首页 > 互助农业 > 土壤遇上农业,就踏上了一条不归路?

土壤遇上农业,就踏上了一条不归路?

作者:Kristin Ohlson

传统种植由于本身的特性,对环境的冲击远比放牧牲畜来得大。犁田会破坏关键的菌根菌地下网络,粉碎土壤团块。土壤团块能把水和空气保留在土壤中,一旦毁掉之后,土壤颗粒就会紧紧挤在一起(这种现象称为土壤压实),无论是灌溉水或雨水,土地都无法留住。事实上,有个近期的研究显示,海平面上升有一半是来自农地的迳流。想要知道迅速干涸的“奥加拉拉蓄水层”流去了哪里吗?不少都进了海里。美国的淡水有七成用于农业,不过土壤压实会使大部分的水无法渗透到土中。耕耘设备每隔一段时间就重新设计,要耕得愈来愈深,才能打破这层压实土壤,然而这么做只会产生新一层更深的压实。

0f048448234e65c5929b9c30442b1718

↑ 奥加拉拉蓄水层(Ogallala Aquifer)为北美大平原南部的一个巨大蓄水层,因为灌溉导致了蓄水层的耗竭速度已经超过了其地表恢复能力。图中灰色区域为奥加拉拉蓄水层的范围,颜色显示1980到1995年间水位变化,黄褐色系区域表示水位减少,蓝色系区域表示水位增加,其余灰色表示水位无明显增减。图/By Kbh3rd – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

在准备田地以便播种的过程中,传统农民也会除去所有植被,留块干干净净的田给他们种来卖的作物,这作物可能是玉米(占美国一亿六千四百万公顷农田的 24%)、小麦(14%)或大豆(19%)。杂草、其他植物,甚至前一年作物的残株都会移除。农民为了隔年春天能快速种植,通常在秋天做这件事。这会使土壤长达七个月都光秃秃露出来。这程序的原始目的当然不是饿死土壤微生物,不过由于土里没有活的根用渗出物来喂养微生物,附近也没有死亡的植物体让微生物吞食,因此确实会造成这种后果。2012 年秋天,我从克里夫兰开车到波特兰的时候,一路上像这样光秃的褐色土地就似乎有几千片。有时我经过的是罪魁祸首—一辆牵引机拖着巨大的圆盘,扬起的灰尘多到很难看见公路,感觉几乎像在火灾的下风处。

即使最尊崇有机农业的农民,也会年复一年这样毁坏土壤,尤其是那些制造出超市里大部分有机产品的庞大食品企业。他们一旦使用化学除草剂除去野草,就不能自称有机,所以他们把野草犁掉。

整地、耕耘农地的作法已经实行了数千年,世上有些最贫瘠的土地和人类群落就是这样造成的,然而今日的机器让这件事以更大的尺度、更快的速度发生。隔年春天,农民把种子播到这种劣化的土壤里,然而土地上所有的自然程序都已遭到破坏,种出作物的希望不大。而且不只是耕耘和整地,劣化的土壤没有土壤微生物的健康群落可以提供养分,因此需要加入一些东西。有机农民依赖粪肥、堆肥或天然肥料去恢复失去的养分,但大部分传统的农民多年来也把大量的化学药剂淋在土地上(我们的食物有 99% 都由这些农民种出来)。他们遇过的专家几乎都告诉他们,他们必须那样才能生存。

化学肥料让植物变懒了

化学农业看似根深柢固,但其实出现至今仅仅大约五十年。按波伦(Michael Pollan)在《杂食者的两难》一书的说法,就像许许多多的新发明一样,“从大气中取得原子,结合成对生物有用的分子的过程”源自战争的急迫需求。制造炸弹需要硝酸盐,而哈柏(Fritz Haber)这位德国的犹太科学家想出方法,为第一次世界大战使用的炸弹做出合成硝酸盐。之后他发明了毒气,第二次世界大战德军就是用这毒气杀死集中营里的犹太人,不过那时哈柏已经过世了。说也奇怪,哈柏的研究成果可以用来升级死亡工具,也可以用来制作化学肥料,农业因此从生物程序中“解放”出来,农民即使对自然系统不大了解,也可以种植作物。

柯林斯(Abe Collins)是佛蒙特州的农人与土壤先知,他说:“发展出化学农业以后,就不需要任何技术,甚至不需要知道怎么当农夫。把那东西丢在那里,就能得到收成,即使在劣化很严重的土地上也一样。”

像我这样挑剔的消费者会在超市(甚至可能是农夫市集)寻找有机标示,因为我们直觉认为难闻的化学肥料不可能种出健康的食物。我们觉得自然的方式一定比较理想,但我们其实并不知道原因。然而科学家在土壤世界的新发现证实了这种直觉。大部分的化学肥料混合了氮、钾和磷,很久以前的农业学家判断植物生长不能没有这三种无机物。不过微生物学家英格汉(Elaine Ingham)指出,随着科学的工具改良,科学家在食物中发现愈来愈多对我们的健康很重要的养分,而施用化学肥料,无法让植物接触到这些养分—肥料根本不含这些养分。其实肥料不可能有全套的必需养分,因为植物和土壤微生物的交互作用(大自然是用这种方式提供植物所需的无机物)太复杂,难以复制。

耕耘之后,土壤里面还是会有土壤微生物,然而一旦施用化学肥料,它们就不大可能为植物提供这些多样的养分。简单来说,施用化肥干扰了大自然里伟大的合作关系。按照这合作关系的条件,植物应该把碳基糖输送到根部各处给微生物,以换取养分。肥料瓦解了这种一手交钱一手交货的系统,植物变懒了。

美国农业部的微生物学家尼可斯(Kristin Nichols)表示:“添加肥料时,我们是把养分放到植物的根旁, 植物不需要送出任何碳就能得到养分,结果是土壤微生物得不到足够的食物。”

施加化肥的庞大连锁效应

菌根菌少了含碳的伙食,就无法生长,让自己的碳链在土壤里延伸。菌根菌和其他土壤微生物无法产生黏着剂,把碳固定在土壤里形成保水的团块。微生物会休眠,如果情况太恶劣,就会死亡。这时土壤中的生命和土壤结构都破坏殆尽,农民不加化学肥料,就无法种出像样的作物,这样的情况至少会持续几年。“然后我们落入一个系统,想要维持或增加收成,就得添加愈来愈多的肥料。施肥不足的时候,就会看到像肥料缺乏的症状,这是因为少了那些生物的有益活动。”尼可斯如此说。

5194b86f7a74de2b5423f12a107a90e3
惯行农法每年使用大约 1440 万公吨的化学肥料,然而肥料的效率极差。化学肥料里大部分的磷会迅速和土壤里的无机物结合,然后植物就无法利用了。土壤微生物有酵素可以把磷变成植物可用的形态,但施用化学肥料时,这些微生物常常已经休眠或死亡。氮吸收的相关问题更是严重。若没有健康的土壤生物作用把氮转化成植物可利用的形态,会有高达五成的氮流失,被雨水或灌溉水冲进地下水或溪流中,这些水域因此富含养分,结果长出藻类,而藻类会吸光水里的氧气,产生死亡区。墨西哥湾有个世界级的死亡区,位于密西西比河河口附近,面积大约一百五十四万公顷,就是肥料流出的结果。2012 年的旱灾有个好处:没那么多富含氮的河水注入海湾,墨西哥湾的死亡区因此缩小。

一般而言,传统农民对付化学药剂吸收力差的方法,就是增加施肥。他们为了让土壤里有 50 公斤的氮,会加进 100 公斤。

耕耘和施肥的后续效应令大部分农民不安,然而所有人(从农校的教授到郡推广部的职员)多年来一直告诉他们,这样才能打造成功的事业。现在化学肥料的价格高涨(制造肥料和施肥都很耗燃料),许多农民和农业相关人士开始寻找更理想的方式。伯利郡的魅力就在此,这些农民恢复和自然更密切合作的方式后,作物长得一样好,甚至更好(通常更好),而他们不用化学药剂,还省下数千美元[注]。

注:伯利郡( Burleigh Country )培养富含碳的健康土壤、复育田野同时提高产量、增加收益的成功案例地点。

868ed0510b7f3d6b6d55b1d8b6ae9a18-560x799

文章来源:《土壤的救赎》(台湾大家出版)

原文链接:http://pansci.asia/archives/104510

本文版权属于有机会(www.yogeev.com)或者相关权利人享有或者共有,未经本公司或作品权利人许可,不得任意转载。转载请以完整链接形式标明出处,商业使用请联系有机会

本网转载文章旨在传播有益信息,如果本文及其素材无意中侵犯了您的版权和/或其它相关知识产权,请及时联系我们,我们在核实后将在第一时间予以删除。