各种各样的豆类。 莫林卡/ Shutterstock
豌豆，小扁豆，鹰嘴豆，豆类和花生：如果装在豆荚里，那就很有可能是豆类。 这些不起眼的粮食作物具有特殊的能力，使其在植物界中相当独特。
他们可以将空气中富含的氮气转化为对植物来说更稀有和重要的某种东西：氨。 氨可以立即在植物中转化为蛋白质，从而帮助其生长。 这就是为什么豆类作物不需要氮肥的原因，他们甚至将土壤中产生的部分氮留给其他植物使用。
大多数现代农场向合成肥料的田间添加氮肥。 自1960年代以来，全球每年的氮肥产量增长了惊人的458％，从而将欧洲的谷物产量提高到了 超过188亿吨 一年。 最好， 一半的氮 施用到农田的肥料将被作物吸收并使用。 其余大部分以一氧化二氮（一种温室气体）的形式流失到大气中 300时代更有力 比二氧化碳。 其中一些浸入地下深处的淡水中，主要是硝酸盐。
最全面的研究 迄今为止发现，在2000年代初期，通过促进诸如 高铁血红蛋白血症, 甲状腺疾病及 胃癌.
全球范围内， 一氧化二氮的排放量 肥料和牲畜甲烷产生的热量占农业温室气体的大部分-这个部门负责 大约四分之一 所有人类活动的变暖气体中。 欧盟已经做好了自己的准备 2030年的目标 用于减少农业温室气体排放量和化学农药使用量的50％，以及合成肥料的使用量的20％。
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有时，最简单的解决方案就是最好的解决方案。 通过重新引入与其他农作物轮作的豆科植物的古老体系，农场可以削减生产肥料的同时生产出营养丰富且对野生动植物友好的食物。
奇迹作物
在最近的一项研究，我们发现在常规谷物轮作中使用豆类可以提供相同数量的营养，但环境成本却明显降低。 这是因为谷物作物所需的一些氮是由去年同一田地的豆类作物提供的。
由于豆类，豌豆和小扁豆等谷物豆类的蛋白质和纤维的重量比小麦，大麦和燕麦等谷物农作物的重量多，因此我们计算出，苏格兰的普通谷物农场在五年内可以一年种植豆类作物循环，将整个旋转周期所需的氮肥量减少近50％，同时产生相同的营养输出。
通过大量减少肥料的使用，预计同期的温室气体排放量将减少多达43％。 谷物豆类也可以与谷物一起用作动物饲料-以较低的环境成本提供更多可消化的蛋白质。
科学家直到19世纪末才发现豆类从空气中获取氮的过程，距发现元素氮近一百年了。 豆科植物根部的特殊组织为成千上万的固氮细菌提供了避风港。 为了获得豆类通过光合作用在叶片中产生的糖的稳定供应，这些细菌以对植物生长最有用的形式提供了充足的氮。
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作物收割后，豆类残留物分解并将有用的氮输送到土壤，以便其他植物也可以使用它。 这些农作物通过将仍在生长的植物犁入土壤中以提供更多的氮，甚至起到绿肥的作用。
花生-不仅是美味的零食。 郑载寿/ Shutterstock
但是豆类作物除了减少了对肥料的依赖外，还提供了更多的好处。 豆类作物使轮作多样化，可以缩短谷物病虫害的发病周期，并减少其对农药的需求，从而减少谷物病虫害的发生。
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由于其根深蒂固，许多豆科植物比常规作物更耐干旱。 豆科植物的花提供了 极好的来源 花蜜和花粉也可为昆虫授粉，在人类饮食中食用更多豆类可带来多种健康益处。
尽管有所有这些积极因素，但在欧洲，豆科植物并未得到广泛种植，与欧洲相比，仅占欧洲耕地的1.5％ 全球14.5％。 实际上，欧洲从南美进口了许多富含蛋白质的农作物，而南美对大豆的需求却在不断增长。 驱使森林砍伐。 现在是欧洲农民将这些奇妙的农作物恢复到田间的时候了，以减少污染和增加营养食品。
关于作者
迈克尔·威廉斯植物学助理教授 都柏林圣三一学院（Trinity College）; 戴维·斯泰尔斯（David Styles）碳足迹讲师 班戈大学及 马塞拉·波尔图·哥斯达黎加，可持续农业博士候选人， 班戈大学
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