有機農業的新方向-綠生農法

農業的目的,應該是要能提供人類充足且營養的食物。然而,現今農業最常使用的慣型農法,往往採用了有害人體的化學肥料與農藥,使得市面上所供應的食物,常常是含有各種不利健康的化學物質殘留。慣型農法雖然可促使農作物快速的生長,但是就好像過胖的人不一定代表身體健康,外表美觀的食物也不一定表示安全。近來的研究也指出,使用化學肥量所培育出來的藥草,雖然生長快速,但植物體中的第二類代謝產物(也就是具有療效的成分),有明顯減少的現象,也造成食物的口感變差。由於人類長時間食用慣型農法所栽種出來的食物,而這很可能就是現今社會中,各種慢性文明病盛行的主因之一。

有機肥恐含過量有害化學物質

為了扭正慣型農法所帶來的缺點,所以現在有愈來愈多的人,正在大力推廣著有機農業。然而就筆者所知,現在許多從事有機肥料的製造商,他們主要的著眼點,還是在肥料中的氮、磷、鉀成分的配比,卻忽略了要使有機農業成功,最主要的關鍵,應該還是在於要有健康的土壤。所以現在市面上所販售的某些有機蔬菜,雖然標榜著有機,但所使用的有機肥料中,還是含有過高有害人體的化學物質,如硝酸鹽或重金屬的存在。因此,不使用化學農藥的食品,並不一定代表無害於人體健康。而正確的思維應該是,如果我們能用心提供一個適當的土壤環境供植物生長,則植物也將會用心回饋,將他們最精華的生命能量,提供給我們。

在工業時代之前,就有著有機農業的存在。那時候由於機械較不普及,所以所製備的堆肥,大多是採用半厭氧式的方法,將廢棄物進行分解。厭氧環境的特點是,微生物們彼此共生的存在著,A細菌代謝所產生的廢物,是B細菌的食物;而B細菌所產生的廢物,是C細菌的食物。但是如果某一種微生物失去平衡,產生過多的有害物質,則可能影響到整個厭氧系統,而造成所有微生物酸敗的現象。因此,如何維持系統中,各種有益微生物的平衡生存,是厭氧系統中重要的關鍵技術。而當整個厭氧系統中,產生過量的代謝廢物,如氨態氮或硫化氫時,則需藉著翻堆的過程,將這些氣體排除。

好氧堆肥 易操作但問題多多

相對於厭氧微生物系統,好氧微生物系統則是較為容易操作的,而逐漸變成現在堆肥製備方法的主流。在好氧堆肥過程中,藉著提供系統中足夠的氧氣,使得一些具有優勢的好氧微生物,能快速的分解有機廢棄物,將其轉化成堆肥。然而,好氧堆肥法,卻有著幾個明顯的缺點。第一,為了提供系統中足夠的空氣,所以在廢棄物堆製備過程中,常是需要耗費大量的能量,以做翻堆或曝氣之用。第二,在堆肥製備過程中,有機質材快速的被好氧微生物分解轉化,雖然在這個過程中,部分有機質材被利用來生成新的微生物細胞,但部分的有機質材,卻在堆肥轉化過程中,變成二氧化碳與氨態氮,從空氣中溢散。使得剩下來的有機堆肥產率,較原本加入的有機資材量,少了許多。以上兩個原因,使得有機肥料的價格,較傳統化學肥料,高出了許多;也直接使得到有機食品的價格,往往超出一般家庭的預算。而大量的耗費能源及排放二氧化碳,也使得永續循環的美意,大打了折扣。

使用耗氧的有機堆肥,可能有的第三個缺點是,如果原本的有機質材,本身就含有許多的污染物,像是含氯農藥或過高的硝酸鹽,由於這些污染物較不容易在氧氣存在的情形下被分解,而可能殘存於所製成的堆肥中;此外一些常見的有害重金屬,也是在氧化態的情形下,較容易被植物體所吸收而進入人體。好氧堆肥的第四個缺點是,如果堆肥的時間不夠久,則由於堆肥中佔優勢的菌種大多是好氧菌,將這些未腐熟的堆肥施灑入田間,好氧微生物將利用未腐熟的堆肥當作碳源,奪取土壤中殘餘的氮源,使得農作物無法得到足夠得氮,而形成所謂的氮飢渴現象。

厭氧系統不容易操作,而好氧堆肥法又可能存在著許多的問題,那麼解決的方法為何呢?幸運的是,日本的星野先生 (Hoshino Tadayoshi),師承日本 EM技術 (Effective Microorganism Technology ) 的發現者 Teruo Higa教授,目前正在南投埔里推廣經改良的EM技術,星野先生團隊為其取了一個本土的名字,稱其為綠生農法。綠生團隊的宗旨,是本著希望貧窮人也有能力吃得起健康營養的食品,他們不貪求高昂的商業利益,而以平價的方式,向農民們推廣著綠生農法的技術,且有著顯著的成效。筆者有幸的於兩天前,與星野先生團隊有個短暫的會晤,並參觀過幾個藉由綠生農法所經營的農場,親眼目睹到令人驚奇的實例。有感於綠生團隊造福全體人類福祉的善念,筆者自願協助將綠生農法的基本原理與應用,在此做一簡單的整理。

厭氧堆肥難操作 光合成菌扮要角

如前面已提到過,在厭氧操作系統中,所遇到一個最大技術瓶頸是,如何維持有益微生物的共生發展,而不致造成腐生菌的滋生。綠生技術所採用的關鍵技術是,引入一類特殊的微生物—光合菌—於厭氧系統中。此光合菌能有效的利用一般對細菌有害的物質,如氨態氮或硫化氫,作為生長的基質而將其從系統中轉化移除,使得光合菌能與其他的益生菌,如乳酸菌與酵母菌,在厭氧系統中快速的共生繁殖而乳酸菌與酵母菌,則協助提供一個酸性的生長環境,以抑制其他有害菌的生長。所謂好菌多壞菌就少,綠生農法將這些高密度的益生菌液混合於固體資材中,使其在厭氧環境中發酵,所以可以在短的時間內,製備出具有高生物能量的有機肥料,而日文則稱這些發酵後的有機資材為Bokashi

健康活性微生物 有效轉化有機肥養份

在過去有機農法中,常見的一個問題是,從一般的慣型農業,轉變成有機農業的耕種方式,往往是需要經過好幾年的土壤改良,土地上才能生長出健康的作物。但是星野先生認為,傳統的有機耕種方式,前面幾年所加入土壤的有機肥料,大部分是用來還原土壤中殘存的污染物,而這些污染物是會明顯抑制堆肥中微生物活性的。然而綠生農法所採用的原則是,利用Bokashi 提供微生物生長的優良環境,同時利用Bokashi所製成的兼養性堆肥,以作為改良土壤的有機質來源。換句話說,綠生農法所強調的是,健康有活性的微生物,才能有效的將有機肥中的營養,提供給植物生長利用。星野先生介紹我參觀過一處由原住民所經營的農場,其位處於去年颱風時經土石流所沖積的土地上,地面上還處處可看到小小的石粒,可以說土壤的基本構造都還未成型。該土地於今年才開始採用綠生農法的耕種原理,但所栽培出來的作物收成,產量與品質卻是令人出奇的好,即使經過八八水災好幾天的雨水浸泡,植物的根部仍沒有出現嚴重困窘的現象,而依然能長出健康的果實。筆者個人覺得,對於那些有興趣轉型有機農業的農友們,綠生的耕種農法,或許是一種值得嘗試的選擇。

光合菌 有效分解排泄物惡臭

利用有益共生菌所製備出的Bokashi,由於含有大量的微生物蛋白質,所以也可以用來作為漁牧業的優良飼料。此外,由於綠生菌中含有大量的光合菌,可有效的分解動物排泄物中含氮、硫等污染物的惡臭,所以綠生菌也可用作消毒用的噴灑製劑。又由於光合菌能生成許多抗氧化物質與還原性糖,所以在日本,EM技術也逐漸的被應用於環保與醫療的研究用途上。

高活性綠生菌 運用生物能量技術

筆者願意協助推廣綠生農法,除了是親眼目睹綠生農法的生產成效外,更是感佩於星野先生對微生物照顧的用心。我曾詢問過星野先生,EM技術也曾經在台灣推廣過一陣子,但是效果似乎並不如宣傳般的理想。星野先生回答說,EM技術不只是需要有好的微生物菌種,更是需要培育者的用心投入,否則微生物在培養幾代後,就會失去原本具有的優良活性。為了培養出高活性的綠生菌,星野先生特地從日本,請了能操作生物體波分析儀(PIA)的山梨浩利先生來台,以協助測量綠生菌與所用資材的生物能量。有關生物能量(也就是中國道家所講的氣)這樣的學說,在台灣的學術界,或許還是一個很少被探討的領域,但是在日本已有愈來愈多的學著投入專研,甚至坊間所看到日本所生產的健康產品,有許多也是藉由生物能量的原理開發完成的。

或許生物能量的觀念,對現代科學而言,還算是一個新的概念,但是食物的甜美,卻是可以簡單地經由消費者的嘴巴品嘗出來的。筆者認為,本著對大地的用心照顧,體恤農民的辛勞,及造福窮人的善念,這將是綠生農法之所以能蓬勃發展的主因所在。由於現在對綠生資材的需求愈來愈多,利用人力的方法製備綠生資材,似乎已顯得有些供不應求。所以現在綠生團隊,也在試圖的尋找一些志同道合的伙伴,希望能共同開發利用機械設備製造綠生資材的可行性。據筆者所知,現今台灣對綠生農法有概念的人還是少數,筆者有幸能從星野先生處稍窺綠生農法的理念與精要,故寫此文以推薦之,希望能達到拋磚引玉之效果。



崔砢 敬筆

美國伊利諾大學香檳分校
自然資源與環境科學博士

2009年9月12日