利用豆科作物作为覆盖作物的一个预期好处是为种植系统提供氮(N)的来源。然而，当豆科植物与禾草和阔叶混合在一个相对较短的生长期时，实际固定氮的量可能相对较低。即使作为单一栽培或豆科植物混合物种植，固定N的量也可能低于预期。

N的固定过程是一个化学反应促进根瘤菌在根瘤中转化大气氮(N₂)转化为氨(NH_3.）.这个过程利用豆科植物在光合作用中产生的能量。氨几乎立即转化为铵(NH)₄）.利用铵态氮和光合作用产生的碳水化合物作为能量，植物蛋白质形成并成为豆科植物的一部分。重要的是要注意，在种植后6周内，氮素固定才开始。

许多因素决定了用作覆盖作物或饲料覆盖作物的不同豆类可以固定的氮(N)的数量:

• 不同的豆科植物固定不同数量的氮。
• 豆科植物必须形成有效的根瘤来固定氮。
• 豆科植物通常在开始固定氮之前利用土壤有效氮进行生长。
• 成熟的豆科植物比幼苗豆科植物固定更多的氮。
• 豆科植物没有同等的生物量产量潜力。

总之，这意味着不同的豆科植物和不同的豆科生长环境提供的固定氮量有很大的不同。

关于豆科植物作为覆盖作物时固定的氮含量的信息很少。从草和豆科混交林的饲草和牧草研究中归纳了许多资料。在多年生草-豆科混合牧草中，三叶草和野豌豆的豆科牧草适宜固氮值通常为每英亩50 - 100磅。

大多数报道的固定氮量是为单一栽培豆科植物的整株生长提供的。据报道，成熟的多年生豆科植物，包括红色和白色的三叶草，每英亩可提供75到200磅的固定氮。相比之下，苜蓿每英亩能提供150到200磅的固定氮。

当土壤氮可用时，豆科植物的行为很像草类，并且会在固定额外的氮之前利用土壤氮。这意味着豆科植物可以像草类一样从土壤中获取氮。随着豆科植物生物量的分解，氮可以被释放回土壤中，供后续作物使用。释放量主要取决于豆科植物生物量中氮的浓度和产生的生物量。

平均而言，夏季一年生豆科植物，包括豇豆、绿豆、大豆和太阳麻，通常具有最低的氮浓度的豆科植物。成熟时，这些蛋白质通常含有2%的氮(12%至14%的粗蛋白质)。冬季一年生豆科植物，如深红色三叶草和野豌豆，通常含有3%的氮(18%到20%的粗蛋白质)。一些多年生牧草豆类，如红三叶草、白三叶草和紫花苜蓿，可含有高达4%的氮(25%的粗蛋白质)。

其他因素可进一步减少豆类提供的氮量:

• 较差的生长条件会降低豆类的生物量产量和固定氮贡献。
• 在一些覆盖作物混合物中，豆科作物并不是总体生物量生产的主要贡献者。

例如，奥地利冬季豌豆和豇豆是两种通常用作覆盖作物或包含在覆盖作物混合物中的豆类。在生长条件差的纯林分，生物质产量通常低于每英亩1500磅。在氮浓度为2%的情况下，每英亩的氮含量低于30磅。通常，豆科植物每英亩超过1500磅的生物量产量需要提供可观数量的固定或清除氮。

只要豆类覆盖作物不被收获，几乎所有的固定和清除的氮最终都可以用于后续作物。植物活跃生长时，土壤中只剩下很少的氮。这种氮可被豆科植物和其他非豆科植物吸收。