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种植固氮植物 — 永续农耕的基础

2009年08月

周妙妃

人类采集和种植植物,作为食用已数千年。在机械操作与化学药品使用之前,地球上的植物种类繁多,与其他生物形成致密紧凑的食物网,也与生态环境的土地、空气、雨水、阳光,形成稳定和谐的世界。近几十年的农业操控在科技与商业的手腕之中,利之所驱,食物变成生财工具,环境也破坏严重。所幸也有日益增多的远见人士坚持有机的、永续可期的农耕方式。

 

那麽甚麽是永续的(sustainable)农耕方式?这个时髦名词含意很深很广。「永续的」可用在农耕上和日常生活许多层面上。是 — 顺应自然、自给自足、有取有回馈、与其它人/事/物/环境和谐共存的生活方式。态度是谦虚、谨慎、负责任的。计划与行动是周详、有远见的。与四周关系是永久的,未来是更美好的。

 

譬如建造「永续的」房屋就尽量与自然融合,使用天然材料,座向及设计带入自然的光线及风,让居住者健康舒服。「永续的」农耕是取得健康营养的粮食,不污染消耗,还能回馈美化大自然(例如有机农作让耕地愈来愈肥沃,物种增多)。「永续的」生活方式是人们能照顾四周环境,减少使用(用品、食物、水、电、汽油、……),减少废弃物(厨馀、垃圾……),减轻环境负担,甚至能制造回馈(例如利用太阳能发电,自用外,多馀电量卖回给电力公司……),积极创造更美好的地球。套用句商业术语就是「收支平衡」之外,还能制造「利润」。

 

我在澳洲常常看到这种自我要求,以天下为己任的人们。可喜的是四月份参加琉璃光「创造高能量又健康的居住环境」研习营,见到我们台湾也有许多实践者及有心人士。这些过着永续生活的人们在追求名利的社会里或被认为是嬉皮或特立独行的一群,但却在心灵层面上超越了物质与世俗的限制,扩展了自我的时间与空间概念。

 

对有心学习的人们,我建议就从生活习惯做小改变开始。举例说,如果你常买瓶装水喝,思考一下那些塑胶瓶的来龙去脉:它的材料是石油,在工厂用化学药品制成,所以须采矿、建造工厂、设置机器、顾用工人等。制造过程中工厂运转要耗电、耗水、耗油;产生废水、废弃物,污染土地水源;排出二氧化碳等造成地球暖化的气体。接着产品要装箱、用车辆运送到各地。在贩卖场所要用冷气、冰箱耗费电力吸引你购买(当然你已被制造工厂所聘请的广告美女说服,认为它有益你的健康)。再往上游想,为了采矿、制造工厂、机器、车辆、包装等也同样要制造工厂、机器、车辆,进一步耗用地球资源,制造污染。

 

(许多的)你购买了这瓶水後,平均几小时内喝完。许多人很安心的把它放入回收桶,以为已尽了保护生态的责任。但是「少女的祈祷」并不便宜,收集垃圾时,它也在耗用汽油,制造地球暖化的气体。为了迅速收集垃圾,须购买众多车辆,其制造也同样要采矿、制造工厂、机器、车辆,又是耗用地球资源,制造污染。塑胶瓶回收後交给处理工厂分解处理,於是又是化学药品、工厂运转、耗费资源及制造污染。所以可否采用其它让自己不渴死,又健康快乐的办法呢?

 

有心的你已做了垃圾分类、厨馀堆肥、携带餐具、有机观念推广的义工等等,现在还可以减少购买瓶装水,对维护地球又多尽一分心力。当然购买瓶装水仅是个小例子,你要购买衣服、豪宅、汽车、轮船时,就先想想它的来龙去脉,再想个让自己健康快乐又自在的替代办法。

 

聊完「永续的」生活方式,再来谈「永续的」农耕方式。

 

所以「永续的」农耕方式牵涉内容已不只是有机耕作的技术,人们或多或少都需购买食物,农耕体系中包括土地、水源、肥料、虫害、各样蔬果、耕种者、消费者、贩售等一连串的相关条件。饮食要营养美味、生态要平衡,也需要政经制度、社区居民的合作协调,才能真正永续、对人/事/物/环境有利益。

 

「永续的」农耕方式中,以有机方式种植植物,施用的有机肥料(动物粪肥和植物腐植质)可以购买,也可自地生产。自己生产有机肥料就是自己饲养小动物和种植土表覆盖物(mulch)及绿色肥料(green manure)。最大好处是材料安全,不用担心药物污染问题。种植土表覆盖物及绿色肥料等有机肥还能控制杂草,增加有机质,改善土壤,成为松软肥沃、吸水排水兼备的优良土质。农田在休耕期间所种植的田菁、青皮豆、太阳麻、绿肥用大豆、油菜、向日葵等,就是给土壤补补身的有机肥。

 

绿肥植物中包括许多豆科植物,它们能行固氮作用,在补充土壤养分(尤其是氮肥)上非常重要。许多大型树木如相思树、合欢、黄槐、阿勃勒、树豆、黄檀、刺桐、南美樱……是具有固氮功能的豆科植物,如果土地较大可种植此类大型豆科树木。否则小型的山扁豆、蚕豆、花生、黄豆、含羞草、苜蓿……都是豆科植物,都能行固氮作用。

 

固氮作用是一种营养循环的方式。许多植物尤其是豆科植物,有固氮功能,能带入养分,增加土壤肥力,在农业上已被应用千年。规划永续的、自给自足的农耕环境时都应把具有固氮功能的植物列入种植,尤其亚热带和热带地区,高温和多雨让养分流失迅速,更需要大量种植,以便时时补充。

 

在没有植物的土地,或许是被破坏滥用、盐化乾旱的耕地,或许是遭地震洪水肆虐的山坡地。要让其再生,恢复活力和功能,首先需要打先锋的植物。打先锋的植物能够在缺乏水分和养分的严苛土地上生存茁壮。它们钻入大地、收集可用的营养,开始了养分的循环。当愈来愈多养分进入这片生物体系,土表植株慢慢成形覆盖,这片土地逐渐变得适宜生存时,就有了养育其他植物的环境。打先锋的植物中许多就是固氮树木,可肥沃土地,利益养育其他生物,调节严苛的生态环境。

 

固氮树木的根部通常能深入土地底层,吸取深层的营养。地上树冠的叶片时时掉落,滋养土壤生物,那些生物又可再养育更多的植株。向下、向四周伸展的根系稳固了土壤,细根持续地生长、枯萎、再生,土壤中增加了通气的管道,也加入了大量有机质。许多种固氮树木除了给生物体系提供氮肥,还可以提供数不尽的产物和功能,譬如食物、防风、遮阴、动物饲料、燃料、围篱、木材等,可斟酌选择种植,以提供多项功能。

 

氮素由空气中带入植物内

氮素是让植物生长的最大营养素,没有氮素,植物将停止成长,所以缺乏氮素似乎是个令人忧心的大问题。奇妙的是,大自然自有丰富的储备,只要有植物生长的地方就有氮,它……就存在空气中。空气含有 80% 的氮气,差不多每公顷土地上空就有六千四百公斤的氮气。氮气是种很稳定的气体,通常无法被植物直接吸收利用。固氮作用是某些植物收集空气中的氮气加以转化的反应,让它可为生物使用,是自然界许多的美好反应之一。

 

如何在永续农耕的设计中使用固氮植物

在热带地区,大部分(75%以上)可用营养素不是存在土壤内,而是有机物质中(热带雨林的树木占最大比例)。在亚热带和热带森林,营养素不断地在生态体系中循环。固氮树木除了收集氮素和其它营养素,加强整个生态系统的肥沃度外,它们适应定居容易、生长快速,修剪和轻度砍伐後再生迅速。它们是提供有机质的最佳来源,可为其它植物制造大量营养丰富的土表覆盖物。许多生长快速的固氮树木可以定期砍伐、生产土表覆盖物,达数年之久。

 

固氮树木可以以许多方式纳入农耕环境中:密集种植、与其它植物相邻作带状种植、在等高线种成围篱状,种在周边当防风林、或分散个别种植。在永续农耕的设计中,它们可提供许多功能,譬如给咖啡树或柑橘类一个遮荫的环境(随着季节需要轻度砍伐以促进开花结果);给攀藤植物像菜豆、香草、胡椒子、豆薯等当支柱;给菜圃提供土表覆盖物;当树篱;以及种在畜养动物区附近提供饲料等。

 

注意事项

永续农耕的设计的目标是培育一个多产又稳定的生态环境,而非单纯的加入大量氮素,所以固氮植物的应用该小心谨慎。太多固氮植物会让土壤中的氮肥太多,将盐化污染土地和水流,并非万用仙丹。大多固氮植物需要阳光,不好阴暗处。它们能在贫瘠土地繁衍,所以很容易变成杂草,无法控制又危害环境。所以,最好是种植已适应定居你的生态环境,又无杂草之嫌的品种。固氮植物也会用掉土壤中的其它营养素。总之,使用时要有适当管理办法。

 

另外,自然界也有许多其它的固氮生物,譬如土壤内有固氮细菌,也可加以应用。

 

种植固氮植物

 

挑选品种

环境调查一下,了解一下你的地区固氮植物的习性,它们的生存条件等。有些较小,能生产可食用的嫩芽和果荚,最适合小型菜园种植。有些大型又生长迅速,可作燃材或取用直长的枝干取代竹竿使用。多功能的品种可节省耕种空间,考虑一下你想要的次要产物,然後选择多样品种。

 

种子发芽处理方法

许多固氮植物的种子有坚硬外壳,必须划破才能吸水发芽。泡热水是最普遍的。水温要在 70~90℃,水量为种子的 5~10 倍。种子放入热水 1~3 分钟後,泡水中放室温下隔夜即可。

 

接上根瘤菌菌种(可省略)

种子泡热水处理後,可沾上黏黏的植物油或沾湿,再把根瘤菌菌种混入,然後马上播种。菌种不能放置高温下或曝晒。土壤中就有根瘤菌,可省略此步骤。

 

种植

准备种植了,不管是小树苗,或根部阡插、枝条阡插,都要保持潮湿,小心呵护。地上挖掘出适当大小的坑洞後放入。小树苗种入的深度,要能刚好露出原先的枝节部份。根部阡插的根部要用刀划几下以利发根,再斜着埋入。

 

照顾其成长

刚开始它们也须要水分和营养,防范杂草湮没。种植时最好先清理地面,做好表层覆盖。

 

豆科植物的生物性固氮作用

豆科植物与一群叫根瘤菌的细菌共同合作,就可以把氮由空气中抽出,行生物性的堆积固氮作用。这些细菌通常生存在土壤中与许多豆科植物共生,附着在植物根毛的小根瘤里。植物提供细菌生长包括固氮的各项能量所需,根瘤菌则回馈氮素供植物生长。豆科植物就像房东,根瘤菌像房客,各取所需,互利共生。

 

根瘤菌有数千菌种。有些根瘤菌种可与多种豆科植物共生;有些豆科植物可接纳多种根瘤菌种。有些豆科植物可接纳多种根瘤菌种,但需特定根瘤菌种才能成长。

 

所以如果要引进新的外来豆科植物,该地土壤可能没有它需要的根瘤菌种,因此要把有效菌种一同引进。那些菌种在数千种固氮豆科都有效,价格也相当便宜。最好的方法是把有效菌种散放入播种的培养土中。大又健康的根瘤含有菌种,也可用来接种。要确定根瘤有效,可切开检视,里面带有红色。

 

目前单耕种植豆科植物如黄豆、野碗豆,估计每年每公亩可固着收集 50~800 公斤氮,因品种、土壤、气候、菌种、耕作而异。人为制造等量氮素,耗损极多能量,因此产物贵,最终产物对土壤生态是有害的。化学合成的尿素等就像快速增肥剂,养成的蔬果外强中乾,内含养分少,抗病虫害能力低。多馀的氮肥会污染地下水源与土壤,危害人体与环境。

 

在澳洲可以买到的绿肥种子,是各种当季大宗便宜种子的混合,有豆类、谷类、蔬菜、香草类,年年组合稍有不同。种植後在开花前拌入土内腐烂,几周後就可种植蔬果。今年目录上的绿肥种子包括豇豆(cowpea)、绿豆(mung bean)、蜀黍(sorghum)、黄豆、Wyn Cassia(豆科植物)、甜菜(beet)、菊苣(endive)、栗、小米、马齿笕(purslane)、小萝卜、rocket(一种沙拉植物)、野碗豆(vetch)、罗勒(basil)、大茴香(dill)、香菜(coriander)。1Kg 可覆盖 500 平方公尺,不到 300 元台币。

 

我在台南家里小院子,用了鸟饲料种子(因为它最便宜)的混合,效果很好。我买了绿豆、黑豆等豆类及大麦、稻谷、玉米等谷物共 11 种,试验发芽效果後,11 月播种,两个月及膝。我把地上部份剪断,略剪粗段,留在地表当表层覆盖,底层自会随着时间腐烂成肥料,地底下的根部也会腐烂肥沃土壤。我发现这些绿肥除了大为改善土壤之外,还引来了无数的瓢虫。它们繁殖增生,忙得不可开交。瓢虫的成虫和幼虫都是抗害虫的猛将,我为四周的环境带来了益虫,可说是此次种植绿肥的意外收获。

 

今年我台南果园里买了一斤绿豆(23 元)当绿肥,随意洒在空地上(约可覆盖1000 m2)。2个月就可拔来当绿肥或就地做块「不用犁地翻土耕种法」的菜/花圃。没用完的可留着开花结果,像去年一样,现摘现剥後,煮锅入口即化的绿豆汤。

 

在台湾,大部分的人住在公寓与大楼,较幸运的拥有小块花园。喜欢种种花草的,别放过土表的小空隙,随手埋下手边的所有种子。可收集厨房各种水果蔬菜种子(南瓜、木瓜、西瓜……),或过期的食用种子(绿豆、红豆、黄豆、花生……),甚至买便宜的鸟饲料种子,就可自己种植土表覆盖物及绿色肥料。要种好植物要先照顾好土壤;要养成好土壤,就要不断地补充有机质。让我们一起为我们的土地努力吧!

 

http://subject.forest.gov.tw

 

造林, 覆盖及绿肥树种:

  1. 相思树   学名:Acacia confusa Merr. 俗名:相思仔,洋桂花
  2. 直干相思   学名:Acacia mangium Willd.俗名:旋荚相思树。
  3. 赤杨   学名:Alnus japonica(Thunb.)Steud. 俗名:台湾赤杨,台湾桤木,水柯仔,水柳柯。本属植物亦称桤木,其根系发达,有根瘤菌,有改良土壤之效。台湾原住民(泰耶鲁族)祖先遗训谓於垦植三年 後,栽植赤杨,10_15年後再耕,土壤变肥沃。本种亦为赛夏族矮灵祭之送神用树种。
  4. 树豆   学名:Cajanus cajan (L.) Mill.   俗名:木豆,Pigeon Pea
  5. 山扁豆   学名:Cassia mimosoides L.   俗名:假含羞草
  6. 铁刀木   学名:Cassia siamea Lamarck.
  7. 黄猪屎豆   学名:Crotalaria anagyroides H. B. K. 俗名:三叶猪屎豆
  8. 恒春野百合   学名:Crotalaria incana L.
  9. 太阳麻   学名:Crotalaria juncea L. 俗名:菽麻,印度麻
  10. 长叶野百合   学名:Crotalaria lanceolata E. Mey   俗名:长叶猪屎豆
  11. 黄野百合   学名:Crotalaria pallida Ait.   俗名:猪屎豆,大眼蓝
  12. 大叶野百合   学名:Crotalaria verrucosa L
  13. 光萼野百合   学名:Crotalaria zibarica Benth. 俗名:南美猪屎豆,大野百合
  14. 柳衫   学名:Cryptomeria japonica D. Don   俗名:孔雀杉
  15. 琉球山蚂蝗   学名:Desmodium laxum DC. spp. laterale (Schindler) Ohashi       本种具根瘤,因此可供作绿肥并可收改良土壤肥力之效,尚可作为覆盖植物,又其性喜生长於潮湿之林下,故颇耐荫。本种具根瘤,因此可供作绿肥并可收改良土壤肥力之效,尚可作为覆盖植物,又其性喜生长於潮湿之林下,故颇耐荫。
  16. 营多藤   学名:Desmodium intortum (DC.) Urb.俗名:营多山蚂蝗,南投山蚂蝗
  17. 疏花山蚂蝗   学名:Desmodium laxiflorum DC
  18. 小叶山蚂蝗   学名:Desmodium microphyllum (Thunb.) DC. 俗名:碎米柴,小叶山绿豆,小叶三点金草,羊屎柴 本种可充当水土保持、绿肥及覆盖作物
  19. 紫花山蚂蝗   学名:Desmodium tortuosum (Swartz.) DC.。适应力强,为良好之饲料及绿肥、覆盖作物
  20. 西班牙三叶草   学名:Desmodium uncinatum DC.俗名:银叶藤。本种为原产地之重要牧草,并可充当绿肥及覆盖作用,亦可供水土保持及观赏。
  21. 田青   学名:Sesbania roxburghii Merr.   俗名:田青草,山菁仔。本种植物主要供绿肥,栽培於田间时一片青绿,故名”田青”
  22. 印度田青   学名:Sesbania sesban (L.)Merr. 俗名:臭青仔。优良之绿肥作物;叶可作饲料
  23. 黎豆   学名:Stizolobium hassjoo Piper & Tracy.俗名:虎爪豆,富贵豆为良好之绿肥及覆盖作物
  24. 白花铁富木   学名:Tephrosia candida (Roxb.) DC.俗名:山毛豆。为优良之绿肥作物
  25. 木麻黄   学名:Casuarina equisetifolia Forst.。非豆科植物,有固氮功能