台灣的土壤健康嗎?郭鴻裕嘆:人一輩子也等不到一公分的土,需好好珍惜

(續前文)台灣的農地土壤健康嗎?這問題的答案,就要問從事土壤調查37年的農試所退休研究員郭鴻裕。他數十年來在全台各地挖土採樣,可說是跟這片土地最熟的人,調查多年下來,他觀察到台灣土壤所含有機質因農業耕種而增加,但也因過量施肥出現酸化、鹽化,農民必須學會合理化施肥才能讓土地利用更永續。

此外,農地開放自由買賣後,不少農業區竟工廠、豪宅林立,近年來還有光電業者競爭,郭鴻裕認為,這對土壤都是嚴重的傷害,農業是相對能夠兼顧土壤生態及作物生產的永續之道,而讓土壤發揮應有的功能、讓萬物生生不息,則是作為土壤調查者的他最大的願望。

郭鴻裕介紹土壤陳列館入口的大型土壤剖面標本(攝影/蔡佳珊)

土壤記載地球編年史,人一輩子也等不到一公分的土

台灣土壤資源豐富,全球土壤分類都是依循美國的12土綱,郭鴻裕表示,台灣擁有其中的11種,只差永凍土沒有。生養萬物的土壤,從本身顆粒大小、導電度、酸鹼值、含水量、所含成份等,都會決定最後長出來的作物。

走進位於台中霧峰農業試驗所中的土壤陳列館,一排排高達1.8公尺的土壤剖面樣本相當吸睛。郭鴻裕介紹,從土壤剖面能看出土地的歷史,例如:高雄美濃地區過去經常氾濫,從剖面可以看到深淺相間的土層,推測過去至少有7次的氾濫。

土壤生成不易,郭鴻裕以澎湖為例,澎湖的玄武岩經歷了8百萬年才生成1.3公尺的土壤,「當地居民可能一輩子都等不到一公分的土壤。」

土壤陳列館內的土壤剖體幾乎都是郭鴻裕親手挖回來的(照片提供/陳尊賢)

土壤秘密多,不是黑土就肥沃

而從微觀的角度切入,腳下的土壤蘊藏著諸多秘密,土壤陳列館四樓是分析實驗室,每天都會至少分析300個土樣,要測定的包含土壤孔隙率、飽和導水度、pH值、土壤導電度(EC值)、所含金屬量及微生物等各項物理性與化學性指標。

一般都認為黑色的土壤代表肥沃,不過郭鴻裕說,「即使看起來都是黑色,不見得就一定適合種東西。」例如以花東黑沃土和陽明山灰燼土對照,黑沃土質地疏鬆,灰燼土雖然也富含有機質,但pH值低、不適合植物生長;而看起來顏色不同的土,可能含有同樣的元素,例如:同樣含有鐵元素,具有活性3價鐵是紅色,開挖接觸氧氣氧化後會褐化成巧克力色。

收割作物地上部,地下根部為土壤補充有機質

土壤由地表往下分為OAEBC層,O層為枯枝落葉層、A層為腐植質層、E層為淋溶層。再往下的B層是澱積層、C層為風化層,最底下的R層則為岩石層。郭鴻裕說明,通常有機質累積在O層,而農業生產、作物生產通常發生在O層及A層,也就是土表下15公分內的範圍。

土壤有機質的多寡關係到作物生長,不過郭鴻裕指出台灣土壤的先天限制,因為地處亞熱帶和熱帶交界,農民施用的有機質大部分都被微生物分解掉了,不像寒帶溫帶地區容易累積。但根據多年來的調查數據,他也發現到台灣農地土壤有機質其實慢慢增加,因為作物生長是雙向的,土表上生長莖葉,土表下的根系也會加深,根系有固碳的效果,收成時大部分都收取地上部,地下部留在土壤中,日積月累下來,土壤中的有機質便緩緩增長。

台南土壤有機質分佈圖(圖片提供/郭鴻裕)

過度施肥會造成土壤鹽化及酸化

農夫施肥,希望作物成長,但過量的肥料可能造成土壤退化。郭鴻裕說明,土壤退化包含污染、遭到沖蝕、酸化及鹽化,土壤所含養分通常都在表土,一旦遭到大水沖刷,沒有表土就沒有養分;而施肥過量最常發生的就是土壤酸化及鹽化。

關於酸化,郭鴻裕舉例,最常見的肥料莫過於氮肥,但許多氮肥成分都是銨態氮(NH4+-N),容易被分解成出硝酸根及氫離子,造成土壤酸化;而過磷酸鈣過量施用時則會分解出磷酸根及氫離子,亦會使土壤酸化。

至於鹽化則很常發生在溫室蔬菜園中,郭鴻裕說明,像是蔬菜常用的肥料硫酸銨,碰水即溶,溶出來的銨最後被作物吸收,但硫酸根留在土表,加上溫室不會有降雨淋洗,久而久之就會出現鹽化,「去種滿蔬菜的溫室,彎下腰仔細看土壤,可以發現表層有一層白白的,這就是鹽化。」

施肥過量的菜園(攝影/蔡佳珊)

合理化施肥要考量品項及施肥時間,用對了就事半功倍

為何農民常會過量施肥而造成土壤傷害?郭鴻裕表示,台灣地狹人稠,農民多為小農,農民希望收入好,因此栽種方式比國外集約,而國內肥料政策多為補貼,對農民而言,肥料便宜,自然是「多多益善」。

郭鴻裕念碩士班時就發現,原本每公頃水稻田推薦施用120公斤氮素可產出6公噸水稻,但其實只要深層施肥大顆粒尿素88公斤,產量便可達8公噸。「如果我們建議的施肥量是一公頃130公斤,農民可能會施用到270公斤。」

那有沒有兼顧生態與生產的方式?「有,當然有。」郭鴻裕說明,合理化施肥要考量經濟效益以及土壤永續,肥料施用到一定程度,產量便會達到極限,且肥料選擇及施肥時間都要拿捏精準。聰明用肥可以省錢,也可以讓產量更好、農夫工作更輕鬆。

在郭鴻裕看來,土地利用失序更是土壤最大的危機。「都市化帶來開發跟建設,水泥地的鋪設對土壤就是一大傷害。」土壤是活體,水泥鋪面會阻絕空氣、水分及陽光,讓土壤循環變差,時間一久,土壤就會失去原來的樣貌及生產力。

不忍農地流失,畢生心願是土壤能適性發揮、永續發展

國內農地開放非農民自由買賣後,許多農業區農田慢慢被工廠、豪宅蓋滿,近年因能源政策,許多選址不當的地面型光電也在蠶食鯨吞農地。郭鴻裕為土壤抱不平,「現在的土地利用是失序的,國家糧食安全理應要維持81萬公頃的農地,現在恐怕只剩57萬公頃真的有在種田。」

2007年6月30日,環保署環評大會審議「中部科學園區——后里基地七星農場」,最後有條件通過,當時擔任環評委員的郭鴻裕立即在大會中宣布辭去環委一職,對此結果表示抗議。但最後在環團及前環保署長張國龍挽留下,郭鴻裕才做滿第六屆環評委員。

談起那段往事,郭鴻裕臉上閃過一絲苦笑,「土壤的功能性如何適當發揮,可以讓地球永續,這是土壤調查者最大的願望。」他認為,土壤擁有的生態、生產價值並未受到重視,而農業是最能兼顧土壤生產與生態的方式。現在已經退休的郭鴻裕,仍是國內重要土壤專家,仍是農民、農改場人員的老師,他的故事仍在繼續,為了保護台灣的土壤繼續奔波下去。

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