環境與生態

非洲土壤的增肥妙計

全世界八億營養不足人口中有1/4住在非洲撒哈拉沙漠以南地區,當地農民長期飽受土壤貧瘠所苦,身陷飢餓與貧窮的惡性循環。近年科學家聯合各國政府,推行農林混植技術幫土壤增肥,非洲大地正一點一滴恢復健康。

撰文/瑞格諾德(John P. Reganold)、葛拉佛(Jerry D. Glover)
翻譯/林慧珍

環境與生態

非洲土壤的增肥妙計

全世界八億營養不足人口中有1/4住在非洲撒哈拉沙漠以南地區,當地農民長期飽受土壤貧瘠所苦,身陷飢餓與貧窮的惡性循環。近年科學家聯合各國政府,推行農林混植技術幫土壤增肥,非洲大地正一點一滴恢復健康。

撰文/瑞格諾德(John P. Reganold)、葛拉佛(Jerry D. Glover)
翻譯/林慧珍


馬拉威農民馬尤尼(Mariko Majoni)原本和非洲許多小農一樣買不起肥料,他的玉米田產量因而連年下滑。在他得知有某些「施肥樹」能從大氣中捕捉氮後,便開始在一排排的玉米植株之間種植樹苗。六年後,他的作物收成量增加為10倍,足以養活家人,還有多餘的玉米可以出售。一開始鄰居都認為他瘋了,現在反而有很多人跟著仿效。


非洲撒哈拉沙漠以南的大多數地區總是高溫酷熱,白日很長且時常陽光普照。在這樣的氣候條件下,按理說作物生長情形應該不錯,但當地農民跟馬尤尼一樣苦哈哈,即使用了化學肥料也毫無改善。玉米是當地主食,每公頃農田的平均產量才約一公噸,幾乎只有美國中西部地區的1/10。原因很簡單:撒哈拉沙漠以南地區的土地多半已經地力耗盡。這裡的土壤缺乏植物生長所需的有機質和養份,單是施加化學肥料,不但無法明顯提高產量,在某些地區甚至可能進一步損害土壤。土壤退化問題以驚人速度持續惡化,導致一些原本作物產量就不高的地區經濟蕭條不振,甚至更為低迷。


這情況令人擔憂,因為全世界處於營養不足的8億人口當中,約有2億2000萬人生活在撒哈拉沙漠以南地區。最近的研究顯示,到2050年營養不足人口還會再倍增為16億人,且將遭受氣候變遷的嚴重衝擊。若無法顯著改善地力,飢餓人口肯定會增加。科學家認為,恢復土地生機是提高農業生產量的首要任務。


原則上,解決辦法很直接,貧瘠的土壤需要以有機質提高土壤的碳和氮含量,藉此保住水份並滋養微生物,維持土地的生產力。然而實際做起來卻充滿挑戰。大多數非洲農民無力產出或購買足夠的作物殘渣、堆肥或動物糞便;且等待地力恢復的同時,還得繼續耕作同一塊土地;農民必須避免過度耗用水資源及農業化學品,並兼顧越來越高的產量需求、賺取足夠金錢來維持家庭及社區的經濟與社會穩定──這是項艱鉅的任務。


馬尤尼採用的策略是一套名為「多年生植栽」(perenniation)的方法,將可能大幅改變非洲的農業。這套方法藉由在糧食作物之間或田地周圍種植喬木、灌木或多年生草本植物,達到改善地力的目的,進而提高作物產量,長期下來將促進糧食生產的永續發展。多年生植物能提供土壤碳和氮,有助於保住水份、減少土壤侵蝕、抵禦病蟲害並增加作物對化學肥料的吸收效率。


目前已有三種類型的多年生植栽法在撒哈拉沙漠以南地區大獲成功,且深具潛力,值得推廣到更多地方。有了這套方法,幾年內作物產量就能從每公頃一公噸提高到三公噸,而從中獲取到的經驗,更能造福全球其他土壤貧瘠的熱帶及亞熱帶地區。


田間芳鄰:樹木與豆類


非洲農民,包括馬尤尼在內,最常運用的多年生植栽法是所謂的「常青農作法」。農民在耕種一年生作物的田地上種植特定種類的樹木,這些樹木富含氮素的葉片落下後能滋養表土,而樹木根系的活動也增加了土壤中碳和氮的含量。通常,農民會選用白相思樹(Faidherbia albida),生長期主要介於作物收成後到播種前的幾個月之間,因此不會與作物競爭水、養份或陽光。近幾十年來,尚比亞有超過10萬名農民在玉米田間種植白相思樹。在尼日和馬利共和國,農民會刻意保護在小米田和高粱田間自然長出的樹苗,這樣的農地已超過500萬公頃,半自然的綠地蔚然成形。


有些樹木已長到30公尺高,由於根系更進一步向下生長,達到作物無法深入的地底土層,因而能把磷、鉀等其他營養素也汲取出來。此外,這些樹木也保護作物不受乾燥熱風的吹襲,減少水份從地面散失。種種優點使作物產量倍增,若搭配種植現代的作物品種及施用化學肥料,產量甚至能增加為三倍。......