各種各樣的豆類。 莫林卡/ Shutterstock
豌豆，小扁豆，鷹嘴豆，豆類和花生：如果放在豆莢裡，那就很有可能是豆類。 這些低調的糧食作物具有特殊的能力，使其在植物界中相當獨特。
他們可以將空氣中富含的氮氣轉化為對植物來說更稀有和重要的東西：氨。 氨可以立即在植物中轉化為蛋白質，從而幫助其生長。 這就是為什麼豆類作物不需要氮肥的原因，他們甚至將土壤中產生的一部分氮留給其他植物使用。
大多數現代農場向合成肥料的田間添加氮肥。 自1960年代以來，全球每年的氮肥產量增長了驚人的458％，從而將歐洲的穀物產量提高到了 超過188億噸 一年。 最好， 一半的氮 施用到農田的肥料將被作物吸收並使用。 其餘大部分以一氧化二氮（一種溫室氣體）的形式流失到大氣中 300時代更有效 比二氧化碳。 其中一些浸入地下深處的淡水中，主要是硝酸鹽。
最全面的研究 迄今為止發現，在2000年代初，通過促進諸如 高鐵血紅蛋白血症, 甲狀腺疾病和 胃癌.
全球範圍內， 一氧化二氮的排放量 肥料和牲畜甲烷產生的熱量佔農業溫室氣體的大部分-這個部門負責 大約四分之一 所有人類活動的變暖氣體中。 歐盟已經做好了自己的準備 2030年的目標 用於減少農業溫室氣體排放量和化學農藥使用量的50％，以及合成肥料的使用量的20％。
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有時，最簡單的解決方案就是最好的解決方案。 通過重新引入與其他農作物輪作的豆科植物的古老系統，農場可以減少生產肥料的同時生產出營養豐富且對野生動植物友好的食物。
奇蹟作物
在最近的一項研究，我們發現在常規穀物輪作中使用豆科植物可以提供相同數量的營養，但環境成本卻顯著降低。 這是因為穀物作物所需的一些氮是由上一年在同一田地上種植豆類作物提供的。
由於豆類，豌豆和小扁豆等穀物豆類的蛋白質和纖維比小麥，大麥和燕麥等穀類作物的重量重，因此我們計算出，蘇格蘭的普通穀物農場在五年內可以種植一年的豆類作物循環，將整個旋轉週期所需的氮肥量減少近50％，同時產生相同的營養輸出。
通過大量減少肥料的使用，預計同期的溫室氣體排放量將減少多達43％。 穀物豆類也可以與穀物一起用作動物飼料-以較低的環境成本提供更多可消化的蛋白質。
科學家直到19世紀末才發現豆類從空氣中獲取氮的過程，距發現元素氮近一百年了。 豆科植物根部的特殊組織為成千上萬的固氮細菌提供了避風港。 作為對豆類通過光合作用在葉片中產生的糖的穩定供應的回報，這些細菌以對植物生長最有用的形式提供了充足的氮。
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作物收割後，豆類殘留物分解並將有用的氮輸送到土壤，以便其他植物也可以使用它。 這些農作物通過將仍在生長的植物犁入土壤中以提供更多的氮，甚至起到綠肥的作用。
花生-不僅是美味的零食。 鄭載壽/ Shutterstock
但是豆類作物除了減少了對肥料的依賴外，還提供了更多的好處。 通過中斷豆類作物的輪作，可以減少穀物病蟲害的發病率，方法是縮短其幾年之間的生命週期並減少對農藥的需求。
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由於其根深蒂固，許多豆科植物比常規作物更耐乾旱。 豆科植物的花提供了 極好的來源 花蜜和花粉也可為昆蟲授粉，在人類飲食中食用更多豆類可帶來多種健康益處。
儘管有所有這些積極因素，但在歐洲，豆科植物並未得到廣泛種植，與歐洲相比，僅佔歐洲耕地的1.5％ 全球14.5％。 實際上，歐洲從南美進口了許多富含蛋白質的農作物，而南美對大豆的需求卻在不斷增長。 驅使森林砍伐。 現在是歐洲農民將這些奇妙的農作物恢復到田間的時候了，以減少污染和增加營養食品。
關於作者
邁克爾·威廉斯植物學助理教授 都柏林聖三一學院; 戴維·斯泰爾斯（David Styles）碳足跡講師 班戈大學和 馬塞拉·波爾圖·哥斯達黎加，可持續農業博士候選人， 班戈大學
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