台南區農業專訊第21期:4~9頁(1997年9月)

綠肥用大豆之栽培技術

文/圖 吳昭慧、連大進、游添榮、王裕權  

綠肥的栽培與利用即在達成植物、土壤、微生物三者間生態平衡,且合乎整體性生態平衡及永續性農業經營規範。我國自古即有種植綠肥作物以增加土壤肥力之事,早在朝初期已知使用雜草作肥料,改良土壤,於氾勝之書中記載漢代曾用豆萁(豆的植株或脫粒後的莖葉)為綠肥,而在齊民要術之中亦提到於後魏就開始種菉(綠)豆及野豌豆,增加地力。台灣地區在總督府獎勵推廣之下,於民國24年全台灣綠肥栽培面積為218,620公頃,達歷史的最高峰。然而隨著土地複作指數的提高,每年主作物有二至三作,以及農村勞力之缺乏,都仰賴化學肥料、殺草劑及農葯的使用,以提高作物生產力與達到省工之目的;但由於社會經濟發展型態改變,複作指數劇降,且使用之不可再生石化能源有面臨枯竭之虞,加上台灣看天田之黏盤土有八萬餘公頃,鹽漬土亦高達十萬公頃,有待改良,因此種植綠肥作物對土地的保護、土壤的改良、供給植物養分、平衡生態與農作物生產日顯重要。未來我國加入世界貿易組織(WTO)後,從91年度起預定雜糧保價收購全部以現金直接給付取代,屆時農田休耕面積必然大量增加,擴大推廣休耕農田種植綠肥作物,以維護地力及田園景觀,並且避免休耕田雜草叢生將是一重要的方向。綠肥中以豆科植物最佳,種類繁多,根部有根瘤菌共生,能將空氣中的游離氮素固定,補充土壤中氮素之不足。目前世界先進國家提倡有機農業( organic farming ),其制度包括輪作及以豆科作為綠肥作物栽培,以利用生物固氮及有機質掩埋分解為主的耕作方法,維持對主作物生育的氮素及其他營養要素供應。本文將針對綠肥用大豆之栽培技術作一簡介。

本省綠肥用大豆之栽培概況

民國50年代前,綠肥的栽培曾有段輝煌的時期,尤其田菁、大豆為本省重要兩大綠肥作物,光復前綠肥栽培面積達21萬6千多公頃,其中田菁約有8萬8千多公頃居第一,大豆約有4萬6千多公頃居次。而近十年綠肥栽培面積均未超過5萬公頃(如圖一),其中綠肥用大豆(包括青皮豆)之種植面積未達2千公頃(如表一),可見其在本省之栽培已式微。栽培面積減少的原因,為過去政府政策僅重視經濟現金作物之栽培,以供給軍需民糧及換取外匯,故複作指數高,加以大豆保價收購政策限制大豆做為綠肥作物之推廣使然。

表一.民國75∼84年台灣地區綠肥用大豆和青皮豆之栽培面積(單位:公頃)

種 類

75年

76年

77年

78年

79年

80年

81年

82年

83年

84年

大 豆

911

933

869

617

617

620

992

813

1227

444

青皮豆

675

686

454

165

149

194

121

69

243

321

合 計

1586

1619

1323

782

766

814

1113

882

1470

765

資料來源:台灣農業年報,1996。

綠肥栽培式微,直接影響到本省耕地土壤生產環境與品質,加速台灣耕地土壤的酸化、硬化現象。有鑑於此,近年來政府極重視豆科綠肥作物之推廣,並辦理稻田休耕綠肥推廣,水旱田利用調整獎勵綠肥之推廣及一般農地休閒期綠肥推廣等計畫,於八十七年度起更獎勵農民種植綠肥,每公頃補助農民32,000∼36,000元,同時亦考慮大豆做為綠肥的重要性,同意認定一期作大豆可視為綠肥作物來推廣。政府如此大力推廣,可望使綠肥栽培面積大幅提升,對增加土壤有機質含量、減緩地力持續惡化有明顯的效果。

綠肥用大豆在農業生產的重要性

豆科綠肥作物之栽培不僅可以被覆表土,防止雜草叢生及表土沖刷流失之外,深根性大豆尚可將心土養分移運於表土,以供淺根作物吸收。翻埋分解後所成的短鏈酸類使土壤難溶解植物養分變為可溶態,可直接提供後期作物吸收利用,而部分不易分解的纖維及木質素將轉變成黑色腐植質,成為土壤中的有機質,可調和土壤的理化性質,對土壤改良效果非常顯著。豆科綠肥作物中以大豆適應性最為廣泛,不論春、夏、秋、水田或旱田均適宜栽培,其根群發達,側根通常橫向擴展至40∼75公分後再向下伸長,深可達180公分,可固結土粒,增加土中水分及養分蓄積,減少土壤水分蒸發損失與養分之淋溶流失,而主根及側根附近地表處所形成之根瘤大而密集,固氮效率佳,不施肥情況下每公頃每期作就能增加20∼200公斤的氮素,且莖葉繁茂,對雜草抑制效果亦大,具備長期間覆蓋與保育雙重作用。大豆綠肥機械掩埋作業操作容易,無植株過高或過老的時間限制,掩埋後腐熟快而完全,對後作生育初期無不良影響,為極佳之綠肥作物。而綠肥作物之推廣,種子穩定充分供應是成功與否的主要關鍵。綠肥用大豆栽培容易,種子生產費用又較其它豆科綠肥低廉,國內可逕行採種,無需仰賴國外進口,且可避免進口種子挾帶外來病原菌之憂慮,值得發展為本省春、夏作主要綠肥作物。

綠肥用大豆栽培管理

一、選擇適合的品系(種)

台灣北部地區秋、冬季低溫有東北季風,中南部地區冬季水份缺乏,夏季雨水多,均會影響綠肥栽培成敗,需選擇適當的品系(種)以為因應。篩選綠肥用大豆之先決條件以生長強健,栽培容易,莖葉繁茂,生育性以無限型對光期敏感之品種較具有長時間覆蓋與綠肥效果,且不易傳播病蟲害至附近田區者為佳。另外考慮種子出土率及耐濕性,種子百粒重以4∼11公克小粒種較大粒種理想,而且採種容易,以便有廉價又充裕之種子供應。台南區農業改良場86年春作以12種綠肥用大豆品系(種)進行產量調查試驗,其結果如表二,其中以TS85-04G之鮮草產量最高,較對照品種虎尾青皮豆多28.2%,而TS85-02G次之,多19.5%。而且此12種綠肥用大豆品系(種)生長期延至100天時,也唯有TS85-04G、TS85-02G及虎尾青皮豆依然保持常綠。本場將再進一步觀察試驗,期能提供於果園或休耕期較長的田地上推廣使用。

表二. 86年春作綠肥用大豆各品系(種)生長80天株高、植體產量之比較

品系

株高
(cm)

產量(kg/ha)

鮮草量指數
(%)

鮮草量 乾草量
TS82-22 60.7 16978 4061 65.3
TS81-27 47.2 16345 3687 62.9
TS81-29 36.5 16311 3965 62.8
TS81-104B 47.0 24222 5085 93.2
TS81-123B 61.5 21678 4356 83.4
TS86-01B 55.3 22078 5121 85.0
TS85-01G 38.0 13289 3089 51.1
TS85-02G 93.7 31056 6021 119.5
TS85-03G 63.8 23400 5570 90.0
TS85-04G 136.3 33322 6320 128.2
虎尾青皮豆(CK1) 94.5 25989 5407 100.0
恆春黑豆 (CK2) 86.2 23244 5040 89.4

註:資料為三種播種密度(每公頃30、50、70公斤種子量)之平均

二、播種期

一期作由於初期溫度較低,植株生長緩慢,生草產量低,因此儘可能將栽培時間延後,讓生育期間有充足日照,生長強健,莖葉生草量才會增加。而夏季休閒期播種須注意雨季,因為發芽期間土壤不能過於潮濕,否則極易因氧氣供應不足而使發芽不良或幼苗出土困難,甚至感染黴菌腐敗。二期作播種則宜早,因為大豆屬於短日作物,晚播則生育期短,生草產量不高。其播種期一般推薦一期作於2月中旬∼3月下旬,二期作於6月上旬∼8月下旬較為理想。

三、播種方法

1.播種量:本場於86年春作以12種綠肥用大豆品系(種)為材料,進行每公頃種子量30、50、70公斤之不同播種密度試驗,其結果如表三,顯示隨著播種密度的增加,其植株分枝數略為減少,但是對株高、鮮草產量及乾草產量之影響均未達顯著水準,因此以種子經濟效益來考量,高密度的播種量是浪費的。一般播種量需視種粒大小而定,小粒種如虎尾青皮豆、琉球大豆及G2120等,其百粒重不超過10公克,則適合撒播,每公頃用量約40公斤。中粒種則適合撒播或條播,例如高雄選10號百粒重約15公克,條播約50公斤,撒播約60公斤左右。播種時應注意種子的發芽率,不及80%以上者應酌量增加種子用量。

表三. 86年春作不同播種密度對綠肥用大豆生長80天株高、分枝數及植體產量之影響

播種密度
(種子量)

分枝數

株高
(cm)

鮮草產量
(kg/ha)

乾草產量
(kg/ha)

30 kg/ha

4.5

66.8

20414

4523

50 kg/ha

4.0

68.3

22061

4748

70 kg/ha

3.6

70.2

24414

5160

註:資料為十二種綠肥用大豆之平均值

2.播種法:一般採用撒播,亦可條播(行距約50公分左右)。播種方式不同將會影響種子發芽出土率。本場於鹽水、朴子及台南市三個試區進行不同播種方式之試驗,其12種綠肥用大豆各品系(種)出土率情形如表四。其結果顯示朴子試區出土率較其他試區低,可能利用六齒耙覆土較淺,易遭受鳥害(叨食)或種子未能充分吸收水分,影響出土率。不過基於種植綠肥必須簡便省工、省錢的原則下,大面積種植較適合利用中耕機覆土,若於水稻收穫後種植,更可利用稻蒿細切撒鋪田間覆蓋,不僅可避免鳥害亦可維持土壤濕潤,促進種子發芽。

表四. 86年春作綠肥用大豆各新品系(種)出土率表現情形

品種名稱 百粒重
(g)
25℃發芽試驗
(%)
各試區出土率(%)

平均出土率
(%)

鹽水 朴子 台南
TS82-22 16.5 85.3 56.6 34.1 56.0 48.9
TS81-27 13.4 96.0 50.9 27.2 10.0 39.6
TS81-29 14.3 92.0 81.4 33.8 64.8 60.0
TS81-104B 11.6 100.0 97.3 45.9 74.1 72.4
TS81-123B 12.0 100.0 69.6 34.0 82.4 62.0
TS86-01B 15.5 100.0 70.6 28.4 85.1 61.4
TS85-01G 13.4 100.0 21.4 23.7 46.9 30.7
TS85-02G 7.1 92.0 72.6 48.0 69.3 63.3
TS85-03G 8.4 97.3 65.8 36.7 56.6 53.0
TS85-04G 8.8 100.0 84.5 64.8 61.0 70.1
虎尾青皮豆(CK1) 9.3 92.0 86.4 57.6 76.8 73.6
恆春黑豆 (CK2) 10.1 100.0 61.3 37.7 92.3 63.8

註:鹽水試區於種子撒播後,利用小型中耕機覆土,再利用手工方式把畦邊之土壤往
        畦中央撥。
        朴子試區於種子撒播後,利用六齒手耙覆土。
        台南試區於種子撒播後,利用手工方式將種子壓入土壤中。

四、栽培管理方法

1.施肥:綠肥栽培一般不施用任何肥料,不過土壤中有效營養成份多寡及營養平衡問題,對綠肥作物生長、根瘤菌固氮能力有很大的影響。因此在貧瘠土壤或早春低溫下栽培,仍須酌量施肥才能提高鮮草產量。一般每公頃氮素肥料推薦量為硫酸銨0∼50公斤,而磷鉀則視土壤含有效量而定,一般為過磷酸鈣200∼300公斤,氯化鉀50∼100公斤,於耕犁前施用。

2.灌溉排水:綠肥用大豆生育初期宜有適當土壤水分以利生長,生育期中視土壤乾旱情形酌加灌溉1∼2次,以提高鮮草產量。若下雨或田區浸水應儘速排除,以免造成根部發育受阻及影響根瘤菌共生效果。

3.病蟲害防治:一般推廣品種均會朝向抗病蟲害方向選育,以減少農葯噴施。因此生育期間未見嚴重病蟲害,即可免於防治。

五、利用方法及施用時期

綠肥用大豆以耕耘式掩埋讓其分解供應養分及增加土壤有機質含量為主,亦可兼覆蓋作物利用。而綠肥用大豆併入土壤中釋放出的肥份多寡與植物體本身氮素含量成正相關,與木質素、纖維素含量成負相關。一般於青熟期(即開花盛期至結莢初期)前後施用之肥份較高,此時鮮草產量高且莖葉柔嫩多汁尚未木質化較易腐爛,可發揮良好肥效。以生育日數計算,一期作自播種後80∼90天,二期作60∼70天進行掩埋最適當。目前本場新育成常綠性大豆品系,在田間生長期間可長達180天,不會老化,兼具綠肥與覆蓋兩項功能。育成之後當可供春、夏季綠肥推廣用。耕耘掩埋深度以10公分較為理想,而綠肥埋入土壤中分解過程需藉著微生物作用,其受到溫度、水分及土壤中養分濃度之影響,一般在土壤含水量於60%左右,土壤溫度在25∼30℃時,綠肥之分解速率最快;因此綠肥掩埋後維持土壤濕潤度,將可加速綠肥腐熟作用以利後作肥效。

展望

由於綠肥作物為非現金作物,因此栽培未像光復前那般受到重視,但是為了加強保育農田土壤,減少化學肥料、農葯、殺草劑的使用,讓農業得以永續性經營,對綠肥之栽培與利用,仍需大力輔導;由政府推廣並酌予補助,以提高誘因,在現階段農村條件下是有其必要性。近年來,農業生產結構已有政策性調整,相信綠肥栽培面積必定會回升。而台南區綠肥用大豆未來將會朝向下列幾個方向努力:

一、提高綠肥生產力:選育鮮草產量高、固氮能力強之品種,增加有機質及氮素投入量。

二、推出生育期長短不同之品種,以供農民選擇:在密集耕作栽培,農田休閒期短,可選擇生育期短之品種;而果園、長期休耕地以及鹽漬地之地力改良、雜草防除,則可選擇生育期長之品種,減少農民播種及掩埋次數,以降低所需的金錢及勞力。

三、選育適應性強的品種:沿海鄉鎮之農業土地,長期遭受鹽分侵蝕,土地生產力普遍低落或閒置荒廢,宜選育適應性強之綠肥用大豆品種,以恢復沿海地區土地的生產力。

四、降低種子生產成本:過去台灣地區所需綠肥種子,大部分仰賴國外進口,成本較高,目前應克服自行採種之困難,設置採種圃,以降低種子生產成本,使綠肥推廣成果更落實。

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