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種植固氮植物 永續農耕的基礎

種植固氮植物│永續農耕的基礎

人類採集和種植植物,作為食用已數千年。在機械操作與化學藥品使用之前,地球上的植物種類繁多,與其他生物形成緻密緊湊的食物網,也與生態環境的土地、空氣、雨水、陽光,形成穩定和諧的世界。近幾十年的農業操控在科技與商業的手腕之中,利之所驅,食物變成生財工具,環境也破壞嚴重。所幸也有日益增多的遠見人士堅持有機的、永續可期的農耕方式。

那麼甚麼是永續的(sustainable)農耕方式?這個時髦名詞含意很深很廣。「永續的」可用在農耕上和日常生活許多層面上。是││順應自然、自給自足、有取有回饋、與其它人∕事∕物∕環境和諧共存的生活方式。態度是謙虛、謹慎、負責任的。計劃與行動是周詳、有遠見的。與四周關係是永久的,未來是更美好的。

譬如建造「永續的」房屋就儘量與自然融合,使用天然材料,座向及設計帶入自然的光線及風,讓居住者健康舒服。「永續的」農耕是取得健康營養的糧食,不污染消耗,還能回饋美化大自然(例如有機農作讓耕地愈來愈肥沃,物種增多)。「永續的」生活方式是人們能照顧四週環境,減少使用(用品、食物、水、電、汽油、……),減少廢棄物(廚餘、垃圾……),減輕環境負擔,甚至能製造回饋(例如利用太陽能發電,自用外,多餘電量賣回給電力公司……),積極創造更美好的地球。套用句商業術語就是「收支平衡」之外,還能製造「利潤」。

我在澳洲常常看到這種自我要求,以天下為己任的人們。可喜的是四月份參加琉璃光「創造高能量又健康的居住環境」研習營,見到我們臺灣也有許多實踐者及有心人士。這些過著永續生活的人們在追求名利的社會裡或被認為是嬉皮或特立獨行的一群,但卻在心靈層面上超越了物質與世俗的限制,擴展了自我的時間與空間概念。

對有心學習的人們,我建議就從生活習慣做小改變開始。舉例說,如果你常買瓶裝水喝,思考一下那些塑膠瓶的來龍去脈:它的材料是石油,在工廠用化學藥品製成,所以須採礦、建造工廠、設置機器、顧用工人等。製造過程中工廠運轉要耗電、耗水、耗油;產生廢水、廢棄物,污染土地水源;排出二氧化碳等造成地球暖化的氣體。接著產品要裝箱、用車輛運送到各地。在販賣場所要用冷氣、冰箱耗費電力吸引你購買(當然你已被製造工廠所聘請的廣告美女說服,認為它有益你的健康)。再往上游想,為了採礦、製造工廠、機器、車輛、包裝等也同樣要製造工廠、機器、車輛,進一步耗用地球資源,製造污染。

(許多的)你購買了這瓶水後,平均幾小時內喝完。許多人很安心的把它放入回收桶,以為已盡了保護生態的責任。但是「少女的祈禱」並不便宜,收集垃圾時,它也在耗用汽油,製造地球暖化的氣體。為了迅速收集垃圾,須購買眾多車輛,其製造也同樣要採礦、製造工廠、機器、車輛,又是耗用地球資源,製造污染。塑膠瓶回收後交給處理工廠分解處理,於是又是化學藥品、工廠運轉、耗費資源及製造污染。所以可否採用其它讓自己不渴死,又健康快樂的辦法呢?

有心的你已做了垃圾分類、廚餘堆肥、攜帶餐具、有機觀念推廣的義工等等,現在還可以減少購買瓶裝水,對維護地球又多盡一分心力。當然購買瓶裝水僅是個小例子,你要購買衣服、豪宅、汽車、輪船時,就先想想它的來龍去脈,再想個讓自己健康快樂又自在的替代辦法。

聊完「永續的」生活方式,再來談「永續的」農耕方式。

所以「永續的」農耕方式牽涉內容已不只是有機耕作的技術,人們或多或少都需購買食物,農耕體系中包括土地、水源、肥料、蟲害、各樣蔬果、耕種者、消費者、販售等一連串的相關條件。飲食要營養美味、生態要平衡,也需要政經制度、社區居民的合作協調,才能真正永續、對人∕事∕物∕環境有利益。

「永續的」農耕方式中,以有機方式種植植物,施用的有機肥料(動物糞肥和植物腐植質)可以購買,也可自地生產。自己生產有機肥料就是自己飼養小動物和種植土表覆蓋物(mulch)及綠色肥料(green manure)。最大好處是材料安全,不用擔心藥物污染問題。種植土表覆蓋物及綠色肥料等有機肥還能控制雜草,增加有機質,改善土壤,成為鬆軟肥沃、吸水排水兼備的優良土質。農田在休耕期間所種植的田菁、青皮豆、太陽麻、綠肥用大豆、油菜、向日葵等,就是給土壤補補身的有機肥。

綠肥植物中包括許多豆科植物,它們能行固氮作用,在補充土壤養分(尤其是氮肥)上非常重要。許多大型樹木如相思樹、合歡、黃槐、阿勃勒、樹豆、黃檀、刺桐、南美櫻……是具有固氮功能的豆科植物,如果土地較大可種植此類大型豆科樹木。否則小型的山扁豆、蠶豆、花生、黃豆、含羞草、苜蓿……都是豆科植物,都能行固氮作用。

固氮作用是一種營養循環的方式。許多植物尤其是豆科植物,有固氮功能,能帶入養分,增加土壤肥力,在農業上已被應用千年。規劃永續的、自給自足的農耕環境時都應把具有固氮功能的植物列入種植,尤其亞熱帶和熱帶地區,高溫和多雨讓養分流失迅速,更需要大量種植,以便時時補充。

在沒有植物的土地,或許是被破壞濫用、鹽化乾旱的耕地,或許是遭地震洪水肆虐的山坡地。要讓其再生,恢復活力和功能,首先需要打先鋒的植物。打先鋒的植物能夠在缺乏水分和養分的嚴苛土地上生存茁壯。它們鑽入大地、收集可用的營養,開始了養分的循環。當愈來愈多養分進入這片生物體系,土表植株慢慢成形覆蓋,這片土地逐漸變得適宜生存時,就有了養育其他植物的環境。打先鋒的植物中許多就是固氮樹木,可肥沃土地,利益養育其他生物,調節嚴苛的生態環境。

固氮樹木的根部通常能深入土地底層,吸取深層的營養。地上樹冠的葉片時時掉落,滋養土壤生物,那些生物又可再養育更多的植株。向下、向四周伸展的根系穩固了土壤,細根持續地生長、枯萎、再生,土壤中增加了通氣的管道,也加入了大量有機質。許多種固氮樹木除了給生物體系提供氮肥,還可以提供數不盡的產物和功能,譬如食物、防風、遮陰、動物飼料、燃料、圍籬、木材等,可斟酌選擇種植,以提供多項功能。

氮素由空氣中帶入植物內

氮素是讓植物生長的最大營養素,沒有氮素,植物將停止成長,所以缺乏氮素似乎是個令人憂心的大問題。奇妙的是,大自然自有豐富的儲備,只要有植物生長的地方就有氮,它……就存在空氣中。空氣含有 80% 的氮氣,差不多每公頃土地上空就有六千四百公斤的氮氣。氮氣是種很穩定的氣體,通常無法被植物直接吸收利用。固氮作用是某些植物收集空氣中的氮氣加以轉化的反應,讓它可為生物使用,是自然界許多的美好反應之一。

如何在永續農耕的設計中使用固氮植物

在熱帶地區,大部分(75%以上)可用營養素不是存在土壤內,而是有機物質中(熱帶雨林的樹木佔最大比例)。在亞熱帶和熱帶森林,營養素不斷地在生態體系中循環。固氮樹木除了收集氮素和其它營養素,加強整個生態系統的肥沃度外,它們適應定居容易、生長快速,修剪和輕度砍伐後再生迅速。它們是提供有機質的最佳來源,可為其它植物製造大量營養豐富的土表覆蓋物。許多生長快速的固氮樹木可以定期砍伐、生產土表覆蓋物,達數年之久。

固氮樹木可以以許多方式納入農耕環境中:密集種植、與其它植物相鄰作帶狀種植、在等高線種成圍籬狀,種在周邊當防風林、或分散個別種植。在永續農耕的設計中,它們可提供許多功能,譬如給咖啡樹或柑橘類一個遮蔭的環境(隨著季節需要輕度砍伐以促進開花結果);給攀藤植物像菜豆、香草、胡椒子、豆薯等當支柱;給菜圃提供土表覆蓋物;當樹籬;以及種在畜養動物區附近提供飼料等。

注意事項

永續農耕的設計的目標是培育一個多產又穩定的生態環境,而非單純的加入大量氮素,所以固氮植物的應用該小心謹慎。太多固氮植物會讓土壤中的氮肥太多,將鹽化污染土地和水流,並非萬用仙丹。大多固氮植物需要陽光,不好陰暗處。它們能在貧瘠土地繁衍,所以很容易變成雜草,無法控制又危害環境。所以,最好是種植已適應定居你的生態環境,又無雜草之嫌的品種。固氮植物也會用掉土壤中的其它營養素。總之,使用時要有適當管理辦法。

另外,自然界也有許多其它的固氮生物,譬如土壤內有固氮細菌,也可加以應用。

種植固氮植物

挑選品種

環境調查一下,了解一下你的地區固氮植物的習性,它們的生存條件等。有些較小,能生產可食用的嫩芽和果莢,最適合小型菜園種植。有些大型又生長迅速,可作燃材或取用直長的枝幹取代竹竿使用。多功能的品種可節省耕種空間,考慮一下你想要的次要產物,然後選擇多樣品種。

種子發芽處理方法

許多固氮植物的種子有堅硬外殼,必須劃破才能吸水發芽。泡熱水是最普遍的。水溫要在 70~90℃,水量為種子的 5~10 倍。種子放入熱水 1~3 分鐘後,泡水中放室溫下隔夜即可。

接上根瘤菌菌種(可省略)

種子泡熱水處理後,可沾上黏黏的植物油或沾濕,再把根瘤菌菌種混入,然後馬上播種。菌種不能放置高溫下或曝曬。土壤中就有根瘤菌,可省略此步驟。

種植

準備種植了,不管是小樹苗,或根部阡插、枝條阡插,都要保持潮濕,小心呵護。地上挖掘出適當大小的坑洞後放入。小樹苗種入的深度,要能剛好露出原先的枝節部份。根部阡插的根部要用刀劃幾下以利發根,再斜著埋入。

照顧其成長

剛開始它們也須要水分和營養,防範雜草湮沒。種植時最好先清理地面,做好表層覆蓋。

豆科植物的生物性固氮作用

豆科植物與一群叫根瘤菌的細菌共同合作,就可以把氮由空氣中抽出,行生物性的堆積固氮作用。這些細菌通常生存在土壤中與許多豆科植物共生,附著在植物根毛的小根瘤裡。植物提供細菌生長包括固氮的各項能量所需,根瘤菌則回饋氮素供植物生長。豆科植物就像房東,根瘤菌像房客,各取所需,互利共生。

根瘤菌有數千菌種。有些根瘤菌種可與多種豆科植物共生;有些豆科植物可接納多種根瘤菌種。有些豆科植物可接納多種根瘤菌種,但需特定根瘤菌種才能成長。

所以如果要引進新的外來豆科植物,該地土壤可能沒有它需要的根瘤菌種,因此要把有效菌種一同引進。那些菌種在數千種固氮豆科都有效,價格也相當便宜。最好的方法是把有效菌種散放入播種的培養土中。大又健康的根瘤含有菌種,也可用來接種。要確定根瘤有效,可切開檢視,裡面帶有紅色。

目前單耕種植豆科植物如黃豆、野碗豆,估計每年每公畝可固著收集 50~800 公斤氮,因品種、土壤、氣候、菌種、耕作而異。人為製造等量氮素,耗損極多能量,因此產物貴,最終產物對土壤生態是有害的。化學合成的尿素等就像快速增肥劑,養成的蔬果外強中乾,內含養分少,抗病蟲害能力低。多餘的氮肥會污染地下水源與土壤,危害人體與環境。  

在澳洲可以買到的綠肥種子,是各種當季大宗便宜種子的混合,有豆類、穀類、蔬菜、香草類,年年組合稍有不同。種植後在開花前拌入土內腐爛,幾週後就可種植蔬果。今年目錄上的綠肥種子包括豇豆(cowpea)、綠豆(mung bean)、蜀黍(sorghum)、黃豆、Wyn Cassia(豆科植物)、甜菜(beet)、菊苣(endive)、栗、小米、馬齒筧(purslane)、小蘿蔔、rocket(一種沙拉植物)、野碗豆(vetch)、羅勒(basil)、大茴香(dill)、香菜(coriander)。1Kg 可覆蓋 500 平方公尺,不到 300 元臺幣。

我在臺南家裡小院子,用了鳥飼料種子(因為它最便宜)的混合,效果很好。我買了綠豆、黑豆等豆類及大麥、稻穀、玉米等穀物共 11 種,試驗發芽效果後,11 月播種,兩個月及膝。我把地上部份剪斷,略剪粗段,留在地表當表層覆蓋,底層自會隨著時間腐爛成肥料,地底下的根部也會腐爛肥沃土壤。我發現這些綠肥除了大為改善土壤之外,還引來了無數的瓢蟲。它們繁殖增生,忙得不可開交。瓢蟲的成蟲和幼蟲都是抗害蟲的猛將,我為四周的環境帶來了益蟲,可說是此次種植綠肥的意外收穫。

今年我臺南果園裡買了一斤綠豆(23 元)當綠肥,隨意灑在空地上(約可覆蓋1000 m2)。2個月就可拔來當綠肥或就地做塊「不用犁地翻土耕種法」的菜∕花圃。沒用完的可留著開花結果,像去年一樣,現摘現剝後,煮鍋入口即化的綠豆湯。

在臺灣,大部分的人住在公寓與大樓,較幸運的擁有小塊花園。喜歡種種花草的,別放過土表的小空隙,隨手埋下手邊的所有種子。可收集廚房各種水果蔬菜種子(南瓜、木瓜、西瓜……),或過期的食用種子(綠豆、紅豆、黃豆、花生……),甚至買便宜的鳥飼料種子,就可自己種植土表覆蓋物及綠色肥料。要種好植物要先照顧好土壤;要養成好土壤,就要不斷地補充有機質。讓我們一起為我們的土地努力吧!

 

農田及果園種植田菁等豆科植物作綠肥,

給土壤埔充營養。

 

含羞草也是豆科植物。

 

小型豆科植物適合小庭院。

 

鳥飼料種子也可種出土表覆蓋物及綠肥。

 

把地上植珠部分剪斷,再剪成粗段就是土表覆蓋物,下方腐化即成綠肥。

 

 

土表覆蓋物及綠肥引來了有益的瓢蟲(其幼蟲和繭)。

果園裡當綠肥種植的綠豆沒用完,等待開花結果吃綠豆湯吧!

永續農耕使用固氮植物可與其它植物相鄰種植。

永續農耕使用固氮植物可在等高線種成圍籬狀。

把固氮植物種在農作物附近方便提供土表覆蓋物。

固氮植物能改善肥沃其四周土壤。

 

 

http://subject.forest.gov.tw

造林, 覆蓋及綠肥樹種:

1, 相思樹   學名:Acacia confusa Merr.   俗名:相思仔,洋桂花

2, 直幹相思   學名:Acacia mangium Willd.  俗名:旋莢相思樹。

3, 赤楊   學名:Alnus japonica(Thunb.)Steud.  俗名:臺灣赤楊,臺灣榿木,水柯仔,水柳柯

  本屬植物亦稱榿木,其根系發達,有根瘤菌,有改良土壤之效。臺灣原住民(泰耶魯族)祖先遺訓謂於墾植三年  後,栽植赤楊,10_15年後再耕,土壤變肥沃。本種亦為賽夏族矮靈祭之送神用樹種。

4, 樹豆    學名:Cajanus cajan (L.) Mill.   俗名:木豆,Pigon Pea

5, 山扁豆    學名:Cassia mimosoides L.   俗名:假含羞草

6, 鐵刀木    學名:Cassia siamea Lamarck.

7, 黃豬屎豆   學名:Crotalaria anagyroides H. B. K.  俗名:三葉豬屎豆

8, 恆春野百合   學名:Crotalaria incana L.

9, 太陽麻   學名:Crotalaria juncea L.  俗名:菽麻,印度麻

10, 長葉野百合   學名:Crotalaria lanceolata E. Mey   俗名:長葉豬屎豆

11, 黃野百合   學名:Crotalaria pallida Ait.   俗名:豬屎豆,大眼藍

12, 大葉野百合   學名:Crotalaria verrucosa L

13, 光萼野百合   學名:Crotalaria zanzibarica Benth.  俗名:南美豬屎豆,大野百合

14, 柳衫   學名:Cryptomeria japonica D. Don   俗名:孔雀杉

15, 琉球山螞蝗   學名:Desmodium laxum DC. spp. laterale (Schindler) Ohashi  本種具根瘤,因此可供作綠肥並可收改良土壤肥力之效,尚可作為覆蓋植物,又其性喜生長於潮濕之林下,故頗耐蔭。本種具根瘤,因此可供作綠肥並可收改良土壤肥力之效,尚可作為覆蓋植物,又其性喜生長於潮濕之林下,故頗耐蔭。

16營多藤   學名:Desmodium intortum (DC.) Urb.   俗名:營多山螞蝗,南投山螞蝗

17, 疏花山螞蝗    學名:Desmodium laxiflorum DC

18, 小葉山螞蝗    學名:Desmodium microphyllum (Thunb.) DC.   俗名:碎米柴,小葉山菉豆,小葉三點金草,羊屎柴 

      本種可充當水土保持、綠肥及覆蓋作物

19, 紫花山螞蝗   學名:Desmodium tortuosum (Swartz.) DC.  

      適應力強,為良好之飼料及綠肥、覆蓋作物

20, 西班牙三葉草   學名:Desmodium uncinatum DC.  俗名:銀葉藤

      本種為原產地之重要牧草,並可充當綠肥及覆蓋作用,亦可供水土保持及觀賞。

21, 田青   學名:Sesbania roxburghii Merr.   俗名:田青草,山菁仔

      本種植物主要供綠肥,栽培於田間時一片青綠,故名"田青"

22, 印度田青   學名:Sesbania sesban (L.)Merr.   俗名:臭青仔

      優良之綠肥作物;葉可作飼料

23, 黎豆   學名:Stizolobium hassjoo Piper & Tracy.    俗名:虎爪豆,富貴豆為良好之綠肥及覆蓋作物

24, 白花鐵富木   學名:Tephrosia candida (Roxb.) DC   .俗名:山毛豆

      為優良之綠肥作物

25, 木麻黃   學名:Casuarina equisetifolia Forst. 

      非豆科植物,有固氮功能



農田及果園種植田菁等豆科植物作綠肥,給土壤補充營養。


含羞草也是豆科植物。


小型豆科植物適合小庭院。


鳥飼料種子也可種出土表覆蓋物及綠肥。


土表覆蓋物及綠肥引來了有益的瓢蟲


把地上植株部分剪斷,再剪成粗段就是土表覆蓋物,下方腐化即成綠肥。


果園裡當綠肥種植的綠豆沒用完,等待開花結果吃綠豆湯吧!


永續農耕使用固氮植物可與其它植物相鄰種植。


永續農耕使用固氮植物可在等高線種成圍籬狀。


把固氮植物種在農作物附近方便提供土表覆蓋物。


固氮植物能改善肥沃其四周土壤。


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