就是韌性-有機農業對水逆境的調適力

就是韌性-有機農業對水逆境的調適力

公老坪-修復果園砌石駁坎,並導入果園草生栽培的生產地景 (圖片來源:行政院農業委員會水土保持局)

近年來,氣候變遷成為人類面臨

的最大挑戰之一,當氣候異常的狀況層出不窮,嚴重影響經濟、生態等層面,各類型產業皆遭受不同程度的損失。

氣候變遷已然成為現在進行式,備受自然條件限制的有機農業可以怎麼做呢?

根據美國有機貿易協會 (Organic Trade Association, OTA) 報告[2],有機農業可以透過栽培管理,減少溫室氣體排放、儲存大量的碳,幫助緩解及應對氣候變遷所造成的影響。而有機栽培管理的調適策略到底是什麼?

一、利用大數據找出「天時地利人和」的作物

首先,在資訊日漸發達的時代,有機栽培管理也須仰賴新技術支持,其中 Big Data 便是一大重點,隨著氣候快速變遷,靠天吃飯的農業與氣象的關係也越來越密切。利用中央及各地區的農業資料,例如可耕地面積、主要作物及產量等,結合氣象、水資源等數據,相互整合後便能夠建立預測模型,提供監測及預警機制,應變未來可能發生的氣象災害,降低生產風險。此外,也可以藉由了解當地的土壤狀況、水資源灌溉情形,與過去累積的農業氣象數據相輔相成,並考慮市場供需及農民技術,找出「天時、地利、人和」的最適栽種作物。

二、把草留下來,就能把水留下來?

今年 (2021) 前半年,臺灣遭遇號稱百年最大乾旱,中南部連續好幾天不下雨,其實從去年開始,2020 年夏秋兩季便沒有颱風登陸,水庫進帳甚少,而看老天爺臉色吃飯的農業更是直接受到強烈衝擊。據之前中央研究院環境變遷中心的乾旱研究[1]指出,在氣候變遷之下,直到本世紀中,未來臺灣北部河川供水能力降低,甚至,北部地區的農業用水缺水率可能超過 40%。

在面臨乾旱逆境時,作物生理機制會因應環境產生改變,產量跟生長速度也會下降,而各種作物的需水量也不盡相同,因此「如何將有限的水使用地更有效率」成了氣候調適策略的一大課題。除了運用前述的 Big Data,以科學數據為基底精算作物需水量外,田間操作也有把水分留在土壤裡的絕招,例如以稻稈、玉米桿等覆蓋土表,減少水分散失;或者採用「不整地栽培」,因為不整地可保有土壤中的有機質,而有機質的保水能力比土壤強;而對於長期作物,把草留下來,也就是所謂的「草生栽培」,根據實驗結果[8],草生栽培有助於減少地面水分蒸發,草長大後將其割下留著,也可以拿來覆蓋土表,增加土壤有機質含量,當然,還是要依據作物選擇適合的草種並適度管理,對於土壤保水力以及增進地力都有相當的效益。

三、「減肥」還能減緩溫室氣體排放?

農業生產所釋放的溫室氣體,大多來自土壤施肥所釋出的CH4、N2O,總量比其他產業還多,因此我們若能夠減少施肥,便能減緩溫室氣體排放對氣候變遷造成的影響。而重視環境友善的有機農業,在使用有機農業允用的肥料的前提下,要如何施肥才不會過量呢?

想要減少施肥,我們需要先思考如何讓土壤「保肥」,當土壤能夠有效率地將養分留住,當然就能夠「減肥」。其中,增加土壤膠體 (soil colloids) 便是一個方法,土壤膠體可分為無機和有機,無機膠體為黏土礦物,除非刻意換土或施加,否則不容易改變,而有機膠體是「土壤有機質」,概略來說,就是土壤中含碳的、從生物來的物質,則是可以人為添加的。土壤有機質不僅能夠提供植物養分,也讓許多土壤裡的生物能夠賴以維生,在田間建立活絡的食物網,同時這些生物也能夠間接將農夫施加的氮素固定在生物體,不會流失得太快,藉由這些消費者的參與,產生固氮、固碳的正向循環,而這些生物死後的殘骸也繼續為土壤提供有機質,讓土壤中的養分生生不息,進而降低用肥量。

四、地球上的所有生物,都是「互相」的

以上這些的有機農業調適策略,其實在臺灣就有成功的例子,就是獲選為聯合國里山社會生產地景案例的——臺中市「公老坪社區」[9]。社區的農業以果樹栽植為主,果園主要種植柑橘、柿子,最需要水的季節便是冬季,但果園前的溪一到冬天就乾涸,水資源不足的情況下,在過去只好不斷抽取地下水,但地下水屬於公共財,這也造成了水分配不均的問題。後來,透過中興大學、農試所等各機構與地區合作,運用生態工法及里山的自然資本經營模式,共同創造經濟及社會價值。

他們建立生態農塘,提供水生昆蟲、蝴蝶等物種棲息,並以太陽能作為抽水站的動力來源,社區建立了一套機制決定水資源的分配。而在水質檢測方面,除了監測導電度、溶氧量和 BOD 值外,而在河川裡也有一些指標物種,例如臺灣特有種的臺灣石「𩼧」 (Acrossocheilus paradoxus) ,只要水裡的 BOD 值過高,或者有農藥、肥料等便無法存活。另外,他們也運用平腹小蜂作為害蟲荔枝椿象的生物防治方法,並推廣草生栽培,以種植紫花藿香薊防治蟲害,目前草生栽培的面積已達總體的 90%,增加土地自然涵養水源能力。後來社區更是開發出自己的有機產品,除了原本的水果外,因為使用有機農法,他們可以將柿子的葉製作成「柿葉茶」,將有瑕疵的柑橘果類,加工作成果乾以及柑橘軟糖,為有機農業的成果加值。除了提高生物多樣性以及產業價值外,社區也開始發展觀光及舉辦工作坊,希望將友善環境的主張和他們的經驗傳遞給更多人。

在氣候環境日漸嚴峻的今天,隨著各產業技術越來越發達,善用這項優勢並學會與環境共榮共存,是這個時代重要的趨勢,畢竟地球上沒有任何一個物種能夠獨立於其他生物生存,在生態系統為我們服務的同時,人類也應該作出改變,為生態服務,而倡導友善環境的有機農業便實踐了這個概念。

02 公老坪 生態水池改善前 03 公老坪 生態水池改善後

圖1:公老坪_生態水池改善前。灌溉用蓄水池及周邊環境改善前 。

(圖片來源:臺中市公老坪產業發展協會)

圖2:公老坪_生態水池改善後。改善後,優化蓄水池,生態及友善環境空間地景適性經營。

(圖片來源:行政院農業委員會水土保持局網頁)

01 公老坪柿子果園生產地景

圖3:公老坪柿子果園冬季生產地景。

(圖片來源:臺中市公老坪產業發展協會)

關鍵字:氣候變遷有機農業水逆境作物生理草生栽培公老坪社區有機農業調適策略

參考資料:

1.灣未來的乾旱問題與因應。「臺灣乾旱研究:變遷、水資源衝擊、風險認知與溝通計畫」,中研院永續科學研究計畫(2016-2018)。

2.Knuth, B., DeBates, M., Mirenda, J, & Shade, J. (2020). Advancing Organic to Mitigate Climate Change. Washington, DC: Organic Trade Association.

3. 56年來最大乾旱03》不犁田更保水!如何把有限的水,送到最需要的作物?│ 上下游

4. 大旱來襲農業氣象的big data在那裡?

5. 未來氣候情境模擬,考驗農業韌性- 農業知識入口網

6. 科學家種田實驗給你看 王巧萍:土壤要大減肥 讓生物幫你固氮才是王道│上下游

7. 過了這次乾旱還有下次!臺灣不容樂觀的水資源困境──專訪許晃雄

8. 郭雅紋. (2014). 草生栽培對粘板岩沖積土壤碳匯和葡萄調適極端天氣之影響. 臺中區農業改良場特刊, 135-139.

9. 臺中市公老坪 獲選為聯合國里山地景社區

資料來源本文轉載自  泛科學

【2021有機農業促進論壇8/18日登場】

主題:就是韌性-有機農業對水逆境的調適力

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