不整地栽培+水旱輪作 低碳農法激發雙倍減碳效益

農田

畫面上半部的農田,使用農地雷射整平技術,田面平整、排水順暢,秧苗易於生長;下半部未經雷射整地,田面高低不一且易積水,秧苗生長較為參差不齊。

文/何宜嬨 攝影/吳尚鴻、蔡易儒

什麼是「不整地栽培」?難道農田不需要經過翻耕鬆土,就能直接栽種作物嗎?「『不整地栽培』的正式名稱是『免耕』,屬於低碳農法的一環。臺灣位居熱帶,根據國外研究,不整地栽培在熱帶國家或不同土壤類型下,本身能發揮的減碳效益不大,必須搭配其他低碳農法才有加乘效果。」行政院農業委員會(簡稱農委會)農業試驗所(簡稱農試所)農業化學組助理研究員江志峯說明,他依照臺灣地理氣候量身設計了「節約資源型輪作制度」,歷時4年試驗,如今已有亮眼成果,「和我長期配合的兩位農民,都很支持這套結合了不整地栽培與輪作的綜合農法,不僅作物產量增加,管理成本也減輕很多。和一年兩期作水稻相比,可幫助農民提高總粗收益74%。」

國際間常見的低碳農業管理技術約12種,其中不整地栽培、保育耕犁、作物輪作、覆蓋(或稱敷蓋)耕作制度及莖桿回歸農田等5項管理技術,江志峯將之彙整成「節約資源型輪作制度」,輔導農民整合應用。「土壤是陸地生態系中僅次於森林的第二大碳庫,土壤中的有機質既能提供作物養分,也能把二氧化碳存在土裡。根據國外文獻,每打一次田,土壤就會損失30%的碳,不翻動土壤就能避免土壤有機質被分解礦化,而透過不整地栽培,每年每公頃土地可儲存0.3~0.5公噸的碳。」

他闡述,不整地耕犁包括兩種,一種是完全不翻土的免耕,另一種是減少翻耕次數及限縮耕犁面積的減耕,如保育耕犁,只要耕犁面積控制在農地30%以內,土壤中7 0 %的碳便能被保留下來。「傳統牛耕也算保育耕犁,因為牛不像機器,不可能把農田每個角落都耕得又深又平整。過去盛行密集型耕作,每個期作的間隔時間不長,譬如水稻,頂多休田兩週,就馬上種下一期。為了不讓前一期收成後留在田裡的稻稈,影響到下一期水稻的生長,農民會用大型機具翻耕犁土,反倒把土壤壓實,不利於作物深根。」

臺灣農業人口老化,缺工問題日益嚴重,如何透過省工節水的水旱輪作制度提高國內糧食自給率,是江志峯投入不整地栽培研究的初衷。「土壤微生物分為兩大族群,一是礦化微生物,會分解有機質;一是有機化微生物,有助於增加土壤含碳量。微生物吃碳獲得能源,吃氮得到養分。想增加土壤碳匯,就要提升有機化微生物的數量,稻稈跟玉米稈是很好的有機質來源,而豆科植物具有固氮作用,能把氧化亞氮等氮化物固定在土裡。」

農試所農業化學組助理研究員江志峯
農試所農業化學組助理研究員江志峯,致力於推動節約資源型輪作制度,將不整地栽培融合水旱輪作制度,既能增加土壤養分,亦能將二氧化碳固存於土中。

免耕輪作三部曲 雷射整地助功

「很多農民認為一期作的水稻品質較高,選擇一期種水稻,但實際上那些種子最後幾乎都進了鳥的胃裡,因為野鳥越冬後特別餓,怎麼可能放過田裡的食物呢?我認為一期種玉米、二期種水稻、三期種大豆的輪作順序,對農民比較有利。」江志峯指出,將水稻灑播改為水稻直播,由覆土式直播水稻機具邊挖洞放種子、邊蓋土,不但能避免野鳥吃掉種子,還可取代人工插秧或種穴盤的成本。

「當一期作玉米收成後,灌入一些水,在土壤表面淺打(淺耕犁),把玉米稈跟溼軟泥土拌在一起,醱酵1 至2週後,就能接續二期作的直播水稻了。何況二期水稻的種植期適逢梅雨及颱風季,省下不少灌溉水,它的根系也比插秧水稻根系更能深入地下。」不整地的土壤內形成團粒構造,具有充足的空氣與良好的補水特性,植物根系能盡情伸展,探入地底吸收養分;反之,過度翻耕而被壓實的土壤會形成塊狀構造,幾乎沒有孔隙讓植物深根。

「二期作水稻收割後,使用不整地栽培機,把剩餘稻草及稻稈覆蓋在農田上,有助於土壤保溫,促進三期作的豆種發芽。」2017年江志峯從海外引進一臺不整地栽培機,但臺灣農田不像國外農場那麼大,遂將原本的托掛式改良成附掛式,讓它同時具備截斷稻稈、切出播種溝並將稻草覆蓋種子的多元功能。「不過,大豆是矮莖作物,而夏季再生稻的生長速度相當快,會阻礙大豆行光合作用,所以我們打算在機器裡頭加裝割草犁,把稻樁連根切除,這樣稻草再生的機會就比較小了。」

此外,農地雷射整平亦是江志峯推行的一項農業技術。「當水稻田高低不平時,為了讓田面完全浸水,農民會灌入更多水,導致長在低窪處的稻苗被淹死,而且排水時沒辦法全部排乾。水稻不僅因為泡水泡太久而葉片變綠,還容易孳生病蟲害,所以播種前,可先用雷射整平機把田地整平,以提升後續農耕效率。」

直播機
為了省時精工,農民不惜自費約新臺幣120萬引進直播機,可用於水稻及雜糧直播。

打破既有農耕觀念 理論與實務並進

聊及推廣不整地搭配輪作制度的阻力,江志峯不禁感慨:「大部分農民很難接受免耕,畢竟這違反了經年累月的務農認知。『不打田是要怎麼鬆土讓秧苗或種子生長啊?』、『要是害我的田長很多雜草該怎麼辦?』我聽了好多質疑,也灰心過,幸好最後找到了願意理解我、很挺我的農友。」

他透露,除了玉米、水稻及大豆這三種輪替作物,其他作物亦有可能複製這樣的栽種模式。「我們跟金門酒廠正在契作高粱,打算用秋作高粱取代原本的冬作大豆,然後將冬作大豆移到春作。不過,春作大豆易有徒長的問題,一直長高但不會結豆莢,這可能要從種植期、種植密度或水分管理來調節看看。」

「我們初步量測不整地搭配輪作的效果,一年下來的二氧化碳排放量,相較於兩期連作的水稻,的確減少了許多,相當於100公斤二氧化碳都存進土裡了!」江志峯表示,淨零政策的推行,刺激各大產業重新審視生產鏈結構,未來他會繼續從事低碳農法搭配技術的研究,並與農民一起朝著節能省力、低碳排生產的目標前進。

大豆
大豆富含營養蛋白質且適合加工,是常見的食物製品原料。(圖片提供/農糧署)

不整地栽培實務分享

「過去長輩教給我們的觀念是,一定要把田裡的雜草除得乾乾淨淨,但這樣也把土壤中的有機質也除掉了。有些人說我不除草是懶惰,殊不知我是把雜草當寶貝。」臺南市北門區農友劉榮文笑道,早於政府推行不整地栽種前,他便主動採用免耕農法。

「我做不整地已經十幾年了,會接觸到這個農法,是因為我受邀參加柬埔寨農業參訪團,才知道原來翻耕會促進土壤水分蒸發。他們那邊很少下雨,不好灌溉,對於炎熱少雨的氣候,自有一套節水的妙方。北門這一帶靠海,土壤鹽化不容易種植,跟柬埔寨有異曲同工之妙,於是我決定效仿他們的做法。」劉榮文以種植飼料玉米為大宗,間歇栽種紅蔥頭、薏仁與黃豆。

紅蔥頭
臺南北門、學甲及七股等沿海地帶盛產紅蔥頭。(攝影/黃毛)

「農人生活很辛苦,看天吃飯不容易,現在願意務農的下一代不多了,我們能做的就是設法提高利潤,並學習新技術或引進電動機具來降低成本。收成後,我們會出動大型或小型機具整地,把剩餘的稻稈、玉米稈攪碎拌進土裡。玉米、小麥、大豆跟薏仁,這些雜糧的播種都可以用直播機,邊挖土邊埋種子,很省工。」誠如江志峯所推行的節約資源型輪作制度,劉榮文對於免耕農法,不僅有豐富的實務經驗與心得,還額外力薦農地雷射整平技術。

「我很喜歡雷射整平!因為農地平整,排水就很順暢。我做了2年,第一年我的紅蔥頭產量就提升50%!生產一致,產量自然就上來了。現在我也沿用到玉米,否則以往下大雨,我的玉米一定完蛋,現在排水跟抽水的速度都很快,加上不整地把土壤養好了,下大雨也不怕。」

劉榮文認為,雜草有益於土壤,不需刻意去除。「我小時候到田裡,採到的土都鬆鬆軟軟的,像床那樣舒服;現在的土壤都硬梆梆的,如果你正中午去踩,會燙到起水泡欸!北風一吹,礦化的土壤就會被帶起來,四處飄散。當你的土壤夠健康,有團粒構造的支持,就不會輕易被風蝕。」然而,臺灣農民從事不整地栽培者,寥寥可數,一來是不了解其核心精神及互相搭配的其他農法,二來是農田實務情況與公家機關的裁示有所不同。

「各公所對災損的認定標準不一,甚至有些公所認可不整地栽培,有些不認同。像有一年大雨過後,我去申請災損,公所派人來看,說:『你的玉米長得很漂亮啊,哪裡有損害?』但依我們農友的經驗,這批再過半個月就會死光了,對方說不可能啦!判定我的災損不過。結果,半個月之後,作物果然都死光了,但也不能再申請災損,因為申報期只有10天,我只能自吞下那些損失。」劉榮文無奈道。

臺南市學甲區三慶里里長郭炳洪進一步補充:「大部分來勘查的公所人員並非農業出身,經常會誤判,導致農民無法及時申請災損,損失100萬的大有人在。其實他們大可不必派人勘看,因為農民申請災損後,農改場會派專人來檢視農田受損狀況,他們的判斷才是準確的。」

對於想嘗試免耕的農友,劉榮友建議一定要學習正確的觀念與做法,並勇於嘗試。「我們很樂於傳承,不藏私,像鹿港農經科科長聯絡我,說他們二期要種高粱,大家就一起討論怎麼種比較好。我覺得,整地跟不整地的產量差不多,但後者的環境效益是很大的,等於在累加這塊土地的產能,之後就會愈種愈好。同樣是不整地,也有不同的做法,沒有絕對100%適用的,必須多試多做,才能找到最適合你自己的模式。」

他提醒,每種作物都有它的種植黃金期,要善加觀察應用。「比如玉米,8月種的產量是最高的,雖然那時是颱風季,9月中旬之後再種,產量都很低,但若你用不整地,就沒有這些限制。高粱要白露之後種,差不多8月,跟玉米一樣會碰到颱風期。假如你等整地完、雨下完才種,就錯過黃金期了;若用不整地栽培,因為土壤健康,水跟空氣交換速度很快,隨時要種都可以。」

臺南農友劉榮文(右)和里長郭炳洪(左)
臺南農友劉榮文(右)投入不整地栽培十餘載,和里長郭炳洪(左)有志一同,樂於分享自己的知識經驗予所有想了解免耕農業的人。

水稻直播實務分享

「我大概30年前接觸到不整地栽培,當年做這個農法是為了省工,跟現在做不整地追求減碳的用意是不一樣的。」嘉義縣朴子市農友莊有志,自國中教職退休後,便潛心投入友善環境耕作。「當時不整地盛行水稻撒播,但撒播的種子容易分布不均勻,有時太密集、有時太分散,作物生長不一,管理起來不是很方便。」

「撒播還有個致命缺點,就是沒辦法避免鳥類啄食稻穀,尤其是斑鳩。雖然不整地栽種能抗旱省水,但不適合一期稻作,因為鳥餓了一整個冬季,一發現稻穀,迫不及待吃個精光。我試過很多驅鳥方法,都沒什麼用。」

莊有志指出,撒播亦有另一項隱憂。「那就是周圍的雜草!當你的苗長大,草也跟著長大,會蓋住陽光影響水稻生長。以前我爸有試過人工點播,整地、晒田、拔草再點播,5分地的工錢成本遠遠超過產量收益,很不划算。後來認識江博士,改用直播。把種子放進直播機的真空盤,直播機會用點播的方式,挖開洞溝後讓盤內種子直接掉進土裡,隨後立刻埋起來。」

他認為,水稻直播既能解決草生陰蔽問題,也能降低鳥類啄食稻穀的機率。「我個人覺得,二期水稻直播非常值得推廣。首先,一期作物收割完後會有落粒,鳥類有現成食物,就不會去吃稻穀;第二是化解秧苗移植的限制;最後是務農人口年紀偏大,用直播機可以節省不少體力。」

關於第二點,江志峯補充:「根據環保署規定,除非經過申請,現有土地的土壤不可挪移到其他地方,即使是農民自有土地,一樣受此規範。這會造成秧苗土取得不易,對於秧苗場來說滿苦惱的。而水稻直播能省去秧苗土移植的手續,可以就地播種,因此水稻直播的推行是有必要的。」

提及水稻直播搭配合理化施肥的效果,莊有志點明:「現在很多老農沒有體力噴藥,都請代工,有些代工不懂農藥用量,本來只要下1包卻可能用到2包以上。我們這邊普遍1分地會下5~7包,江博士有教我怎麼省肥,所以我的肥料只用2.5~3包。省下一半以上的用量,但對水稻產量的影響不大,代表原來根本不需要用到那麼多肥料,多用多浪費。」

江志峯說,合理化施肥能提高水稻對氮的利用效率,一旦過量施用,會導致水稻鈍感,徒增大氣中氧化亞氮的排放量。落實減碳並非單一措施所能促成,藉由善加運用各項負碳農法,更能創造出多面向的綠碳綜效。

嘉義農友莊有志
嘉義農友莊有志,十分贊同水稻直播,認為這是省時省工又能保護耕作環境的實用技術。

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