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淺議我國傳統農業與地力培肥

2020-12-19 15:04曾志偉楊德榮
腐植酸 2020年6期
關鍵詞:土壤肥力養分糞便

曾志偉 周 龍 ,2* 楊德榮 ,3

1 云南云天化股份有限公司 昆明 650228

2 云南農業大學植物保護學院 昆明 650201

3 云南省化工研究院 昆明 650228

我國傳統農業中,人們生產、消費蛋禽、果蔬、糧食等農產品的同時,副產糞便、秸稈等廢棄物。這些廢棄物借助堆肥等發酵工藝,轉化為地力培肥(增強土壤肥力)的氨基酸、腐植酸、礦質養分等物質,從而構成了一良性的循環生態鏈。循環生態思想,是古人留給今人的寶貴財富。借鑒這般農業傳統,減少無機養分的無序投入,增加農業廢棄物(或副產物)的資源化利用,應是當今社會維持并增進土壤肥力最科學、生態、有效的重要方式。

我國歷史悠久,五千多年的農耕文明孕育了以“多糞肥田”(動植物殘體、人畜糞便、河泥、豆餅、酒糟等多種農業廢棄物經一定處理后,作為肥料施入土壤中)為代表的農耕傳統,其中有關土壤肥力的認識與實踐誕生了許多偉大的智慧,值得今人借鑒。

1 我國傳統農業中的循環思想

闡述天地世間萬象變化的經典著作《易經》,蘊含了許多周而復始、循環往復變化的思想,“反復其道,七日來復,天行也”[1,2],意指返轉回復沿著一定的規律,過不了七日必將回復轉來,這是大自然的運行法則?!秴问洗呵铩穂3]將循環之道歸結為“圜道”,其圜道篇言:“日夜一周,圜道也。月躔二十八宿,軫與角屬,圜道也。精行四時,一上一下,各與遇,圜道也。物動則萌,萌而生,生而長,長而大,大而成,成乃衰,衰乃殺,殺乃藏,圜道也。云氣西行,云云然,冬夏不輟;水泉東流,日夜不休。上不竭,下不滿,小為大,重為輕,圜道也”,從日月天體運行、四時氣候變化、生物生長壯老、水汽云雨更替等方面全面論述了宇宙萬物的循環之道。

原始農業的人們采集狩獵、刀耕火種等作業過程,逐漸觀察并認識到了自然界日月星辰、動物作息、植物生長等規律變化。日出日落、月圓月缺、寒來暑往、春華秋實、潮漲潮落、花開花謝等循環往復的周期性變化誘發國人們原始的循環觀。傳統農業生產中,人們按日月星辰、四季更替的規律日出而作日入而息、春種秋收?!安贿`農時”是我國農耕的優良傳統,“小滿前后,種瓜種豆”“清明忙種麥,谷雨種大田”等農時諺語是該傳統的典型特點。農作物的生長周期中,種子萌發、植株生長、開花結果等過程與時令時節循環變化有較大的相關性,“不違農時”,按節氣耕作是獲得農業豐收的有效方式。為此,勤勞智慧的勞動人民根據四季更替與作物物候變化的對應規律,總結出農歷二十四節氣。同時,農業地力培肥的認識與實踐,也蘊含著許多樸素、實用的循環觀。

2 循環思想與農業地力培肥

古人講究天人合一,《論語》[4]云:“四時行焉,百物生焉,天何言哉”,意指人與自然同源同體,應順應自然,按自然規律行事作為。生物生命周期、日月四時更替等周而復始的循環往復變化是自然規律。以農立國的古代中國,農業是主要的生產生活實踐。人們“順天之時,約地之宜”[5](遵守日月天體運行規律、土壤特性),方能獲得更好的產出,以豐衣足食、國泰民安。

古代,農業是國民經濟的主導產業,在千百年的農耕文明熏陶下的中華兒女有著深厚的鄉土情結。植物從土壤中吸取營養,開花結果,人類及動物食取果實后,其排泄物應歸還于土壤,形成一個良性循環,借以維持并增進地力。農村諺語“養豬不掙錢,回頭望望田”描述的正是這個理兒,為了更好地增強土壤肥力,收獲更多的糧食,人們還會走出家門,到街頭巷尾搜集動物糞便,正如老子所描述的“卻走馬以糞”那般場景?!吨袊糯棃D》[6]中一副“拾糞”圖還原了漢代陜西人民拾糞場景;1909年,美國土壤研究所所長富蘭克林·金來華考察也觀察到這般場景[7]。

2.1 傳統農業中有關地力損耗的認識

我國古代某些時期、某些地區的確出現了地力損耗、作物減產的困境,如漢文帝時期,“夫度田非益寡,而計民未加益,以口量地,其于古猶有余,而食之甚不足者……”[8],指出當時天下耕地面積未減,人口數量未增,人均耕地面積相對之前還有所增加,可耕地產出的五谷食物卻十分不足。古人將這般現象歸結為“氣衰則生物不遂”[9](“氣”即為“地氣”,即土壤肥力),古代的農學家們認為“地氣”旺盛是植物生長的前提[10],漢代思想家王充在《論衡·自然》[11]中云:“陽氣自出,物自生長”,若是植物不斷從土壤中索取“地氣”,而未及時采取措施以歸還“地氣”,那即會導致“凡田土種三五年,其力已乏”[9]、“地久耕則耗,三十年前禾一穗若干粒,今減十分之三”[12]的困境。

傳統農業中的“地氣”與“地力”接近于同一概念,可理解為土壤肥力。土壤能夠生產植物和收獲物,是由于它具有肥力[13]。土壤可分為自然土壤與農業土壤,自然土壤未經人類開墾利用,借助自然生態即可維持地力;農業土壤經農業生產,如沒有合理補償,加之農產品的不斷產出,地力隨之衰退,故而出現“地久耕則耗”的困境。有關地力的認識,我國傳統農業與歐洲中世紀“土壤枯竭論”是不同的。歐洲中世紀“土壤枯竭論”認為土壤會越種越瘦,地力衰退是必然趨勢;我國傳統農業則辯證地認為“地可使肥,又可使棘”[3],人們利用土壤進行農業生產,既可以越種越肥,也可以越種越瘦。地力增減的關鍵在于對農業土壤的合理耕作與改良,鼓舞人們為實現“地力常新壯”而不懈努力。

2.2 地力培肥的理論與實踐

受循環思想的啟發,植物生長消耗土壤里的“地氣”,開花結果,人類及動物食取果實后,其排泄物應歸還于土壤(動植物殘體也應歸還土壤),形成一個“地氣”的循環,在地力培肥的同時,確保土地生產力。

清代農學家楊屾《知本提綱》[14]中指出,“糞壤之類甚多,要皆余氣相培,即如人食谷、肉、菜、果,采其五行生氣,依類添補于身,所有不盡余氣,化糞而出,沃之田間,漸漬禾苗,同類相求,乃培禾身,身能強大壯盛。又如鳥獸牲畜之類,及諸骨、蛤灰、毛羽、膚皮、蹄角等物,一切草木所配,皆屬余氣相培,滋養禾苗”。這段文字深入淺出、形象生動地描述了古代農業循環生態鏈,文中的“余氣”“五行生氣”可理解為從土壤中帶走的養分,然后通過“多糞肥田”的方式將養分歸還土壤。這般邏輯接近現代養分歸還學說[15,16],與現代養分歸還學說所不同的是,我國傳統農業予土壤歸還的不僅僅是礦質養分(氮、磷、鉀及中微量元素),還包含豐富的氨基酸、腐植酸等有機營養。

著名農史學家郭文韜先生[17]研究認為,古農學中的“糞壤”即為“人工肥力(糞)+自然肥力(壤)=農業土壤”。我國傳統農業正是通過“糞壤”的方式,長期維持并增進土壤肥力,為社會經濟及人口增長奠定了堅實的基礎。

2.2.1 肥料的搜集與積制

古代農業實踐中,人們惜糞如金,廣積糞壤,“凡掃除之土,燃燒之灰,簸揚之糠粃、斷稿落葉,積而焚之,沃以糞汁,積之灌之,不覺其多”[9],“凡禽獸羽毛骨角,田中所耘苗草,俱收入池中泡濫……”[18],只為獲得理想的收成。明代我國人口突破2億[19],之后人口不斷增加,人均耕地面積從明洪武二十四年的人均14.56畝,降低至清朝道光時期的人均1.65畝[20],迫切需要土壤更多的產出,于是人民惜糞如金,廣積糞壤,盡最大所能搜集肥料(古代農書中稱肥料為糞),以保持土壤肥力。

相傳殷商時期,我國勞動人民就注重給土壤施肥[21],宋元時期肥料種類約45種[22],明代肥料種類增加至約120種[23]。通過各種渠道、途徑搜集肥料是我國農業史的一大特色,明代徐光啟在廣積糞壤中將當時農業用肥料分為10類(約120種肥料):糞肥(人及畜禽糞便)、餅肥(豆餅等)、渣肥、骨肥、泥土肥(墻土及河泥等)、灰肥(草木灰等)、綠肥、稿秸肥、無機肥、雜肥[23]。

人畜糞便、河泥、餅肥、草木灰等肥料施入土壤,以保持土壤肥力,是古代農業地力培肥的常態,可這里有一疑問,古人是否將人畜糞便等腐熟之后方作為肥料呢?草木灰、骨灰等肥料可直接入土,但未腐熟的人畜糞便、餅肥等會發酵發熱,且含有一定數量的病菌及蟲卵,直接入土易導致燒根燒苗及病蟲害的滋生。也許是我們多慮呢,勤勞智慧的勞動人民早已發現這一要點,“熟糞”一詞最早見于漢代《氾勝之書》[10],北魏賈思勰《齊民要術》[24]指出:“凡生糞糞地,無勢”,元代《王禎農書》[25]指出:“驟用生糞,及布糞過多,糞力峻熱,即燒殺物,反為害矣”。古人認識到生糞的危害,并摸索與總結了許多發酵腐熟的方法,最早的人工堆肥“踏糞法”見于北魏《齊民要術》[24],之后宋代《陳旉農書》記載了餅肥發酵處理與漚肥積制方法[9],元代《王禎農書》記載了河泥積制方法[26]。

踏糞法,由于沒有翻拋,屬厭氧發酵?!蛾悢贽r書》中關于好氧堆肥的描述,是我國最早對堆肥的科學記載[27],《陳旉農書校注》[9]中提及“須細杵碎,和火糞窖罨,如作曲樣。候其發熱,生鼠毛,即攤開中間熱者置四旁,收斂四旁冷者置中間,又堆窖罨,如此三四次,直待不發熱,乃可用”。文中“須細杵碎,和火糞窖罨”“攤開”“又堆窖罨”等作業步驟,“候其發熱,生鼠毛”“直待不發熱”等技術標準,與現代條垛式堆肥或槽式堆肥作業步驟及標準幾乎一致?!昂突鸺S窖罨,如作曲樣。候其發熱”的過程即利用微生物(細菌、放線菌、真菌等),將草木、糞便等有機廢棄物中可生物降解的有機物轉化為腐植酸類物質;“生鼠毛”應是微生物分解有機物形成腐植酸類物質后形成的“菌絲”;“如此三四次,直待不發熱”,表明此時堆肥已發酵腐熟完成,微生物已將草木、糞便等分解發酵,生成多種腐植酸、維生素、核酸、菌體蛋白等,更好地實現地力培肥。

明清時期,肥料積制有熏土、蒸糞、釀糞、煮糞、煨糞、糞丹等[26]。煮糞是明代一種新的肥料腐熟方法,見于《寶坻勸農書》[28],其工藝制作過程為:將糞與相應的骨頭一起煮,如馬糞與馬骨一起煮、牛糞與牛骨一起煮等。該工藝制作的煮糞,高度濃縮,有效養分含量更高,適于當時擁有較多土地大戶家庭相對規模的施肥;而且煮糞形成的清汁作為追肥,肥效更足。煮糞或者在糞中摻雜谷物發酵形成相對復合的肥料,是肥料技術積累與社會經濟發展的產物。糞丹法見于《徐光啟手跡》,后人研究發現[23,29],糞丹肥料濃度高、養分足(豐富有機物質礦物質營養),還能除草殺蟲。糞丹的工藝制作過程如下:將砒霜、硫磺、黑料豆、糞(人畜禽糞便)、豆餅、畜禽腸胃等物料混合堆積起來置入一缸內(每個缸置放在一鍋臺上),密封條件下曬21天,然后進行煮糞。這般經發酵、煮糞工藝而成的高濃度復合的肥料,養分濃度高,給運輸、儲存、施用帶來了極大的便利;同時,其制作原料中一定比例的砒霜、硫磺、黑料豆有除草殺蟲功效,降低勞動強度的同時,還能提高農業生產效率。

傳統農業中,糞便、豆餅、河泥、秸稈等物料,利用自然界廣泛存在的微生物(細菌、放線菌、真菌等),將其中可生物降解的有機物轉化為腐植酸類物質,可直接或間接供給土壤養分、促進土壤團粒結構形成(協調土壤水肥氣熱)、增強土壤微生物活性等,進而保持“地力常新壯”,維持土壤肥力。

2.2.2 肥料(養分)還田的技巧

古代農業生產實踐中,也有施肥不當產生副作用的案例記載,如“糞多之家,每患過肥谷秕”[30],指出施肥過量的危害,于是人們認識到“糞不在多,在用得其宜耳。糞茍失其宜,反害稼矣”[28]。

在施肥上,講究施肥后覆土,以避免肥料養分的流失,“又必用土蓋好,使肥氣不走”[18]?,F代農學研究發現[31],特別是氮肥,施入覆土利于減少氮素損失。古人農業實踐中發現水肥同施,利于地力培肥與作物養分的吸收,認為“水氣所到之處,即糞力所到之處”[18]。古人還將草木灰用于根外施肥[32,33],元代《農桑衣食攝要》[34]中提及:“布葉則刪耘,宜帶露撒灰”,文中描述的情景(葉片展開時候,在帶有露水的葉片上撒草木灰)與現代葉面噴施高鉀肥料農藝措施十分相似。

傳統農業中,用肥適度、講究方法(覆土施肥、水肥同施等)是今日現代農業、精準農業、智慧農業的雛形。

3 結語

以“多糞肥田”為代表的傳統農業文化,是我國土壤肥力循環思想及實踐的重要組成部分。隨著人口的持續增長與社會經濟的發展,人地矛盾日益突出,有限的耕地急需更多的產出,人們惜糞如金,廣積糞壤,肥料收集、積制與施用技術不斷進步,它們所承載的畫面、景象,是“中國制造”的重要組成部分。

《中國生態環境危急》[35]一書中寫道:工業化農業已經大大動搖了我們農業的根本,傳統的有機農業能夠堅持七八千年,而工業化農業恐怕連百年也堅持不下來?!被仡櫱О倌甑膫鹘y農業,以“多糞肥田”為代表的循環農業文化,種地養地、廣積糞壤的智慧,值得今人借鑒。收集農業廢棄物(人畜禽糞便、豆餅、秸稈等)及工業廢棄物(如食品、保健品領域廢棄物等),資源化利用為農業生產服務,形成循環生態鏈,不僅可以有效保持土壤肥力,而且能幫助我們從資源短缺和環境污染的困境中走出來。

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