擁有健康的土壤才能有健康的農場

　　土壤和人一樣，可能是健康或生病的。我們最近瞭解到體內微生物對人類健康的重要性。同樣地，土壤健康取決於其複雜的微生物組。這些細菌和真菌將營養物質(分解轉換後)再循環，並使土壤準備好-更好地支持植物生長。但是，了解什麼造就健康的土壤仍是一項挑戰。即使定義出"健康的"土壤，然後測量其健康狀況，科學還是沒有完全解決疑問。新的研究正在更詳細地揭露健康土壤的秘密，這些資訊可以幫助農民，進而幫助到消費者。
　　加拿大農業暨農業食品部科學家Lorri Phillips說：「了解讓土壤更健康的管理辦法將使農民能夠在種植相同作物的同時，一方面減少昂貴的化學成本（肥料、殺蟲劑、除草劑等），一方面還能保護環境。」Phillips和她的同事近來對土壤健康，進行了不同耕作方法的長期研究，發現哪些類型的種植系統能夠支持健康的土壤。他們接著測試了一款用來測量土壤健康的新系統，在未來將可以幫助其他科學家研究同樣的問題。他們的研究被發表在《農業系統》、《地球科學與環境》期刊及美國作物科學學會、美國農藝學會的刊物上。
　　研究團隊從2001年開始田間試驗。此研究在安大略省進行，旨在研究不同作物生長系統的長期影響。他們把典型玉米和大豆作物的種植系統進行了比較。Phillips和她的同事詢問了過去18年來不間斷生長的玉米、大豆或多年生草本植物，是如何影響土壤健康。為了找到答案，他們必須先決定如何測量土壤健康。在過去幾年，土壤健康程度主要取決於土壤中的有機物質多寡。但有機物質的變化十分緩慢，而微生物的(變化)卻很快。
　　Phillips說：「這些微生物群落可以被認為土壤健康的前兆」。快速且準確地測量它們是相當重要的。因此，科學家們轉而投入了一項名為"CNPS"的測試。CNPS能測量參與土壤中碳(C)、氮(N)、磷(P)和硫(S)養分循環中的酶，對酶所產生之生物活性做全面性的量測。他們還研究了土壤中真菌和細菌的種類，及這些微生物群落之間的比例關係。種植多年生草本植物擁有最健康的土壤，除了有各式生物活動和多樣化的微生物群，還有很多真菌寄生其間。尤其是多年生草本植物和一種叫做百脈根的豆科植物同時生長的農田特別健康。持續種植大豆(另一種豆科植物)的田地排在第三位，而玉米田則在兩者之間。像百脈根和大豆這類的豆科植物可以將空氣中的氮氣固定在土壤中(註:即固氮作用-將氮氣固定轉變為氨，成為生物能直接利用之氮源)，這是一個在農業上有益的特點。Phillips說明:「但這並不總是導致土壤更強健，特別是對於大豆來說。」她說:「許多人認為，因為大豆是一種豆科植物，而豆科植物會經由固氮作用將氮氣(轉換為氨)提供給自己，那大豆對土壤一定很健康。但是大部分的氮氣在大豆中被帶走了，剩下的就沒那麼有用了。因此，根部縮小、腐植質變少以及腐植質分解太快而無法穩定地累積效應。」
　　多年生草本系統也比作物田有更多的真菌。由於多年生植物的草地沒有翻土，讓它們有更多的時間建立強大的微生物群落。Phillips說:「集約化管理的農業土壤，更頻繁的耕種和肥料投入程度更高，往往使土壤生態以細菌為主。相比之下，更永續的管理措施會增加土壤中真菌的總量。」真菌能附著並抓住土壤，減少侵蝕。在測試了CNPS測量系統後，科學家們瞭解到它是一種對捕捉土壤健康有用的新工具。透過發現哪樣的農場實踐可以產生更健康的土壤，Phillips的團隊可以幫助農民瞭解如何保護這一項重要資源。Phillips說：「降低土壤干擾、減少化學投入及增加土壤被活體作物覆蓋的時間等農場管理實踐，都有助於改善土壤生物健康。」而改善土壤生物健康將產生更具經濟效益和更永續的農場。【延伸閱讀】土壤有機質多寡與作物收穫量之關聯性已被確立

資料來源

• phys.org

文章摘譯

• 農業科技決策資訊平台管理團隊