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農業概論講義 台大生農學院課程/鐘仁賜教授 有機農業
鍾仁賜 農業化學系 前言 1980年代開始，全世界流行有機農業 (organic farming)。為了應付有機食品 (organic food) 需求之增加，英國政府於1987年成立The United Kingdom Register of Organic Food Standard (UKKOFS)，以建立國家標準。而在英國於1946年即成立了有機組織—土壤聯 (the Soil Association)，於1980年成立有機生產聯盟 (the Organic Grower Association) 及不列顛有機農民 (British Organic Farmers) 並出版“New Farmer and Grower ”。歐盟則於1991年7月由官方定義“organically produced food”，西非的Burkina-Faso政府於1989年召開International Federation of Organic Agricultural Movement，且致力於按照生態法則 (ecological approach) 以發展利用自身的農業資源。 最初的有機農業運動是由一些散佈在世界各地組織不全或沒有組織，但是關心目前之農業系統的人所發起，他們宣稱如此之農業系統 (施用化學肥料與農藥) 生產的食物是沒有營養價值且不利於健康；故最該咒詛的農業是使用化學肥料及噴各種農藥控制病、蟲與雜草的單作栽培 (monoculture) 農業，若是按照自然體系的原則栽培作物，則病、蟲與雜草可以不靠化學農藥控制。而有機農業運動則主要起源於Sir Albert Howard 工作，但是Butter (1952) 認為，即使將所有的垃圾及有機廢棄物用來製造堆肥，其中所含的肥料要素無法達到維持滿意的生業；Thorckmorton (1951) 評論有機農業：無法證實有機農業運動者所宣稱的，化學肥料、石灰與有機肥料均對理想的土壤肥力計畫重要；化學肥料站在我們與飢餓之間。 然而，在工業國家的過度生產、開發中國家的生產不足及農業對環境的衝擊，也使得人們再重新評估1945年以後的農業成就，其影響，不但增加在政策上對環境的考量，也增加了有機農業運動及有機農產品。有機農業更被認為是面對已開發國家與開發中國家的許多農業政策問題的可能解決方案。許多國家則對轉型的農民予以金錢上的支持，有些國家，如以色列與紐西蘭則支持外貿為導向的策略與研究發展。 何謂有機農業 在定義有機農業上，出現許多問題：一、對此主題有許多誤解而導致偏見的觀點且使注意力離開主題；二、命名也因此不同，導致對有機農業一無所知者瞭解的混淆；與有機農業有關的命名有十六種之多。三、許多實行有機農業的人相信成功的有機農業應包括觀念的認知與使用特定的生產技術；四、有機農業需要改變農家的部分生活方式。因此，有機農業的定義常是逆向的，有機農耕者做的或不做的，可以由下面的片語得知：“Organic framing is farming without chemicals”。其實有機農業並非“no use of chemicals”；有機農業也非僅僅以“organic”代替“agro-chemicals”，直接以有機的氮磷鉀代替化學的氮磷鉀對作物品質、植物病蟲害及環境污染有相同的影響；有機農業也非回到1939年以前的農業，現代的有機農業期望能發展及更深的瞭解如共生的菌根菌結合、固氮菌及根圈、有機物轉變及土壤生命的各方面。“Organic farmers cannot be Luddites. The approach and attitude of its most successful practitioners is profoundly different”。 有機農業的目的：一、生產高量、高品質的食物；二、為與自然協調而非控制自然的農業；三、在農耕系統內鼓勵並促進生物循環，包括微生物、植物與動物；四、維持及增進土壤的長期肥力；五、儘可能利用地區性農業系統中可用資源；六、在封閉系統內利用有機物與養分元素；七、儘可能在天然條件下飼養禽畜；八、所有的農耕技術，要避免所有可能的污染；九、維持農業系統與其周圍環境的生物多樣性，包括保護植物與野生動物；十、使農民能由其工作中得到適當的報酬及滿足，包括安全的工作環境；十一、考慮農業體系對更廣的生態與社會造成之衝擊。 對有機農業的農民而言，這些目的提供每日農事之工作準則，直接使用的技術有：一、製作堆肥；二、使用更廣泛的輪作體系，即利用草皮 (leyes) 及綠肥；三、避免使用溶解性肥料；四、禁止集約養殖牲畜；五、避免使用抗生素與荷爾蒙；六、利用機械與熱能控制雜草；七、強調農場加工與直銷；八、將多餘的勞力用在對農場與社區的貢獻上。 美國農業部 (USDA) 將有機食品定義為農人強調使用再生資源 (renewable resources) 及水土保持以為下一代提高環境品質下所生產的食物；有機肉、禽、蛋及奶製品來自沒有使用抗生素或荷爾蒙的動物；有機食品之生產沒有使用大部分慣用之農藥、合成肥料或下水道污泥或經放射線處理。在最可行的範圍內，有機農耕系統依賴輪作、作物殘體、動物廄肥、豆科作物、綠肥、農場外有機廢棄物及以生物法控制昆蟲、病害與雜草，以維持土壤生產力與耕性，提供作物養分。 在有機農業裡，強調土壤是一活系統 (living system)，發展有益的生物活性是此定義的中心。此定義可以由三方面來說明：一、有機農耕者不應該做什麼；二、哪些正面的事情該做；三、為與自然和協，農民應該尋找發展土壤是活系統觀念的指標。 為什麼實行有機農業 有機農業運動起源於認為農作技術的改變導致生物物種的消失，農業對地下水與地表水的污染則是另一個問題。整體而言，一般認為一百年來之所謂傳統農業的結果是使：土壤構造改變、使環境受害、食物產生對健康之潛在危害、降低食物品質、耗能、集約的動物養殖不人道、對社會與農民不經濟、人們需要買有機食品。 誰是有機農民 有機農民是由一群廣泛不同動機的人所組成，包括精明渴望打開市場的商人到尋求良好生活的小農。但是有機農業並不適合每一農民，從事有機農業者應有獻身於系統之運作、在資訊不多及細節不清楚的情況下常要有冒險的精神。 有機農業的原理 一、土壤管理 土壤是活的以及造成一個健康的土壤是有機農業的基礎。健康的作物、動物與人的基礎是健康的土壤，產生健康土壤的起點是打破土壤只是作物生長介質的觀念。Fiedrich Albert Fallow (1862): There is nothing in the whole of nature which is more important than or deserves as much attention as the soil. Truly it is the soil which makes the world a friendly environment for mankind. It is the soil which nourishes and provides for the whole of nature; the whole of creation depends upon the soil which is the ultimate foundation of our existence. Sir Albert Howard (1948) 把土壤肥力消退稱為生病 (disease, dis-ease)。Eve Balfour在其所著the Living Soil中提到Feed the soil and let the soil feed the plant。因此，施肥不應只對作物，也應考慮土壤生物與環境生態的需要。即維持健康、具生物活力的土壤環境以供植物生長。實施有機農業之重要手段：則是藉農場之養分循環、輪作，使土壤能形成適合作物生產之土壤肥力及產生對蟲、病與雜草之控制力，必要時輔以機械與熱控制雜草，但是也允許與雜草共存。 二、作物營養管理 在有機農業之作物營養管理強調系統內養分的循環，此則以注重培養具生物活性的土壤，使土壤能釋出養分以供作物的需要，如此則不太需要依賴購買的肥料且不致減產。也許會認為這樣的做法使土壤耗竭，但是根據許多的研究顯示並不至於如此。由對磷和鉀的研究顯示，長期的有機耕作之後，土壤中有效的磷和鉀會下降，鉀的下降則較少，對土壤酸鹼度的影響更小，鉀與鎂的比值會改變，但是也不影響鎂的供應。 三、廄肥與有機殘體的管理：做好的堆肥。 四、選擇適當的輪作體系 (一) 深根的作物接著淺根的作物之後栽培，以利於土壤構造的打開 (open) 與排水。 (二) 交替種植根生質量高與低的作物。根生質量高的作物可以增加土壤有機物，尤其是蚯蚓。 (三) 固氮植物與須氮植物交替栽培，儘可能的使氮的需求平衡。 (四) 儘可能的使土壤有作物覆蓋，以減少土壤與養分的流失。 (五) 生長慢的作物易遭雜草危害，應該在抑制雜草的作物之後栽培。 (六) 葉菜與有草稈 (straw) 的作物交替栽培，對抑制雜草亦有幫助。 (七) 若某一作物有疾病或遭昆蟲危害之虞時，則該作物應在特定的時間栽培，甚至不要栽培。 (八) 儘可能的種不同品種作物及採用混種。 五、雜草管理 雜草是有機農場中最困擾的問題之一，雜草防治不必把目標放在完全除去。完全除去雜草也失去生物多樣性，應該是求雜草與作物間之平衡。集約選擇性的雜草控制將導致另外不易控制的雜草存活與族群的形成。雜草的種類多，其間也會有競爭，也較易於用機械控制與減少其對作物的影響。將雜草量控制在一經濟的臨界量 (economic threshold)。在一農業體系中最成功的雜草為適應作物之生命循環與耕作體系者，此外，還有其他利於其存活的特性： (一) 雜草生長在單作栽培 (monoculture) 時更能有效利用與開發土壤之資源。 (二) 競爭引起種間及種內的改變，因此，控制一種雜草將導致別種成為優勢者。 (三) 有高的基因可變性，使其易於適應不同的環境。 (四) 種子常有一個器官助其散佈且經過長時間之後仍具活力。 (五) 對疾病的抵抗力強。 要控制雜草，對其一些性質應熟知，尤其是種子生物學及對其正確的辨認。在耕作技術方面，可以藉改變土壤條件，以環境來控制其生長繁殖。有些雜草需要特殊的生長條件，此亦提供了控制的方法；輪作也是一種好的方法；適時的耕作以使作物及時生長，形成優勢，是另一種控制的方法；在兩次耕耘之間，有足夠的時間讓種子發芽，可以減少種子庫，耕犁也把一些種子帶到表面，使其發芽。 增加作物的競爭力是另外一個有效的方法。如輪作及耕耘時，先育苗、繁殖及移植，使作物在本田很快生長而優於雜草；作物的生長特性也很重要；混作有時候也是控制雜草的好方法；其他的方式，如增加播種量 (sowing rate)；有時候，效應來自生物相剋 (allelopathy)；也應控制種子的散佈與不讓雜草有形成種子的機會。 利用生物防治雜草在世界許多地方發展成功，如利用寄生者 (parasites) 及病源菌 (disease pathogens)。可以歸為下述之方式：以傳統的或接種的方式，引入對外來寄主有選擇性之外來自然天敵；大量繁殖並釋放天敵。但是這些方法也有其危險性。 最後的手段則為直接利用機械或熱能處理。 六、病與蟲之控制 有機農業以全觀性的手段控制病與蟲，包括經由輪作、混作或作物多樣性、使用有機肥料提高土壤生物活性及小心使用生物防治、由植物中萃取抗病或蟲的物質及礦物。這種防治觀念來自健康的植物對病與蟲的抵抗力較強，生物在緊迫 (stress) 之下或環境不平衡時產生病且易受蟲之侵襲。許多病與蟲害其實是人為之干擾所造成的。在自然生態系，病與蟲都是攻擊弱點，此可以經由平衡而穩定。殺蟲劑與殺菌劑具有高度生物活性，雖然小心使用，也對非標的物或生理活性產生影響，也常有副作用及引發新的病與蟲害。 農業藥劑在環境中的影響是廣泛的，其效應可能是直接的毒性，也可能是破壞食物鏈、減弱免疫系統或混亂生態系。農藥也改變植物的組成分而使其易受蟲或病的侵襲，有些農藥則使植物的代謝產物由根部漏失，而使根易受病的感染；農藥也因抑制拮抗生物而選擇性的促進病或蟲的生長，甚至導致第二次蟲 (secondary pest) 的發展。回飛棒效應 (boomerang effect，病或蟲消失卻接著以更大族群或危害出現) 也因農藥而引起。法國植物生理學家 Chaboussou (1987, 1988) 強調農藥對植物的衝擊為：健康的植物能主動的抵抗蟲或病原菌；這種能力與植物合成蛋白質有關；蛋白質的合成可以被不平衡的營養或農藥直接影響，不平衡的營養則來自某些養分過度被吸收或被抑制；不平衡的營養受阻則使水溶性糖或氮化合物累積，游離態胺基酸也是；這些可溶的物質為病菌的營養源。 施用有機肥料則直接對土壤抗植物病源有貢獻。抑病土 (suppressive soil)常是有機質多的土壤，其機制是土壤中微生物彼此間的拮抗作用 (antagonism of soil microorganisms towards each other)。 外生菌根菌 (ecot-mycorrhizae) 在根的外面形成一層保護外殼而有助於控制疾病，線蟲也較不易侵襲。其他的耕作技術亦有助於抑制植物病原菌：輪作、耕耘、浸水、日曬 (solarization)。 品種多樣性導致農業體系較大的穩定性，減少發生特定病或蟲害的危機，單作栽培則否。但是，有時候，單作栽培也能造成抑病現象。 病或蟲害的問題，並不是單因子所造成的，因此，要用不同的方法使作物與蟲或病之間保持穩定與平衡。生態的方法也注重天敵的活性。 有機農業在臺灣發展之背景 一、 世界潮流 有機農業之發展至1980年代，蔚然成為世界潮流，台灣於民國七十六年引進有機農法之觀念，農委會輔導台灣省農林廳自七十九年起推動「有機農業先趨計畫」，試行有機栽培；八十四年度起經由各地區農業改良場選定農戶辦理有機栽培試作，並積極辦理示範、觀摩及展售，生產面積逐年增加，於八十九年度輔導生產之有機栽培面積達1012公頃。 二、特定人口之需要：一些人強調必須吃有機作物。 三、國內其他條件之配合：有優渥的經濟條件，希望吃到所謂健康的食物；農畜產廢棄物 (如禽畜糞、鋸木屑、稻殼) 過多造成環境污染，須要解決。 台灣推展有機農業之大事記 1986年行政院農業委員會邀請臺灣大學、中興大學等有關的專家學者評估在臺灣這種地理環境之下，實行「有機農業 (organic agriculture)」的可行性如何，評估結果認為在技術上是可行的； 1987年中華農學會年會中傅益永先生等五十人提案在臺灣也要進行有機農業之研究； 1988年成立「有機農業可行性觀察試驗計劃」，由中興大學土壤系主持，臺南區、高雄區農業改良場等單位執行。到了1989年，臺中區農業改良場、茶業改良場、畜產試驗所亦加入； 1988年10月27-29日由台灣省政府農林廳、中華農學會、中華土壤肥料學會、中華植物保護學會與臺中區農業改良場共同舉辦大型的有機農業研討會，計二百餘人參加，並出版有機農業研討會專輯； 1990年起台灣省政府農林廳推動「有機農業先驅計畫」，設置簡易堆肥舍，試行有機栽培； 1990年4月27日成立財團法人國際美育自然生態基金會，推動MOA自然農法； 1993年4月8-10日台灣省政府農林廳、中華農學會與臺中區農業改良場在臺中區農業改良場召開永續農業研討會，計二百五十餘人參加，並出版永續農業研討會專輯； 1993年12月10日社團法人中華永續農業協會成立，結合產、官、學界的人士，推動永續農業； 1994年11月23-25日由中華永續農業協會、臺中區農業改良場、國際美育自然生態基金會主辦，於中興大學舉辦「永續農業研究與推廣之進展研討會」，以及中部地區永續農業研究與推廣成果觀摩，近六百人參加，計發表25篇論文，13篇中文、9篇日文、3篇農友經驗談； 1995年4 月18日在行政院農業委員會召開有關有機農產品認證方式的行政法規：「有機農產品生產及標示管理要點」草案的研擬討論會，但尚未有定論。主要問題在於：認證的權責單位與有機農產品該分幾級的課題上； 1995年4月29日於台灣省政府農林廳研商「有機農產品標誌設計事宜」會議，討論有機農業產品認證及標誌設計問題； 1996年12月23日國際美育自然生態基金會，以台北市瑠公農業產銷基金會為協辦單位，正式對外公布與實行MOA自然農法執行基準 (台灣版)，開始辦理台灣有機農產品的民間認證工作； 1997年3月31日財團法人慈心有機農業發展基金會成立； 1997年5月17日中華民國有機農業產銷經營協會成立； 1997年12月26日台灣省有機農業生產協會成立； 1999年3月15日行政院農業委員會公告實施「有機農產品生產基準」、「有機農產品驗證機構輔導要點」、「有機農產品驗證輔導小組設置要點」等行政法規作為管理依據； 2001年12月13日行政院農業委員會於台北市舉辦「國產有機農產品驗證機構授證典禮」，由財團法人國際美育自然生態基金會正式通過取得政府的認證，而在其驗證標章可標示「行政院農業委員會輔導驗證」字樣； 2002年2月21日財團法人中央畜產會召開九十一年度「有機畜產品生產準則第一次會議」； 臺灣農民為何做有機農業 一、為永續利用土地，生產健康產品；二、可以賣較高之價格。 問題 一、在農民：傳統之方式施有機肥料、信心不足；二、肥料：重金屬 (進口與國產)、未腐熟、有機液肥不有機、非化學合成農藥很化學；三、消費者：不確知所購買的是否為有機食品，因此，為了不要付冤枉錢應與農民溝通實際瞭解；四、產品販售店：追求利益為唯一之目標。 結語 有機農業、有機園藝、有機農業運動、持久性農業等是近數十年來所發起再重視自然生產方式的行為。築地文太郎 (日本有機農業協會) 認為有機農業這一名詞本身並無特別意義，如要勉強解釋或可指為『正當的農業』，所以有機農業是一不恰當的名詞。會產生這種不恰當的名詞實在可悲。實在說來『有機農業』最好沒有其未來，最好這個世界變成沒有有機農業這個名詞的世界。 今天的農業受到近代化之迷信所惑，陷入極不健全的狀態，這個名詞的意義就是希望把他拉回到本來應有的農業狀態。 人類成為整個生態系的主宰時，生命的平衡是神聖而必須維護的，在生命平衡上有重要地位的土壤必須加以特別的注意，並且應該知道過度使用所有引進之非生命的改良方法，如化學肥料或殺蟲劑可以破壞平衡，同時也充滿危險。肥料與農業藥劑是一種祝福？還是一種咒詛？端視使用者如何利用此兩刃之劍，使用不當時，今日之流奶與蜜之地，明日將成為人類之墳場。 參考文獻 1. . Bezdicek D. F., J. F. Power, D. R. Keeney and D. M. Kral. 1984. Organic Farming: Current Technology and Its Role in a Sustainable Agriculture. American Society of Agronomy, 2. Lampkin N. 1990. Organic Farming. Farming Press, 3. Oelhaf R. C. 11978. Organic Agricultrue. John Wiley and Sons, |
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