努力小農》To Till or Not to Till 種碳要怎麼犁田?

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時序已過小暑,正是三伏之日,「鋤禾日當午,汗滴禾下土」,這是唐詩「鋤禾」的場景,大家都可以體會農民在烈日下掄著鋤頭翻土的辛苦景象。

怎麼耕是土壤固碳的根本問題

土壤是地表最大的碳捕捉與封存 (carbon capture and storage),而捕捉封存的動力來自太陽,經過植物的光合作用,不但免費,而且還可以提供食物、木材,田野生態與森林,遠比任何碳封存的方法更有效、有價值,更不用維修,但是土壤固碳的根本問題在於犁田的方式。

鋤禾,是為幼苗鬆土,除去雜草,讓作物生長得更好,古代人力鋤草,對土地的影響有限,而現代的大型機械化耕作翻土,則形成了巨大的碳排放,在美國太空總署NASA的2020年6月1日到2021年7月31日全球大氣層二氧化碳濃度變化縮時影片中,明顯可見春天農業開始耕田翻土時,大氣的二氧化碳濃度猛增,比冬天使用化石燃料取暖時的大氣二氧化碳濃度還要多10PPM(百萬分之10)以上,這代表如果能夠減少大規模的翻耕,就能減少二氧化碳季節性人為的排放。

減少不必要的翻耕,是國際千分之四倡議的重要主張之一,參與國際自願性減碳認證的「小農種碳」,與許多農友討論減少翻耕的可能性,得到的答案是一陣搖頭。

「不翻土,怎麼施肥?」

「怎麼抑制雜草?」

「怎麼播種、插秧?」

「不翻土就種不起來!」

深耕犁、條狀犁法是目前國外大規模耕作採用的減碳方法。(圖片來源/方儉提供)

這些問題源自於對「不翻耕」的誤解,務農一定有翻耕的生產過程,並非「禁止翻耕」的絕對事項,而是適度翻耕,主要的目的是要讓土壤健康,土壤中的微生物能夠有機會和作物形成共生的生態系統,把植物從根部代謝到土壤中的有機物質形成腐植質(或腐殖質)。

國外在提倡「保護性耕法(Conservation Tillage)」或是「腐植質耕作(Humus Tillage)」,使用犁頭長達80公分以上的深耕犁(Deep tillage)、帶狀犁法(Strip-till),都是機械化用於大規模的農作物種植。一般而言,土壤中的蚯蚓就是最好的生物指標,蚯蚓是腐植質的最佳生產者,蚯蚓糞是形成透氣保水,有機肥沃土壤的瑰寶。再仔細觀察,土壤的粒狀、團狀結構物,以及真菌類的菌絲也是健康土壤的指標。

土壤是一個非常複雜的生態系統,和土質、土壤形成因素、結構、水文、氣候、微生物、動物、植物息息相關,很難找到兩個完全相同的土壤區域,所以沒有辦法用一個公式去套用,他們必須先了解自己的土壤情況,作物生長狀態(根系發育情形),以及附近的灌溉系統、雨量分布等因素,才能決定如何犁田是最適合的方法。

這些或許有經驗的專家可以一目了然,但是對於長期如何因應,還是要靠農友自己的觀察、研究、嘗試才會清楚如何做。如果道聽塗說,某人如何做,自己就拿來套用,可能成功,也可能失敗,因為只知其然,卻不知其所以然。

嘗試錯誤是務農學習的必經之路,再有經驗,學識再高的農民,遇到現在每年氣候都不同的情況下,也只能「摸著石頭過河」。

土壤有機碳、腐植質應該與有機農業密不可分

台灣推廣有機農業多年,30多年前就是台灣有機農業先驅的小瓢蟲有機農場的巫健旺認為,現在的有機應該更深入到環境生態方面,不是只有針對用不用農藥、化肥而已,要更有生態價值。

在土壤有機碳的方法學中,雖然沒有特別強調有機、生態環境保護問題,但是對於土壤有機質的增加,卻是有機、環保、生態的綜合表現,如果使用超量的農藥、肥料,沒有做好水土保持,沒有保護生態(從動物、昆蟲,到微生物),就不會有好的土壤有機質成績。有機碳中,對作物營養最精華的是腐植質,需要經過細菌、真菌和蚯蚓的轉化,才能把一般的短期的有機質,變成長效的腐植質。

按照國際農業減碳方法學,如果土地翻耕能保持30%以上的覆蓋,就對土壤固碳功能有貢獻。(圖片來源/方儉提供)

在國際農業減碳的方法學中,對於犁田翻土的要求很簡單,翻耕的面積不要大於70%,讓至少30%的土地得到覆蓋,可以用作物收割下的莖葉或是割下來的草,盡可能保持土表的覆蓋,可以減少陽光照射殺死土壤中的微生物菌落,保護蚯蚓和其他昆蟲、小動物,減少雨水沖淋,讓這些剩餘物質變成有機質,就能保存水分。

有人進行實驗,比較保護性或腐植質耕法,和傳統翻耕的土壤,可以發現保護性耕法的土壤可以保存更多的水分,以及更多的有機質,明顯有更好的防洪、抗旱的表現,當然在相同情況下的對照組,保護性耕法的產量大於傳統翻耕的產量。

農業的文化基底會不會因為種碳而改變?

另外,各種耕法因為擾動土壤,加上機具重量的碾壓,土壤就會形成不透水的板結,被稱為「犁底層」,更老的說法是「牛踏層」,是牛耕地時踏出來的。農試所退休的土壤專家郭鴻裕說,台灣很多地方的農地土壤只有18公分,很準,因為台灣的犁田用的旋耕機的犁頭半徑就是18公分。18公分以下就是「犁底層」,不透水,不易排水、保水,作物的耕也穿不過去。

一般而言,土壤層越深越好,土壤下的土層有礦物質等重要養分,表層土的養分很容易被植物用盡,需要更下層的土層來供應,但是被「犁底層」阻絕,同時田裡容易積水,造成根莖腐爛,或產生病蟲害。這時候就要使用深耕犁來打破「犁底層」,讓下層土層可以和上層土壤流通,利於排水、植物根系發展。不過這方法並不適用於花東地區的稻田,因為這地區的田多是在礫石層上客土的,用深耕犁下去,就無法湛水(水稻田淹水),但是如果是旱作,就沒有問題。

未來台灣若要在農業減碳方面有所貢獻,必須找出適合台灣的耕犁田的方法,減少有機碳從土壤中洩漏,保住更多的碳在土壤裡,同時讓耕作更有機,減少農藥、化肥使用,以及從現場找出足夠的現場實際經驗與知識的傳承,形成優良的農耕文化,這不是一蹴可及的。

未來台灣要邁向淨零,農業減碳、固碳的量看起來小,但是影響的小農、消費者則是佔了絕大多數的台灣人口,其社會、文化的影響力則是非常巨大的。引進國際農業減碳方法學,讓台灣農業減碳與國際同步,相信其減碳的成效將引起更大的漣漪,影響到其他的產業,成為台灣人的常識與共識,就功德無量了。

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目前倡議「小農種碳」,依照聯合國氣候變化綱要公約清潔發展機制和國際減碳認證機構的方法學,幫助小農進行農業減碳,並進行國際自願性減碳認證和碳信用的交易。

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