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土壤不健康,施肥再多也是白搭!合理精準施肥,提高肥料利用率

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  農民朋友在種植莊稼的時候,想要讓農作物活下來很容易,但是要種好,卻實實在在是件難事。這與在實際的種植管理過程中忽視應用科學本質有很大關係。在談精準施肥之前,有些關於作物的科學話題我們必須先要了解一下。
  
土壤不健康,施肥再多也是白搭!合理精準施肥,提高肥料利用率
  影響作物健康生長的關鍵因素
  
  首先,必須要了解影響作物健康生長所必須的5 項關鍵因素:根部礦物質養分、根部水分、根系氧氣、葉面光合作用條件以及生長環境條件,這5 項關鍵因素又受許多次因素所影響,各次因素之間也存在着複雜的交叉影響。只有這5項關鍵因素對作物都是最適宜的,作物才能健康茁壯生長,這5項因素滿足的程度越高,作物越能穩定存活。
  
  例如,土壤酸化會影響氮肥的吸收和效率,越是在這種情況下,農民朋友就越容易施過多的氮肥,最終導致土壤微生物失衡,土壤更爲酸化,甚至影響土壤的的物理結構,最終導致一連串的負面骨牌效應,最終導致作物衰弱而枯死。要解決問題,應該是從根本上找出抑制氮肥發揮作用的原因,而不是急着補充更多的氮肥。出現問題後急着找原因並解決問題,是我們生活中普遍的習慣性程序。可問題的關鍵在於,眼前的原因與對策是不是假象?眼前的對策還有什麼衍生的問題?
  
  病蟲害頻發生,應反思耕作的環境究竟怎麼了?
  
  第2次世界大戰以後,爲了應對人口與經濟增長的需要,農業也受到了工業化形態的影響而進行了自我革命,一改過往農業的耕作模式,成爲各國農業發展的主流。拜人類努力生產所賜,雖一時提高了生產效益、滿足了人們對糧食的所需,但也衍生出了許多難題,如耕地土壤惡化、農產品農藥化肥殘留超標、耕地流失、水源枯竭、農村衰落等一系列的問題。我國由於人口基數大,土地被頻繁壓榨,更早的面臨這些問題。
  
  農業定義的“害蟲”,在自然界有其存在的重要意義,特定昆蟲、微生物由於影響人類經濟收益,而被定義爲病蟲害。病蟲害常發生於作物栽培中長勢弱或過於密植處,然而病蟲害實爲農民的良師益友,併爲生態系中資源回收、去弱留強的重要角色。因此,我們應該思考的是,究竟是哪些人爲因素導致作物衰竭?
  
  昆蟲、微生物等,隨時環伺人類密集栽培的作物,並在未徵得農場主人同意下,恣行盜食與腐生。從生物學角度,牠們只是發展生存本能,持續前仆後繼地執行生命中的重要使命。
  
  人類刻意種植的大面積作物原是不存在於自然的,自然界中的野地難見大面積單一植物長期存在。即使是生命力強韌的竹林也須挖筍抽竹,否則20 年內也將走向自然死亡。因此,作物被大自然藉着“病蟲害”回收,當然合情合理,必須注意的是人類用於抵抗大自然力量的積極作爲,常因無知與無度而走向不可逆的絕境。
  
土壤不健康,施肥再多也是白搭!合理精準施肥,提高肥料利用率 第2張
  安全、可追溯責任、可持續發展,要放在心上
  
  農業不僅是供應糧食的產業,農業也兼具物種保留、生態穩定、農村文化傳承、社會安定、國家安全等功能。當人類只把農業聚焦於農作生產,農民在無意間會淪入工業化生產思維,持續不當地以人爲影響,讓土地持續劣化。讓這幾項功能盡失,連原本追求的產量與品質也大不如以前。
  
  面對全世界自由貿易競爭的潮流,只有不斷地自我提升,將農業的發展做到極致和無可取代,甚至能結合人文與觀光的農業型態,才能不受自由貿易競爭的威脅。安全、可追溯責任與可持續發展,更是農業發展方向的必然要件。
  
  農業發展中別僅以農法談生態優劣
  
  所有的耕作場地都可視爲一生態系統,生態系統的穩定,視其中物種的多元化與系統內化的資源再生循環狀況。作物若能融入耕作場地當地的生態系,才能穩定生存並遠離農藥與污染。只要訂立目標與執行計劃,各地的農業都有機會發展穩定的地區生態系統,讓作物健康生長。
  
  當今輿論中簡單的二分法,把農業區分爲崇高的有機農業與背載負面印象的普通農業。我們需要回頭檢討,這過程中是不是忽略每個人在其中的責任?是不是太懶了,只期待問題能瞬間解決?作物生長過程與孩子成長過程都是點滴累積與栽培,不似工廠生產線加班趕工可成就的,更不是人爲硬力可雕塑的。有了以上思考,面對農業操作時,例如精準施肥,才能適當評估後執行。
  
  精準施肥,進階思考合理化施肥
  
  化肥曾爲農業發展帶來重大貢獻,卻也因爲過量施用化學肥料對生態系統的平衡造成重大的衝擊,讓化肥長期揹負生態殺手的偏見。
  
  爲減緩生態衝擊,2015年我國提出了《化肥、農藥零增長行動方案》,力求能合理化施肥,減少農藥化肥對環境的衝擊。但嚴格說來,在實際的種植耕作中,農民還是不免跟着感覺走、跟着鄰田走、跟着經驗走。
  
  稍有肥料知識的人都知道,磷不容易被淋洗或移動,可用來當作農業施肥殘量的指標。研究表明,農業田間土壤磷含量50 ~ 200毫克/ 千克皆屬適當範圍,當田間土壤磷含量超過200 毫克/ 千克,意味着超量磷肥的浪費,以及農地土壤中正價養分的固定化,如鈣、鎂、鉀、銨、鐵、錳、銅、鋅,這些現象在當前重要農業產區處處可見。另外,磷礦開採時常伴隨重金屬,如砷、鎘,也可能成爲磷肥中的有害雜質。
  
  作物所需的礦物質養分,天然來源可能是土壤中的母質中,這些天然來源釋放的礦物質養分量與速率,肯定無法滿足人類栽培作物所需,因此人爲施肥被視爲提升產量與品質的重要手段。既然農業有施肥的需求,且不論化肥或有機質肥料都有生態衝擊的風險,談合理化施肥就不能僅限於化學肥料,也須把有機肥一併納入進來。
  
  接下來以精準施肥進階詮釋合理化施肥,希望讓施肥朝向更精準、更恰好、對環境衝擊更少的方向發展,也帶來不同的思考角度。
  
  關於精準施肥的最高原則,我認爲在於:少即是多,真要給,只給作物所需,不需要的不給。更明確地說,當作物呈現養分缺乏時,應先想想還有沒有什麼不必從外界投入物質或資源,卻可以解決問題的方法?應該把施肥這項工作看做是改善作物缺肥時的最後選擇,也就是說當所有措施與方法都無效時,再考慮施肥這件事。
  
  所有外來物質或資源,都必須謹慎考量後才能投入,否則下得去,卻擺脫不掉。很多農民朋友常面臨的難題都是這類習慣所養成,一旦習慣養成,環境也形成,怎麼可能有某種神奇的產品,輕易地就能改善所面臨的長久困頓?
  
  當肥料落土後,很快地與周邊環境發生物理、化學、生物反應,且可能影響深遠。過去,缺乏A元素直接補充A 元素的直線思維,在土壤品質日益衰退與氣候異常的當前越來越不可行。A元素的累積,不見得有效改善A元素的缺乏,甚至連帶影響B元素的有效性,也就是我們常說的肥料拮抗作用和協同效應,並衍生更多問題。
  
  即使發現施錯了肥料,也無法如同掃帚掃地,掃去塵土般地取出入土的肥料。在當下獲取肥料很方便的前提下,過量施肥的情況隨處可見。例如,常有農民擔心葡萄生長後期甜度不足、轉色不良,因此在葡萄生長後期施用大量磷、鉀肥。過量鉀肥常造成鈣的拮抗,衍生葡萄後期的晚腐病;過量磷的累積,也容易導致微量元素缺乏。
  
  施肥,以提升土壤健康爲原則
  
  基於下列理由,精準施肥在當代有其時代性意義。大比例農地持續耕作,土地常不見缺乏養分問題,卻常有肥料利用率的問題。肥料的來源很多都是礦物質,既然是礦物質,礦產就不可能無止盡的開採,肥料成本必然看漲。因此,生產者可借精準施肥改善土壤品質,提升作物健康;不當施肥,除了金錢浪費、肥分累積與污染外,也會影響土壤健康,造成其他工時的浪費。
  
  精準施肥須兼具考慮以下因素—
  
  除了施肥,是否還有其他方法可改善缺肥問題?應優先執行。
  
  肥料施用除了看待成作物礦質養分補給,更可能是提升土壤健康的良方。
  
  肥料養分釋放時間與作物需肥時間是否接近。
  
  肥料養分釋放空間與作物需肥空間接近。
  
  其他肥料養分限制因素是否有待排除?
  
  施用肥料後是否將衍生其他問題?
  
  肥料組成成分是否具拮抗或協同效果?
  
  肥料施用須伴隨執行的其他改善工作。
  
  土壤肥力分析常作爲施肥參考,但其結果只代表採樣樣品的肥力成分,無法評估土壤的其他生物性質或物理性質。
  
  施肥內容不見得一成不變,有適當持續修正的可能性。
  
  若人爲能力不如預期的精準,不妨尊重自然土壤的機制,讓土壤恢復化育良好的樣貌。例如,改善深層排水,讓氧氣通達更深層,讓有機質合理提升( 可維持3% ),讓有效土層增厚、微生物相多樣化。土壤中的水分、礦物質養分、溫度、酸鹼值緩衝性自然提升。作物與土壤會維持密切的精準運行,無須費太多心。
  
  上述多項考量因素,如何落實在實際田間呢?以常見蔬菜溫室大棚栽培爲例,固定設施讓大型耕犁機無法下田翻耕,這些蔬菜田區土壤在深度30公分就會有犁底層,加以土壤長期有機質不足,土壤團粒結構不良,氧氣、水分的通透性很差,對蔬菜根系、土壤環境產生許多不健康的逆境。
  
  有專家指出,土壤壓實將縮限水稻根長、密度,並減少根重量。也就是說壓實與通氣逆境將影響水稻的正常生長。也有專家提出,根系土壤孔隙水飽和與壓實問題,將導致土壤中二價錳離子(Mn2+)對作物根系毒害風險升高,以及土壤中氮元素脫氮揮發。
  
  關於常見蔬菜溫室大棚缺氧條件狀況,尤其是大雨過後或灌溉之後,土壤缺氧導致4 類狀況:
  
  硝化作用不良,作物缺乏硝態氮。即使土壤中有一點點硝態氮,也會很快地被淋洗流失。
  
  錳中毒。
  
  脫氮揮發。
  
  根系逆境,例如單純缺氧或硫化氫、甲烷的傷害。
  
  這些原因都會讓作物生長遲緩,如萎蔫等,農民朋友常常急着施肥,但所施用的肥料必然無法被有效利用。無法被作物有效利用的肥料,將持續累積固定在土壤中。許多土壤檢測報告中顯示,地面就是個肥料庫,但葉片植株依然營養不良,就是鐵證。
  
  過量累積的肥料也會提高土壤的電導度(EC值),造成土壤微生物相的單調化,使土壤生物性結構持續惡化,也爲日後難控的病蟲害埋下伏筆。然而,過量累積的肥料卻可讓雜草得到充足的養分,施用除草劑就成爲不可避免的程序,惡性循環從此開始運轉。
  
  針對前前面所說的蔬菜種植中的常見狀況,該如何執行精準施肥?肯定只有依循科學,纔有根本解決的機會。提出以下對策—
  
  首先,應優先改善排水不良的問題,避免大雨過後或灌溉之後的缺氧情況,前面所說的4種缺氧狀況纔會得到改變。
  
  當根系逆境解除,肥料利用率得以提升,必需施肥量纔有可能降低。因此,施肥前應確認施肥的必要性,葉菜類作物可善用葉面施肥方式,有效管控肥料供應。
  
  改善排水不良的問題,作物根系就有可能深紮根,水分利用率也會提高,可減少不必要的灌溉,搭配減少地面施肥,雜草生長速率將會減緩,連帶除草劑也可以少用。
  
  通過測土配方施肥,決定哪種肥料該節制、哪種肥料該增加,並持續追蹤與修正。
  
  常見氮、磷、鉀過量,必需減少施用量。
  
  適當補充粗纖維腐熟有機肥,或輪作豆科綠肥作物。
  
  土壤弱存在酸化或鹼化的問題,必需通過合理的措施加以改善。如果是酸化,可以施用石灰等物質加以改善;如果有土壤鹼化問題,可藉由生長期間施用生理酸性肥料逐步改善。
  
  由於化肥取材方便,加上在實際施用時並沒有落實科學化評估施用量,因此衍生出許多作物生長不良、病蟲害現象,甚至是農產品安全的問題。
  
  肥料過量是污染,施用量應管制
  
  不論是化學肥料或有機質肥料,即是有利作物生長的物質,但同時使用不當也可能造成污染。歐洲因土地廣闊,河川蜿蜒而流速慢,上游國家的污染物,可能成爲下游國家的夢魘。爲避免爭端與環境安全的共同利益,歐洲聯盟成員國對於農地土壤的每年磷肥用量均嚴格規定。
  
  例如,愛沙尼亞規定,須有完整使用紀錄纔可施用磷肥;牲畜糞便或其他有機質肥料施用量,每年磷肥不得超過1.6千克/ 畝。雖然可使用化肥補充磷的需求,但也得在規範範圍內,這些規範同時考量作物需求、土壤質地、良好農業規範(GAP)等;並依土壤磷指數高低,訂定化學磷肥施用上限。又例如,德國規定農地土壤磷含量至少6 年測定1 次。磷肥施用量必須計算總量進出平衡;硝酸鹽殘留也有管制。
  
  因此,我們國家也可以參考歐洲國家的辦法,對肥料的使用量應該進行嚴格管制,只有這樣,做到精準施肥,才能在促進作物生長的同時,不會對環境造成衝擊和威脅,以期達到可持續的農業發展。
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