Ecological Our ecovillage Plan 生態村: 保護土壤的農法保育性農業

2012年3月28日星期三

保護土壤的農法保育性農業

　圖／墨西哥一處保育性農業試驗基地，玉米殘株保留於農地表面，作為肥料並保護土壤不受侵蝕。(照片由International Maize and Wheat Improvement Center分享於Flickr，依照創用原則CC BY-NC-SA 2.0引用)
文／林尚蓉(2010年台達荷蘭環境獎學金得主，曾任聯合國糧農組織實習研究生)
保育(conservation)一詞，比較常見是用在森林保育、環境保育、動物保育等；但是您有聽過保育性農業嗎？農業要保育什麼呢？
從1960年代起，由於農夫看到土壤流失的問題嚴重，急欲保育孕育出寶貴的食物的「土壤」，因而逐漸發展出保育性農業 (Conservation Agriculture, CA)。CA這個名詞除了要求 (1)持續性零耕作之外，還包含另外兩個主要原則 (2)土地上要有永久的有機覆蓋物以及 (3)必須實行輪作。把三個基本原則合起來實行時，CA的做法更像是一種全面性的土地管理理念。
CA想達成的保育結果，不只是地面上的，還包含地面下的生態系統，還有善於利用資源，將收割後的殘株留在原地，當成土壤覆蓋物以及有機質的來源；另外，輪作也是保持生物多樣性的方法之一還有防止病蟲害的功能。三個基本原則之中，零耕作(Zero-Tillage)是跟傳統農作最大的區別，値得我們用下一段篇幅來闡述一下。
在目前「標準」的農業操作上，播種之前，要先整地犁田，做田畦。耕作是一種物理性的手段，最基本的目的是控制雜草，鬆苗床，讓農地符合農具，適宜工作；一般也認為翻動後的土壤可以幫助通風，土壤通透性以及濕度合宜，以助於下一輪的播種活動。但是，早在1940年代，有專家質疑過耕作的確切科學性(註一)，事實上，在更久遠的時代，古祕魯人，蘇格蘭地區，北美印地安人，還有太平洋島系的波里尼西亞人，都有出現採取保育性耕作的紀錄。圖一中記載的是17 世紀初期，祕魯地區人民的耕作方式。先用木棍之類的工具，將未經擾動的土壤挖出一個洞，然後將種子灑在洞裡，接著，用腳將洞周圍的土壤蓋回，封住洞口。

(圖一) 17世紀初，印加民族的耕作模式。 (圖片節錄自No-Till Farming System一書)(註二)
現代農業的耕作活動，對土壤所造成的主要傷害，是破壞土壤的結構。健康的土壤會有自然形成的大小不一的結塊(Aggregation)，結塊之間的大小不一的孔道，可讓水流順利通過，但不至於造成土壤流失，也為土壤裡的動物(如蚯蚓)和微生物以及有機質提供庇護場所。若土壤不間斷地被攪動，土壤分子間的連結(結構)被打散，一但遇到大雨，或是灌溉的水源，或是颳風會有土壤流失的問題；雨水的作用，也會造成土壤緊實(compaction)的問題，土壤一旦出現緊實的狀況，土壤內的通風，排水，甚至種子的發芽都有困難。非常重要的一點是，土壤裡的有機碳(Soil Organic Carbon)，也會大量流失，而那正是提供作物養分的最重要來源。事實上，CA 最早其實叫做保育性耕作(conservation tillage, CT)，為了抵抗雜草，還是包含了部分的犁田動作，最主要的要求是農田上的覆蓋物必須超過30%。一直到化學性農藥研究的突破 (可以殺死特定的雜草而不殺害其他的生物)，也就是1990年晚期，真正的零耕作(no-tillage)才誕生。
從1970年代開始發展以來，截至2011年底，CA在世界上實行的總面積是1億2400萬公頃 (圖二)，約佔全球可耕地的8%。而從圖三中則可看出發展保育性農業最好的區域，除了加拿大、美國、澳洲之外，都在發展中國家，例如南美的巴西、阿根廷、中國、烏克蘭等，成為貧困地區農村人口的一帖良方。

(圖二) 全世界CA耕地面積。 (圖片擷取自WCCA簡報: 「Global Overview of the Spread of Conservation Agriculture」 by Dr。 Theodor Friedrich)

(圖三) 全世界不同地區施行CA農法的比例。 (圖片擷取自WCCA簡報: 「Global Overview of the Spread of Conservation Agriculture」 by Dr。 Theodor Friedrich)
當然，CA的確還是有令人詬病的問題存在：
(1) 農藥：圖二的曲線指出，從1997年後，實行CA農法的耕地面積急速上升，這呼應了前文提及，是由於化學農藥研究的突破，而使得不藉由耕作去除雜草的 CA，更令人有信心。但為瞭解決雜草橫生的問題而施用農藥，卻成為CA農法令人詬病的問題。它與其他有機農法最大的不同就在於，CA是允許使用化學農藥的，是以解決農作問題為導向。但事實上，CA最終的宗旨是減低，或是將使用農藥的量最佳化，只是這通常要剛實行CA的農夫有耐心，待農地中的生態系建立完全了，問題自然會減少很多。目前也有人在推有機農業與CA共存，是一個更永續的走向。
(2 ) 農機具：圖三中顯示，CA最盛行的地區是在美，加，澳以及中南美洲。但細究一下，這幾區的農田，都屬於大規模耕種，使用的農機具都相當精良與專業。由於無法犁田，必須使用一些專門的農機具，能夠直接將種子，肥料，或是農藥「打」入土壤中，但不會擾動的土壤太多。這些機具往往並非小規模農家能夠負擔的起，若真的要講究起來，連擾動土壤的深度，角度，都要相當精細，因此，對於小戶農家居多的地區，發展小型農機具 (圖四)，同時具備經濟實惠又精確標準，是具有相當的難度。

(圖四) 小型CA播種機器
(3) 土壤緊實：CA的農地，因為經年累月不翻動土壤，依據不同土壤的特性，也可能會發生如同耕作的農地一樣的問題，土壤緊實。要特別注意的一點是，在準備要執行CA的農地上，農夫應該就規劃出農機具應該要走的路線，在像美加澳這種科技大國，許多農夫甚至是用GPS訂位出農機具該走的路線，固定下來之後，農機具便一直走一樣的路線，不會有些許的偏差。這樣的方法叫做「Controled Traffic Farming (CTF)」，而這樣的系統，無疑地也是價格不菲。當然，要採用便宜的方法也是可以，那就是農家自行用線標示出來。諸如此類的眉角，算是CA的農作裡比較困難也非常需要經驗的部分。
CA之所以能列於氣候智慧型農業的一員，主要是因為其經年累月不翻動土壤，致使碳能長存在土壤之中，國際間有將CA這類的農法，納入碳交易的想法，不過還有技術上的問題要解決，況且農業還未被正式納入REDD或是REDD+的規章當中。CA對土壤的保育是個具前景的解藥，但仍不是萬靈丹。然而其中幾帖藥方，像是減少犁耕，珍惜收穫後的殘株，土壤覆蓋等，則很值得我們採用。
【註釋】
註一: No-tillage Seeding in Conservation Agriculture(2nd Ed．)．1996． C． J Baker and K．E． Saxton (Edt)． pp．5． CABI (pubish)
註二: No-Till Farming Systems (Special Publication No．3)．2007． T． Goddard， M． Zoebisch， Y．Gan， W． Ellis， A． Watson， S． Sombatpanit (Edt．)．pp．ii． World Association of Soil and Water Conservation (publish)
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