與大自然對話

第一單元有機農耕之土壤管理                   陳明煌

    有機栽培除了少部分採取水耕栽培外，大部分都是採取土耕方式進行，因此土壤管理的好壞，就直接影響有機栽培的成功與否。

  一. 要想做好土壤管理，首先必須了解土壤的結構。土壤主要是由有機物、無機物與微生物三大部分組成。其中有機物與無機物雖然都是植物生長需養分來源，卻是需要靠微生物來分解才能被植物吸收利用。也就是說土壤地利的高低，三者缺一不可，而微生物對於養份的分解轉化，更是佔了舉足輕重的地位。

    使用在有機農場的有機物材料，最好是使用農場本身的各種植物性材料，包括掉落的樹葉、農場的雜草、殘株、稻殼，以及農場外的其他沒有化學污染的植物性材料：像是黃豆粉、豆渣、豆餅、篦麻粕等油粕類。當然有時候為了栽培需要，有些農場可能會使用到其他動物性的材料，例如骨粉、魚粉、海鳥磷肥等。不管是哪一種有機質材料，要享能充分提供養分元素，都必須要有微生物來分解才行。

    微生物本來就存在大自然界，可是栽培可用的微生物必須是對植物有益的微生物才行，但是想要直接利用大自然界的微生物並不容易，因為我們無法了解直接由大自然界取得的微生物菌，其菌種種類與數量有多少，能否達到農場所需目標？是一個大問題。為了有效達到預設目標，最好的方法就是直接添加經由人工培養的大量有益微生物菌。因為在人工培養有益微生物菌過程，可以逐項考慮需要添加哪些有益微生物菌來當作菌種，才能完全達到預設目標。

    目前所使用的有益微生物菌的種類，大約有下列幾種：

0. 酵母菌屬：
0. 乳酸菌屬：
0. 放線菌屬：
0. 光合成菌屬：
0. 固氮菌屬：
0. 枯草桿菌屬：
0. 硝化菌屬：
0. 溶磷菌屬：
0. 革蘭氏陽性菌屬。

10.  革蘭氏陰性菌屬。

上列微生物菌已有專業的培養工廠，我們只要選擇購買適合我們要用的微生物菌，就可以自行培養所要的有益微生物菌。微生物菌在工廠培養都有其各自的培養基，其配方相當複雜，非我們可以利用的。不過全球首次成功培養微生物菌的生物學家，卻是只利用黑糖就培養出來了，因此我們也可以一樣只使用黑糖來培養所要的有益微生物菌，茲就簡易微生物菌培養的方法詳述如下：

    材料： 黑糖        100公克

           乾淨生水    900 C.C.

           微生物菌種  100ＣＣ

　作法：先將黑糖與生水混合溶解後，在加入微生物菌種一起攪拌，記得前三到七天內，每日早晚要充分攪拌約５分鐘，使微生物菌與唐水完全混合並產生氣泡後停止，再靜置共約２１天後，就可使用。這種方式所培養的微生物菌無法長時間保存，通常只能保存約２個月而已，在保存期間內要儘速使用，否則容易酸壞。如無法在２個月內用完，請務必要記得再次添加黑糖。這種培養方式又可稱為放大培養，目的只是降低成本，只能直接使用，無法再次作為菌種。

　若想要更進一步自行培養菌種，則必須改用能較長期保存的１３６培養配比：

　　材料：　黑糖　　　　　３００公克

　　　　　　乾淨生水　　　６００ＣＣ

　　　　　　微生物菌種　　１００ＣＣ

　其作法與上述相同，不過因為黑糖水的濃度提升到５０％，作為微生物菌的營養來源增加，其保存期限就可以延長為一年，而且所培養的微生物菌液，可以直接拿來作為微生物菌的培養菌種。

　不過不管是利用哪一種方式所培養出來的微生物菌培養液，保存時都不可以放在高溫及有日曬的地方，以免發生微生物菌液過度繁殖而失敗，也不可以放在冰箱，以免因太低溫導致微生物菌休眠。

　　微生物菌培養液，除了可以製作堆肥外，還可以在整地時直接噴灑在綠肥、殘株、雜草再利用耕耘機打入土中，以加速上述材料在土壤中分解。經過特殊篩選培養的微生物菌亦更可以是具有特殊目的的植物生長調節劑與病蟲害防治劑和土壤改良劑。

  二.土壤改良  土壤改良可區分為物理性改良與化學性改良：

　　物理性改良：將各種有機物混合打入土中，除了可以提供植物所需營養素外，更是改良土壤不可或缺的必要材料。有機物混入土中，被微生物菌分解的過程中，會釋放營養素並產生許多氣體，讓土壤鬆軟，其有機纖維更能與土壤團粒結合，阻斷土壤團粒自身結合成大團粒而變得更黏更硬，有礙土壤排水，不利植物根部發育與成長。

    使用大量有機質材料（包括植物殘株、落葉、種殼、雜草、綠肥等）混合打入土中，因有機質纖維量高，能有效阻斷土壤團粒的結合，可以提高土壤的透氣性與排水性，所以能快速改變土壤的鬆軟度，只要土壤的鬆軟度提升，植物的根系就能長的較長、較深，而且根群較密。換句話說，植物的根群吸收土壤中的養分元素也就變的更加容易了，當然植物也就會長的更為健壯了。這種不論及養分元素含量多寡，只是讓土壤的鬆軟度提高的方式，就是土壤的物理性改良。

    土壤的物理性改良若能徹底改善，除了改善土壤的排水性與透氣性外，土壤中的大量有機纖維還可以提高土壤的吸濕能力，也就是說在這種土壤上栽培作物，不只耐濕不怕水份，更具有高度吸濕能力而不怕乾旱。

    化學性改良：所謂土壤的化學性，指的就是土壤中的養分元素。植物要想長的好，必須根部能在土壤中吸收到均衡與足夠的養分元素，玆簡述如下：

一.   土壤的五大重要養分元素：

   氮（N）：植物生長必要元素，缺氮則職務必定長不好、長不大。植物自土壤中吸收硝酸態氮，經光合作用轉成安基酸態氮，最後會合成蛋白質結構的體細胞而成長。一旦缺氮則停止生長且葉片顏色會變黃、老化而脫落。

   鈣（Ca）：1.能調節土壤的PH值（酸鹼值），經過計算而添加的理想用量，可以將土壤的PH直調到最佳的PH5.5到6.5之間。

0. 可以延長採收後農產品的貯藏時間，特別是結球類蔬菜。
0. 可以提高植物的抗病蟲害能力，土壤中的鈣質具有殺菌、抑菌能力。
0. 可以提高農產品的甜度。

   鉀（K）：1.結果類作物開花結果必要元素，作物如果缺乏鉀元素，就會吸收過量的氮肥，而無法進行花芽分化程序，導致不會開花。作物如果能吸收到適量的鉀元素，因鉀能抑制氮素的吸收，就不會因為吸收過量的氮素元素而只會長葉片不會開花。不過請注意千萬不可過度施用鉀肥，以免作物因吸收過量鉀元素導致停止生長，而拼命開花，雖然會開出很多花，可是最後能結果的量反而減少。

  2. 鉀元素能增強作物枝條、枝幹、莖部的硬挺能力，也就是說能提高作物的抗倒伏及抗惡劣環境的能力，特別是主食類的稻與麥等的抗倒伏能力。

  3. 鉀元素能抑制氮元素的吸收，可以減緩作物過度生長，也就是說能防止作物突長現象。

   磷（P）：1.磷素是作物根系發育良好與否最關鍵的元素，一但缺乏磷素，作物的根系必定長的不好。請注意磷素養分必須在整地時以基肥方式投入才能發揮最大效果。

  2. 磷也是細胞間養分傳送的間質液重要元素，缺磷的作物，根部吸收的養份無法正常輸送到整顆植株，作物當然就長不好。

  3. 磷也是細胞結構的重要元素之ㄧ，特別是種子最顯著，缺磷的種子肯定無法結實飽滿，容易出現類似受粉不全或是營養不良的現象。

   鎂（Mg）：1.鎂是植物進行光合作用不可缺少的元素，缺鎂植物就無法利用光何合作用來合成葉綠素，葉片就會先出現葉脈維持綠色而葉出現黃色現象，繼而逐漸黃化，最後變黃脫落，這期間植物就會停止生長，就是有結果也是不會長大，甚至容易出現落果現象。

  2. 鎂元素有抑制鉀元素吸收的功能，換句話說，除了能抑制因鉀元素吸收過量導致過度開花的現象。更因為鎂元素能直接參予光合作用，可以增加植物細胞增生，可以改善因缺鎂所製成的停止生長與落果現象。也就是說一但發現作物有落果現象，就代表該作物已經缺鎂了，要趕快補充美元素。

  二.  上述養分五大要素的有機來源：

  1. 氮素：未乾燥的有機植物體（殘株、雜草、綠肥等）與搾過油的各種油粕類材料打入土中，經發酵分解後就能提供氮素養分。也可以將之浸泡於水中，經發酵後也會產生氮素養分，亦即是有機液體肥料。

    大規模使用氮素肥料，通常採取經推算養份元素計量後，利用堆積發酵方式進行使用大量有機質才來做堆積發酵工程，可以依作物所需養分元素計算製作出適合該作物專用的有機肥料。

    此外也可以利用家庭有機廚餘進行小規模的廚餘堆肥化處理：將家庭有機廚餘（有機果皮、殘株、無法食用的菜葉、剩飯、剩菜等）先簡單過濾水分後，置入廚餘堆肥處理桶內，若使用專業廚餘堆肥處理桶，因桶內已設計桶底隔離層，可直接置入；若使用非專用的處理桶，則必須自行在桶底先置入隔離曾裝置，才能將有機廚餘置入。為避免有機廚餘內有細小顆粒會掉落桶底，容易因泡水腐爛發臭，最好先再隔離曾上之桶內安裝一個透水、透氣的袋子。每一層有機廚餘的高度應在6公分內，上面覆蓋一層約1公分厚的乾土，才能再置入另一層有機廚餘，每一次至物有機廚餘並覆土後應立即將袋子綁好護士蓋上蓋子，如此才能避免有些小昆蟲進入桶內尋找食物而在桶內繁殖下一代，因而出現蟲蟲。如此反覆層層置入直到該處理桶裝滿後，仍應經長時間堆置，直到完全發酵後才能使用。或是將該處理中的有機廚餘移至另外可以進行後續發酵的場所做後續發酵處理，直到完全發酵後使用。

  2. 除了氮素養份外的其他重要元素的有機來源，最簡單的方式，就是各種乾燥過的植物體，經過燃燒後的各種草木灰最為理想了。當然各種經過計算調整後製作的堆肥與肥液肥也都能提供鈣、鉀、磷、鎂等重要養分元素。

  3. 當土壤出現PH值偏低時，必須添加蓋值來調整土壤的酸鹼值，使用的鈣質材料可以是礦物性的石灰質材料，不過最好使用經煅燒過的材料，較不易發生傷害作物的情形，因生石灰一但碰到水分會出現產生高溫的放熱現象，對幼苗容易出現傷害的問題。

    也可以使用生物性鈣質材料，包括動、植物的殼（蛋殼、蚵殼、稻殼、花生殼等），可以使用經粉碎後的生質材料直接混入土中，不過其可溶性比例較低，效果較不易達到。若能使用經高溫處理（煅燒、炭燻）後再使用，效果會較理想。特別是稻殼製成的燻炭，更有助於土壤物理性改良工程，有益根群發育。

0. 鉀元素的補充，除了使用經設計的堆肥外，最簡單的來源就是使用草木灰。
0. 磷元素的補充，同樣是使用堆肥與草木外，加上動、植物的殼更理想。
0. 鎂元素的補充，則除了上述材料外，若能增加樹葉使用量會更理想。

三.  次要元素：

0. 硼（B）：能使細胞緊密結合，質感會更脆、更細緻。若缺乏硼則根、莖、瓜果類植物，容易出現花心、空洞、體細胞鬆軟現象。
0. 鋅（Zn）：能抑制植物生長芽點過度分化，出現不正常生長現象。最近常在菜心類與草莓等作物發現上述現象。
0. 銅（Cu）與錳（Mn）：兩者皆與生長芽點有關，缺乏容易出現停止生長的縮芽現象。
0. 鐵（Fe）：鐵除了與鎂一樣都與葉綠素的合成有關外，缺鐵則作物葉片容易出現呈現針狀，對於類葉紅素的合成更有明顯影想。

 四. 次要元素來源：

    次要元素因為需求量並不高，基本上只要使用有機堆肥幾乎不會出現缺乏現象，萬一出現缺乏現象，可以在製作草木灰時，同時加入耕土一起燃燒，土壤中的次要元素就會被鍛燒成還原狀態，而被水份溶解出來。

 五. 其他微量元素，因為需求量更少，只要有使用有機堆肥與草木灰，就不會發生缺乏現象。

    土壤管理除了上述土壤物理性與化學性改良外，在耕作時尚有許多需要注意的地方：

0. 整地：初期整地，可以直接將雜草或是綠肥用耕耘機打入土中，讓雜草與綠肥在土中自然發酵分解，這樣土壤團粒與有機質材料可以完全混合，當然再將雜草與綠肥打入土中之前，若能先噴灑培養好的有益微生物菌，對土壤的改良會更好。
0. 若是土壤已經出現土壤病害問題時，則建議先使用耕犁方式，將雜草與綠肥翻犁入土中，這樣可以將土壤翻面日曬，利用太陽光的紫外線來殺菌，如此可以降土壤中的病菌。
0. 作畦：作畦可以視為二次整地，在初次整地讓雜草與綠肥在土壤中經發酵分解後，室栽培作物的需求，施入適量的有機堆肥後，就可以直接作畦。

通常為了提高排水功能，短期葉菜類再與季時宜作成較小的畦（約1公尺寬），且畦溝要較深。在非雨季時，則可以做成較寬的畦。當然畦面的寬度則是栽培作物最適合的尺寸來調整。