引用: 郭華仁 2026 介紹一種作物栽培制度: 混合草本輪作。觀點種子網20260120。
https://seed.agron.ntu.edu.tw/publication/article20260120.html

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介紹一種作物栽培制度: 混合草本輪作

在英國有一種行之已百年,現在頗受重視的農法,稱為混合草本輪作 (Herbal leys farming) 這一種栽培制度指的是由多種禾本科牧草類、豆科牧草、及闊葉草本植物(herb)組成的輪作、混種牧草地,旨在改善土壤健康、提升牲畜營養及增加生物多樣性。

這是因為不同物種因為特性有異,利入根系的深淺等,能夠利用不同的生態位,例如吸收不同深度的土壤養分或利用不同資源,從而減少競爭並提高整體生態系統的生產力。

 

混合草本輪作的物種

混合草本輪作所種植的種子通常包括3種以上的豆科植物、5種以上的禾草類、以及5種以上的闊葉草本。

豆科植物包該括各類三葉草、苜蓿、百脈根、與紅豆草等。

禾草包括多年生黑麥草、羊茅、梯牧草、鴨茅等。

闊葉草本植物包括藥草或其他野花野草,如菊苣、車前草、羊香芹、洋蓍草、地榆等。


圖1,混合草本輪作中所採用的一些闊葉草本植物。

在選擇物種方面,考慮面向包括:

1.      根系構造與抗逆性:菊苣或紅豆草等具深的主根,可穿透緊實土壤,提取深層養分與水分,提高牧草在乾旱季節的韌性。不同的鬚根與主根根系結構能有效改善土壤通氣性與排水能力,增加土壤碳封存。

2.      營養價值與健康效益:藥草、香草類植物通常比單一草種含有更高濃度的碘、硒、銅、鋅等微量元素。某些植物如菊苣、百脈根 Birdsfoot Trefoil等富含不易分解的縮合單寧酸,具天然驅蟲特性,能幫助牲畜控制體內寄生蟲,減少農藥使用。

3.      生態功能與土壤肥力:豆科植物可進行生物固氮,減少對化學肥料的需求。開花期長或能提供花蜜的闊葉草本植物,可提供棲息地與食物來源給授粉昆蟲及無脊椎動物,支持生物多樣性。

4.      利用方式:採放牧的牧場可以選擇耐踩踏物種,若進行刈割,宜選擇生長較直立且產量高的物種。

 

混合草本輪作的發展

這種栽培制度起源於英國,目前也流行於歐洲,以下是其發展歷史。

英文ley衍生自古英語lea,意思是林間空地或草地。

16世紀起,英國農民就開始將耕地暫時轉變為牧草地,持續幾年後再翻耕種植穀物,這可說是Ley Farming的早期型態。

英國在18世紀農業革命的期間,就展開了小麥→蕪菁→大麥→三葉草的輪作順序, 此時的「Ley」主要是單一或簡單的豆科植物混合,除提供冬季乾草外,目的是為了固氮,供後續小麥生長並。

英國大學者達爾文在1859年《物種始源》一書中提到「性狀趨異Divergence of Character」,認為在一塊土地上播種多種不同屬的草類,其生物產量會高於僅播種單一草種的土地。這提供了理論基礎。

19世紀末,Robert Elliot對當時過度依賴化學肥料感到失望,開始提倡使用菊苣、羊香芹、蓍草等深根植物來改善土壤結構,開發出「克利夫頓公園系統Clifton Park System」,其混合配方已經包含黑麥草、鴨茅、紅/白三葉草,以及多種闊葉草本種子,這實際上就是Herbal ley的前身。

二戰期間,草地科學家Sir George Stapledon極力主張「耕地化政策Plough-up policy」,認為全英國的永久牧草地都應該定期翻耕,改為短期休耕草地(Short-term Leys)以大幅提高糧食產量。他的研究重點在於培育高效能的草種如黑麥草和白三葉草,側重於生產力與提供蛋白質。

英國倡議最低耕犁與「由土壤提升健康」的有機耕作先驅,F. Newman Turner1939開始,在農場進行了一系列不使用化學肥料、旨在恢復土壤肥力的實驗,並在此開發了複雜的混合草本種子,認為透過多樣化草類的種植,可以補充牲畜所需的礦物質與微量元素,以替代化學肥料。

他在1955年出版了代表作《Fertility Pastures: Herbal leys as the basis of soil fertility and animal health》,此書系統性地定義了Herbal leys,將之描述為由禾草類、豆科植物與深根闊葉草組成的混合牧草地。

 
圖2,現今英國的混合草本牧場。

 

混合草本輪作的管理方式

混合草本輪作除了輪作,還兼具混作。所謂混作,指的是多種作物(植物)種子混合播種、生長於田間的農法,這屬於混合間作intercropping,也稱為混作Mixed cropping

Herbal leys稱為輪作,有兩層的意思。

1.      把混合草本視為暫時性的牧草地:

通常在禾穀類作物或其他類型的經濟作物種植2-4年之後,轉為豆科植物與闊葉草本混種的Herbal Leys,進行管理約35年作為休耕/修復期,然後再回到經濟作物生產。這是利用混合草本的深根特性和固氮能力來恢復土壤肥力、改善土壤結構,並打斷禾穀類等作物的病蟲害與雜草週期。

在混合草本時期也會進行放牧,生產草飼牛、羊肉或乳製品,除了增加經濟收入外,對於下一輪的農作物也有好處。這包括:a. 牲畜採食多樣化的闊葉草本與豆科植物後,透過糞便將礦物質與氮素以更易被微生物分解的形式排回土壤;b. 透過啃食與踩踏適度的放牧刺激,可促進植物根系分泌更多碳水化合物給土壤微生物,加速土壤有機質的累積;c. 經由牲畜的採食有效抑制一年生雜草,牲畜的蹄部活動也可以幫助種子與土壤接觸,並在翻耕前將有機質壓入地表。

2. 單純的放牧輪替,不與其他作物輪作:

雖然名稱中有「輪作」二字,但在實際操作上,Herbal Leys也可以只是牧場的輪牧(Rotational grazing)

這是指將牲畜在不同的草地分區之間輪流移動,讓植被有充足的時間恢復,通常休息20-40天來維持草地中多樣植物的生存競爭力,防止牲畜因挑食而導致特定闊葉草本物種消失。休息期之後可再度放牧。

就算不進行作物輪作,牧場主選擇Herbal Leys的原因通常包括:a. 抗旱能力:在極端氣候下,如菊苣等深根植物比傳統黑麥草更耐旱。b. 減少化肥:豆科植物提供天然固氮,每公頃約可達180kg的氮素,不需依賴化學氮肥。c. 牲畜增重:研究顯示,在實施輪牧的Herbal Leys上,牛羊的每日的增重通常顯著高於傳統草地。

 

混合草本輪作的現況

一、英國

目前英國政府的農業獎勵計畫,在永續農業獎勵計劃(Sustainable Farming IncentiveSFI)項目下,代碼 CSAM3/SAM3就將混合草本輪作歸類為一種針對土壤健康與生物多樣性的環境行動。其重點是:

1. 土地類型的限制:混合草本並非隨處可種,其補貼僅適用於特定土地類型,以確保在正確的地方發揮作用。合格土地包括耕地、暫時牧草地、以及改良過的永久牧草地等。不過在具高度生態價值的天然草地,或者物種豐富的永久草地則不可實施,避免破壞原有的生態系統。

2. 環境行動的核心目標:a. 多樣化根系:必須包多樣化的草本植物,以提供深淺不一的根系構造來改善土壤結構與固碳。b. 支持授粉昆蟲:必須在晚春至夏季期間保留開花區域,為昆蟲提供粉蜜來源。c. 低投入管理:限制無機氮肥的使用,通常每年每公頃低於40kg N,來減少化肥對環境的負擔。

3. 植物多樣性的強制要求:為了符合補貼資格,播種的種子混合比例必須至少包含:1種草類,2種豆科植物,與2種藥草或野花,最好能達到5:3:5的比例,以最大化生態效益。

4. 補貼與管理彈性:2026年延續的補貼額度通常為每公頃每年 £382,可以選擇在3年合約期間固定在同一區塊,也可以每年在不同的耕地區塊間輪換,來配合農場的整體作物輪作規劃。

二、歐洲

越來越多的歐洲農家將純耕地農場轉為混合草本輪作,用這種混合農法來對抗氣候變遷。此外,由於歐洲化肥成本高昂且環保規範嚴格,混合草本輪作的固氮能力也成為降低生產成本的策略工具。

歐洲各地的田間試驗顯示,雖然闊葉草本類植物初期建立較難,但一旦穩定,其產出的乾物質品質顯著優於傳統黑麥草地。在愛爾蘭與威爾斯的羔羊養殖中,使用混合草本輪作能顯著提升日增重並減少寄生蟲負擔。

研究也確認混合草本輪作在10-30cm深度土壤中,其有機質積累速度遠超傳統草地,對歐洲農業達成「淨零排放」目標至關重要。

歐盟執委會預計於2026年啟動「植物為主食物行動計畫」(EU Action Plan for Plant-based Foods),這會進一步推動混合草本輪作的普及。

不過2026年的報告指出,許多農民在管理多樣化草地上仍面臨挑戰,例如不當的放牧頻率導致部分敏感本草如菊苣快速退化。

而隨著需求激增,高品質、適配特定氣候的混合種子供應在歐洲部分地區仍不穩定且價格昂貴,種子成本與供應都會是問題。

 

混合草本輪作在我國的展望

混合草本輪作不僅可提供高品質的飼料,更是活性土壤的操作,兼具氣候韌性與經濟的效益,可說是農業生產與生態永續的雙贏策略。

雖然在氣候濕熱、土地破碎化、畜牧型態等方面,我國的農業環境與歐洲有諸多不同,但混合草本輪作的核心理念或許可以對當前農業面臨的多項挑戰有所啟發。

首先,氣候變遷導致夏季颱風豪雨與冬季時有乾旱的情況更加頻繁,混合草本輪作中的深根植物能增強土壤持水能力與排水性,減少豪雨沖刷造成的土壤侵蝕,提高牧草對乾旱的耐受度。

再者,許多農田長期單一耕作或過度使用化肥,導致土壤有機質下降、酸化或鹽化。混合草本輪作的休耕修復期能有效重建優質的土壤微環境。

利用豆科植物的固氮作用,也可以大幅減少對進口化學氮肥的依賴,符合政府推動的化學農藥減半與友善環境耕作的政策目標。

以下是我國採用混合草本輪作的可能方式:

1.   酪農與肉牛產業:我國酪農高度依賴進口乾草與精料。若能推廣種植高品質的牧草與具藥用草本,可以供給更高營養價值的新鮮飼料,降低飼料成本,提高國產自給率。

2.   精緻農業與特色放牧:在台灣中南部山區或東部地區,發展小規模、高價值的「草飼」畜牧產品,可作為特色品牌推廣。

3.  農牧循環與雜糧復興:在雜糧的輪作體系中放入混合草本輪作,可以建立健康的農牧循環,改善地力,減少連作障礙。

不過有些難題需要克服:

1.   植物品種的在地化篩選:歐洲的種子配方如白三葉草、菊苣等未必完全適合國內的高溫高濕環境,因此需要先投入研發,篩選或培育適合台灣氣候的在地闊葉草本品種。

2.   小農推廣與教育:我國農地規模較小,需要政府提供足夠的示範教育與技術轉移,讓農民了解輪作與輪牧的管理技術。

3.   政策補貼的設計:台灣目前有「對地綠色環境給付計畫」,未來可借鏡英國 SFI模式,設計專門針對多樣化草藥牧草地的獎勵措施。

混合草本輪作不僅符合全球永續農業的趨勢,或許也能有效解決本土的若干農業問題,值得行政部門先評估其可行性。

(本文透過與Google AI的討論而寫出)