土壤遇上農業，就踏上了一條不歸路？—《土壤的救贖》

2016/09/16 |

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傳統種植由於本身的特性，對環境的衝擊遠比放牧牲畜來得大。犁田會破壞關鍵的菌根菌地下網絡，粉碎土壤團塊。土壤團塊能把水和空氣保留在土壤中，一旦毀掉之後，土壤顆粒就會緊緊擠在一起（這種現象稱為土壤壓實），無論是灌溉水或雨水，土地都無法留住。事實上，有個近期的研究顯示，海平面上升有一半是來自農地的逕流。想要知道迅速乾涸的「奧加拉拉蓄水層」流去了哪裡嗎？不少都進了海裡。美國的淡水有七成用於農業，不過土壤壓實會使大部分的水無法滲透到土中。耕耘設備每隔一段時間就重新設計，要耕得愈來愈深，才能打破這層壓實土壤，然而這麼做只會產生新一層更深的壓實。

奧加拉拉蓄水層（Ogallala Aquifer）為北美大平原南部的一個巨大蓄水層，因為灌溉導致了蓄水層的耗竭速度已經超過了其地表恢復能力。圖中灰色區域為奧加拉拉蓄水層的範圍，顏色顯示1980到1995年間水位變化，黃褐色系區域表示水位減少，藍色系區域表示水位增加，其餘灰色表示水位無明顯增減。圖／By Kbh3rd – Own work, CC BY-SA 3.0, wikimedia commons.

在準備田地以便播種的過程中，傳統農民也會除去所有植被，留塊乾乾淨淨的田給他們種來賣的作物，這作物可能是玉米（占美國一億六千四百萬公頃農田的 24％）、小麥（14％）或大豆（19％）。雜草、其他植物，甚至前一年作物的殘株都會移除。農民為了隔年春天能快速種植，通常在秋天做這件事。這會使土壤長達七個月都光禿禿露出來。這程序的原始目的當然不是餓死土壤微生物，不過由於土裡沒有活的根用滲出物來餵養微生物，附近也沒有死亡的植物體讓微生物吞食，因此確實會造成這種後果。2012 年秋天，我從克里夫蘭開車到波特蘭的時候，一路上像這樣光禿的褐色土地就似乎有幾千片。有時我經過的是罪魁禍首—一輛牽引機拖著巨大的圓盤，揚起的灰塵多到很難看見公路，感覺幾乎像在火災的下風處。

即使最尊崇有機農業的農民，也會年復一年這樣毀壞土壤，尤其是那些製造出超市裡大部分有機產品的龐大食品企業。他們一旦使用化學除草劑除去野草，就不能自稱有機，所以他們把野草犁掉。

整地、耕耘農地的作法已經實行了數千年，世上有些最貧瘠的土地和人類群落就是這樣造成的，然而今日的機器讓這件事以更大的尺度、更快的速度發生。隔年春天，農民把種子播到這種劣化的土壤裡，然而土地上所有的自然程序都已遭到破壞，種出作物的希望不大。而且不只是耕耘和整地，劣化的土壤沒有土壤微生物的健康群落可以提供養分，因此需要加入一些東西。有機農民依賴糞肥、堆肥或天然肥料去恢復失去的養分，但大部分傳統的農民多年來也把大量的化學藥劑淋在土地上（我們的食物有 99％都由這些農民種出來）。他們遇過的專家幾乎都告訴他們，他們必須那樣才能生存。

化學肥料讓植物變懶了

化學農業看似根深柢固，但其實出現至今僅僅大約五十年。按波倫（Michael Pollan）在《雜食者的兩難》一書的說法，就像許許多多的新發明一樣，「從大氣中取得原子，結合成對生物有用的分子的過程」源自戰爭的急迫需求。製造炸彈需要硝酸鹽，而哈柏（Fritz Haber）這位德國的猶太科學家想出方法，為第一次世界大戰使用的炸彈做出合成硝酸鹽。之後他發明了毒氣，第二次世界大戰德軍就是用這毒氣殺死集中營裡的猶太人，不過那時哈柏已經過世了。說也奇怪，哈柏的研究成果可以用來升級死亡工具，也可以用來製作化學肥料，農業因此從生物程序中「解放」出來，農民即使對自然系統不大了解，也可以種植作物。

柯林斯（Abe Collins）是佛蒙特州的農人與土壤先知，他說：「發展出化學農業以後，就不需要任何技術，甚至不需要知道怎麼當農夫。把那東西丟在那裡，就能得到收成，即使在劣化很嚴重的土地上也一樣。」

像我這樣挑剔的消費者會在超市（甚至可能是農夫市集）尋找有機標示，因為我們直覺認為難聞的化學肥料不可能種出健康的食物。我們覺得自然的方式一定比較理想，但我們其實並不知道原因。然而科學家在土壤世界的新發現證實了這種直覺。大部分的化學肥料混合了氮、鉀和磷，很久以前的農業學家判斷植物生長不能沒有這三種無機物。不過微生物學家英格漢（Elaine Ingham）指出，隨著科學的工具改良，科學家在食物中發現愈來愈多對我們的健康很重要的養分，而施用化學肥料，無法讓植物接觸到這些養分—肥料根本不含這些養分。其實肥料不可能有全套的必需養分，因為植物和土壤微生物的交互作用（大自然是用這種方式提供植物所需的無機物）太複雜，難以複製。

耕耘之後，土壤裡面還是會有土壤微生物，然而一旦施用化學肥料，它們就不大可能為植物提供這些多樣的養分。簡單來說，施用化肥干擾了大自然裡偉大的合作關係。按照這合作關係的條件，植物應該把碳基糖輸送到根部各處給微生物，以換取養分。肥料瓦解了這種一手交錢一手交貨的系統，植物變懶了。

美國農業部的微生物學家尼可斯（Kristin Nichols）表示：「添加肥料時，我們是把養分放到植物的根旁，植物不需要送出任何碳就能得到養分，結果是土壤微生物得不到足夠的食物。」

施加化肥的龐大連鎖效應

菌根菌少了含碳的伙食，就無法生長，讓自己的碳鏈在土壤裡延伸。菌根菌和其他土壤微生物無法產生黏著劑，把碳固定在土壤裡形成保水的團塊。微生物會休眠，如果情況太惡劣，就會死亡。這時土壤中的生命和土壤結構都破壞殆盡，農民不加化學肥料，就無法種出像樣的作物，這樣的情況至少會持續幾年。「然後我們落入一個系統，想要維持或增加收成，就得添加愈來愈多的肥料。施肥不足的時候，就會看到像肥料缺乏的症狀，這是因為少了那些生物的有益活動。」尼可斯如此說。

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慣行農法每年使用大約 1440 萬公噸的化學肥料，然而肥料的效率極差。化學肥料裡大部分的磷會迅速和土壤裡的無機物結合，然後植物就無法利用了。土壤微生物有酵素可以把磷變成植物可用的形態，但施用化學肥料時，這些微生物常常已經休眠或死亡。氮吸收的相關問題更是嚴重。若沒有健康的土壤生物作用把氮轉化成植物可利用的形態，會有高達五成的氮流失，被雨水或灌溉水沖進地下水或溪流中，這些水域因此富含養分，結果長出藻類，而藻類會吸光水裡的氧氣，產生死亡區。墨西哥灣有個世界級的死亡區，位於密西西比河河口附近，面積大約一百五十四萬公頃，就是肥料流出的結果。2012 年的旱災有個好處：沒那麼多富含氮的河水注入海灣，墨西哥灣的死亡區因此縮小。

一般而言，傳統農民對付化學藥劑吸收力差的方法，就是增加施肥。他們為了讓土壤裡有 50 公斤的氮，會加進 100 公斤。

耕耘和施肥的後續效應令大部分農民不安，然而所有人（從農校的教授到郡推廣部的職員）多年來一直告訴他們，這樣才能打造成功的事業。現在化學肥料的價格高漲（製造肥料和施肥都很耗燃料），許多農民和農業相關人士開始尋找更理想的方式。伯利郡的魅力就在此，這些農民恢復和自然更密切合作的方式後，作物長得一樣好，甚至更好（通常更好），而他們不用化學藥劑，還省下數千美元[註]。