農業是80億人類賴以生存的基礎，1960年的綠色革命，發展出工業化、機械化的大農體制，雖然人力減少，產量大增，今天美國農業專家卻認為再這樣下去，大概只剩下60年的收成，因為大農不只造成土壤流失，也是地球暖化的主要原因，因為土壤不再是有機質的碳匯，把數萬年累積下來的土壤有機質變成二氧化碳，加劇氣候變化。

全球的科學家都在反思農業系統必須走向小型、多樣化的方向，這也是小農搶救地球的機會。

地球碳循環生命週期

地球有465億年的歷史，人類的出現是在最後的30萬年，如果地球歷史是1天，人類在午夜前不到3秒才出現，然而我們在最近的300年，相當地球的最後千分之三秒，把地球花了數十億年 演育出可以孕育人類的環境破壞迨盡。

地球形成時一片混沌，大氣充滿了氦、氮、氫、二氧化碳、甲烷（沼氣）等生物無法生存，而且溫度很高，生命無法生存，直15、16億年前才有綠色植物出現，光合作用，吸收空氣中的二氧化碳吸，產生氧氣和葡萄糖，並生成有機物如蛋白質、脂肪，綠色生命產生了固碳作用，放出氧氣，形成了萬物。因為綠色植物的和風化的地殼母岩結合，產生土壤，孕育藻類、菌類、植物，之後才有動物，逐漸形成地球生態系。

所有的事務，都有其「生命週期」，花開花落，落葉歸根，都符合物質不滅、量守恆定律，工業革命前的採集、農耕、畜牧，都只是當地發生的循環，即使影響，也都是短暫局部的。在 1780年工業革命後，機器大量使用煤、石油、天然氣，1960年代農業「綠色革命」，大量使用農藥、化肥和重型自動化機具，再加上1990年以後的全球化，使得地球過去億萬年在地殼中儲存的碳，在這200年間被挖掘開採出來，無限制的燃燒還原成二氧化碳，造成溫室效應，同時還伴隨著各種毒物排放，相當於把過去綠色植物二十多億年來存儲在地殼下、海水中的碳都釋放出來，天下大亂。

農業的碳循環生命週期

我們的農作物依然盡責的行光合作用，盡固碳的本分，本來是可以平衡碳的排放和吸收，但是我們的種植方式，想要大量、快速、減少人力，大量使用機器、農藥、肥料，造成植物和土壤吸二氧化碳的固碳能力衰退，產生的碳遠大於吸收的碳。

一般而言，植物行光合作用，如果吸收了100公斤的二氧化碳，有30公斤會成為莖、葉、枝幹、果實，還有30公斤會成為根系，其他的40公斤經過代謝，進入土壤，在沒有人為介入的情況，如原始森林，土壤中的微生物、菌類、昆蟲、蚯蚓等會將根部代謝的有機物形成有機質，包括長期穩定的腐植質或腐植酸，是植物重要的營養來源。

而近年的農業容易取得大量廉價（各國政府都在補助）的肥料、農藥、除草劑，很方便使用，對作物產量有立即可見的幫助，農民大手大腳的用，這些化學物質（即使是所謂天然有機肥），就會對土壤中的微生物產生大量的殺傷作用。

以苦茶粕為例，這是有機農業資材，除有有機質外，還有皂素，可以防治福壽螺， 因為皂素像肥皂一樣，可以洗掉軟體動物體表的粘液，讓軟體動物失去皮膚，相當於「剝皮」而死，十分痛苦；皂素是沒有選擇性的，除了會殺死福壽螺，也會殺死身上有粘膜的蚯蚓、泥鰍等，有益於土壤健康的生物。

有機肥不等於增加土壤有機質

土壤中的有機質最大的來源是植物體本身光合作用代謝的有機物，要想穩固保有這些有機物，形成長期的有機質，需要微生物、黴菌、蕈菇和蚯蚓等小動物的幫忙，這些微小的生物靠植物的有機物和殘枝落葉為食物，再代謝產生有機質，相當於要再經過微生物轉化成有機質。

只可惜微生物被過量的肥料過度營養殺死，就像人吃得太多也會加速死亡，或是被農藥除草劑毒死，經過幾年的耕作，土壤有機質都會減少，甚至消失，因為缺乏微生物的固碳作用。

造成土壤有機質大量流失，變成地球主要的二氧化碳來源，竟然是春天的翻耕，美國太空總署近20年來公布地球大氣層中的二氧化碳濃度尖峰，不是冬季燒煤取暖期間，而是3、4、5月春天農民耕作期間，直到7月進入夏天，停止翻耕，光合作用盛行，才將二氧化碳減量。（請參考影片：NASA Global Caron Dioxide:2020-2021：https://www.youtube.com/watch?v=VbOF--Xgs8s&ab_channel=NASAClimateChange ）

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沒想到翻耕竟然是農業排碳大戶


大量裸露的土壤，是有機質、微生物流失的主要原因，也是地球人為溫室氣體排放最大的來源。

「不翻耕，怎麼行？」許多農友的第一反應，長期的觀念是翻耕可以鬆土，保持根部空氣流通，翻耕把土翻開來，讓太陽曬，可以消毒殺死病菌。

但從科學證據來看，土壤鬆不鬆是看土中有機質夠不夠，健康的土壤，植物死亡後，根部被細菌分解，就會留下空隙，是土壤空氣流通的管道，再加上真菌類的菌絲可以帶來礦物質等養分，土壤才會更肥沃。理論上是不用翻耕，植物就能長得好，如森林的大樹，從不需要翻耕，還是可以長到上百公尺，根系顯然發育很好，不會不通氣。

作物輪作頻繁，土壤中細菌不夠，沒有時間讓根部分解，再加上重機機具碾壓，形成不透水不透氣的犁底層，一期期種下去，土壤的有機質不夠，又不通水通氣，形成惡性循環，土壤就逐漸無機化，變成硬塊，像石頭一樣，這也是合理的。

土壤中的微生物的確很容易被太陽紫外細殺死，但是土壤中的益生菌也一起遭殃，土壤就失去了生機，加速土壤死亡。

相信21世紀的農業，要恢復綠色植物固碳的能力，小農才是最大的機會，形成最大的力量，將土壤回復成球最大的碳匯，也代表健康的土壤，才會有健康的作物，養育出健康的人，同時農業碳匯將過多的溫室氣體還進田裡，成為有機養分。

 以下圖組為NASA 2020-2021地球大氣層二氧化碳濃度變化截圖，說明了北半球因為春天翻耕造成二氧化碳驟增30ppm 以上（將近10%），但到了夏季，因為植物光合作用，又把二氧化碳吸回植物，或存放在土壤中，到了冬天，因為要使用化石燃料（石油、天然氣、煤）取暖，又會增加二氧化碳，但其增加量不如翻耕所造成的二氧化碳排放。

北半球夏季是地球大氣層二氧化碳濃度相對最低的時刻。（資料來源：NASA）


冬季北半球因為取暖而大量使用能源，二氧化碳增加。（資料來源：NASA）


二月北半球進入春天，天氣漸暖，但是二氧化碳濃度反而增高。（資料來源：NASA）


三月天氣更暖和，但是二氧化碳的濃度還在繼續上升。（資料來源：NASA）



四、五月正是農民努力耕作翻土的時候，大氣層二氧化碳濃度達到頂峰。（資料來源：NASA）


進入7月夏季，停止翻耕，二氧化碳濃度逐漸降低。（資料來源： NASA）