琉璃光雜誌2011年02月目錄
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土裡乾坤
 

土裡乾坤



記得小時候看過一個寓言故事。有一對兄弟,哥哥懶惰、好高騖遠又事事求快;弟弟勤快、老實又腳踏實地。家裡窮困所以租了兩塊地要他們種香蕉過活。有天他們一起去買香蕉苗,抵達時種苗剛剛準備好,許多香蕉被挖起,莖幹被切斷,分成兩堆,一堆是一叢叢的粗壯莖幹連接片片寬闊的綠葉,看得出來是很健康的植株;另外一堆是一段段短短的莖幹連著根部,看起來骯髒不起眼。哥哥一看,莖葉這堆一叢叢的植株就快開花結果了,心想只要種下去就可以四處玩耍等著收成,趕緊就把那一大堆莖葉帶走了。老實的弟弟只好帶著香蕉的下半段回去種植。故事後半段的結局想必大家都很清楚,哥哥的莖幹沒多久就枯萎了,只好乞討度日;弟弟的香蕉田最後結實累累,從此過著幸福快樂的日子。

不知現代父母、還給小孩看寓言故事嗎?這故事實在是人格教育的好書,回想起來它還是植物學的教材,告訴我們,植株的下半部比上半部重要。

養莖葉先養根

種植時我們很容易把注意力放在植物上半部,只求莖葉肥壯,忽視了植物下半部才是種植成功的關鍵。

一棵植物不管是小草或大樹,地下的根叢大多比地上的枝葉分佈更廣更遠,記錄上最深可到地底60公尺以上。一棵10公尺高的榆樹,地底下的根部可向周圍擴展至20公尺;不過一個人高的玉米,根部可以深達1.5公尺,四周擴展1公尺遠;看似柔弱的苜蓿草,匍匐在地面上,根部卻可以深達6公尺,所以不但可以固氮,還可以把地底深處的營養素帶上來。

植物的根就像我們上菜市場或超市,會四處尋找喜歡的食物和飲水餵養自己,讓地上的莖和葉行光合作用,製造養份,用於成長、開花和結果。所以如果能讓植物的根部生長得愈深愈廣,它就能找到更多樣、更大量的食物與水份。在環境不好,譬如太陽太大的時候,土壤表面曬乾了,接近表土的根死掉了,它還是有地底下的根叢讓它度過難關。相反的,化學肥料餵養的植物僅有很淺很少的根叢,所以很快就枯死或奄奄一息。

所以想得到健康的植物,要把注意力放在改善土壤品質上,讓植物根部能自由伸展。所以我們實在有必要了解一下土壤的學問,但跟植物健康有關的就好了,太深奧無聊的學問則交給科學家們研究。

你用甚麼土壤?

不同的土地挖來的土壤,放置在紙張上,我們可看到有些土壤的碎石、沙粒較多,有些是泥土、黏土多,呈現粉末狀。土壤就是由這些大小顆粒混合而成。都是由岩石來的,來自不同母岩,隨著久遠的時間,被風雨溫差等氣候所造成。

碎石、沙粒顆粒較大,抓起後一鬆手就散開了,不會聚集。黏土顆粒很小,加水就黏成一塊,甚至可以做成杯盤。我園子裡有塊地方黏土成份較多,平常硬得跟石頭一樣,雨季時成了泥漿區,老等著吃掉我的雨鞋,還泡死了幾棵植物。一般土壤都同時含有沙粒和黏土,比例適當的較適合種植,特別叫它壤土以好分別。

我最近想買壤土,特別吩咐是種植要使用的,結果送來的是黃色粉末狀的土,不是我想像中鬆軟、棕黑色的模樣。詢問之下,他說附近一所小學最近整理庭園也是購買這種頂級土,再也沒有更好的了,原來,他的壤土定義,是「乾淨、沒有雜質的土」。說實在的,我覺得那些土只是土壤顆粒,不是可以種植的壤土,無法讓植物根部健康又快樂。優質的壤土除了土壤顆粒,還含有許多有機質在裡面,這位老兄誤認為碎石、沙和有機質都是雜質了。

優良的壤土是鬆軟,但有架構的固體,內有許多空隙,可輕鬆擠壓,也可輕鬆掰碎開來。含有許多空氣、能附著大量水份、並且儲蓄營養,可供植物長期食用且不易流失。植物的根叢伸入後,像進入大賣場,可以自由閒逛,呼吸及採購所需。

壤土裡的空隙非常重要。如果土裡的空隙、空氣和水份難以想像,請拿些大小石頭放在杯裡,你會看到石頭互相堆積,石頭之間有許多空隙。那些石頭就是放大的土粒,石頭之間的空隙就含有許多空氣。然後加水進去杯裡,可以看到空隙被水填滿了,空氣被排出。然後把水倒掉,空隙出現了,有空氣了,也可看到石頭表面含著一層水。

土壤就是這樣,土粒堆積著,下雨或澆水時空隙被水佔滿,雨停或澆水一段時間後,水會排掉,露出空隙,空氣又進來了,土粒表面則包涵著水份。沙土顆粒大、空隙多,所以排水快,空氣多、包涵的水少;黏土顆粒小、空隙少、空氣少,水不易進入。水好不容易滲入後,會占住空隙並和土粒粘著,不易排出。壤土介於其中,含大小顆粒、空隙適中、有空氣、排水和涵水適中。

優良的壤土含有高達50%的空隙,內含水和空氣各半,其它為適當比例的碎石、沙粒和黏土,再加上大量的腐植質。

裡頭的腐植質像是網子,可網住土壤顆粒,能吸5倍的水,內部還能輕輕抓住礦物質—鈣、銅、鋅、錳、鈷等營養,不會輕易被水沖走。細小的黏土顆粒也能輕輕抓住礦物質,大的沙土粒不能抓住礦物質,但能提供紮實結構以及較多的空隙。

土壤裡的水份

植物的根沒有嘴巴,它們怎麼吸收營養和水份?

植物的根進入土壤之後,會分出很多的分支,往四週生長擴展。很奇妙的,它們會朝有水份、有營養的方向走,並且在那裡生出更多更細的分支,形成密密麻麻的根叢。無數細根的最末端,小細胞會往外凸出,像吹氣球一樣,它們薄薄的壁很脆弱,一定要在濕潤又有空氣的環境(優質的壤土就最適合啦!),否則會乾萎。當它們貼著表面涵水的土壤顆粒時,水分可以滲透進細胞內,水裡的營養分子跟著進入根部,根部就是這麼進食的。它們也會挑嘴,並把消化的廢物排出。

水分會流入根部,一方面是上方莖葉水分蒸發,下方根部水分被拉進來,像我們用吸管喝飲料;一方面是根內活細胞含有蛋白質、礦物質等等成分,濃度高,水自然會滲透進去。相反的,如果根外土壤濃度高—使用化學肥料就有這個危險—水就會滲透出來,結果像媽媽們做泡菜一樣,根部變成醃漬物了。

下雨或澆水時,土裡會被水分浸滿,一段時間後水會慢慢排走,剩下的水附著在土粒表面或吸飽在有機質中。土裡的水分會慢慢的蒸發,先由土表開始乾燥,靠近土表的根部跟著乾萎。所以,澆水要澆透,不要只澆在土表,地底下的根卻沒水喝。澆水間隔時間長些,不用天天澆水,刻意保持土表潮溼。土表溼度高,加上植株含水過多,容易招來蚜蟲、黴菌等病蟲害。澆水過多也會硬化土地,流失養份。

各種土壤有不同的吸水排水性,不同的植物對水分有不同的需要,不同的氣候又會影響它們和水的關係。我覺得剛學習種植的人,要先學習澆水,虛心觀察澆水實在是種植的一大學問。

土中的生命體

含有豐富有機質的優良壤土,除上述沒有生命的物質外,還有數不盡的生命體,賴有機質而生存繁衍。它們合作,把大分子轉化成為植物可以吸收的小分子。

優良壤土的生命體,在靠近地面15公分厚的土表層,估計每一公頃(即一甲、10分或三千坪),其中的微生物(細菌、黴菌、酵母菌等等)總重量有20公噸,加上蚯蚓3.7公噸和其它小生命,總共有25公噸之多,如果加上植物根部,還可以再多出好幾公噸。

這些數字說明,這麼龎大數量的微生物—例如細菌,這小生命的微小體軀內含氮、磷等營養元素,其蛋白質內還含有各種微量元素—用掉了許多土壤中的營養元素,讓植物無法利用。而且,以細菌的繁殖速度,如果沒有限制,地球表面早就堆積了幾百萬公里厚。幸好,土中又有更小的噬菌體,能限制細菌和霉菌的數量,將它們消化分解成更小、植物根部可以吸收的營養元素。

噬菌體屬於病毒,最大的不過最小細菌的1/100大小(最大和最小的細菌相差近一千倍)。它的特殊才藝,就是消滅土中各種細菌和霉菌。細菌感染人類,有時讓人死亡;細菌自身也會感染噬菌體,死亡分解,這就是生物界的循環,土內也有三千大千世界!

這些小分子有的馬上被植物根毛吸收,多餘的就存放在腐植質裡,就像放在大賣場的商架上,琳琅滿目,應有盡有。有空氣有水份,植物的根部就會四處遊走,儘情採購這些營養,讓自己長得茂盛又健康。

土裡的營養

◎需要量和功能

地球上的空氣、土壤和岩石中超過90種元素大部份都是生物生存所需。

碳、氧、氫是所有生命必備的元素。植物和動物,包括人類,一定需要的大量元素是氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫。需要量較少的是鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬。除此之外,鈉和碘是哺乳動物(狗、豬、我們—)所需;硼是植物所需。然而某些比較高等的植物和動物,也可能吸收了一些可有可無(像奢侈品一般)的元素。例如玉米,缺少矽元素也可順利生長繁殖,只是莖幹較弱而己。但許多科學家相信,這些僅是人類有限的知識所發現的,可能許多太微量還未能偵測出來的元素是必要的。

微量元素所需量少並不是代表不重要,它們提供的功能也很大。例如,土壤中1份硼和。二千份的鈣,提供的功能相等。

◎酸鹼質

植物有時無法自土壤內取得某些元素。原因是有些土壤真的缺少某些元素,必須人為添加,但許多情況是存量很多,但植物無法採買,酸鹼質就是最大的原因。例如銅,在酸鹼質6.0時比在7.5時多溶解數百倍。

許多元素如銅、鋅、錳,在微酸時較易被植物吸收;鉬則在鹼性時較易被吸收。所以植物有缺鉬的情況時,加點石灰提高酸鹼質就OK了。

那是否要每天測量土壤酸鹼質?別無聊了,又不是科學家!!

酸鹼質的單位由6到7相差10倍;7到8又相差10倍;…。這寸土壤酸鹼質6.5,幾公尺以外可能是9.0,再過去幾公尺又變成4.8。今天測量如此,過兩天又不一樣了,何必天天沒事忙。

那麼最適合植物的酸鹼質是多少?就像廣告說的,我們體內和洗臉都是中性微酸最好,植物也一樣。附圖是科學家 Truog 所整理出來土壤內元素在中性左右可被植物吸收的情形。例如氮在中性最好吸收,太酸太鹼都不好。磷和鉀在中性吸收佳,7.5到8.5微鹼時無法被利用,大於8.5鹼時又易於吸收。硫、鈣、鎂、鉬都是中性及偏鹼較佳。鐵、錳、硼、銅和鋅則是中性及偏酸較易被吸收。

富含有機質的壤土酸鹼質較穩定,不會劇烈變化。使用化學肥料的土壤就沒這些優點了,化學肥料有的是酸性有的是鹼性。生活環境忽酸忽鹼,營養供應也不穩定,可想像植物「鐵打的身體也受不了」。

◎營養分子的相生與相剋

科學家沒事就把事情搞得很複雜。他們發現,植物缺少錳,可能是土壤偏鹼了,但也可能是由於土裡銅太多。又發現調整土壤酸性時,加了含鈣的石灰,結果植物呈現缺鐵症狀,分析後土壤並不缺少鐵,加點鋁和鉀,植物就恢復正常了。

於是他們整理出了另一個圖,用幾個例子說明土中營養分子間相互加強或抑制的關係。例如氮和鉀太多了,會抑制硼,讓植物無法吸收。結果花椰菜、蕃茄等會有捲葉、莖空心等症狀,因為它們需要較多的硼。再看圖,磷會抑制銅、鋅和鉀,雞糞磷肥含量高,施放太多就可能造成銅、鋅和鉀無法被利用。

所以土中營養並非愈多愈好,使用化學肥料的人常常過度施放NPK(氮、磷、鉀),以為那就是植物所需,植物長不好就再加量,反而造成反效果。過量化肥也造成水質污染,土地酸化,是農地很大的問題。富含有機質的壤土,有機質來自生物,本來就是營養成份完整、比例相當。所以為土壤增加多樣化及多方來源的有機質可保障土壤均衡的營養。

◎土中營養分子和我們的健康

有時,某些植物似乎不需要的元素,對人體卻很重要。這對僅食用某塊土地生產的蔬果的人就要注意了。

像鈷,植物似乎不需要,但卻可吸收後變成維生素B12給我們利用,我們缺少了會有貧血現象。

土中缺銅也會造成貧血現象,因為它是鐵加工成血紅素的催化劑,是造血所需。缺銅也會影響指甲、毛髮的健康;還有免疫力。這時,有機農場常見的野鴿就有貢獻了,它們糞肥含有豐富的銅;用化學肥料補充銅則會殺死土中細菌、黴菌和蚯蚓的危險。

結語

營養由土壤到植物,由植物再到人體。土壤健康,植物健康,人體才會健康。土中世界非常複雜,科學可以幫助我們瞭解土壤的特性,但無法打造完美的土壤。我們更不宜斷章取義,濫用知識。

腳踏實地,仿效自然,培養好土壤,養好植物根部,自然有豐碩的果實可以採收。

 

 

植物根部最末端有許多細胞會凸出到土壤顆粒裡吸取水份和養份:

Mulder整理出幾種營養分子互相影響的情形:

(Truog)酸鹼質會影響土壤內營養分子可否被植物吸收:
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