
一個引人注目的例子是 蕎麥（Fagopyrum esculentum）這種植物和藜或蒲公英一樣，雖然不是豆科植物，但也能固氮。此外，它的種子營養豐富，是人類重要的食物來源，因此兼具農藝和經濟價值。
El 藜（Chenopodium album） 它擁有非常發達的根系，能將養分深入土壤；高大的植株還能保護其他植物免受風害。它的葉子可以像菠菜一樣食用，種子歷來用於烘焙。根部含有皂苷，因此甚至可以用作天然肥皂。
大型生質能發電廠包括： 高粱或幾內亞玉米（Sorghum halepense）燕麥和黑麥。它們都能形成根系網絡，疏鬆、通氣並改善土壤結構，提供碳，並留下厚厚的覆蓋層，在分解過程中釋放養分，包括一些累積的氮。
有些物種例如 紫草（Symphytum officinale） 它們就像營養泵一樣：根系深紮土壤，從大多數作物無法觸及的區域吸收氮、鉀、鈣、鎂和其他元素。用它們的落葉覆蓋土壤是有機園藝中最受推崇的做法之一。
伴生植物可以起到保護作用，吸引有益動物並提供生物質。
除了直接固氮作用外，許多伴生植物還有助於提高土壤的養分含量。 由於其生物量、根係以及對有益動物群的影響，這種植物更肥沃、更具韌性。它們或穿插種植在主要作物之間，或任其在邊緣地帶野生生長。
La 琉璃苣（Borago officinalis） 金盞花（Calendula officinalis）是花園裡的好幫手：它們根系發達，枝繁葉茂，還能吸引大量的授粉昆蟲和其他益蟲。琉璃苣的葉子也可以食用，為湯和燉菜增添口感；金盞花則常用於製作護膚霜。
La 旱金蓮（Tropaeolum majus） 它匍匐生長，能很好地覆蓋地面，防止水土流失，而且花朵可食用，略帶辛辣味。它的花朵還能吸引益蟲，減輕附近作物的病蟲害壓力。
其他有趣的「活地被植物」包括： 馬齒莧（Portulaca oleracea）非常耐旱且可生食的波斯菊（Cosmos bipinnatus），形成一片名副其實的花毯，為眾多益蟲提供庇護和食物。
植物喜歡 向日葵（Helianthus annuus） 它們的作用多種多樣：它們可以起到很好的防風作用，為野豌豆等攀緣植物提供支撐，而且在被粉碎並歸還土壤時可以提供大量的生物質，此外，它們還能為我們提供珍貴的向日葵種子。
深根、綠肥及疏鬆板結土壤
在任何農業生態系統中，由以下植物組成的植物群都非常有價值： 具有直根或非常深根系的物種 能夠打破壓實層，改善底土排水，並將養分帶到作物根系所探索的區域。
El 蕪菁（Brassica rapa） 飼用蘿蔔非常適合這種用途：它們根系發達，能夠深入土壤，自然疏鬆土層，同時也能吸收下層土壤中的氮。當蘿蔔被收割並翻入土壤後，大部分氮肥會逐漸釋放出來。
La 白芥菜（Sinapis alba） 它能長成大型植株，根系發達，有助於疏鬆板結的土壤。它明亮的黃色花朵能吸引大量益蟲，這對於生態害蟲防治來說是一個非常有價值的特性。
在穀物中， 黑麥（Secale cereale） 它以能形成厚實的覆蓋層而聞名，這種覆蓋層有利於後續豆科植物的種植。同時，它發達的根系還能疏鬆土壤、增加土壤通氣並防止水土流失。燕麥也具有類似的功能，而且它還是一種優質的飼料作物。
El 草木樨（Melilotus officinalis） 以及其他開黃花或白花的苜蓿，加上固氮豆科植物，可以形成大量的地上生物量，如果用作綠肥，可以將大量的有機氮和其他養分歸還給土壤。
果園中能夠固氮或固氮的樹木
並非只有草本植物。許多多樣化的花園和農場設計也融合了… 能夠固定或活化氮的樹木和灌木充分利用其木材、樹蔭和碎葉作為覆蓋物。
El 榿木（榿木和普通榿木） 這是一個很好的例子：人們研究了它與固氮細菌結合的能力，它經常被用於河岸修復或作為防風林，同時也能用富含營養的落葉來改良土壤。
其他與土壤改良和固氮作用相關的樹木包括： 角豆樹、假金合歡、合歡樹和紫荊樹它們中的許多都能開出蜜源植物的花朵，為野生動物提供庇護所，修剪下來的枝條還可以用作果樹和多年生作物周圍的營養覆蓋物。
這種組合 樹層和蔬菜園作物 它創造了小型農林複合系統，將遮蔭、防風、貧瘠土壤的恢復以及為人類和動物生產食物結合在一起。
綠化和固氮作物
在共同農業政策框架內，所謂的 綠色支付或綠色化 這是以公頃發放的財政援助，與基本支付權掛鉤，前提是農場遵守某些有利於環境的做法。
這些做法包括 根據農場規模進行作物多樣化維護永久牧場和生態利益區（EIA），其中包括休耕地、綠地、林地，以及非常重要的，專門用於固氮作物的地塊。
並非所有固氮植物都符合綠化標準：只有被考慮才能符合。 供人類或動物食用清單包括豆類、鷹嘴豆、扁豆、豌豆、蠶豆、羽扇豆、角豆、草豌豆、野豌豆、苦野豌豆、胡蘆巴、蠶豆、苜蓿、紅豆草、白茅根、三葉草、大豆和花生等作物。
為了正確計算這些面積，植物必須 至少要等到開花期才能移植到田裡。如果將固氮作物與其他非固氮作物混播，則固氮作物的比例必須超過混合物的50%。此外，為避免氮素淋失，不允許在種植固氮作物後立即休耕。
另一個關鍵要求是，當一塊種植固氮作物的土地被宣佈為改良生態區時， 植物保護產品不能使用 從播種前的土地準備到收穫後（或多年生作物的整個生長週期），農民在提交共同農業政策（CAP）申請時必須聲明並承擔此項責任。
如何將這些植物融入輪作、覆蓋作物和綠肥中
實際上，充分發揮這些物種潛力的最佳方法是進行適當的組織… 作物輪作、覆蓋作物混合種植和綠肥利用具體情況取決於您所在地區的氣候、土壤類型和生產目標。
一個非常常見的策略是在玉米或小麥等需氮量大的作物之後播種豆科或豆科植物與穀類作物的混合作物。 週期結束後，將覆蓋物割除，生物質留在地面上。或將其少量混入土壤中，以便固定的氮可供下一季作物使用。
在葡萄園、漿果園和果園中，三葉草、野豌豆或與禾本科植物的混合物通常用作永久性地被植物。這些覆蓋作物允許 固氮、保護土壤、方便機械通行。同時也能控制水土流失。
在小型家庭花園中，您可以嘗試種植成片的花卉，例如金盞花、琉璃苣、旱金蓮和波斯菊，並穿插種植豆類、葉菜類或葫蘆科植物，這些植物尤其需要氮肥。這樣， 形成了一個非常有效率且平衡的馬賽克圖案。 病蟲害問題少。
另一種非常有趣的技術是使用… 綠肥 在休耕期：不要讓土地裸露，而是播種蠶豆、野豌豆、燕麥、黑麥、芥菜或蕪菁的混合物，在種子成熟前收穫，放在地上晾乾，然後混入土壤或用作覆蓋物。
最大化固氮作用的最佳條件
要使固土和改良土壤的植物充分發揮作用，僅僅播種是不夠的：還需要採取其他措施。 尊重特定的土壤、氣候和管理條件 這些物質有利於參與此過程的細菌和真菌的生長。一般來說，這些物種在透氣性良好、排水良好且pH值接近中性的土壤中生長旺盛。酸性過強或高度板結的土壤應添加有機質改良，必要時可添加石灰石。
大多數固根植物需要 陽光充足，氣溫適中至溫暖 為了充分發揮它們的潛力。即便如此，也有一些品種，例如蠶豆或某些三葉草，它們耐寒性強，可以在冬季其他作物無法生長的時候用來補充氮肥。
將細菌引入土壤
對於某些豆科植物，特別是當它們被引入從未種植過的土壤時，建議進行以下操作： 接種根瘤菌屬的特定細菌這簡單的步驟可以倍增固氮量，並確保活性根瘤的存在。
最後，在需要高固氮量的地塊中，建議避免過度施用礦質氮肥，因為 如果土壤中氮含量充足，植物就會“放鬆”，停止投入資源。 與其微生物夥伴相互作用，減少根瘤形成。
一般來說，這些物種在結構良好、有機質含量高的土壤中生長旺盛；此外，促進有益微生物（例如某些真菌和細菌）的生長可以改善土壤固氮作用。如欲了解更多關於有益真菌在土壤中的作用，請查閱相關資訊。 有益土壤真菌.
結合傳統園藝知識和現代科學的研究成果，我們可以清楚地看到： 投資種植固氮或固氮植物絕對是明智之舉。它們能提高土壤肥力，減少對外部投入的依賴，改善生物多樣性，既適用於小型家庭菜園，也適用於享受綠色補貼的大型農場。將它們巧妙地融入作物輪作、覆蓋作物和農林複合系統中，可能是既能保護土地又能持續獲得豐收的最簡單有效的方法之一。