覆盖作物生态系统服务功能研究进展

杨荣华，来 倩，尹 翠，杨海波，李承男，靳 磊，曹云娥

（1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2．中宁县农业技术推广服务中心，宁夏 中宁 755100；3.银川市园林局绿化二处，宁夏 银川 750021）

预计未来50年全球粮食需求将增加一倍，这就要求我们在不破坏环境和损害人类健康的前提下提高粮食产量，确保农业生态系统服务可持续性[1]。当前的集约化农业导致土壤养分循环失调、水质下降、土壤质量退化、生物多样性减少，病虫害自然控制功能下降等，引起了人们的广泛关注[2-3]。在常规的农业耕作系统中，收获后的土壤表面通常是裸露的，因此可能导致土壤侵蚀、淋失和有机碳（SOC）的减少[4-6]。因此，许多国家均采取覆盖作物作为农业可持续发展方式。M.Martínez-Mena等[7]研究表明可持续土地管理（SLM）措施(如少耕、免耕、覆盖作物等)提高了土壤有机碳（SOC）和养分（N、P）含量，减少了径流、侵蚀，逐渐得到人们重视[8-10]。覆盖作物通过对土壤物理和生物过程的积极影响，可以成为可持续农业生产系统的重要组成部分[11]。种植覆盖作物不仅是为了提高作物的产量，更主要的是为了农业生态系统可持续发展[12]。

1 覆盖作物生态系统服务功能

1.1 促进免耕制度的应用

向免耕生产转型，主要是为了防止表土层风蚀和水蚀，改善土壤有机质，保持土壤水分[13]。几千年的农耕文明是通过翻耕土壤来控制杂草，农资投入不断加大，土壤有机质氧化、水土养分流失严重，生产力逐年下降[14-15]。免耕作为一种可持续土地管理措施具有非常有效的侵蚀控制效果，可以提高水肥利用率。因此，许多作物的产量在免耕制度下优于传统耕作制度[16-17]。而控制杂草是免耕制度应用的最大挑战[18]，故现代除草剂的应用推动了免耕的实施。近年来发展起来的覆盖作物通过可持续的杂草管理、降低农药（除草剂）的使用、改善土壤物理特性和有机碳浓度来提高免耕系统的效果[13,19-22]。Andrea Fiorini等[23]研究表明，覆盖作物的采用在免耕系统中得到推广，因为覆盖作物的生长抑制了通过淋洗而造成的硝酸盐损失，增加土壤有机碳含量（28%）和蚯蚓丰度（5倍于常规耕作），从而不会对产量造成损害。Hoorman等[24]研究发现，在转为免耕后的前5-7年，玉米产量略有下降，但长期（即7-9年）的免耕做法改善了土壤健康，使微生物和土壤动物恢复平衡，恢复了传统耕作所失去的养分，提高了有机质水平，使玉米产量高于传统耕作的田地。Anderson等[15]研究发现，免耕和覆盖作物都有助于减少美国中西部农民的产量损失风险，同时减少土壤养分流失。

1.2 减少水土流失

覆盖作物在主要作物不存在时，通过物理保护土壤表面，减少土壤侵蚀、养分淋滤和风蚀。采用覆盖作物技术的土壤有机碳含量增加是提高团聚体稳定性和减少风蚀率的主要因素之一，因为有机碳可以从物理、化学和生物学上结合土壤颗粒，形成稳定的大团聚体，有效地防治中等质地土壤的水土流失[25]。因为风蚀造成土壤流失[26]，因此其风蚀是半干旱土壤的一个主要环境问题。在我国西北地区土壤风蚀严重，尤其冬春季大风等相关气象条件，导致裸露的干旱土壤及砂尘形成扬沙或沙尘暴，如果冬春两季覆盖作物能在半干旱环境中成功种植，它们将有助于降低风蚀风险[27]。

1.3 改善土壤物理性质

覆盖作物通过提高土壤团聚体的平均重量直径和降低土壤压密来改善土壤物理性质。众所周知，土壤团聚体会影响土壤水分入渗、作物根系生长、抗侵蚀力，并且可以随着覆盖作物的添加而改善。覆盖作物可以增加土壤有机质、土壤有机碳和微生物活性，促进土壤聚集。Eric Antosh等[28]发现覆盖作物通常会增加土壤团聚体的平均重量直径（一种衡量土壤干性聚集的方法），在芥菜小区和芥菜-毛苕子小区，湿集料稳定性分别提高了18%和27%。覆盖作物有助于降低土壤密度，增加土壤透气性。饲料萝卜在秋季生根深度可达210cm，而黑麦草为99cm[29]，这可以抵消土壤的压密，留下的根系通道可能为经济作物根系提供土壤水分吸收通道[30]。

1.4 提供N素营养

目前，农业系统对合成肥料的依赖引起了人们对其可持续性的担忧[31]。将覆盖作物纳入耕作系统可能有助于满足后续作物的氮肥需求，从而减少施肥和环境问题[32]。休耕期间种植覆盖作物能够清除土壤中多余的氮素，固定在覆盖作物中，覆盖作物终止后分解过程中又可释放氮素，为作物生长提供养分。大多数研究表明，覆盖作物与矿质氮源的结合对氮源利用具有协同效应[33-34]，这是因为覆盖作物残基与土壤中的氮及其他营养物质结合，有利于根系的发育和生物活性，调节有机形态的矿化过程，且豆科氮素一般比矿物氮肥更不容易浸出，因为有机氮素能更好地保留在土壤中。因此，覆盖作物不仅可以用来减少养分淋滤和保护土壤免受侵蚀，还可以减少化肥投入和耕作，同时保持作物产量[35]。Edson Cabral da Silva等[33]研究发现，覆盖作物和氮肥对水稻秸秆生物量积累、籽粒产量以及大部分养分的吸收均有影响，在种植豆科覆盖作物后，不管有没有追施氮肥对水稻生长影响不大，研究表明种植覆盖作物与施用60 kg/hm2的尿素效果相当。Kun-Jun Han and Montgomery Alison[36]研究发现，在豆科覆盖作物（毛苕子）后种植甜高粱，其产生的生物量和含糖量与施用56或112 kg/hm2的合成N肥相当，证明采用冬季豆科覆盖作物（毛苕子）可满足甜高粱对氮肥的需求。R.A.Wittwer and M.G.A.van der Heijden[35]使用航空光谱图像的归一化植被指数（NDVI）评估植被动态，光谱图像分析表明，豆科覆盖作物（毛苕子和三叶草）弥补了少耕和免耕制度中氮素利用的延迟，有助于提高氮素吸收和作物在当季后期的生长。研究表明，以覆盖作物为基础的种植系统可以在不影响产量的情况下减少化肥投入和耕作，豆类覆盖作物可以向下一茬作物提供大量的氮素，即使氮肥用量减半，也能实现类似的产量。Jahanzad等[32]发现秸秆的分解速率取决于C/N比，C/N比越低分解和养分释放越快。与黑麦相比，饲用萝卜和豌豆在早春与作物氮需求同步释放氮素的潜力更大。且当覆盖作物被埋在土壤中时，具有较快的残余氮分解和释放，残余埋藏时碳和氮矿化程度较高[37]。碳氮比越高，植物残体分解越慢，养分释放也越慢。因此，选择中等碳氮比的覆盖作物（豆科植物和非豆科植物的混合物）可以提供氮素供应和氮素保留秸秆，有助于保持土壤覆盖与养分供应之间的平衡[38-39]。

1.5 减少NO3-淋滤

淋滤对饮用水供应构成很大的风险，并恶化水生生态系统，导致富营养化、藻华和鱼类中毒。覆盖作物被公认为减少农业生态系统中NO3-淋失的一种工具。有效地建立一种冬季覆盖作物，对于减少氮素向地下水的淋失非常重要。覆盖作物通过吸收和保留多余的矿质氮，防止其从根区浸出[40]。荷兰从2019年实施了一项关于玉米生产系统的新规定，要求在沙质和黄土土壤上的冬季覆盖作物播种不得迟于10月1日[41]。丹麦等国家将覆盖作物作为减少氮素淋溶、增加氮素保留和氮素供应的关键要素[42-43]。秋季硝酸盐淋溶主要取决于植被覆盖和田间管理[44]。Jin Zhao等[45]基于新发射的带有归一化不同植被指数（NDVI）和红色边缘带的卫星遥感平台，评估农业土壤硝态氮淋溶风险的范围。在一定的阈值范围，硝态氮淋失量与覆盖作物地上生物量或地上氮呈负相关，与土壤水分硝态氮浓度呈显著的线性正相关。Thapa,R等[46]的一项全球综合分析发现，覆盖作物减少了农业生态系统中的硝酸盐淋失，尤其是非豆科覆盖作物，非豆科覆盖作物比豆科覆盖作物在减少硝酸盐淋滤方面要有效得多，非豆科覆盖作物比无覆盖作物控制减少了56%的NO3-淋失，非豆科植物-豆科植物混合物减少NO3-浸出量与非豆科植物相当，但显著高于豆科植物。覆盖作物种植日期、茎部生物量和降水影响土壤NO3-的淋失，较早的种植日期和较高的茎部生物量提高了非豆科植物减少NO3-淋失的潜力，且非豆科植物在粗质土壤和干旱年份更能有效地减少NO3-淋溶。

1.6 增加土壤有机碳储量

土壤碳的有效性是土壤健康的一个重要组成部分，影响土壤微生物活动、养分有效性、保水能力和水过滤，长期的农业生产大大减少了土壤中的有机碳[47-49]。覆盖作物在频繁耕作和集中管理的土壤中具有保持有机碳含量的功能[50]。PoeplauandDon（2015）[51]在一项荟萃分析中表明，年平均覆盖作物生物量输入1.87 t/hm2，覆盖作物有机碳年增长为0.32 t/hm2，表明，通过引入覆盖作物来实现碳输入驱动的有机碳封存是非常有效的。M.G.Veloso等[52]研究表明，免耕和覆盖种植有利于真菌的生长，有助于表层土壤结构的稳定。在亚热带气候下，真菌细胞壁残基的积累是推动C在整个土壤剖面积累和稳定的重要机制。覆盖作物增加土壤有机碳储量（0.1-1t/hm2），其大小取决于覆盖作物的生物量、连续种植年限及土壤初始碳水平[53]。Lewis,K.L等[54]进行了17年的黑麦覆盖作物处理后，与常规耕作（冬季休耕）相比，免耕黑麦覆盖作物系统的土壤有机碳含量增加了两倍。并且在短期内（3年）观测到免耕混合覆盖作物（黑麦、毛苕子、萝卜和冬豌豆）系统下的C增加量比在黑麦覆盖作物的C增加量更高，表层土壤15 cm的有机碳含量通过保护性耕作与冬季覆盖作物相结合而提高。Muchanga等[55]研究发现添加毛苕子、毛苕子和堆肥的小区土壤C和N库存比不添加毛苕子和堆肥的小区增加，与基准库存（启动检查前土壤初始库存C、N）相比，毛苕子处理、堆肥处理、毛苕子和堆肥处理土壤C分别增加了3%、2.8%、2.6%，相比之下，在不种植覆盖作物毛苕子和不施堆肥（裸）处理中观察到土壤C存量损失1.85%。

1.7 抑制杂草

杂草控制目前被认为是减少耕作的主要问题，也是农业可持续发展的关键[18]。覆盖作物可能提供有效和可持续的抗除草剂杂草种群管理[13,19]，并减少除草剂的使用[20，56]。覆盖作物抑制杂草的主要机制为:①通过覆盖作物的竞争效应（对光、水、养分和空间的竞争）来减少杂草的生长[57]；②通过终止覆盖作物后覆盖作物残留阻断阳光、改变微生态环境、产生化感抑制物质等抑制杂草[58-59]；③还可以通过为吃杂草种子的昆虫、无脊椎动物、小型啮齿动物和鸟类提供适宜的栖息地，增加杂草种子的捕食来大量减少杂草种子库[60-61]。旺盛生长和生物量生产的单一覆盖作物或混合覆盖作物是有效抑制杂草的关键。禾本科植物和芸薹属植物的单一栽培或混合栽培对杂草的抑制效果比豆科植物更明显[62]，因此，低生物产量的豆科植物和其他阔叶覆盖作物可能需要与多产禾本科植物混合种植来抑制杂草[13]。Pushpa Sotiand Alexis Racelis[63]在免耕有机蔬菜种植系统中采取4种不同的覆盖作物处理（苏丹草、松麻、豇豆和3种作物的混合处理）来抑制杂草，休耕为对照，四种覆盖作物处理之间无显著差异，当随后种植经济作物时，休耕地的杂草明显较高，说明浓密覆盖的作物冠层减少了通过冠层进入地表的光线，从而减少了杂草的萌发、生长和建立。冬季覆盖作物影响杂草多样性和群落组成Ali Almoussawi等[64]发现冬季混合覆盖作物（亚麻荠+豆类+十字花科）直接播种可以控制杂草数量，同时确保了更高的杂草多样性和经济作物向日葵产量。Dhima等[59]发现冬季麦类覆盖作物提取物降低了麦草和毛刺狐尾种子的发芽能力，但对玉米没有任何影响。

1.8 改善土壤微生态

土壤微生物是土壤健康的重要组成部分，推动着关键的地球生物化学过程。覆盖作物将活的植物和与之根系相关的微生物群落引入并维持到土壤中，维持有益的土壤相互作用和功能。同时，覆盖作物通过对杂草的抑制及其他生态系统服务功能，减少农药的用量，减少农药对土壤微生物群落产生负面影响，增加土壤微生物丰度和平衡微生物群落结构。Nakian Kim等[65]的一项综合性研究得出覆盖作物显著提高了土壤微生物丰度、活性，并在较小程度上提高了土壤微生物多样性，分别提高了27%、22%和2.5%。Andre Freire Cruz等[66]研究发现澳洲坚果果园的覆盖作物（小米、蚕豆）系统有助于改善土壤微生物生长和土壤中丛枝菌根真菌的形成。

土壤微生物β-葡糖苷酶（BG）活性和土壤微生物生物量（SMB）可能在覆盖作物残体氮矿化过程中对无机氮的调控发挥重要作用，易分解的毛苕子残基促进了BG活性和SMB，从而促进了土壤氮素供应。YufitaDwiChinta等[67]通过2年的盆栽和大田试验证实，在土壤分解的关键时期，覆盖作物（特别是毛苕子）可以保持土壤肥力（即土壤无机氮浓度足够，BG活性和SMB值显著）。采用单一毛苕子或黑麦+毛苕子混合覆盖作物，提高了土壤无机氮的浓度，在不施氮肥的情况下提高生菜氮素利用率，而单种黑麦覆盖作物，氮素性状的缺乏抑制了生菜的氮素利用率。

1.9 防治病虫害

越来越多的研究表明，农业生态系统内部功能调节水平在很大程度上取决于目前动植物生物多样性水平[68]。通过改善有利于当地生物多样性的保护做法，同时减少广谱杀虫剂的使用，可以促进生态系统服务[69-70]。冬季覆盖作物增加了种植系统的生境复杂性，并增强了生物多样性对可持续农业生产至关重要的生态系统服务[11]。覆盖作物及其残渣为益虫和杂草种子捕食者提供栖息地[71]，这可能通过增加田间天敌的数量来改善天然害虫防治服务[72]。Carson Bowers等[72]研究发现黑麦对提高天敌密度和多样性的效果优于深红色三叶草和不覆盖处理，黑麦草显著减少了蓟马的侵染，同时黑麦覆盖的棉田对椿象铃的伤害有所减少，利用覆盖作物减少害虫危害来减少杀虫剂的投入，总体上不会产生额外的生产成本。但所有处理方法都缺乏对关键害虫的捕食，这表明该系统对害虫的生物控制存在弱点[73]。此外，冬季覆盖作物通常有利于多年生作物系统的天敌群落和害虫防治，如:橄榄[74]、葡萄[75-76]。覆盖作物对自然病虫害管理的积极作用似乎是由种植制度、地理区域和覆盖作物类型的组合推动的[77]。覆盖作物对病害防治的研究较少，GrazinaKadziene等[20]研究表明，白三叶草和白芥菜作为覆盖作物，可以作为病虫害综合管理策略的补充，可能是预防（春小麦、春大麦）镰刀菌侵染的一种有前途的工具。

1.10 覆盖作物对土壤温湿度的影响

覆盖作物残体或生育期间的冠层阻挡光照，降低透光率，降低土壤最高温度和土温波动，对杂草种子萌发和出苗有一定的影响[78-79]，并且可能对下茬作物出苗和生长也有影响[80]。覆盖作物增加了蒸散发，减少了排水，这可能对地下水补给造成损害。关于覆盖作物对下一种经济作物土壤水分有效性的影响，目前还没有共识。在潮湿的潘帕斯草原，Restovich等[81]发现除了在特别干旱的年份外，在正常和高降雨年份，大豆产量各处理间无差异，覆盖作物的用水不影响主要作物的生产。在爱荷华州和印第安纳州，Daigh等[82]发现使用黑麦覆盖作物并没有显著降低土壤水分条件。但在半干旱环境中，覆盖作物减少土壤水分是一个潜在的不利因素，其对水的消耗会大大降低后续作物的产量[83-84]。Schlegel and Havlin[85]研究表明，毛苕子作为覆盖作物与休耕相比，降低土壤水分含量178mm，随后种植小麦产量下降了42%至83%，在同一项研究中，每流失1mm土壤水分，小麦产量就会减少15kg/hm2。Nicolas Meyer等[86]研究发现由于降雨分布和管理之间的相互作用，覆盖作物减少排水，但并不总是减少土壤含水量。提前终止可能是一种避免负面影响的好方法，在深秋机械地破坏覆盖作物，保留残基作为覆盖物，可能是覆盖作物在休耕期间提供的多种服务与避免对下一种经济作物土壤水分有效性的负面影响之间一个很好的折衷。在缺水的干旱地区，冬季之前终止覆盖作物可能是最好的解决办法。覆盖作物对随后经济作物水分的影响主要和当地降水量、土壤类型、覆盖作物管理有关[13]。

1.11 产量收益

合理利用覆盖作物的所有好处可以支持更有弹性的农业生态系统，同时有可能提高产量[87]。覆盖作物对后续经济作物产量和效益的影响与当地气候条件、土壤类型、覆盖作物种类、管理方式等复杂的多因素有关。JoséR.Portugal等[38]发现松麻作为覆盖作物后栽培的水稻比休耕后栽培的水稻有更大的干物质，提高了碾米产量和精米产量。Atinderpal Singh等[88]发现珍珠粟作为覆盖作物处理后种植小玉米，小玉米的穗轴产量、饲料产量及干物质积累均显著高于未覆盖作物，且随着覆盖作物种植时间的增加而提高。Marcillo和Miguez[87]对来自美国和加拿大不同地区65年中65项研究的268项观测数据的研究表明，如果管理得当，冬季覆盖作物不会导致玉米产量下降。有关覆盖作物对棉花产量影响的研究比较丰富，Adhikari等[89]长期（2001-2015年）模拟结果表明，种植冬小麦作为覆盖作物并没有显著降低棉籽平均产量和土壤水分。Paul B等[90]发现覆盖作物对棉绒产量或净收益没有显著影响，多品种覆盖作物组合与单一品种的棉花产量和净收益相似。在田纳西州常规耕作和免耕系统下，与没有覆盖处理的棉花相比，种植毛苕子、深红色三叶草、小麦覆盖作物后生产棉花的收入并没有抵消种植覆盖作物投入的成本[91]。P.B.DeLaune等[92]在美国南方大平原灌溉棉花系统，开展常规耕作、免耕、免耕+冬麦覆盖、免耕+混合覆盖，虽然覆盖作物处理显著增加了总成本，但覆盖种植提高皮棉产量超过10%。常规耕作和免耕条件下净收益在统计上并无差异，研究还表明多种混合作物的表现并不优于单一小麦覆盖作物。此外，覆盖作物其他生态系统服务，如保护免受风蚀和水蚀，改善土壤结构，以及提高水利用效率，应被认为是在一般有很少残留的连续棉花系统中实施的结果。黑麦和毛苕子是农业上广泛应用的禾本科和豆科覆盖作物，对玉米[93，28]、西红柿[55，94]、红辣椒[95]、生菜[67]和高粱[31]的研究表明，毛苕子在提高后续植株产量方面优于黑麦。一些研究还表明，免耕和覆盖作物的效益并不能立即明显表现，可能需要至少3年才能产生可衡量的影响[96]。Triplett,G.B等[97]采取免耕种植的方式，以小麦为覆盖作物，种植棉花，在研究的第一年，与常规耕作相比，免耕棉花的产量较低，成熟期也较晚，在第3—5年，免耕作物产量比常规耕作增产18%～42%，作物成熟时间比常规耕作早6～10 d。

2 覆盖作物的类型选择及管理复杂性

种植不同的覆盖作物产生的生态效应和经济效应不同。在实际生产中，生产者可能希望通过种植覆盖作物来达到减少化学肥料和农药用量、提高产量、防止水土流失等目的，但并不是每一种覆盖作物都能同时兼顾所有的需求。因此，要明确主要的1～2种需求。可以从提供氮素、增加土壤有机质、改善土壤结构、减少土壤侵蚀、控制杂草生长、促进土壤营养循环、保持土壤水分和增加土壤有益微生物等方面作为筛选覆盖作物的标准。覆盖作物的主要类型有禾本科、豆科、芸薹属植物。在减少土壤侵蚀上，因为禾本科草类的生物量产量较高，且其残基分解较慢[27]，所以比豆科覆盖作物（如小扁豆、春豌豆）更能有效地减少土壤风蚀和水蚀；在改善土壤结构上，许多根状根系的植物，如饲料萝卜、油菜籽，可以通过生物钻孔来开辟通道，打开压实的底土层[98]；在提供氮素营养上，豆科覆盖作物（毛苕子）是一种有用的绿肥来提高氮素利用效率，并减少土壤氮素损失[95]，且毛苕子是一种具有良好生物量产量的耐寒豆科植物[99]，豆科-禾本科2种覆盖作物混合栽培在氮素供给和氮素淋失的平衡中效果最好[31]；在增加土壤有机质上，混合覆盖作物（黑麦、毛苕子、萝卜和冬豌豆）系统下的C增加率比在黑麦覆盖作物上的C增加率更高[54]；在抑制杂草上，禾本科植物和芸薹属植物的单一栽培或混合栽培对杂草的抑制效果比豆科植物更明显[62]。因此，低生物产量的豆科植物和其他阔叶覆盖作物可能需要与多产禾本科植物混合种植[13]；在病虫害防治上，混播覆盖作物使植物物种更多样化，使节肢动物群落的改变，增加了害虫的天敌数量和多样性[69，74]，且单种黑麦草与单种深红色三叶草相比，较高的生物量可能提高了生境的复杂性，促进了棉花早期天敌群落的丰富度和多样性[72]。总的来说，选择最佳覆盖作物要在明确种植目标、时间、地点、田间小气候等条件下，选择最适合的覆盖作物来实现特定的需求。

尽管覆盖作物具有减少侵蚀、促进养分循环、抑制杂草等诸多好处，但不应忽视覆盖作物管理的复杂性。覆盖作物的管理时间与经济作物的播种时间很重要，考虑到更好地同步需求/释放，在淡季种植覆盖作物不应与具有经济利益的作物竞争，而应改变土壤的物理、化学和生物条件，以降低成本提高生产力[33]。合理的间隔时间，避免覆盖作物对之后经济作物的化感作用，例如红辣椒[95]适合覆盖作物结束后2周种植，但前2周可能是土壤有效氮最丰富的时期，因为氮矿化可能与残留分解同时进行。YufitaDwiChinta等[67]试验了1天间隔的覆盖作物-番茄轮作并不产生化感作用，因此，根据不同的作物之间化感作用影响大小缩短覆盖作物收获日和后续植株移植的间隔可以最大限度地提高土壤无机氮的利用率。在北方，作物秋季可生长的时间很短，限制了在秋季播种的覆盖作物或冬季谷物的氮吸收和氮淋失的影响[100]。在作物营养生长期间播覆盖作物，用来延长覆盖作物的生长季节，来发挥覆盖作物的各种有益的特性。Aaron P.Brooker等[101]在密歇根州玉米V2—V7生长期播种覆盖作物（黑麦草，深红色三叶草，油籽萝卜及3种混合）进行了4个地点年的互播，结果表明这些处理减少了冬季杂草的年生物量，在任何间播期，玉米籽粒产量都不受覆盖作物的影响。但Curran等[102]在宾夕法尼亚州，当覆盖作物在玉米生长V2期进行播种时，产量损失发生。覆盖作物最适合于降水丰富的温暖地区，在半干旱地区，覆盖作物的用水会对后来旱地作物的产量产生不利影响。间播覆盖作物是否像杂草一样与经济作物竞争营养、光照等都需要进一步研究。同样，终止覆盖作物后覆盖作物残留物下较冷的土壤温度会阻碍随后生长在其适应范围较冷端附近的作物的早期生长[103]。覆盖作物提供植被和饲料，可支持比常规作物农业生态系统中更多样和丰富的啮齿动物群落，导致后续经济作物受到鼠害[104]。覆盖作物品种的选择及混播，混播覆盖作物中种子大小影响出苗率等等一系列的问题。

综上所述，覆盖作物具有促进免耕制度的应用、减少水土流失、参与养分循环、抑制杂草、改善土壤物理性质、防治病虫害等多种生态系统服务功能（图1）。但覆盖作物管理的复杂性及产生效益的延迟性等都需要进一步的研究。根据应用覆盖作物需要实现的主要目的、当地气候条件、土壤类型及下一茬经济作物种类，选择最合理的覆盖作物品种（豆科、非豆科）、单种或混种、播种率（种植密度）、种植时间、终止日期、终止方法（除草剂、割草、辊轴卷边器、放牧等）[13，105-106]等，重要的是要知道在何种条件下以及何种田间作业对实现这些期望最有利。覆盖作物和保护性耕作的实施都需要劳动力和时间，在实行免耕制度的最初几年里，产量的变化（大多是下降的）和覆盖作物管理方面生产成本的增加会影响整体利润。因此，将这些做法纳入传统农业生产体系的经济效率应定期进行评估，以确定项目对生产者盈利能力的总体影响[107]。

图1 覆盖作物综合生态系统服务功能