最接地氣的男子!「土壤館主」許正一走遍全台挖土,深掘土壤大學問也為農義診 | 環境資訊中心

最接地氣的男子!「土壤館主」許正一走遍全台挖土,深掘土壤大學問也為農義診

2020年12月20日
轉載自上下游;文:林怡均

別人環島是為了挑戰自我,許正一環島則是為了認識全台灣的土壤。這位農家出身的台大農化系教授,畢生鑽研土壤調查,近期從前輩手上接管保存全台各地土壤的土壤博物館,希望能讓更多人真切認識台灣的「土地」。

20餘年走遍全台、世界各地的許正一,堪稱是最接地氣的男子。許正一表示,土壤不僅提供作物生長,更與人類的生活息息相關,從食物到器皿、美妝保養品等,處處都有土壤的學問,土壤構成人類的文明,也讓各地呈現獨一無二的「風土」。


台大農業化學系教授許正一。攝影:林怡均

接下第二代土壤博物館館主,守護前人研究成果

溫文儒雅的許正一是正港的農家子弟,老家在嘉義梅山,在土壤學課堂上,台下學子總能聽到他和橘子為伍的童年時光。「我從小跟土壤的關係就很親近,但決定走下去的關鍵是恩師。」他口中的恩師,是2017年退休的台大農化系教授陳尊賢。

許正一大學就讀台大農化系,當時的農化系分為兩個組,分別是:土壤肥料以及農產製造,而他讀的正是土壤肥料組。大四時開始跟著陳尊賢教授一同研究,「當時沒什麼偉大的想法,只因為老師說土壤調查很少人在做,是一片藍海,我就決定走上這條路了。」

這份決定讓他就此成為國內為數不多的土壤調查學者。走入近期剛重新整理好的土壤博物館,許正一介紹,博物館內有代代相傳的土壤調查成果,師公張仲民傳給恩師陳尊賢,這間博物館於2005年由陳尊賢成立,自己則從陳尊賢手中接任博物館「館主」。

環島調查不辭辛苦,徒步背負沉重土壤樣本

博物館內看得到全台各地的土壤樣本,從河口沖積平原、熱帶台地到高海拔的山區都有,有的土壤樣本甚至是從日治時期保留下來的。牆上有許多過去進行土壤調查的現場照片,「這是大學時期的我,和陳尊賢老師一起去做土壤調查。」照片裡的他,和現在的他,神采奕奕的模樣不曾改變。

土壤調查是相當辛苦的工作,許正一表示,全台灣的土壤普查是從1960年後開始的,到現在為止,工具雖略有不同,但調查方式卻始終如一。「有的地方是很偏僻,要用四輪傳動車、走路才會到。」他回憶有次去調查南大武山,走的是年降雨量超過4000公釐的浸水營古道,一路泥濘,下午兩點出發,足足走了4小時,天黑才走到。

「上山容易,下山就累了。」許正一笑著說,回程要帶著土樣,行李會比上山前重,若是徒步回程,即便累了也不敢坐下,「因為休息完又要背著十幾、二十幾公斤的行李跟土樣站起來。」更加吃力,所以大家累了就各自找樹或是岩壁倚靠。


1992年,許正一(右1)與恩師陳尊賢(右2)進行土壤調查。圖片來源:許正一

土壤調查工具超多,開挖深達2公尺

工欲善其事,必先利其器。土壤調查時必須帶上各式「傢私」,包含挖土用的鐵鏟或鐵鍬、製作剖面標本的木框及表面膠等,其中最顯眼的要屬土鑽。T字型的土鑽可鑽入土中,挖出不同深度的土樣,土鑽也可依需求而加長,可達2公尺。

而土壤調查時首先遇到的問題是:「要挖哪裡?」許正一說明,土壤是地表佔有體積的自然體,且會隨著時間因動植物殘體、氣候的作用而變動,「即使都在同一個鎮,東南西北的土質可能都不同。」


土壤剖體採樣,需要從土表挖掘至岩層照片。圖片來源:楊家語

因此,究竟要採哪裡的土,端看調查目的。如果是要普查,那就要在同一個地區密集採樣,並在多個地區進行;如果是特定區域調查,那就只要採該區域部分土樣即可。研究人員將過去調查結果畫成一張台灣土壤地圖,從南到北、由西到東共分為11種顏色,代表11種土綱。

土壤分類不能只抓一把土,表層到岩層都要評比

何謂「土綱」?許正一表示,土綱是土壤分類的基礎方式,如同生物分類中的界門綱目科屬種。目前全世界通用的分類方式為美國12土綱分類法。而要被歸納為哪一種土綱,則有諸多量化標準,例如:顏色、質地、pH值等。

「有人一聽到我是學土壤的,就會抓起眼前一把土問我,但其實這樣很難回答,」許正一笑著說,因為多數人接觸到的只有土壤表層,手抓取的僅是土壤非常微小的部分。這也是為何土壤採樣需要挖得深,有時甚至深達數公尺。「一把沙土不算是系統性分類,分類要從土表到母岩都看才行。」

許正一拿出過往土壤採樣的照片說明,土表下的土壤共有6層,分別為OAEBCR層,上面三層為表土層,O層為枯枝落葉層、A層為腐植質層、E層為淋溶層。再往下的B層是澱積層、C層為風化層,最底下的R層則為岩石層。「這樣的分層如同人類的頭胸腰腹腳,如同人要看整體狀況才能做診斷或是分析,土壤也是如此喔!」

那分類的標準有哪些呢?用看的還是用摸的?許正一表示,顏色、質地、顆粒大小、含水量、酸鹼值等都是重要指標。用手摸可以感受是砂土、壤土還是黏土,最直觀就是看顏色,可分為紅土、黃土以及黑土。需綜合各項指標才能分類,「只講黑土非常籠統,黑土底下還要看質地跟成分,像是陽明山的黑土是火山灰,花店買到的有機黑土是生物殘體累積成的泥炭土。」


土表下的分層OAEBCR。攝影:林怡均

兼顧生產、生態及環境,才是健康的土壤

政府開放資料,可以看到國內土壤的分類地圖,也可確認自己所在位置是什麼土。對於農民來說,認識腳下的土壤尤其重要。農田的土壤怎樣才算健康呢?對此,許正一表示,土壤除了提供作物生產,還要兼具環境品質跟環境生物的健康,三者兼備才算是健康的土壤。

許正一分析,環境品質最常見的指標就是水和空氣,例如水質污染也會影響土壤健康。而農業為提高作物產量下肥施藥,也會影響土壤性質,「下肥施藥OK,但過量就不OK。」許正一表示,土壤的承載量有一定限度,下肥量跟作物產量最後會達到平衡,若肥料超載,土壤和作物就會告訴農夫:「肥料已經夠了。」

而土壤的健康其實是可以量化的,如同評比人類是否健康的巴氏量表。許正一說明土壤健康的診斷方式,例如土壤質地就包含吸附力、通透性、排水及黏度等指標。而這樣的診斷也可依照農作物生產情形,加入作物品質與產量,或是周圍污染物濃度的高低進行評比。


全台土壤分類圖。圖片來源:農試所

許正一表示,依照土壤綜合診斷結果來選擇作物,是比較永續的經營方式,但也常有農民為生產而強行改變當地環境,例如:從外界買土來種植、運土來建設開發,等於是改變生態。

許正一也提到,「養土」的說法並不精確,「貧瘠是相對的,我們說一塊土壤貧瘠,事實上只是還沒找到合適的作物。有的土地經濟價值不高,但生態價值高,例如:北極圈土地上就有很多稀有動物。」

同理農民辛勞,土壤診斷全免費

許正一也提供農民土壤診斷的技術諮詢,若有農民前來求救,他的首要原則便是「障礙排除」,先確認土壤分類,再做建議。例如,農地的土壤剖面結果為砂質土居多,代表施肥澆水流失速度快,不適合淺根系、吸收慢的植物;若是偏鹼的土壤,就不適合種植茶樹。

「農民來跟我預約土壤診斷都是免費。」許正一出身農家,深知農民勞動的辛勞。但一律免費會不會「生意興隆」?他笑著說:「來找我的不多啦,農民找農改場還是最多,因為離產地近。」


全台各地土壤剖體採樣。攝影:林怡均

生活中無處不是土,從面膜到葡萄酒都有土壤學

除了農作,生活裡諸多事物都和土壤學有關,許正一舉例,紅土是熱帶特有土壤,燒製成磚頭不會膨脹,因此亞洲很多地區都是以紅磚來蓋房子。從韓國濟洲島上的火山泥面膜,到台灣的北投溫泉,都是不同土壤及地貌形成的結果。

土壤雖不起眼,卻會影響人類的身體及食物,許正一舉例,過去中國黑龍江省克山縣因土壤缺乏硒元素,導致當地人容易出現心源性休克、噁心及嘔吐等症狀,此病還被命名為「克山症」;非洲有的部落傳統習俗,會要求部落裡的人每年去踩其他地區的土壤、吃當地食物,這也是種營養平衡。最經典的例子則莫過於法國的葡萄酒,風土造就了每個莊園的葡萄酒滋味各有千秋。

與土為伍多年的許正一,儼然是全台最接地氣的人,在他眼中,土壤與人的生活、文化息息相關,也是維持環境的重要角色,而他自己的生命再也離不開土壤。「我現在的任務除了研究,還要讓更多人認識土壤,土壤博物館的翻新,就是為了讓人更容易親近、看到土壤的美好。」


土壤孕育生命,也蘊藏無窮知識奧秘。攝影:林怡均

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