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十二月主題(b):這個坑要新台幣678,450元才能填平
這個坑要新台幣678,450元才能填平 圖文由 土壤作物醫生館 陳興宗先生 提供 熱心網友來信問及,這個坑(十二月主題(a))會值多少錢?需花那麼多心力去大題小作嗎? 以嚴謹角度來說,我沒有直接的答案,因為目前還沒走到那一步。我也真心希望不要走到那一步。 是那一步?也就是案主定植後,努力管理,花很多心力,三年後發現植株持續衰弱、藥肥無效,決定放棄或耕除重來。 雖沒有直接的答案,我們可從以下假設來進行推算。 在輸入種苗、工資與可能藥肥成本,看了直叫人發寒。總共新台幣678,450元,這肯定是一筆非常可觀數字。 我驚覺,原來我們常鼓吹的聰明用肥、聰明用藥沒人在乎,應該可在這張圖找到答案。以本案而言,藥肥支出只佔所有成本的17%。管理工資雖佔去所有成本的67%,但因為農家常會以自家的人力投入管理,把這些工資算會被估算成無價(=0)或很低。 我相信這是農家許多痛苦的源頭之一,不可小覷之。 土壤穿刺阻力大於13kg/cm2,作物根系無法穿透土壤向下生長。本案案主若貿然種下番石榴,線蟲、立枯病、炭疽病、疫病肯定接踵而來。過去鄰田的那些先烈應該與此有關。 目前,我們先談省下的,其他可能會賺到的就先別瞎猜。 -
十二月主題(a):坑人於無形的坑-田間排水問題
坑人於無形的坑-田間排水問題 圖文由 土壤作物醫生館 陳興宗先生 提供 暴雨將襲,我們應景地討論一下這個問題。 許多農友作物不健康,即使用藥,也不會有良好控制效果。 針對不少的案例,我都會提出以下另角度觀點供大家參考。 我總會請這些農友注意一下排水問題,常收到回應不外乎是以下五種答案: a沒問題。 b田裡淹過水或下過雨,地面半小時就乾。 c我排水溝都有疏通。 d砂質地土壤不會有排水問題。 e山坡地不會有排水問題。 其實,土壤排水,千萬不要只看表面。 當農地土壤過量含水時(大於田間容水量的部分),排水方向應可有二方面排出,一是橫向,另一是縱向。地質活動的特性、加以農業機械的活動、頻繁耕地的擾動、雨水與灌溉水淋洗帶動微細黏粒或膠體向下移動沉澱…等,讓台灣的農地土壤常呈現層狀結構,甚至是無結構但各層次質地存在很大差異。 水分在層狀堆疊的土壤中,幾乎都是橫向運動,難以縱向往下移動。 以下摘要自氣象局台中改良場氣象站與高雄改良場氣象站一年內的蒸發量與降雨量資料。 台中站資料可見10606降雨量顯著大於蒸發量(7月因儀器維修)。 降雨量大於蒸發量,多出來的水何去?理想狀態當然是作物攝取。那剩下的呢?只剩橫向移動(包含表面逕流)、與縱向的往下移動是合理去處。 以高雄站106年7月看來,若表面橫向無法排出,不向下準備個60公分排水的空間,下完雨肯定與高價行情無緣,只能眼看市場行情高漲,手上卻沒貨可交。 若能了解這番道理,面對即將來臨的大雨,或許還可遇到一筆機會財運。 所以,為確保表面過多雨水可沿表面徑流排出,嚴格說來,疏通周邊溝渠也算有意義。 只是,這些水若能存入自家地下水庫,還可得到很多神奇的附加價值: a回補區域內的地下水。 b誘導根系向下發展。肥料可用更少、產量更高、品質更好、農藥也可更節省。 c可減少不必要灌溉。 d向下延伸有效土層。 認真走訪鄉間,許多田區的周邊排水溝有時比田地還高、有時外圍大溝阻塞,橫向排水常是一件很困難的事。此時,縱向排水將是合理解決途徑。 縱向排水會受排水不良層所阻隔,想讓縱向排水順利一點,改善排水不良層有其必要性。 但改善越深,成本越高。不見得每案都要改善很深,這與當地的作物種類、雨量、管理者期待、排水不良層位置….等有關。 需特別注意的是,縱向排水也會有層次間差異的問題,有時地底下30公分排水不良,30公分以下卻沒有問題。有時60公分以下排水不良,60公分以上卻沒問題,即使是同田區也不一定相同。 若您田間看到下列徵狀: a田區面積平整(越大越要小心)。 b根系成平面分布。 c穿刺阻力高(可用長桿螺絲起子刺刺)。 d犁土發現鏽斑層。 e葉片會有高溫午睡習慣。 f所在位置在河川沖積平原上。 g農機活動頻繁。 h翻耕頻翻 ……….等。建議您也要注意一下排水不良這個問題。 排水不良會引發根圈病害(疫病、軟腐病、青枯病、鐮孢菌)、根圈線蟲,及地上部的病害(例如根系浸傷,組織失水高溫所引病害 以下是另一聰明的青農,擬於一塊空地定植番石榴。老早就耳聞當地許多前輩種過番石榴都血本無歸的慘烈故事,但他還是想種番石榴,因而向我尋求協助。 這是一塊在田尾鄉老濁水溪沖積平地範圍的田區。 經實地診斷後發現,全區土壤無結構,表面龜裂,偶有雜草生長,地主也要求清除。全區為古濁水溪沖積平地。土壤經過長期不當管理與強烈擾動,表土目視有機質<1%。 速測土壤 pH7.87 EC(土水比1:3) 1.2 mS/cm。表土土壤質地為砏質壤土。 土壤草相以香附子與馬齒莧為主。但生長也不甚理想。人為巨大擾動後,土壤生物相重建中,且因缺水而重建受限。 眼看他租了田,整了地,還未定植苗木,周邊鄰田農友一直慫恿他快點動手。在他看過土壤剖面穿刺阻力後,他慶幸自己還沒動手定植番石榴苗,有道是吉人天相,若貿然開工定植,我可預見未來將會有一堆非常可觀負債等著他。 作物整合管理(Integrated Crop Management, ICM)是近年國際間興起的農業管理技術,作物的健康是由很多條件堆疊而成。長不好、出現病蟲害,通常是之前堆疊的相關條件需要調整,最後以長不好或病蟲害方式呈現,若只有直線地想到用什麼神奇的產品去對抗作物長不好或病蟲害的問題,必然招致失敗散財收局。 若農夫對ICM有興趣,面對作物長不好或病蟲害的問題,應先從金字塔底端逐步踏實做起或逐一查檢,別讓頂端的害物控制成為所有行動的唯一焦點。 -
十一月主題:持續黃化的肖楠
持續黃化的肖楠 圖文由 土壤作物醫生館 陳興宗先生 提供 一位熱中肖楠栽培的朋友前來求助,他的肖楠樹從樹苗種下一直很順利,近三年來一直發生偶發黃化死亡現象,而在最近卻發生更多的死亡案例。 園區是在中部海拔150m排水極好的坡地,不是我當初以為的排水不良地。 經現場診斷確認有下列目視可見現象: 1.出問題的樹葉片初期下垂無光,後續全株黃化,甚至死亡。 2.死亡的樹距地面60公分截面未見微生物感染症狀。 3.樹皮亦未見微生物感染症狀。 4.偶見白蟻的土壤隧道建築於樹皮上。 5.園區土壤為卓蘭層或汶水層同等砂岩頁岩風化土壤,且園區坡度大,應在30~40度角,土層薄淺,根系伸展可用土壤不多。 6.全區土壤有機質不足(<1%),即使持續人工補水,根圈土壤依然偏於乾燥。 7.園區雖全面種植蔓花生為全區地面覆蓋作物,但蔓花生根系入土淺,且根系入土占有的面積約二維空間內的15~20%。蔓花生對園區土壤有機質提升幫助有限。 8.蔓花生主要功能在抵抗雨水對土壤侵蝕、抗土壤流失、幫助環境溫度穩定、達成視覺上的綠美化。 9.園區用肥量低,每株一年在300g,一次施入,未見肥傷現象。 10.生長良好的肖楠根系可紮入岩盤縫隙。 經現場診斷確認有下列目視可見現象: 1.鑽洞穴施腐熟堆肥。 2.執行對症葉面施肥,以快速補給所需礦物質養分。 3.可於部分地區更換深根系型態的覆蓋作物,例如:以培地茅替代蔓花生。 -
十月主題:保護珍貴的土壤細微粒子迫不容緩
保護珍貴的土壤細微粒子迫不容緩 圖文由 土壤作物醫生館 陳興宗先生 提供 作物所需的礦質養分,諸如:銨、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅均帶正電荷。而土壤粒子則帶有相對優勢的負電荷,而且越細微的粒子,比表面積越大,正是所謂的陽離子吸附位置較多或陽離子(Cation exchange capacity,CEC)交換容量更大,這正負相吸附的力量很特殊。它不至於太小,被吸附的陽離子不至於容易被水沖走;也不至於太大,被吸附的陽離子不至於緊密到無法被交換吸收。這是天地間神奇巧妙的設計。 土壤粒子越細,陽離子交換容量越大。若土壤結構不良,細微粒子會在土壤被擾動的同時而被水力或風力給帶走。 農地田間溝渠中,我們常可看到這般的流失,土壤細微粒子持續流失,將將導致土壤砂粒化,減損土壤保肥保水的功能。 我把帶有正電荷的亞甲基藍染料加入土壤以評估比較土壤細微粒子的高低,讓大家見證細微粒子的價值。 取用等量二土壤樣品,一個是細微粒子含量低的河砂,另一個為相對是細微粒子含量更高的砏質黏土,分別裝入二支試管。 加入等量等濃度的亞甲基藍水溶液,同時均勻上下搖晃震動試管,讓試管內的土壤充分與亞甲基藍混合反應。 反應後靜置試管24小時,我們可看到河砂管的上方澄清夜還帶有藍色,砏質黏土的上方澄清夜則呈現透明無色。 這代表細顆粒的砏質黏土有相對較多的陽離子吸附位置,粗顆粒的河砂有相對較少的陽離子吸附位置。 河沙那管的陽離子染料有大量剩餘,上方微粒濃度為陽離子吸附主要位置,上方的浮沫亦帶負電荷,是土壤內的有機質。 大家就努力保護土壤內的細微粒子吧!那是難得的無價之寶,得來不易。 -
九月主題:【蟲農之路】田間暗殺部隊(from 農傳媒)
九月主題:【蟲農之路】田間暗殺部隊(from 農傳媒) 文章節錄自農傳媒:https://agriharvest.tw/archives/26720 作者:蘇立中 文、攝影/ 蘇立中 田園風光明媚,蝴蝶翩翩飛舞,蜜蜂辛勤採蜜,蜻蜓穿梭草間,這是我們對於田園風景美好的想像,各種生物彼此之間和平相處,但如果再把目光聚焦於田間生物們彼此的生活模式與相互關係,就會驚訝地發現,其實處處暗藏殺機,說不定這一秒過得好好的,下一秒就變成別種生物口中的大餐。 不論是田裡的害蟲、益蟲或是無害的蟲,其實出門討生活都要小心隨時會被捕食的風險,除了許多都身懷奇技之外,最常見的伎倆莫過於提高自己的靈敏度與警覺心,只要有一丁點風吹草動就馬上逃離現場,不過,這些田裡的暗殺部隊可不是省油的燈,牠們也是有幾把刷子的應對方式。 要講「暗殺」,當然是讓獵物在莫名其妙之下,就變成捕食者的餐點,而他們使用的招式以守株待兔和主動出擊為主要的捕食方式。 守株待兔顧名思義就是以待在一處,用時間和耐心等待獵物上門,這種方式最為人所熟知的莫過於會結網的蜘蛛,但其實也有許多不會結網的蜘蛛也同樣採取守株待兔的方式,使得田間盛開的花朵上隱藏了許多著致命的吸引力,像是體色跟花朵顏色很接近的偽弓足伊勢蛛,則會靜靜的待在花朵上,等待訪花的倒楣鬼上門 。 此外,有些蜘蛛不結網,而是採取主動搜尋獵物的方式,在田間來回穿梭,待發現獵物之後,就會靜悄悄地出沒在附近,只要見好時機就下手,像是會穿梭花叢的陷狩蛛、菜園或稻田的狼蛛、蠅虎和貓蛛等。 不論是守株待兔還是主動出擊的蜘蛛,都是田裡暗殺部隊的頭號捕食者,雖然牠們沒有像瓢蟲那麼令人討喜,但卻也是田裡協助農夫防治害蟲的重要幫手,而且牠們對於居住的環境和品質也是頗龜毛的,若以蜘蛛多樣性來看,則可當作農田的環境指標參考依據。 除了蜘蛛是榜上有名的田間暗殺部隊外,也有許多昆蟲參與其行列,而使用守株待兔的昆蟲最為人所知的就屬螳螂了。螳螂利用綠色或是褐色的身體,讓自己隱蔽在背景之中,如發現附近有獵物才緩緩靠近,等到出擊的適合距離後,就會在一瞬間彈出特化的前足進行獵捕的動作;另外,在水面上的水黽還有另一種類似守株待兔的獵捕方式,就是停在水面上等待獵物掉落水中,水黽就因獵物掙扎引起的水波而迅速前往獵捕溺水者 (圖)。 若是講到田裏面主動出擊的昆蟲,最為有名的就是食蟲虻、蜻蜓、豆娘、和虎甲蟲了。牠們與主動出擊的蜘蛛最大的差別在於靠的是速度、狠勁、準確,抓的讓獵物措手不及,而且可別小看豆娘身體纖細嬌弱的樣子,抓起獵物來可是毫不手軟的。 食蟲虻、蜻蜓和豆娘還會在飛行時攔截空中的獵物,猶如鎖定目標俯衝而下的老鷹一樣帥氣,而且我們還暱稱食蟲虻為「昆蟲界的流氓」,由此可見牠的凶狠程度,甚至牠的口器還會刺過牛仔褲來叮人,不過只是這位流氓想試試你大腿的口味而已,並不用太擔心被叮到會怎樣。 最後還有一組暗殺部隊,雖然不怎麼帥氣,而且對象又是動作不快的鱗翅目幼蟲 (毛毛蟲),但牠們卻也是田間重要的除害蟲高手,就是胡蜂和捕食椿象。胡蜂本身不吃肉,而是抓到毛毛蟲之後,將其作成肉丸子,帶回巢中餵食牠們的幼蟲;而捕食椿象則是會用針狀口器,刺進毛毛蟲體內並分泌消化液讓獵物體內組織變成肉汁,然後就可以像鋁箔包插吸管一樣把毛毛蟲吸乾。不論是做肉丸子還是吸鋁箔包,牠們也是田間優秀的慢速暗殺部隊。 各式各樣的田間暗殺部隊其實就代表著農田裡豐富的生物多樣性,不論是棲所、食物或是環境等都適合牠們前來居住繁衍,而這也是一種從生物角度出發對農田的生態服務概念,看似風平浪靜的田園景象下,實則波掏洶湧,這是我們值得高興的,但如果田裡真的風平浪靜,只剩下作物在哀號,那可真的要好好思考該如何改變囉。 -
八月主題:來自東馬來西亞的借鏡(二)土壤保育對抗頭痛病害
來自東馬來西亞的借鏡(二)土壤保育對抗頭痛病害 圖文由 土壤作物醫生館 陳興宗先生 提供 資本主義導向的農業生產就是聚焦在如何以少量投資,獲取最大效益。全世界均是,台灣也不例外。 看似合理的期待,事實上,常常把眼前應當付出的成本,忽略不察。而這些應付出的成本遲早還是要面對,只是都是在多年以後,需要以更高昂的成本才能修補。馬來西亞眼前的水資源問題,正是這般論述的鮮活印證。 年雨量高達3000公釐,雖未見完整水資源評估資料,但依今日(31 Oct 2018)飛機上所見影像,敝人評估馬來西亞也面臨土壤水逕流損失比例偏高的問題。 大量的微細顆粒土壤隨河水流入大海,意味著土壤保肥力保水力的流失,這會造成土壤砂粒化,有機質損耗。此刻雖不是雨季,但我相信雨季的景象應更是駭人。 這與河川上游大量農耕活動有關,以油棕果園而言,翻耕、墾園、交通運輸、施肥、殺草劑是重要關鍵。 讓我們只聚焦在殺草劑與肥料。話說回來,殺草劑為什麼需用這麼多?這與果園施肥過量有關。過量的施肥與施草劑,會讓土壤有機質耗竭、土壤壓實、土壤沖蝕、土壤砂粒化、油棕果實產量減少、果實榨油率低、油棕樹衰弱感染….等一堆麻煩事。 若能在雨季將過多雨水存入土壤當中,讓土壤剖面甚至是岩層縫隙成為全年長期水源是合理對策。因此,設法增加土壤有機質、設法提升土壤細微孔隙、設法保有土壤中的微細粒子是獲取水資源的長期重要工作方針。 以下圖片(Weil and Brady, 2017)說明土壤有機質對地下水的保留功能。左右都是相同的土壤,左邊是相對有機質較高的土壤,右邊是相對有機質含量較低者。加入相同樣量的水,有機質較少的右杯,水分滲入較深,意味這水分留存於土壤較少,多數會以重力水方式流失。 若能提升土壤有機質,區域內的降雨滲入土壤後,可停留在根圈土壤的時間較久,地下水量亦較多,對長期土壤發育、根圈健康、微生物相發展、土壤微細粒子保留…有非常正面的效益,也會是油棕果園主人積極力圖經濟發展與環保並存的良好展示。 Libohova等(2018)指出提高孔隙率與降低總體密度,對土壤內的有效水量的正面助益甚於提升土壤有機質。 Hudson(1994)認為增加土壤有機質重量1~6%,可提高土壤可用水容量5~25%。 土壤有機質可幫助土壤團粒穩定,提高土壤內細微孔隙比例,並降低總體密度,藉之也會更顯著提高土壤內的貯存可用水量。 若在土壤剖面上有分布較厚的有機質,且土壤團粒結構良好,雨水逕流會減少,土壤細微顆粒的流失亦會隨之減少。 大面積土地要增加有機質,可不是單純地施用一些堆肥入土即可,這唯有靠長期且整體的管理與改善,且所有的種植的都要納入。 逛了一圈,突然驚覺這也不只是馬來西亞的問題,畢竟區域氣候變遷後續的蝴蝶效應是個尺度很難評估的大範圍問題。 我們的農地也存在著翻耕、墾園、機械輾壓、施肥、殺草劑的處理程序,我們的土壤存在著有機質損耗與土壤微粒流失的問題。我們有集中降雨的夏日或颱風季,也有乾燥缺水的旱季。因為,我們的農業生產區集中在有地下水的沖積平原,且有灌溉水利溝渠與水庫,我們是相對幸福一些,還沒可憐到只能喝包裝水,或到沒洗澡水可用的地步。 現今的降水,在都市會被水泥與柏油阻隔,而流入下水道,流入大海。在農地則會因土壤壓實而被急著抽離排出或隨徑流進入河流大海。我們真的需要思考一下還要維持這樣的方式繼續使用我們的水資源嗎? 參訪行程的過程,終於讓我遇到有另一位果園主人早在10年前就了解,樹不要種太密、不准重機械入園、肥料下少一些、肥料要少量多次、善用單質肥料…等技巧。很有趣,他的果園單位面積產量比別人高,棕油品質比別人好,他熱心把自己栽培心得分享給他人,當然,也是沒人相信。 在這片園內完全沒有靈芝病蹤影,感覺上氣溫雖較高且樹蔭較疏,但完全沒有悶熱感覺,甚至有徐徐微風,與罹患靈芝病那些園區大不相同。 參考文獻 Berman D. Hudson. 1994. Soil organic matter and available water capacity. Journal of Soil and Water Conservation. 49(2):189-194. Z. Libohova, C. Seybold, D. Wysocki, S. Wills, P. Schoeneberger, C. Williams, D. Lindbo, D. Stott, and P. R. Owens. 2018. Reevaluating the effects of soil organic matter and other properties on available water-holding capacity using the National Cooperative Soil Survey Characterization Database. Journal of Soil and Water Conservation. 73(4):411-42. -
七月主題:來自東馬來西亞的借鏡(一)油棕的靈芝病
來自東馬來西亞的借鏡(一)油棕的靈芝病 圖文由 土壤作物醫生館 陳興宗先生提供 其實,早在五六年前,也有馬來西亞的油棕商透過友人積極前來詢問靈芝病,當時我看完他們當時所提供的照片,我認為靈芝病是人害,是大自然用來教化貪婪人心的神奇設計。其實,我相信不只有靈芝病,所有分解那些無容於天地的病態樹都會前去報到。或許是因為靈芝的子實體強烈吸引了大家的目光。 我提出對策無他,只要砍掉生病的樹並就地掩埋、少用肥料、少用殺草劑、再搭配對症的礦質養分修正計畫,即可不藥而癒。 據說,我提的對策和別人很大不同。那場會議後,他們應也當我是異端邪說,從此,沒人再與我聯絡。 這次另受其他朋友邀約去考察馬來西亞油棕樹感染靈芝病的原因。我學乖了,先看完再說,免得失去實地見證的機會。本次考察期間所見讓我受益良多,在此與大家分享。 熱帶的地區的油棕園是許多國家的重要經濟財源,以下以東馬來西亞的油棕園為例,此區域的油棕果園總面積在300萬公頃以上。 儘管在世界各地對於棕梠油存在的正與反,早有不同觀點的激烈往來,而棕梠油早就與我們每日生活存在密切關係。 這篇文章論及(https://goo.gl/crKB9Q)成熟油棕在高溫期間,每株油棕樹每日需水量可達300~350公升以上。 參考以下參數: 常態種植密度為每公頃140株的油棕樹,東馬年雨量為3,000mm,目前東馬油棕種植面積在300萬。 全東馬油棕所需年雨量為: 3,000,000(公頃) × 140(株/公頃) × 300(公升/株/日) × 365(日/年) = 4.59× 1,013(公升/年) 若所有雨水都滲入全區油棕果園的地下土壤,則會有以下地下水被保留在土地上 3,000,000(公頃) × 10,000(m2/公頃) × 3,000(mm/年) × 1(m/1,000 mm) ×1(1,000公升/m3) = 9× 1,013(公升/年) 嚴格說來,單位面積油棕全年需水用量只占單位面積年降雨量的一半,理論上應該還有結餘的可用水源;但事實上,當油棕園土壤壓實,逕流發達,周邊若無相對高地森林,該果園就可能面臨缺水窘境。 確實已有多區油棕果園面臨缺水的問題,旱季時除了只能喝包裝水,洗澡水也不充裕。雖說,這次考察的緣起是因油棕樹的靈芝病,卻讓我看到大面積土地水資源逐漸匱乏的過程,也印證了我五六年前的觀點。 住慣台灣,相形之下東馬真的很大,下了亞庇機場換了國內線飛機飛40分鐘到斗湖(據稱坐車要10小時)。 入果園時大家都聚焦在靈芝病,我則是到處看看種植密度、土壤性質、葉片狀況、林下陰影、果實的飽滿程度、成熟一致性….。園內雖然氣溫不高且有樹蔭,但感受到悶熱感覺,與開放的區大不相同。 這篇文章(https://goo.gl/3U4fza) 論及,生產每一公斤的油棕果實,需要551公升的水。另,馬來西亞需水持續增加,馬來西亞的可用水持續減少,預計2025年將達每人可用預備水接近枯竭。 水是植物光合作用材料之一,也是栽培管理所需資源,更是園區人員生活之所需。 對油棕管理者而言,水資源的取得與維護在未來將是非常重要的課題。 油棕果園若缺水,很快就會面臨以下問題: 1.油棕果實產量減少。 2.油棕樹健康的損害。 3.土壤微生物的衰竭。 4.園區作業需求水源不足。 5.園區人員生活用水拮据。 -
六月主題:農田生態金三角-蟲、草、土
農田生態金三角-蟲、草、土 圖文由 舞春食農工作室 蘇立中先生 提供 蘆蜂(蟲) / 多花野豌豆(草) / 漏斗多孔菌(土) 農田裡最在地生活以及構成田間生態最基礎的居民就是蟲(泛指地上部各式各樣的昆蟲和蜘蛛)、草(泛指在地草種或人工栽培草種) 以及土(泛指土棲動物、微生物和土壤性質),這三者形成密不可分的金三角關係,且彼此互相影響,不論是有機、慣行,或是各農法門派,若要符合善待田間環境的原則,這三者的狀況評估就缺一不可。 生態主要是討論環境中,生物與非生物因子之間的相互關係,而農田生態系則是經由人類持續的農耕活動來改變地景環境所形成的持續擾動生態系統,其範疇大可涵蓋到全球農業活動對生物圈的影響,小可至農民管理方式如何影響田間每個生物個體的興衰演變,若是要以最小且具有基礎效益的規模來評估田間的生態狀況,蟲、草、土三者與作物的關係以及農耕者的田間管理模式,對於農田環境的好壞將會是具有決定性的影響。 農耕者的田間管理模式會直接影響到作物以及蟲、草、土彼此的交互作用,草會影響土壤質地、成分以及土棲生物和微生物的結構組成、草會影響蟲的種類及分布、土的性質和成分會影響草的種類、而蟲會影響土壤生物種類及成分組成、蟲也會影響草的繁衍和生長狀況,最終,這些互相影響的結果也會連帶與作物產生密不可分的關係 (圖1),若要初步了解蟲、草、土與作物的相互影響,需先個別拆開解讀再彼此整合,方能構成較完整且基礎的田間生態系的樣貌,有了此基礎的概念之後,方能建立起友善環境的評估標準和方法。 圖1:農田生態系的金字塔模型教材,每一面都是個別代表著蟲、草、土的生態金字塔,看似無關的三面若組成一個立體金字塔,就可看出連接面與面的邊會如何產生相互關係,而這三面的邊最終都會連接到食,也就是作物的那個面,並與作物產生交互作用的影響,每個地區的農田與不同管理方式,都會產生出自己獨特的農田金字塔模型。 蟲 蟲的概稱泛指較常活動於地上部的昆蟲或蜘蛛,而蟲與田間作物的關係其實在「蟲農之路」的專欄中已經有針對不同生態意義的生物類型作描述,在“蟲”的這個範疇通常是以較為重要的農業蟲害以及相對應的防治天敵才有鑑定種的實質意義,且相關文獻和研究資料也多著重於此,但若是要以田間環境的“蟲”作為評估生態的指標,則會建議依照功能群做為評估的參考標準,原因在於評估的資源限制,像是資料庫不足、資金和可執行人員有限,物種的數量和多樣性複雜到難以一一鑑定釐清,使得學術性質的生態調查在實際操作與評估面上處處受限。 再者,台灣有相當多樣的地質和氣候環境,連帶種植各種作物,所衍生出的田間生物種類也相當多樣,無法以單一物種或類群的評估就可代表田間生態的指標,像是水田的蜻蜓類群評估就無法套用於果園,除非附近有水域,但若是以「功能群」的概念作為評估準則,不僅保有田間生態狀況的準度和評估彈性,也能大大減少耗費的成本。 「功能群」的概念主要是一個環境中具有同功能的生物類群,像是同樣會分解枯枝落葉的蚯蚓、馬陸、鼠婦等,而「田間功能群」可以解釋成在田間環境中一群有同樣功能的生物類群,而此功能群的生物則需反映出田間管理的變化,例如會訪花的獨居蜂、蜜蜂總科的社會性或亞社會性蜂種,或是除了會訪花之外還具有其餘功能的食蚜蠅或寄生蜂等(圖2),其功能群內的多樣性高,會一定程度的反映出田間開花性草相及棲地多樣性的田間管理結果。 圖2:田間訪花功能群值得評估的種類之二,獨居蜂(上)和食蚜蠅(下) 而「田間功能群」中又以捕食者、寄生者和訪花者為三類最重要的評估指標類群,此三類群的多樣性狀態不僅會連帶影響田間蟲害的發生機率,也可以反映出獵物(被捕食者) 和寄主(被寄生者) 的生物多樣性,像是圖3的各種寄生蜂,其所呈現的就是環境中具有多樣宿主,而宿主本身就有自己生活的環境和食物需求,進而回推大略的環境樣貌和農耕者的管理模式,種類越多則樣貌越清楚。 圖3:生物採樣點為花蓮壽豐及豐濱鄉,以鱗翅目幼蟲為寄主的小繭蜂(左上)、可能以蟋蟀或其他直翅目昆蟲的卵為寄主的廣腹細蜂(右上)、以雙翅目蕈蚋或其餘雙翅目幼蟲為寄主的錘角細蜂(左下)、以蜘蛛為寄主的蛛蜂(右下) 草 其實“蟲”的多樣性是與“草”一同連動的,原因在於田間的草提供了這些蟲可棲身之地與食物來源,尤其是會開花有蜜或粉源的草種,像是許多捕食性蜂類和寄生蜂的成蟲都需要以花粉和花蜜為食物來源,而且當田間草的種類越多,其所生成的微棲地環境更可提供多樣的蟲進駐,而當這些草與作物距離不遠時,就可提供天敵於田間防治害蟲的便利性,簡單來說就像是人類的住宅區若是離上班地點很近,而且住宅區不僅有各種舒適的居家風格,又可以買到各種食物,大家前來定居的意願也就會提高。另外,草覆蓋於土表之上,不僅提供蟲的生活所需,其根也會深入土壤、保持水分、提供有機物和營養物供土棲生物利用,甚至可改變土壤性質,因此“草”不僅會影響“蟲”也會影響“土”的狀態(圖4),“草”可視為田間生態重要的中間者,但評估“草”也還須視田間的環境演變狀態而定。 圖4:同時可供做蜜源以及幫助土壤固氮的野草,白花三葉草(上)及多花野豌豆(下),而這兩種野草也可作為牲畜的草料,多花野豌豆苗也是一種很美味的野菜(攝於大禹嶺石板善耕農園) 因臺灣地域環境和種植作物性質與田地演變階段的不同,就會產生各種評估“草”的方式,像是以台南、台中和高雄農改場在推行果園草生栽培為例(茶園也類似),如果是處於土表裸露時期,首要目標就是要避免除草劑使用還可達到減少人工除草的成本,並促進改善土壤性質、增加土壤有機質、礦物質和微生物相的狀態,此方式較易使農耕者所接受,因此培育較適合作為覆蓋土壤的單一或少數草種就成為此階段的重要目標。 但是當進入單一或少數草種覆蓋而使環境和土壤呈現較穩定以及狀態提升之後,就需逐漸轉向多樣草相的經營管理模式(圖5),原因在於,即便是一開始適合作為單一或少數覆蓋的草種,時間一久也容易造成田間生態的失衡,不論是土壤狀態衍伸的營養、性質、病蟲害、地上部的“蟲”多樣性失衡等,也因此若要以生態的評估準則來說,多樣性才是可以產生田間動態平衡的最好方式。 圖5:多樣草種栽培案例之柑橘園和茶園 (攝於曾紹明柑橘園及坪林茶園) (選擇多樣草的準則首要以會開花的為主,其次為具有固氮的豆科植物,而盡量避免選擇會形成強勢物種的草種,例如野牽牛或平原菟絲子,或是會造成土壤毒性或生物排他的草種) 土 土壤是孕育作物和生物們的基底,種植過程中,若把土固好就可成功一半,而土壤重要的三要素,物理、化學和生物面向則是代表農田的環境特色,同時也可以反映出農耕者對於田間管理模式的反饋,評估土壤也需要視環境情況而定,就像“草”一樣也有階段漸進式的歷程需要含土壤微生物和小型土棲動物,方能得到更精確的生態反饋,原因在於農耕者的某些管理方式雖然會讓土壤的物理和化學性質變好,但卻不一定會使生態優化(圖6),反之,若是在建構整個農田管理模式的時候,就先將生物面向一同納入考量,並一起進行規劃和管理,則與“土”一同連動的“草”和“蟲”的多樣性也會順帶繁盛起來,進而達到農田生態系統服務,像是輔助植物吸收養分、抑制病蟲害的發生、保持水分和通透性、過濾淨化系統等。 圖6:取得驗證的有機茶園,雖土壤各方面的物理化學性質獲得改善,而且也有少數覆地雜草做為防止土壤流失的作用,但整體還是頗受盲椿象危害,原因在於草相不夠豐富且完整,土壤也無法提高土棲生物的多樣性,使得地上和的下的天敵無法提供蟲害有效的制衡 而土壤生物性評估基本上還是以功能群做區分,主要會以分解者(細菌、線蟲、真菌、原生動物等)、碎食者(蚯蚓、馬陸、跳蟲、鼠婦等)、捕食者(捕食性線蟲、螨類、蜈蚣、土棲性蜘蛛等)及寄生者(土棲動物之寄生蜂)這四類做為評估準則(圖7),而這四個功能群又彼此相互具有關聯性,像是分解者若無碎食者的協助,則無法有效分解有機物並形成養分供植物利用,而多樣的微生物和碎食者同樣會吸引多樣的捕食者和寄生者的前來,而這四個功能群的評估又同時可以代表田間環境演變的過程與狀態,當田間環境還是處於修復和復育狀態,則分解者和碎食者將會是評估重點,而若是土壤和田間環境達到一定水平之後,評估重點就會轉為捕食者和寄生者。 圖7:土棲生物的分解者(左上)、碎食者(右上)、捕食者(左下)、寄生者(右下) 一般的農業管理概念和養成過程大多缺乏結合生態系的元素作為經營農業的綜合管理模式,起源於生態彼此的連結難以簡單釐清,而且對於農業生產的利益關係並非顯而易見。此外,生態的概念是不適合用化約論來呈現的,農耕者的操作模式也難以單獨斷定對環境是好是壞,而是需要全面性的評估方能得到較完整且客觀的實際結果,不過這中間複雜的生物、農耕者和環境的關係則還需要逐一釐清,所幸近年來國際間越來越多資源投入農業的生態領域,逐一探討土壤、雜草及田間生態的生物多樣性與其生態系統之服務。 為求讓更多人理解並接受農田跟生態的密切關係,在此就以蟲、草、土的農田生態金三角,作為初步評估田間環境的基礎和方向,為達到友善環境及容易操作又不失經濟收入的考量下,勢必要有階段性的任務並整合農業各方領域的專長,像是植物醫生對田間的狀態診斷和建議以及田間分階段的生態系營造等,方能讓台灣農業的品質和環境持續向上提升。 -
五月主題:友善環境的依據-生態調查土壤篇
友善環境的依據-生態調查土壤篇 圖文由 舞春食農工作室 蘇立中先生 提供 現今所謂的友善農業裡有一項特別重視的項目是友善環境,當中又會以友善土地來當作施行目標,因為友善土地不外乎就是想與生物們共存,建立豐富的生物多樣性,但現今評斷友善土地的依據是什麼呢?是檢測環境有無農藥殘留?有無重金屬?肥料施用是否過當?土壤有機質含量高?這些評斷依據除了有利於作物生長狀況以及我們吃的食物是否安全之外,你怎麼知道這些評斷項目對生存於當下環境的生物們來說是否友善?因為這些都是屬於評斷複雜環境脈絡下的簡單因子,而這些評斷因子卻無法建構出完整的環境樣貌,且大多都沒有真正運用生態學的概念,因為生態學才能詳細解構出農田環境的生物多樣性,而唯有透過生物多樣性的調查與建立,才能以較精準的方式來判定何謂友善環境,因為生物們對環境變動的感知以及環境變動而產生生物群集變動的精細度,比起人類用單一因子的判斷力來得可靠許多。 生物多樣性的建立需要以生態調查為基礎,進而逐步建立起田間生物資料庫,而生態調查主要會以土壤生物、植被以及昆蟲相來當作首要建立標的,因為這三者才是建立起生態網絡的基石,也是評斷友善環境的基礎指標,對田間施作的方法,都會明顯地影響土壤生物、植被以及昆蟲群聚的佔比。假設田間調查到的結果都以某類的生物居多,那我們可以從收集環境現況的資料(土質、植被、藥劑檢測、生物資料、農田施作方法等)整合並建立某個假說,以此來說明為何此環境會造成某類生物的族群佔比如此龐大以及生物多樣性數值偏低,再藉由調整田間施作方法以及定期監測田生生物族群的分布,才能逐一釐清何種施作方式對環境才是真正友善的依據。 土壤生物調查: 上述提到,友善環境的基石是建立在土壤生物、植被以及昆蟲多樣性,植被以及昆蟲多樣性在前面幾篇文章都有提到執行方法與結果呈現,而這邊則以土壤生物調查當作主要討論的方向。 談到生物多樣性大多數人會聯想到森林裡豐富的生物種類,有無數的昆蟲、鳥類、兩棲爬蟲類以及哺乳類,河川裡也有迷人的魚、蝦、蟹、貝類等,大多都是表上的生物群聚,反之,如果提到我們腳底下的土壤,絕大多數人除了蚯蚓、馬陸、蜈蚣、蟋蟀、螞蟻、白蟻之外,大概就是覺得一片荒蕪,但土壤裡的生物多樣性和生物量則大多比地表上來得豐富(圖1),而其中又以微生物們佔大多數(細菌、真菌、線蟲、原生動物、藻類等),不論是土壤微生物或是棲息於土壤中的各種中小型生物,都對土壤的結構組成、作物的生長狀況或是劇烈氣候的結抗提供了無數的好處(參考“讀書心得分享-農業與野草”一文)。 圖1:土壤有著很高的生物多樣性(圖片截至https://goo.gl/n44rSf) 不過若是要調查土壤微生物多樣性,所需的設備和技術都有較高的門檻,但卻可以從體型比微生物大的生物們開始調查起,進而回推此土壤提供的友善土地依據,此調查標的主要落在土壤節肢動物、軟體動物以及真菌子實體三項生物群落,而此調查方法又以柏氏漏斗與穿越線調查法較常為人使用。穿越線調查法與紀錄植被和昆蟲的方式一樣,主要適用於紀錄行徑中發現的各種真菌子實體(出菇的部位),藉由拍照並記錄子實體的各部位構造(圖2),再接續依照特徵來鑑定種類(細節的部分歡迎參加田間生態調查工作坊)。 圖2:真菌的部位鑑定依據(此為綠摺傘) 柏氏漏斗調查法(圖3) 則是利用燈光的熱將土慢慢烤乾,而土棲生物大多具有負趨光性,再加上樣本土壤上層逐漸乾燥,迫使土壤中的生物往下鑽並掉落至方承接容器內,待烘烤約一周後再將下方的承接容器取出,把掉落的生物逐一挑出作鑑定。因為土壤生物大多不容易用肉眼挑出作辨識,而藉由此法便可以觀察到土壤中眾多的生物類群,而且柏氏漏斗製作方法簡單且費用也相對便宜,適合製作多組並一次調查多個樣區的土壤,並將調查的結果來互相比對各土壤之間生物多樣性的差異,如再加上收集來的田間環境資訊,更可以有效地回推土壤的環境現況。 圖3:柏氏漏斗示意圖 9/22和9/29在好食機試辦了土壤生物調查工作坊,參與的對象是對友善環境有一定概念的農友以及實際從事田間工作者,希望藉由課程的引導及訓練,讓學員們可以自己用很簡單的方式發現田裡豐富的生物多樣性,而這個方法也可以適用於住家、公園綠地或自己的堆肥等有土壤的區域(圖4)。 圖4:自家外面的小草地採集到的土壤生物種類 兩天的課程主要分享的主軸有二,其一是土壤生物多樣性與農田作物的彼此互動關係,進階的部分是調節極端氣候的衍伸功能。另外一項則是解析食物網對於農田生態上的意義,以及建構食物網需要經歷採樣、鑑定、資料收集等步驟,才能一窺農田施作方式如何影響田間生物多樣性的變化,進而調整作法以達到真正友善土地的宗旨。 實作部分則是讓學員先自己做好一份柏氏漏斗,然後帶回家做土壤採樣,下一堂課再把樣本帶來課堂,逐一引導學員如何”找蟲出來”並且用手機正確的將土壤生物記錄下來。課程實作當中發現有好幾位學員很驚訝的發現原來在泥沙裡的那一小小點竟然也是一隻生物~! (螨類和跳蟲居多) 而且數量還不少,大部分學員也從自己帶來的樣本發現了好多點XD看起來就很像是一場土壤寶可夢,但尋的寶卻是貨真價實生存於土壤裡的生物(圖5)。 圖5:土壤生物調查工作坊實況(照片取自好食機) 其實要推廣農友進行完整的生態調查本就不容易,因為考量到實際面的經濟因素與田間繁忙的農事等,都會讓生態調查難以執行,但PGS的精神就在於大家一起參與,團結各自的力量並整合成一股有影響力的趨勢,藉由工作坊的學習和引導訓練,用平常不會使用但卻簡單操作的方法讓更多田間工作者可以參與,逐步開啟對田間小生物的好奇心(這是重點 = =+),其實只要建立起觀察小生物並記錄的習慣,生態系的樣貌自然就會在意識中形成,進而引發自我學習的動機,而工作坊就會是變成類似育成中心的角色,陪伴並帶領更多人一同參與認識農田生態系。 -
四月主題:概述根系訓練
概述根系訓練 圖文由 國立中興大學土壤環境科學系 曾國珍博士 提供 根系健康影響作物產量與品質,而且,根系是可以訓練的。 作物的根有向地性、向水性、向化性。栽培作物可以根據這些特性訓練作物根系。 1.方法:以計畫灌溉方式,誘導根系向下伸展。 2.技巧:讓根系追隨水的傳導途徑。 3.前提:土壤剖面不能存在限制根系向下伸展的因子。(例如:排水不良、壓實、強酸…..等) 4.原理:當上層土壤水分不足應付葉片蒸散需要時,根會向下伸展,吸收水和養分供給葉片蒸散所需的水,並提供作物生長需要的養分。(誘導根系向深層土壤伸展) 5. 原則:在生長初期,當土壤剖面含水量還足以應付葉片蒸散需求時,盡量延後灌溉,誘導根系向深層土壤伸展,發展至一定深度,生長後期的管理就事半功倍。