負碳農業 學者建議再生有機農法 讓碳回歸土壤「地下碳庫」

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本文轉載自環境資訊中心;記者:黃思敏

總統蔡英文今年確立2050年淨零排放為方向後,農委會率先拋出農業淨零議題。

研究顯示,全球因森林砍伐、工業化的農業生產方式,以及大量使用化肥農藥,使土壤流失了原有50%以上的碳貯量,並以二氧化碳的形式釋放回大氣中。因此,改善林地與農地保護措施,減少本應儲存在土壤中的碳釋放至大氣中,將是非常重要的課題。

台灣農田土壤中的有機碳含量偏低,有機、友善耕作比例更僅佔2%,學者提醒,過去少被重視的農業土壤碳匯,可以透過有機耕作和友善土壤的「再生農業」,將碳以有機質的型態封存在土壤內,以因應氣候變遷。

農委會主委陳吉仲8月11日在臉書上宣布,近期將宣布未來20年的農業部門氣候變遷調適策略,並要求農委會所屬的農、林、漁、牧等全部單位,都須將淨零排放及氣候變遷調適策略列為重點項目。

而在行政院成立的跨部會「淨零排放路徑專案工作組」當中,由農委會及科技部共同主掌「負碳技術工作圈」,透過增加自然碳匯等「負碳技術」來移除大氣中的二氧化碳。此外,由農委會主責的「環境系統可吸儲之碳匯」技術小組,需針對森林、土壤及海洋等自然環境可貢獻的碳匯進行評估。

學者:土壤固碳量巨大 「土壤碳庫」更應受重視

長期以來,農委會將造林固碳視為農業部門負碳策略的主力,約可抵減7.25%的全國溫室氣體排放量。不過東華大學自然資源與環境學系教授戴興盛曾指出,台灣地狹人稠,有六成土地是森林,可增加造林的面積有限,實際上不太可能再透過造林來大幅增加固碳量。

農委會企劃處處長莊老達對此表示,未來推林業碳匯的重點,也將透過疏伐、林相更新、增加國產木材利用效率等,加強既有林地的經營管理。

事實上,在全球五大碳庫當中,由地表上動植物、森林所組成的「生物碳庫」碳貯量最少,僅約620Pg(1Pg為10億噸);地表下的「土壤碳庫」碳貯量則高達2500Pg。

台大農化系教授、土壤博物館主持人許正一受訪指出,即便是林木透過光合作用固定下來的碳,也都有將近60%進入到土壤中。換言之,土壤的碳貯量遠大於生物與大氣的總和。

2015年聯合國氣候變遷大會(COP21)上,主辦國法國就提出「千分之四」倡議,也就是若每年可在土壤表層40公分中增加千分之四的碳貯量,就能平衡掉每年因人為活動所增加至大氣中的碳排量。

先天不足、後天失調  台灣農田土壤中有機碳含量偏低

根據農委會統計,台灣農地面積共79萬公頃,佔國土總面積的20%。由於先天不足、後天失調,台灣農田土壤中的有機碳含量偏低。

許正一指出,影響土壤有機碳含量的原因很多,自然因素包含溫度、濕度等,人為因素有土地利用、耕作型態等。台灣高溫多濕的氣候使土壤中的微生物、淋洗作用旺盛,有機碳容易在較短的時間內分解、流失;台灣高度集約的農耕型態,也使土壤快速劣化。

他舉例,為了方便種作,農民頻繁地翻耕整地,使土壤深層的有機碳接觸到空氣,加速分解、回到大氣;再者,使用農藥除草、焚燒與移除作物殘體等,都讓土壤無法累積較多的有機質,有機質中即含有碳。

最終,為了使貧脊的土壤快速供應作物養分,農民只好大量施加無機的化學氮肥,反而增加土壤的溫室氣體(氧化亞氮,N2O)排放。

乖乖待在土壤的「碳」  有機農業可提升2倍土壤碳貯量

許正一表示,民間團體、政府長年逐步擴大推動的友善、有機農法,將有助於改善土壤的固碳能力。

他解釋,要增加農地土壤的有機碳含量,首先須為土壤中補充足夠的有機質——作物殘體、畜禽糞便製成的堆肥與有機肥。再來,要「讓碳以有機質的型式乖乖待在土壤中」——減少耕犁與土壤的擾動,降低土壤中有機質分解、逸散回大氣的速率。

根據我國2010年的研究,長年有機耕作可以促進農地土壤有機碳翻倍,由1.4%增至2.66%。台灣目前有機、友善耕作的比例已是亞洲第一,但總面積仍僅佔全國農地的2%。

台中區農業改良場推廣友善環境的​​稻麥輪作耕作制度,期間小麥田間生長情形良好,產量提升15%以上。(圖 / 環境資訊中心)

美國有機轉向「再生農業」 標誌土壤固碳重要性

光是有機農業可能還不夠。台大農藝系名譽教授郭華仁認為,有機農業雖然不用農藥、化肥就能減少許多排放,也會透過堆肥、有機肥增加土壤有機質;然而,目前的有機農法並不強調「減少耕犁」與「種植保護土壤的覆蓋作物」等方式,對土壤仍不夠友善,使好不容易進入土壤中的有機碳流失。

郭華仁指出,逾半世紀以來推動美國有機農業發展的「羅岱爾研究所」(Rhodale Institute),自1980年代後期就開始倡議「再生有機農業」(Regenerative Organic Agriculture),提供土壤固碳更明確的操作方式,強調免耕犁、覆蓋作物、輪作、堆肥等友善土壤的農法,增加土壤碳封存,以因應氣候變遷。

台灣的耕作條件、作物種被與歐美溫帶國家有很大的不同,如何利用再生農法的原則,因地制宜地調整不同地區、作物的耕作方式,需投入更多研究及試驗。

再生農業在台灣 省工栽培、水旱田輪作、轉廢為肥

近年來,台灣「再生農業實踐基地」社群開始聚集有志投入的生產者。​​根據農傳媒報導,新竹新豐鄉的農夫吳建良積極落實再生農業,種植覆蓋作物來抑制雜草,從國外引進「覆蓋作物滾壓機」及「免耕播種機」等設備,省去除草、翻土整地,讓豐富的有機質回到土壤中。

不只旱田,台灣常見的水稻田也能落實再生農法強調的免耕方式。郭華仁指出,創立日本自然農法、著有《一根稻草的革命》的福岡正信,早在1960年代起「如同先知般」開始採用不耕地、種植綠肥等友善土壤的方法,種植水稻、小麥和柑橘等作物。

郭華仁表示,水旱田交替的輪作方式,有助於土壤健康、減少病蟲害。以台灣早年推動的「省工栽培」為例,在二期水稻收割後,把稻草頭留在農地上乾燥後可以輕鬆拉起、形成洞口,再把大豆等旱作的種子鋪上去,過程大幅減少土壤擾動,豆科作物的根瘤菌也有固氮效果,能減少氮肥施用與N2O排放。

綠肥大豆則是培養肥力的好選擇,具耐旱特性且其根部具有根瘤菌,每公頃可固氮量95~251公斤。(圖 / 環境資訊中心)

面對台灣農業的土壤碳匯前景,莊老達表示,農試所及各試驗改良單位已陸續試驗能增加土壤碳匯的栽培模式,例如近年來農委會鼓勵農民不要燒稻草,改用稻草分解菌,讓殘株能在兩週左右分解、回歸土壤。

此外,政府也補助農田適度休耕,同時搭配綠肥種植與草生栽培,幫助有機、慣行農民使用利用畜禽糞尿、菇類太空包等農業剩餘資材所做成的有機肥料,不僅能增加土壤有機碳,也能落實循環經濟。

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