什么是土壤?
作为一名农民,你对大自然的控制是有限的。你显然控制不了有多少阳光照射到你的田地里:你无法改变所在地区的气候或者订购想要的季节。你也无法控制降水,尽管你可以通过平衡灌溉和排水调节田地中的水量。你最能掌控的一项因素便是土壤:就像我们刚刚讲过的,能利用化肥丰富其化学构成,还可以用犁等工具对其进行物理处理。所以在农业生产中,在农民控制之下的最基本元素便是土壤,而实现这种控制需要理解土壤是什么,以及它如何支持植物的生长。
历史上所有文明的存在,都要归功于这一层薄薄的耕作层。猎人——采集者可以通过在森林中觅食养活自己,但是城市和文明都依赖谷类作物的大量生产,而这些浅根草本植物又完全靠耕作层满足其生长需要。所有土壤的基本成分都是地壳岩石的风化物。岩石受到水流、风和滑动的冰川的物理侵蚀,又受到因在降落时溶解了少量二氧化碳而呈弱酸性的雨水的化学风化。根据破碎程度的不同,上述过程的产品可分为砾石、沙和黏土。这些碎屑被腐殖质粘在一起——这种有机基质有助于保持水分和矿物,还使耕作层呈现出深色。典型的土壤腐殖质含量在1%至10%之间,不过泥煤几乎是100%的有机物。但最重要的是,土壤含有大量各种各样的微生物,它们构成了一个肉眼看不见的生态系统,处理腐败物质并帮助植物回收循环养分。
粗沙、粉沙和细黏土等不同尺寸颗粒的比例是决定某一特定土壤性质及其适合种植哪种庄稼的主要因素。土壤的构成很容易通过观察来确定。在玻璃罐中填入三分之一高度的土壤(要挑出所有的硬块和植物茎、叶),然后灌水至接近全满。盖上盖子,用力摇晃,直到所有团块全部散开,混合物变成均匀的泥汤。静置玻璃罐一天左右,让悬浮物重新沉淀,水基本上重新变清。颗粒会按照大小顺序沉积,呈现出明显的层次或者条带,使你能够通过观察判断土壤混合物的各成分比例。最下面一层是粗沙,中间是细沙,最顶层是最细小的黏土颗粒。
最适于耕作的土壤叫作壤土,含有大约40%的沙粒、40%的细沙和20%的黏土。沙土(含沙量超过三分之二)排水良好,不会轻易被踩成沼泽,所以适合过冬的作物,不过矿物质和肥料容易流失,因而这种类型的土壤需要更多地施肥。而富含黏土的土壤(黏土颗粒超过三分之一,沙粒少于一半)不易于犁和耙的操作,需要更多石灰来保持易碎的健康结构。
在管理良好的黏土型土壤里,小麦、大豆、土豆和油菜都能够生长得很好。最适于种植燕麦的土壤要比小麦或者大麦喜欢的土壤更加沉重潮湿,比如苏格兰经过上次冰河期冰川的碾压形成的土壤。在历史上,人们曾经凭借燕麦和土豆在其他庄稼不生长的地区得到高产出和定居区域。大麦比小麦更喜欢轻质土壤,黑麦适合的土壤比其他谷物更贫瘠、含沙量更大。用比较宽泛的地理概念来讲,英国南部适合种植谷物,而北部的土地更难开垦,因而更适合放牧。
在排水良好的区域幸运地找到肥沃的壤土,只是重启农业的开端。
为了尽可能地给庄稼长好的机会,你还需要对土地进行物理处理。耕地一词概括了你需要为此付出的所有体力劳作,包括松土、控制杂草以及为播种准备好一个适宜种子生根发芽的耕层等等。
在足够小的范围内,你可以使用原始的手工工具来解决问题。在生长季节之前,锄头可以十分称职地完成粉碎表层土以及混入粪肥或者绿肥(腐烂的植物)的工作,还可以在播种或者庄稼生长的过程中刨除杂草。一个简单的挖穴滚可以在地上戳出排布均匀的浅坑,供置入种子并用脚填平。但是一旦从事这样一件劳力又耗时的工作,你就不大会有机会做其他事情了。几千年的农业历史中,人们一直在改进农业装备的设计,让这些基本功能被执行得更有效率,在最大化土地产出的同时尽量减少需要付出的劳作。
农业最具标志性的工具是犁,但是它的功能已经不同于农耕刚刚出现的时候了。在美索不达米亚、古埃及和中国等最早发展出农业文明的国家,土地肥沃、易于耕种,原始的犁无非是一根经过削尖的原木,以一定角度插入土地中,被牛或人拖拽着划过土壤。这样做的目的是留下一条浅槽,可以把种子扔进去并略作掩埋。然而在这颗星球的大部分可耕种土地上,土壤都需要更多准备工作才能够开展具有生产价值的农业。现在,犁的功能是小心将整块田地的最上层土壤掀开、翻转,并略加粉碎。这样做的主要目的是控制杂草。在种子被播撒到田地里之前,不想要的植物被从根部切断,随随便便地被土盖住。失去阳光后,它们会枯萎死亡,而它们的种子埋藏过深,不会成功地发芽。这种对土地的开垦操作还有助于混合顶层土壤中的有机物和养分,尤其是在你把肥料犁入土中的时候,还能增强土地的排水和通风,有利于土壤中的微生物。
灾难过后,你可能不用费很大力气很快就能找到废弃的拖拉机、用于开动它们的燃料,以及配备着多头犁铧的拖挂。但是等到燃料耗尽或者零件短缺,造成拖拉机无法再开动起来时,你就不得不退而采取那些集约程度较低的农业方法了。这并不是找到一些耕牛并给它们套上现代犁铧那么简单,因为要有很大的牵引力才能拖着这些奇妙的大型多头装置划破土地。如果找不到传统的犁——也许你该查看一下近旁城市里的博物馆——你就必须自己打造一个。你或许能够从一套拖拉机拖挂上卸下一把现代犁头,把它单独套在木框里,但是如果它们全都已经锈蚀掉了,你可以制作一个配着铸铁片的木头犁或者在锻造间重新制作回收来的铁板。从本质上来说,犁就是一个水平削入土壤,并迫使其翻上犁壁的尖利刀片,它的形状经过了精心设计,能够把地皮上下翻转后重新留到田地里。
犁完之后,产生的沟和脊必须再处理平整,才能形成一个适于播种的苗床。耙的历史和犁一样久远,不同设计的区别之处在于刺入土壤中的深浅程度,以及粉碎土块的细碎程度。现代的耙是用成排的竖直金属片切过土地,或者是有弹性的弯曲金属齿,在拖动时通过上下的震动来粉碎土层,这正是对手工耙地动作的机械模拟。你可以往菱形木框上朝下钉入长钉,做出你自己的简易版本,或者假如你委实不知所措的话,找一根沉重的树枝拖过田地也是可以的。不同的庄稼有各自喜欢的耕种条件,比如小麦喜欢较为粗粝的苗床,其土块大约要有儿童的拳头一般大,而大麦则喜欢精细得多的土壤。播种以后,应当进行力度较小的耙地操作,将种子埋入土中,也可以在行间耙地,去除杂草。
合适的耕作层准备停当之后,下一步就是把种子播撒到田地中了。“广播”一词最早的意义——早在收音机或者电视发明之前几百年——就是在田野中来回走动的同时,将袋中的种子向四面八方远远地抛撒出去。用这种方法,你可以较为迅速地播种,但是对于种子的位置基本上无法掌控,这给之后的除草工作造成了困难。在这方面,通过稍微发挥一点创造力,你的工作成效可以再次得到极大的改善。条播机是一种机械播种装置。它最基本的结构就是一辆手推车,顶部有装满种子的漏斗,一组齿轮在一个轮子的驱动下,缓缓转动漏斗斜槽底部的一个桨片,以固定的间隔每次释放一颗种子。每颗种子通过一根狭长的竖直管道,落入土壤中最适合其生长的深度。平行设置多个桨片和管道便可以一趟播种多行,调整齿轮组可以改变每一行植株之间的距离(你可以从经验中总结出不同庄稼适用的最佳齿轮设置)。这一系统极大地减少了对种子的浪费,因为间距被优化之后,作物之间不会相互竞争,同时也不会因为间距过大而浪费空间。而且,将庄稼排列成整洁的线条,而非以广播的方式随意抛撒,能使你更容易清除行间杂草。若再进一步加以改进,条播机还可以往每颗种子所在的洞中施放一小团粪液或者肥料,帮助每一株幼芽更好地成长。
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