從有機農業談生態與環境的價值

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從有機農業談生態與環境的價值

從有機農業談生態與環境的價值

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黃瑞彰 副研究員

行政院農業委員會臺南區農業改良場土壤改良研究室主持人兼副研究員

一、有機農業之定義與目標

國際有機運動聯盟將有機農業  (Organic Agriculture)  定義為「一種維持土壤,生態系統和人類的健康的生產系統。它依賴於生態過程,生物多樣性和適應當地條件的週期,而不是使用具有不利影響的輸入。有機農業結合了傳統、創新和科學,有利於共享的環境,以促進所有參與者公平的關係及良好的生活品質」;我國在2018年立法通過《有機農業促進法》,本法立法宗旨在於:「為維護水土資源、生態環境、生物多樣性、動物福祉與消費者權益,促進農業友善環境及資源永續利用」,而將有機農業定義為:「基於生態平衡及養分循環原理,不施用化學肥料及化學農藥,不使用基因改造生物及其產品,進行農作、森林、水產、畜牧等農產品生產之農業」。這點出有機農業的共同標準,即拒用化學農藥與肥料,以及基改產品。也可以說,該法中的有機農業一詞及於生態、自然、再生…等農法,即泛有機農法。

有機農業之生態原則乃是基於生態系統及其循環,其操作需要仰賴、學習、以及維護生態循環的生產體系;其最高指導原則為和大自然和諧相處。此概念將農場視為一個有機體,組成部分包含人、植物、動物和土壤,並且希望農場達到封閉的養分循環,藉以保持或提高土壤肥力,並創造有利於動物福利的飼養方式。再者,有機栽培拒絕使用化學肥料與農藥,以維護人體健康與蔬果食用之安全性,因此,有機農業為一種土壤、生態體系及人類三者皆能維持健康的生產系統。它遵從適應當地條件的生態過程、生物多樣性和自然循環,不依賴任何帶來不利影響的投入物質——實踐證明,有機種植能夠培養健康土壤、降低病害發生率和農業環境風險、實現作物的高產,種植出營養豐富的健康植物,是一種可持續發展的耕作方式。

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圖1:有機農場生態池,運用水生植物生長的環境來調節微氣候與庇護生態的作用。
(行政院農業委員會臺南區農業改良場黃瑞彰副研究員提供)

圖2:有機農場生態豐富。
(行政院農業委員會臺南區農業改良場黃瑞彰副研究員提供)

二、有機農業在於環境永續的意義與成效

其實目前政府所提倡的農業是以生產、生活及生態為基礎的三生農業,我們不但要生產量足質優之農產品,同時,從事農業之農民,可以農業為其職業,獲得利潤,安定生活。再者,農業不僅是利用自然資源,同時,也要使自然資源再生,充分的運用自然之法則,使之生生不息。有機農業之推行,也就是要落實三生農業之推行,並依據有機農業促進法擬定推動方案,達到永續農業經營管理目標。有機農業具體對生態與環境有什麼好處呢?

 (一) 減緩溫室效應與提升空氣品質

化學肥料尤其是氮肥的使用會產生一氧化氮及氧化亞氮溫室氣體,破壞臭氧層,使得紫外線到達地面之量增高,危及地球上的生物,減少或不使用氮肥有助於減少溫室氣體之排放。故倘若農地耕種透過合理施肥,減少化學肥料用量,並栽培綠色植物覆蓋地表等,則可減少溫室效應氣體之產生,進而提升空氣品質。

此外,關於有機農業減緩溫室效應的效果,德國食物觀察組織《德國農畜業的氣候衝擊》報告中指出,在穀物種植方面,有機耕作有顯著的減碳效益,以每公斤穀物生產計算溫室氣體排放,有機耕作較慣行農法減少 60 %碳排放量。英國環境食品暨鄉村事務部、美國羅代爾研究所  (Rodale Institute)  的研究指出,一般而言,由於有機農業不使用化學氮肥的原則,所以有機農業節省了大量的化肥製造所需能源,使其比常規農業有較高的能源效益,也比常規農業釋放出的溫室氣體為少。同時,美國羅代爾研究所的研究亦指出,經過 23 年的記錄,進行有機種植粟米和大豆的土壤的碳含量増加了 15-28 %,而進行常規農業的土壤的碳含量並沒有統計學上顯著的増加,則經過換算,每英畝英尺進行有機農業的土壤每年能吸存大約 1,652 公斤的二氧化碳。

(二) 涵養水源及水土保持

由於慣行農業耕作習慣與作物管理方式,土地經常需要翻耕及除草等管理行為使得土壤容易裸露、有機質容易分解,而缺少枯枝落葉之有機物補充,將使土壤逐漸劣化,影響土壤對水分之涵養能力,造成農地環境愈形乾旱。然而,合適的農地使用方式,可使雨水自然滲入土壤中,達到涵養水源之效。誠如美國羅代爾研究所的研究指出,有機農場能增加地下水補注,及減少逕流。在有機系統中,透過土壤的水滲透總量,較慣行系統高出 12-15 %。並且,雨水會補注至地下水儲存,且會保持水分於農場土壤中,有助於涵養水資源,及提高水資源利用效率,而不會使雨水沖刷地表及侵蝕土壤。有機農業不以化學肥料及藥劑噴灑農地,一方面可以生產更為安全的蔬果,另一方面,亦可降低對於集水區的水源污染,避免河川、湖泊、水庫農藥累積或優養化現象,以維護水質,如此可減輕對土地的傷害及降低對環境的負擔,使土壤可以維持良好健康的狀態,有利於農業活動。

(三) 恢復土壤的養分與活性

土壤是活的,維護土壤健康是有機農業的基礎。作物、動物與人的健康也是來自健康的土壤,產生健康土壤的起點是打破土壤只是作物生長介質的觀念。有機農耕不但把土壤尊為所有食物生產之基礎,同時也是生態平衡之重心。施肥不應只對作物,也應考慮土壤生物與環境生態的需要,即維持健康、具生物活力的土壤環境以供植物生長。在有機農業之作物營養管理強調系統內養分的循環,注重培養具生物活性的土壤,使土壤能釋出養分以供作物的需要,如此則不太需要依賴購買的肥料且農作物不致減產。也許有人會認為這樣的做法使土壤耗竭,但是根據許多的研究顯示並不至於如此。

有機農業重視增加土壤中的有機質含量,Pimentel et al. (2005) 經過長達22年比較有機(飼養牲口、實施含有豆類作物耕種的系統)及慣行農業耕作的土壤,其有機質的含量分別為27.9%、15.1% 及8.6%;羅德爾研究所 (Rodale Institute, 2011) 連續30年的田間耕作系統比較實驗,也得到相同的結論,即土壤的有機質增加,因微生物的作用,容易團粒化,通氣性及保水性得以增加,高於慣行農業水含量15-20 %。而土壤有機質除可防止養份及水份流失外,也會讓作物較不易受乾旱及氣候極度變化的衝擊;而有機農田土中所含有的植物營養元素,也比慣行農業的土壤高,因為有機質能促進各種微生物及有益生物,將土壤中有機質分解、轉化成作物所需的各種營養元素、腐植質。

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多圖3:有機農田有機質含量高,土壤蚯蚓多。
(行政院農業委員會臺南區農業改良場黃瑞彰副研究員提供)

(四) 消除生物多樣性淪喪的現象

農業若要永續經營,應重視生態並以生物多樣性為本;有機農業的經營原則與方式有利於生物多樣性維持,同時栽培環境生態也需具生物多樣性才能成功。以有機農業方式經營管理的土壤,不但成為植物營養的供應及儲存的場所,同時還具有穩定土壤溫度、固定土壤中重金屬及農藥的功能,因此在這種土壤肥沃又無污染的狀況下,營造出多46-72 % 之半自然的棲地,地上的動植物種類也因而增加至少30 %,單獨植物的數量也因而可增加50 %。在經營有機農業的農田中,其生物量 (biomass) 比慣行農田中多60 %;有機土壤中的生物活性 (microbial activity) 也比慣行農田高80 %。因為有機土壤中含有豐沛的微生物及有機質,植物根部的發育特別旺盛,所以地上組織也很健壯,再加上作物種類較多,遭到病蟲害危害的情形因而減少。

有機農業是依生態學原理進行農業生產的一種管理體系,利用土壤管理生態之原則,以栽培抗病蟲品種,微生物製劑取代農藥或利用天敵,以及利用物理方法防治病蟲害,以維持生態系統平衡,培育豐富的物種資源,達到維護生態多樣性的功能。食物網豐富度是生物多樣性的展現而構成農田食物網最基層的生物種類就是蟲、草,當然還有作物,而土壤則是孕育出健康作物和野草多樣性的重要因素,生活在土壤裡的各種生物組成的土壤生物多樣性更是優良土壤的重要關鍵。

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圖4:鴨子是許多施行有機栽培者的好夥伴,農民利用鴨子好動及雜食的天性,除去田間福壽螺、害蟲及雜草等。
(行政院農業委員會臺南區農業改良場黃瑞彰副研究員提供)

圖5:有機甜玉米以性費洛蒙誘引器防治害蟲。
(行政院農業委員會臺南區農業改良場黃瑞彰副研究員提供)

(五) 促進資源循環再利用

近來「農業剩餘資材資源再利用」議題已成為國內外關注重點,一般農業副產物及剩餘資材均兼具污染性及資源性,如妥為處理,將能轉化為農業生產系統中的養分源(氮、磷、鉀)及能量源(碳)。例如施用未腐熟的有機物,容易造成土壤過度還原性及釋出毒性物質等問題。因此,有機廢棄物需經過適當堆肥化處理,以除去不良有機成分及毒性物質等限制作物生長的因子,再生利用製成有機質肥料回歸農田,不僅符合資源循環應用的自然法則,而且也是發展永續農業的重要方向之一。有鑑於臺灣擁有豐富且多樣的農業剩餘資材可供多元加值應用,政府針對循環農業之政策支持與推動,並積極推廣能源再生及資源再利用,永續農業發展。在有機農業生產過程中,注重加強自然資源的循環再利用,以期能兼具維護自然生態及提昇農業產能的多重效益。

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圖6:農產副產物轉化堆肥再利用。
(行政院農業委員會臺南區農業改良場黃瑞彰副研究員提供)

三、結語:復育遭受破壞的生態環境

由於農業經營是個動態過程,其與土地、甚至整個大自然的關係密不可分,農民對於土地的瞭解、關懷愈多,愈能找到適合農業生產的永續經營之道,並進一步達到平衡自然生態循環(如氣候等)的功能產出。
生態是有機農業的一項實施原則,強調的是自然生態環境及資源源源不絕循環的過程,排除了慣行農業所採用的化學肥料、農藥及基因轉殖生物,維護環境中的生物自然多樣化,各種生物在此環境下,也就會演變出生態平衡的效果。土壤是地球上最大的有機碳儲藏庫,有機質是土壤肥不肥的關鍵。因超過半數的有機質是以碳的形式存在。各方的研究一致發現,以有機方式經營的土壤,其中所螯合的碳含量,比慣行者多很多。因為有機農業是利用覆蓋作物、利用作物殘體覆蓋土面、使用堆肥、實施輪作、推行保育性的犁作。實施有機農業不但可以維護且增加地上及水中的生物數量及種類,尚可有效地減少溫室氣體的排放量。
氣候變遷與生態環境的破壞是現今全球農業發展的共同問題,氣候變遷導致了土壤劣化、物種遷徙或滅絕,甚至改變一地的生態鏈,造成病蟲害加劇;而農藥與化肥的使用則使土地受到汙染與重金屬殘留物增多等問題。有機農業是維護土壤健康、穩定糧食量、增進食品安全、降低農業所排放溫室氣體的份量、維護生態及生物多樣性、增進農民福祉及提供社會健康衛生等功效的生產型態。因此,有機農業明顯地比慣行農業具有更多的優勢,是國際間於制訂未來農業發展政策時應持有的思考方向;而於實施有機農業時,則必須兼顧各種相關措施,並結合世界各國通力合作,方能儘早有效地呈現出有機農業的功效。

關鍵字:有機農業生態價值環境永續土壤健康循環利用

撰文:黃瑞彰

編輯:阮英閔

校稿:趙曉慧、賴怡伶

歡迎各界傳播轉載使用,敬請標註轉載來源:須註明為「引用自『有機農業推動中心』官方網站」。

黃瑞彰 副研究員

經歷:

臺南區農業改良場副研究員
臺南區農業改良場助理研究員
臺南區農業改良場助理
臺東縣臺東市公所經建課長

專長:

土壤微生物研究
土壤肥料及植物營養與有機農業

學歷:

國立中興大學土壤環境科學研究所 博士
國立中興大學植物學研究所 碩士
國立中興大學植物學系 學士
國立嘉義農業專科學校

榮譽獎項:

107年   台灣有機產業促進業協會有機產業傑出成就/貢獻獎
105年   行政院農業委員會優秀農業人員
104年   中華肥料協會個人貢獻獎
103年   中華土壤肥料學會優良基層人員獎
101年   嘉義縣布袋鎮景山國小傑出校友獎
100年   中華永續農業協會傑出事業獎
95年     中華土壤肥料學會推廣研究獎

108年    生物性肥料在有機洋香瓜應用研究農業試驗所特刊
107年    礦化作用速率,有機質肥料肥效觀察點
106年    土壤健康與植物營養診斷
106年    設施栽培常見土壤管理問題與改善策略
105年    有機洋香瓜肥培與水分管理
105年    設施洋香瓜健康管理技術
104年    點糞成金~蚓糞堆肥應用
103年    有機液肥製作與應用

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