对环境友好的有机农业之理念及其在亚热带地区之实施方...

1對環境友好的有機農業之理念及其在亞熱帶地區之實施方法對環境友好的有機農業之理念及其在亞熱帶地區之實施方法謝順景*摘要以化學肥料及化學農藥為基礎的現代作物生產技術雖然提高了作物的產量，但也對環境造成了很大的負面影響。本文針對能兼顧生產與環保的所謂「對環境友好的有機農業」之理念及定義先作一個闡述，然後針對包括台灣在內的在亞熱帶地區之有機農業之實施方法加以討論。農業生產體系與自然生態體系之間，需要設法保持平衡才能達到兩者之永續性。本文針對如何用有機肥料取代化學肥料及如何用自然綜合防治法來取代傳統的化學農藥病蟲害防治法，根據試驗結果提出可行的方案。包括用農業廢棄物來製造堆肥、種植綠肥、實施輪作制度、生物防治、利用性費洛蒙之田間害蟲防治法加以闡述。有機法與非有機法之生產成本及利益亦曾做經濟上之分析。關鍵字：有機農法、輪作制度、病蟲害之綜合防治（IPM）*國立屏東科技大學熱帶農業暨國際合作研究所客座教授2環境教育學刊第三期壹、前言現代的農業大部分依靠化學肥料及化學農藥之大量使用來生產。這種依靠化學產品為基礎的作物生產技術的農業，雖然大大地提高了作物的產量，但對自然環境生態及整個經濟上之影響並非全部是正面的。由於實施這種農業生產方式多年的結果，導致了世界某些地區之土壤沖刷嚴重而使良田趨於沙漠化(desertification)，同時也發生了水的污染問題。現代式農耕法的實施有時反而會使農場之收入減少。由於有這些現象之發生，如何讓現代農業體系永續下去(sustainabilityofmodernagriculture)一問題引起全世界的農民、研究者及政策訂定者的莫大關心。我們急需研究出來一個不會對環境發生不良影響的農作物生產體系。為解決此問題1991年9月6日在紐約的聯合國大廈的會議廳內成立了世界永續性農業協會(WorldSustainableAgriculturalAssociation：WSAA)，筆者當時也應邀前往紐約參加了該會的成立大會，目睹世界五百多個各國代表對我們所居住地球的環境維持之關心甚為感動。世界永續性農業協會是由具有世界性組織的日本MOA協會給予人力及經費上之支持，並與美國農部的學者共同長期籌劃後成立。MOA協會是以提高世界性之環境保護、文化及農業資訊之交流及謀人類之健康為宗旨所立的人民團體。有機農法或自然農法或永續性農業之理念是世界性的，其觀念應該相同，但其作法或實施對策，因各國及各地區之農業環境的不同而有所不同。筆者根據在台灣所進行的有機農業的經驗，加上參觀世界各國有機農場所得資料，試導出來適於亞熱帶地區實施的有機農法，供為台灣及東南亞地區國家的參考。貳、有機農法（或自然農法）之理念及定義在1935年岡田茂吉（1882-1955）極力提倡需要建立一種新的耕作方法，因此經過長期研究後，在日本建立了自然農法體系。他也創立了自然農法推廣協會來推動自然農法之理念與作法。農業生產體系是綜合性的，由(1)自然條件（土地、水等），(2)經濟面（投資與生產）及(3)人的資源（勞動力）所組成。人類使用這三種資源加上適當的管理技術來生產食物、纖維及其他產品。在農業生產體系中有自然資源及人類發明的技術之兩種投入(input)，及資源管理及技術應用之兩種活動(activity)。圖一表示兩種回饋(feedback)系統。(1)由生產到運銷之系統然後回到社會中。在社會中包括生產者及消費者兩者在內，(2)由生產過程中對環境之撞擊及由天然資源回到社會，社會最後決定生產目標並選擇認為最適當的生產體系。在圖一左方所示由於現代化農耕法所帶來對環境之衝擊，導致有建立生態農業體系(ecologicalagriculturesystem)之需要。各種作物有其獨特之生產技術及體系，無論任何生產體系最後有產品之收穫銷售因而有『正面』的貢獻，但另方面有由於栽培法之不當所造成環3對環境友好的有機農業之理念及其在亞熱帶地區之實施方法境衝擊之『負面』的影響。自從有了減少使用化學藥品及生態保育之觀念以後，出現了多種不同的名詞及定義。例如，(1)自然農法(naturalfarming)，(2)有機農法(organicfarming)，(3)永續性農法(sustainablefarming)，(4)生態性農法(ecologicalfarming)，(5)再生農法(regenerativefarming)，(6)生物動態性農法(biodynamicfarming)，(7)低投入農法(low-inputfarming)，(8)低資源農法(low-resourcefarming)及(9)農業生態農法(agroecologicalfarming)等。「對環境友好的農業（Environmentfriendlyagriculture）」是把農業生態體系（agro-ecosystem）與自然生態體系（naturalecosystem）保持平衡的農業，兩者間的流程示如圖二。農業生態體系由機耕技術、生物技術及化學技術三部門所組成，已開發的技術環環相扣應用於實際的生產上。三個技術中，未開發或未知的新領域尚待繼續開發，包括不用化學農藥的環保型病蟲害之防治技術（圖三）。氣候的/大氣圈的物理的/化學的生物的環境生態系統能得到的天然資源經濟資源能得到的人力及社會資源資源社會運銷製造加工流通運銷系統目的資源之種類及量管理適當的技術管理投資生產過程衝擊產品生產其他非農業性撞擊（都市及工業等）其他政治/經濟因素生產系統活動組成/次系統輔助因素/隨時可能發生之變動因素圖一農業生態體系之主要組成及次系統4環境教育學刊第三期根據Lockeretze(1988)的定義，「永續農業」是一種非常鬆弛的名詞，包括以解決全世界農業問題的種種策略在內的農耕方式，及包括解決由於長年土壤沖刷及其他原因所致土壤養分流失所引起的土壤生產力降低之問題；由於過分使用化學農藥及化學肥料所引起地面及地下水的污染問題；由於化學農藥及化學肥料的高生產成本與產品價格降低所致農場收入降低之問題等（表六）。換言之「自然農法」或「有機農法」包括了技術面（土壤、農耕、雜草及病蟲害管理）及經濟面（成本、產量及運銷）及人類健康面的綜合性農耕方法。如何做才能達到目標，需靠國家有無具創造性而能替代目前多施農藥及化學肥料之農耕方法而定。參、問題與解決一、在亞熱帶地區實施自然農法時所面臨的問題一個自然生產體系是一種能兼顧生產與環境保護而能達到一定生產力水準的體系。農業的永續性只能在應用既有的資源，投資及技術並在不影響環境之條件下生產才能達成（圖一）。在亞熱帶地區實施永續性農業時首先需充分瞭解下列條件：充分瞭解當地環境的理化性，如土壤情形及氣候條件如日照之強弱及長短等。同時需要瞭解這些因素之變化及其互動所帶來的變化情形。充分瞭解生產體系中之生物要素，如作物及動物之種類及其與病原菌、雜草之發生、病蟲害之發生相、有益生物之發生相及其消長情形。充分瞭解既有傳統農法及現代化生產技術之應用情形及農民的教育背景。瞭解為達到目標所需經濟上及生態上之要求，所投資之有效性及各種作業之適當性如何等。二、在亞熱帶地區增加農業生產力時所面臨的問題圖二農業生態體系(agro-ecosystem)與自然生態體系(naturalecosystem)間之養方及生體量(biomass)之初步流程差異圖三農業生態體系中已知（實線部分）及未知（虛線部分）技術間之多種關係生產者消費者堆肥化土壤農業生態體系自然生態體系5對環境友好的有機農業之理念及其在亞熱帶地區之實施方法在亞熱帶之不同生態區域內，由於環境條件不同，其物理性、化學性、生物性及社會經濟性都可能成為農業增產之阻力。雖然年中的氣候適於不同作物的栽培，但下述環境變化就可以影響其生產力：(1)降雨之時間、雨季之長短及下雨之密度；(2)未能預測的乾旱期間、洪水期間及其他環境條件之忽然變化；(3)夏天土壤溫度及水溫之驟然增高對作物之生長有不良影響；(4)在溫度高的亞熱帶地區常因雲天多光照不足，因而降低作物之光合作用效率。與土壤有關作物生長障礙有:(1)土讓之脆弱性及沖刷性；(2)有機物之快速分解；(3)土壤酸度之提高；(4)在集約栽培下之土壤養分缺失及有害物質之累積等。與生物性有關的作物生長阻礙，有使用未經改良的未具對病蟲害及雜草抵抗性之作物及動物品種所致產量之降低等。與社會經濟有關影響因子包括：(1)不理想的佃農制度；(2)缺乏適當的技術及(3)推廣制度之不理想等。三、在亞熱帶地區實施自然農法應具備的條件當要把傳統農耕轉變為另一農耕法時，首先需要把農民的意願，現行農耕法及技術轉變之可能性等因素考慮在內。在亞熱帶地區實施自然農法時須具備下列條件：●能利用植物營養之循環及氮固定之潛能以減少施肥成本。●能用省工方法來施用有機肥料以節省工資。●能儘量使用亞熱帶地區土生的品種作為輪作之用。●能使用抗病蟲害強的作物品種以減少使用殺蟲劑，因而可以減少環境的污染。●能實施病蟲害之綜合防治，以減少生育期及貯藏期間之損失。●能實施適當的雜草管理技術，以避免使用化學殺草劑。●能以最低程度耕翻土壤(minimumtillage)之方式栽培作物，以保持土壤之水分及避免土壤之流失。●若情況允許，在亞熱帶地區實行有畜農業，同時發展以農藝－森林混合方式的農場，以利水土保持及生態之維護。●能實施適當的水管理技術，以確保田間之灌溉水與排水問題，因而可以避免特殊土壤之鹽分增加。肆、在亞熱帶地區實行有機農法的要訣建立包括永續性農業生產制度在內的自然資源保育之政策及策略。自然資源保育之實施策略應包括旅遊休閒、遺傳資源之保存、耕地及休閒地之樹木栽植、農藝－森林保存之特殊體系之建立，並把放牧地及景觀考慮在內。以生態原則為基礎下，擬定所有的農業發展計畫，並在此計畫中發揮最高的生產潛力。在亞熱帶地區可按照下列方法實施有機農法：一、土壤營養管理方面在作物生長各階段之關鍵問題之一是如何循環利用植物營養。植物生長所需養分6環境教育學刊第三期大部分保存在循環之過程中。但是利用時需要把經由空中氮固定所加進的肥料量及土壤沖刷、滲漏、脫氮作用及氨態氮揮發到空中之遺失肥量也要計算在內一併考慮。在農業生產中之養分之循環系統與自然界之營養循環系統不同，因為前者的營養會被作物吸收後保存在收穫物內（圖四）King(1990)。由圖四可知，植物營養分在農業生產中被消耗掉，久而久之農業生產力會降低。為保持農業的永續性，在農耕上需要設法減少肥料經由土壤之滲漏及土壤沖刷後之流失，同時要減少由脫氮作用所致肥料之遺失。另方面需要設法促進生物固氮作用來增加土壤肥分，供作物充分利用。最好能取用農場以外的廢棄物資源作為作物營養循環中之一環。（一）有機物質之來源土壤內有機質含量之高低，可作為土壤肥力的指標。有機質在土壤中之影響有三：即(1)物理性，(2)化學性及(3)生物性。此處所稱土壤有機質是包括土壤中所有的植物及動物殘渣。土壤有機物分解後變為腐植質(humus)進而變成為土壤之活性成分。腐植質之一般相對重量為0.3-0.5並有60-80﹪之多孔性(porosity)。腐植質本身並無顏色，但經過化學變化或土壤微生物作用後即變成為黑色。有機物種類可分為(1)作物殘渣，(2)綠肥作物，(3)一般堆肥，(4)洋菇栽培後所留下之堆肥，(5)牛糞，(6)豬糞，(7)雞糞，(8)垃圾及(9)動物產品之製造殘渣等。不要把這些有機物直接施用於田間，最好用適當的方法堆積成為熟成堆肥後使用。（二）有機肥料之施用量有機堆肥之施用量因田間之土壤肥力及作物之種類不同而不同。一般而言，土壤中有機質含量低於2﹪者，歸為「不足」，2.5﹪者歸為「普通」，而超過5﹪者歸為「很高」。有機肥料養分之高低隨其種類之不同而有很大的差別，而施肥量也隨作物種類之不同而不同。因此使用何種有機肥料較好，圖四農業體系內之植物營養循環植物收穫後之殘渣土壤收穫由空氣中（N之固定、硝酸態氮、氨態氮）肥料之施用損失7對環境友好的有機農業之理念及其在亞熱帶地區之實施方法應視作物的種類而定。一般而言，葉菜類需要較多的氮肥來促進其營養生長，而果樹及果菜類所需要氮肥較少，而需要較多的鉀肥來促進它的開