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百年糖業:先苦後甘的蔗作
95/01/05
瀏覽次數
13332
李松伍
|
臺灣糖業公司研究所
臺灣常見的甘蔗可粗分為兩種,即製糖用的原料甘蔗及食用的紅甘蔗。兩者都屬禾本科,與主要糧食作物米、麥、玉米同科。禾本科植物會把太陽的光能轉變成碳水化合物的化學能,提供人類食物中主要的熱量來源,而甘蔗的光合作用,也是高效率的能量轉化。若能大量栽培以轉化二氧化碳,將可減緩溫室效應,而契合「京都議定書」的精神。
甘蔗生長習性
甘蔗屬於熱、亞熱帶作物,生長時喜高溫多雨多日照,但不宜浸水,且必須在低溫時才能成熟,而累積各種碳水化合物所轉換成的蔗糖。氮元素供應充裕時,則生長旺盛,葉色濃綠,延緩成熟,缺水時則節間變短。因此欲得高糖量的甘蔗,應先促進其營養生長,而後再使它成熟變甜。
甘蔗開花與日照關係密切,受粉方式則依賴風媒,開花後營養生長就逐漸減緩。臺灣5~10月正是高溫多雨季節,冬天則氣溫恆低於攝氏20度,因此有利甘蔗生長及成熟。尤其是中南部,冬天雨少,有利採收作業,應屬甘蔗優良產區。但因有颱風及雨量分布的不確定性,使產糖的利基大打折扣。最近更因工資上漲,產業結構改變,雖有一流的蔗作知識與技術,仍使臺灣的砂糖生產逐漸變為明日黃花,甚為可惜。
甘蔗是多年生草本,雖會開花進行有性生殖,但多以無性芽苗繁殖栽種。種植期可分秋植、春植及宿根3種。顧名思義,秋植約在7~9月間種植,生長期約18個月。春植約在1~3月種植,生長期約12個月。宿根是在採收後,續留蔗頭發芽,生長期也約12個月。採收期都在11月至翌年4月。春植、秋植都須重新整地、作畦、種蔗,因此栽培成本較高。宿根雖然種植成本較低,但因蔗頭老化及採收後土壤壓實等問題,常使單位「月產蔗量」較低。
栽培作業
整地
土壤是作物生長的重要介質。甘蔗可算是一種深根作物,根的深度可達80公分以上。雖然大部分的根系分布在上面30公分的表土層,但因機械採收及重卡車運輸,造成土壤壓實嚴重,土壤通氣性、透水性大受影響,因此在耕作若干年後就應進行深耕,尤其是黏重土壤深耕作業更形重要。深耕尚可防止土壤因鹽分的上升而為害作物。
甘蔗和其他作物一樣,在每次種植前,要進行犁地、碎土、耙平等作業。但在臺灣地區,因為氣象環境較為特殊,有颱風及豪大雨,易造成甘蔗倒伏及積水,所以必須作畦(壟),以做為田間排水及將來培土之用。我們看到的成蔗,都長在畦頂,其實新蔗苗是插種在畦底,幼蔗經過3~5個月需再行培土,使「畦頂」和「畦底」互換。
種植
甘蔗分有性及無性兩種繁殖方式,有性繁殖只在育種上作新品種的選育,栽培上種植都以無性芽苗進行。取甘蔗節芽種於畦底,過去多採用雙芽苗,以人工插苗,現在為節省人力改為全莖苗。最近更傾向於採用機採苗,進行機種方式,以期更省人力。機種方式有放苗不均之虞,發芽後容易缺株,補植甚為耗工,因此常以增加苗量彌補其弊。
施肥
植物體有15種必要元素,依其需要量可粗分為巨量要素(C、 H、O、N、P、K、Ca、Mg、S)及微量要素(Fe、Cu、Mn、Zn、B、 Mo)。除了由葉片行光合作用獲取碳、氧之外,其他要素都由根自土壤吸收,包括水分中所含的氫。土壤是植物營養要素的貯存庫,當養分不足時必須補充,也就是「施肥」。要素中最常缺的是氮、磷、鉀,稱為肥料3要素,在實用上通常都以其化學成分N、P
2
O
5
、K
2
O作為計算基礎。
作物因為土壤肥力、作物種類、作物生長狀況、及天候條件(影響肥分的保留)等因素的不同,施肥量各有差異。一般而言,臺灣甘蔗施肥量每公頃公斤數約在N:P
2
O
5
:K
2
O = 200:50:100左右。 3種N、P、K要素在土壤中的變化都不相同,氮肥在土壤中有多種形態,包括有機態及礦化態,而且因受土壤微生物的利用,產生許多化學變化,可能因流失、揮發、及生物固定作用而降低肥效。磷肥在土壤中幾乎都是不易溶解的磷酸鹽,變化最少。鉀肥也有流失及土壤固定之虞,施用上都有特殊的考量。
就施肥時期而言,種植初期先施基肥,通常都施以複合肥料,三要素一起施用。爾後當甘蔗成長至相當程度,因氮的需要量大增,再施用單質氮肥做為追肥,常用的追肥有硫酸銨及尿素等。目前大面積施用,都以機器代替人力。
根據研究顯示,土壤中約有95%的氮以有機氮形態存在。作物可經由微生物進行礦化作用,把有機態氮變成無機態氮,再行吸收。雖然空氣中有78%的氮氣,但只有豆科等可與固氮菌共生的植物才能把N2變成NH
3
,再轉化成有機態氮肥。因此可利用這種作物做為有機肥料的來源,以這種作物做為肥料,稱為「綠肥(green manure)」。常見的綠肥有太陽麻、田菁、虎爪豆等,也可以黃豆或綠豆一邊間作,一邊做為綠肥。這方法尚可解決「連作低產」的問題。
因為種蔗的最終標的產物是「蔗糖」,而氮肥的施用會促進營養生長,延緩成熟,因此有「止肥期」的考量。一般而言,在採收前6個月,就不再施用氮肥,以免降低甘蔗甜度。
蔗田灌溉及排水
甘蔗栽培的用水量雖不及水稻多,但土壤水分條件仍大大影響產量。臺灣平均年雨量約在1,700毫米左右,但雨水的足與不足,除視雨量多寡外,尚須視雨水分布的均勻與否,久旱不雨或一雨成災,都不是農民所愛。俗話云:「風調雨順」,實一語中的。只有進行灌溉與排水,才能解決旱澇問題。臺灣山高平地少,土壤保留雨水能力低,前述「作畦」也就是為了灌溉與排水的方便。
抽取地面水(湖、河水)灌溉,固然較經濟,但有條件限制。利用地下水(深井)是不得已的措施,但也應考慮各水層含鹽量,更不可超抽地下水,導致地層下陷等環保問題。灌溉的方式可粗分為溝灌、噴灌、滴灌及地下管路溝灌等方式。惟後兩者需要有前置設施的投資,如埋管、加壓等,較少使用,但可配合灌溉兼施肥的特殊考量。砂地及石礫地的保水性差,灌溉期距便要縮短。採收前過量的灌溉會導致甘蔗多汁而不甜,徒增搬運及製糖的負擔,因此有「止灌期」的管制。一般而言,採收前1個月不宜再行灌溉。
草蟲病鼠害防治
除草治蟲是栽培要務,自古皆然。過去人工充裕時,蔗田有所謂「中耕除草」作業,但已少用。現在大部分都以除草劑及殺蟲劑進行防治。
除草劑的選用,因草相及藥劑的不同可粗分為萌前及萌後。殺蟲劑則粗分為地下蟲害及莖葉蟲害的防治,不一而足。其中,對甘蔗螟害(危害甘蔗莖節)的防治,臺灣已普遍使用赤眼卵寄生蜂,這種「生物防治」是非農藥防蟲的重要成就。最近雖有提倡有機農業者,宣稱不用化肥及農藥。但在砂糖生產上,其意義似乎尚未被確認。因為病害防治全世界都從抗病育種著手,尚鮮有以藥物防治者。
甘蔗多汁味甜,鼠害嚴重,目前都以毒餌誘殺。臺灣是個高度集約農業的國家,農藥的使用有浮濫的趨勢,有待大家的關切與改進。
特殊農地的蔗作
山坡地
坡地都以等高線作畦,但不容易進行農機作業(包括種植、施肥、用藥及採收),灌溉也不易進行,成本較高。若是小丘陵地,常把農地剷平,雖然花費不貲,但可避免爾後栽培的高成本。
砂礫地
砂(石)礫地的甘蔗栽培,灌溉可以利用溝灌或噴灌的方式進行,但要縮短灌溉期距,以彌補不良的土壤保水力。施肥方式常用緩效性的棒狀或粒狀肥料,採收時更應注意甘蔗夾雜石塊進廠,以免造成壓榨機械的損壞。
鹽分地
鹽分地的甘蔗栽培,首重土壤洗鹽。土壤鹽分會向上或向左右移動,洗鹽可用水把鹽分淋洗向下,再把地下水匯集後抽取排除。實施時多用瓦片暗管排水的方法進行,淋洗出的鹽水必須排掉,否則鹽分會再上升。這種方式若管理得當,也可得高產量,尤其一般鹽分地常含高量的鉀素。
採收搬運
50年前臺灣採收作業仍使用人工掘蔗,去頭尾,去泥土,去枯葉等,田間搬運則用牛車,田廠間轉運才用火車或牛車,夾雜物含量在2%以下。但目前勞工缺乏,工資上漲,因此改採機械採收,並以卡車轉運。機械採收時因環保限制,已嚴禁採前焚燒蔗葉,機採後的夾雜物含量都超過10%。夾雜物不僅增加運送成本,而且在製糖時帶走蔗汁中的糖,更造成大量的工廠廢棄物,產生許多困擾,產糖率因此由12~13%降為10%以下,造成製糖成本的上升,使砂糖生產企業逐漸移至低度開發國家。
甘蔗與甜菜是糖的主要原料,分別在熱、亞熱帶及寒帶生產。臺灣也曾進行過甜菜的試種,但因為氣候不宜而未能成功。甘蔗曾經是臺灣僅次於水稻的大面積作物,砂糖也曾是外匯的主要來源,但時過境遷,再過兩、三年可能再也看不到整齊劃一、綠油油的蔗園了。臺糖公司也將由砂糖生產者,改為砂糖供應者。種蔗甘苦,談來不勝唏噓!
資料來源
《科學發展》2006年1月,397期,14 ~ 19頁
甘蔗(7)
科發月刊(5221)
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