[閒聊] 不犁田的寧靜革命

看板Agriculture (農業議題)作者OmegaWind (換季了)時間16年前 (2008/11/04 13:44)推噓1(1推 0噓 0→)

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這篇文章介紹了不整地栽培法(no-till farming)的發展背景與優劣勢。相較於傳統犁田技術將表土大規模翻開，不整地栽培法保留前期作物的殘根，耕種時僅將作物種子以特殊犁具打入殘根下的土壤。據此文的說法，這樣除了兼顧水土保持及維持地力外，還能減少農藥、肥料對鄰近水源的傷害。至於不整地栽培法的劣勢，如下面重點提要說的，在於設備昂貴與學習門檻高，因此要推廣還需更多的努力。這篇文章頗長，建議有興趣的網友直接點下面網址閱讀。 http://tinyurl.com/6lec2c 另外《科學人》的線上文章大都不是完整版，這篇也不例外....../ \ ------------------------------------------------------------- 【撰文／哈金斯（David R. Huggins）、瑞格諾德（John P. Reganold）；翻譯／陳儀蓁】重點提要 ■傳統的整地耕種方式，容易導致土壤侵蝕，增加逕流的發生。 ■因此，有一些地區的農夫，正轉而採用一種稱為「不整地栽培法」的永續途徑，把對土壤的干擾降到最低。 ■然而，昂貴的設備成本和學習門檻，加上其他因素，使得不整地栽培法難以有效推行。在美國華盛頓州東部帕勞斯一座1600多公頃的農場，艾胥里曼用鏟子鏟起一鍬黑色泥土，土很輕易就散開了，表示土壤非常透氣、富含有機質，有助於植物根系發展；土裡還有很多蚯蚓，那是土壤健康的另一個指標。 34年前，這裡一鏟子的泥土裡就算有蚯蚓，也寥寥可數。那時艾胥里曼每次栽種前都會先犁田，把上一期作物收割後殘留的枝葉埋起來，為即將種植的作物整好田地。丘陵起伏的帕勞斯地區曾持續這種農耕法數十年，卻因此付出代價，著名的肥沃土壤在那段時間侵蝕的速度著實令人憂心。1974年，艾胥里曼相信一定有更好的方式來利用這片土地，決定試驗新興的不整地栽培法（no-till farming）。全世界大多數的農夫在播種前都會先犁田，這種在栽種前先翻土的做法，可以埋覆作物殘株、動物糞肥和麻煩的雜草，同時也讓土壤透氣、變得溫暖，但這種重新整理、干擾土壤的方式，也使土壤更容易受到風和水的侵蝕。犁田是農地退化（全世界最嚴重的環境問題之一）的根本原因，已經威脅到糧食生產與農民生計，其中又以貧窮且人口密度高的發展中國家最為嚴重。1970年代晚期，土壤侵蝕造成帕勞斯地區10%的農田表土完全流失，60% 的農田有 25~75%不等的表土流失。另外，犁田會讓地表逕流攜帶沉積物、肥料和殺蟲劑流入河流、湖泊與海洋。相較之下，不整地栽培法希望把對土壤的干擾降到最低：農夫在收成後，會留下作物殘株在農地上，而這層覆蓋物能保護土壤不受侵蝕，並提高土壤的生產力；到了要播種的時候，農夫則使用特製的播種機，穿過作物殘株到底下未受干擾的土壤，讓種子在這裡發芽，冒出土壤表面長出新作物。為了餵飽全世界越來越多的人口，不斷發展的農業對環境、人類健康和生物多樣性都造成極大影響。就我們目前對地球生產力的了解，光是生產充足的食物仍不夠，還必須以永續的方式進行才行。農夫需要生產高品質的足量作物，為後代子孫保存自然資源，賺取足夠的金錢維持生計，並適度與農場工人及社會互動。不整地栽培法可能有助於實現永續農業願景，然而就像任何一個新系統，它也要面臨挑戰與取捨。不過，現在世界上有一些地區的農夫，正逐漸拋棄他們的犁具。先從犁田開始人類大概從一萬年前開始栽種作物，就使用不整地栽培法和整地法來利用土地生產糧食。從狩獵採集轉換到栽種作物的過程中，新石器時代人類在住所附近的小片土地上種田，並從野外採集其他食物，其中有些人從事了最早的不整地栽培法，用棍子在地上戳洞、撒下一些種子，再以土壤覆蓋；有些人則施行了最早的犁田，用棍子在地面劃出溝道，把種子翻到土壤表面之下。今天發展中國家成千上萬的農夫，仍然使用這些簡單的方法播種。後來由於犁的演進，只需少許人力即可養活眾人，用機械處理土壤便成為種植作物與控制雜草的標準程序。最早出現的這類機械是勾犁，以一個三角架與一根垂直的木樁組合而成、利用木樁來耙開表土，大概需要兩個人來操作，一個人負責拉，一個人負責控制方向。後來人力被馴化的役用動物取代，最早可能是公元前6000年美索不達米亞的閹牛。下一個重要進展發生在大約公元前3500年，埃及人和蘇美人發明了犁刃，這是一種楔形的木頭裝置，前端有一把鐵刀可鬆開表層土壤。到了11世紀，歐洲人使用更複雜的發明，包括一片彎曲的鐵板（稱做犁板），可在表土鬆開後進行翻土的動作。犁的設計不斷進步，促成1800年代中期的農業發展，東歐、南非、加拿大、澳洲、紐西蘭和美國的農夫開墾了原本長滿雜草的草原來種植玉米、小麥和其他作物。其中美國中西部的高草原，原本一直沒有大規模農作，因為那裡又厚又牢的草皮是耕種的一大障礙，不過在1837年，伊利諾州的鐵匠迪爾發明了能夠翻開草原草皮的光滑鋼板犁，今天這片草原已成為世界上最具農業生產力的地區之一，並涵蓋了著名玉米帶的大部份。 1900年代早期，農業機械化仍持續進行，許多新工具幫助農夫更密集耕種，其中包括能一次拖動多個犁的曳引機。但犁田的做法接下來受到嚴格檢視，1931~1939年「塵盆年代」暴露了犁田式農耕的弱點，風吹走了美國南部乾旱平原的珍貴表土，留下荒廢的作物和農地，土壤保育運動因此誕生，農學家開始尋找減少整地的方法，保留作物殘株來做為保護土地的覆蓋層。催生這項運動的是1943年農藝學家福克納備受爭議的《農耕人的愚昧》，內容質疑犁田的必要性。但直到第二次世界大戰後，2,4-D、草脫淨、巴拉刈等除草劑問世，福克納的主張才逐漸站得住腳，而現代不整地農業的研究則於1960年代正式開展。由於犁田以往在農業中扮演了重要角色，要建構出不需要犁田的新方法便頗具挑戰，農業生產的每一環節都需要重新構思。幸好1960年代以來不斷演進的特製播種機，能夠符合不整地栽培對機械裝置的獨特需求，這些新的播種機以及化學除草劑，是終於能讓農夫有效實行不整地栽培法並達商業規模的兩大主要科技。不整地，更保育今天的農夫以不同方式栽種時，干擾土壤的程度也不同。用板犁耕田會徹底翻出15~25公分深的土壤，埋覆大部份的作物殘株；用鑿犁耕田則只會鬆開表土，保留較多的作物殘株。相較之下，不整地栽培法僅在每一畦挖出約1.2~7.5公分寬的洞來播種，對土壤整體的干擾最小。在美國，不整地栽培法符合美國農業部對保育耕法的廣泛定義，保育耕法包括任何可充份保留前期作物殘株，而至少覆蓋30%地表的農法。保留這類作物殘株的影響是很大的，根據美國農業部全美資源調查的資料，美國農地因風和水所造成的土壤侵蝕，在 1982~2003年間減少了43%，主要即是因為採用了保育耕法所致。保護土壤並非不整地栽培法的唯一好處。留下作物殘株在土壤表面，有助於水的浸潤而減少逕流；減少逕流，就可以降低沉澱物、肥料和殺蟲劑對鄰近水源的污染。作物殘株也可以減少水份蒸發，促進土壤保水；水會影響作物生產，因此土壤含水度越高，代表作物產量越高，或是有能力栽種替代作物。不整地留下了作物殘株，為蚯蚓等土壤生物提供食物來源並穩定其棲境，促進了土壤中動、植物的多樣性，再加上土壤有機質增加，這些都有助於土壤發展出更穩定的內部結構，進而改善種植作物的整體能力，並減輕因農業操作或環境危害引起的壓力，因此對於中高度傾斜而增加侵蝕或其他問題風險的坡地，不整地栽培法提供了較永續的農業經營方式。【完整內容，請參閱科學人2008年第81期11月號】 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 58.115.141.245