有機農業發展與環境狀態評估研究之初探
周貞貝，國立東華大學自然資源與環境研究博士班研究生 連怡婷，國立東華大學環境政策研究所碩士班研究生
蘇銘千，國立東華大學環境政策研究所副教授 高年信，崑山科技大學環境工程系助理教授
計畫編號：NSC 95-2621-Z-259-003
摘要
本計畫研究區域位於花蓮縣最南端的富里鄉豐南村石厝溝溪，一個封閉型的 生態水系。區內無工業污染，生態資源相當豐富。本計畫擬以三年時間，進行石 厝溝溪自然環境之水資源環境、營養鹽之循環監測，研究有機耕種對水資源保育 之成果，並建立水資源管理績效指標，本文主要著重於有機農業發展與環境狀態 評估之研究，彙整分析集水區內之土地利用模式、有機肥料施作、物理環境基本 資料等。研究結果顯示，有機肥料的施用大多依據農戶之過往經驗判斷，研究樣 區之土壤中已有部份微量元素高於法定標準，然其成因為何有待進一步探討。為 進一步瞭解有機耕作對集水區的衝擊影響，尤其是肥料施用對於環境之影響，提 出有機農業環境狀態評估之建議：(1)規劃集水區長期環境監測計畫，包含水質、
底泥與土壤，以作為未來進行有機耕作集水區環境狀態評估之基礎；(2)建立肥 料施用標準，以避免過度施肥造成水源與土壤污染，包含：a. 除已訂定之有機 肥料產品與土壤重金屬限值之外，同時應建立年度用量閥值，以免長期累積之風 險；b. 考量作物生長需求、土壤型態、地形、天候、集水區，規劃適當之有機 肥料用量、使用時機及應避免使用的區域，以降低硝酸鹽污染之危害；(3)建立 集水區之環境狀態指標系統模式(長期環境監測與環境資料庫)，以瞭解有機農業 生產區之長期環境變化趨勢，同時協助不良環境衝擊影響之改善。
關鍵字：有機耕種、集水區、硝酸鹽、重金屬
一、前言
水資源為人類社會發展的不可獲缺的因子，藉由集水區的長期環境監測可了 解，群落的建立與生活模式及文化發展的演變。同時，因聚落的建立所造成環境 品質的影響，進而演化的生活模式，對於人類與集水區環境的關連性研究，為永 續發展的重要議題之一。
近年來由於生活品質提昇與健康養生之訴求，有機農產品之需求蓬勃發展，
然而有機栽培並無法等同於對環境完全無害，故本研究以花蓮縣富里鄉豐南村之 石厝溝集水區為研究樣區，規劃三年(2006 年至 2009 年)之環境調查與研究(表 1)，以瞭解有機耕種之環境影響，並建構有機農業之環境監測與環境評估規劃。
本文主要著重於有機農業發展與環境狀態評估之研究，彙整分析集水區內之土地 利用模式、有機肥料施作、物理環境基本資料等資訊，以探討有機耕作對集水區 的衝擊影響，並提出環境狀態環評估之初步規劃。
表1 有機農業發展與環境狀態評估研究規劃
年度 研究規劃
第一年
z 石厝溝溪集水區環境資料庫的建置。
z 規劃與實施採樣調查監測系統。
z 模擬了解人類活動對於豐南地區的影響環境資 料庫的建置。
第二年
z 持續建置石厝溝集水區環境資料庫的建置與採 樣調查監測系統。
z 營養鹽與水資源管理之模式分析。
z 建置水資源應用指標。
z 營養鹽在水體中量化模式應用與分析。
第三年
z 持續進行環境監測與資料庫建制。
z 規劃水資源指標在石厝溝集水區之應用模式。
z 建置環境變遷模式，完成水資源保育與永續發 展之指標系統
二、研究區背景說明
豐南村位於花蓮縣最南端的富里鄉，在全縣整體發展之規劃下屬於玉里次生 活圈(花蓮縣綜合發展計畫-第一次修訂，2002)。在人口分佈方面，富里鄉呈現人 口衰減的現象；而 65 歲以上老年人口比率甚高，超過花蓮縣的整體比率達 13.5%(中華民國台閩地區人口統計，1999)。豐南村的人口也是呈現逐年減少的 狀態，全村人口由91 年的 970 多人，至 96 年年中減少至 810 多人(富里戶政事 務所，2007)，主要人口組成約有一半的人口為原住民(阿美族)。
豐南村主要產業活動是農業，全村多位於山坡地上，台23 線公路穿越其中，
村中水系單純，主要為鱉溪和石厝溝溪，豐南村與鄰近水系相對位置圖如圖 1 所示。由於地處山區無自來水管線埋設，所以豐南村自行設置簡易自來水設施，
由山澗溝引山泉水經沈砂池、儲水池後，分送至村民家中。使用簡易自來水的居 民，依使用量收費，基本費用為100 元，每 20 度再收取 100 元。石厝溝溪集水 區，目前共有十四戶耕作戶，總耕作面積約5 公頃，共有七個農戶為銀川米的有 機契作戶，隸屬於花蓮縣富里鄉有機米產銷班第2 班。有機耕種之農戶使用同一 灌排渠，非有機耕種者則灌排均採石厝溝溪水。
圖1 豐南村鄰近地區與集水區相對位置圖
銀川米以有機栽培理念種植稻米，於85 年開始試種，建立銀川永續農場產 銷班；至今銀川有機米的栽種面積已有110 公頃，耕作農民共有 66 戶，農地分 屬富里段、中平段、土界段及石牌段。產銷班生產的稻米透過「慈心有機農業發 展基金會」進行認證，利用生產履歷的紀錄，讓消費者更容易瞭解農產的成長過 程；農民也可藉此建立農產品的品質監控系統，讓農產品的品質穩定度增加(銀 川好米，2008)。
上述調查顯示農業發展為本研究樣區主要之環境及生態壓力源，過去化學肥 料、農藥的施用造成土壤酸化、農藥污染及對水體可能優養化、殘存農藥對水體 及水中生物等負面影響已有許多的研究。然有機耕種對環境特別是營養鹽對水資 源的影響亦不容忽視，現今消費者與農民環境意識提升，加以政府鼓勵有機農 業，因此有機農業之發展與環境及水資源的關連性，為本文主要探討之重點。
三、石厝溝有機農業現況
豐南村推行有機耕作方式的有機農業，是一種較不污染環境、不破壞生態，
並能提供消費者健康與安全農產品的生產方式。其定義因各國法律規定而有不 同，亦稱為生態農業、低投入農業、生物農業、動態農業、自然農法、再生農業、
替代農業、或永續農業之一種。行政院農委會於2003 年公告「有機農產品管理 作業要點」、「有機農產品生產規範-作物」，2006 年公告「CAS 有機農產品生產 規範-作物」、「CAS 有機農產品品質規格標準與標示及標章使用規定」，為國內目 前有機農業之管理準則。一般及有機肥料的規範，分別訂定於「肥料管理法 (2002/06/19 修正)」、「肥料管理法施行細則(91/11/15 修正)」、「肥料種類品目及規 格(2008/3/27 修正)」等命令及行政規則。
石厝溝地區的稻米為一年兩作，第一期與第二期稻作分別從一月及七月開 始，約六、七月及十一、二月份採收完畢，本研究參考「臺灣農產品安全追溯網」
之石厝溝農戶生產履歷，彙整 2005 年之生產時序如表 2。採用有機栽種法需在 插秧前於田間區先施用一次基肥，稻米在播種後，大約20 天進行第一次追肥，
40 天後再行第二次追肥，60 天後再加穗肥；施肥次數平均每作三次，依狀況再 增加肥料，最多進行四至六次追肥；訪談農戶得知該地區平均每分地每期稻作施 肥量為220 公斤(基肥 100 公斤、追肥 60 公斤、穗肥 60 公斤)，意即每年每公頃 約使用 4,500 公斤左右之有機肥料。平均產量依訪談社區發展協會理事長的結 果，不論採用有機或非有機耕作法，皆為每公頃每期稻作約9,000 至 10,000 台斤。
表2 石厝溝地區有機耕作之耕種時序
耕作流程 施肥時間
第一期
整地
2 月上旬~4 月上旬 基肥
整地 插秧 追肥
穗肥 4 月上旬~5 月上旬 收割 7 月上旬~7 月中旬
第二期
整地
7 月中旬~9 月上旬 基肥
整地 插秧 追肥
穗肥 9 月中旬~10 月上旬 收割 12 月上旬~12 月中旬 資料來源：本研究彙整「臺灣農產品安全追溯網」生產履歷資料。
區域性耕種模式顯示播種時間約為每年一月、七月，斷水時間約為六月、十 一月，收割時間約為七月、十二月。灌溉用水量方面，農田水利會無法單獨提供 石厝溝溪一帶(永豐圳 1 支 10 分)的用水量。石厝溝溪附近採行有機耕種的農田，
使用的有機肥料都是由銀川米統一購置使用，非有機更種者則為直接使用向農會 購買的化學肥料(無特定品牌)。使用有機肥料施肥的時間比較固定，化肥則可依 照作物生長狀態再隨機增加施肥次數。每年肥料的花費，依據本研究於2007 年 初訪談農戶結果，有機肥一包20 公斤，售價 220 至 240 元，使用有機肥與化肥 每公頃分別為五至六萬元與一至二萬元。
石厝溝溪耕地面積約五公頃左右，其中銀川有機米的契作戶共有七戶。銀川 有機米的耕種，灌溉水是取自石厝溝上游的灌溉渠道，非有機耕種的農田則是取 自石厝溝溪；但兩者的水用完後排放再回到渠道或石厝溝溪上游，供下游豐南村 的農田繼續使用。一般稻米平均產量真正有機栽種時每期可收約 3,000 至 4,000 台斤，使用化肥則為9,000 至 10,000 台斤，然而現在的銀川有機作戶的產量也與 使用化肥的田地相當。
銀川米自2004 年起開始進行生產履歷之紀錄，但由於石厝溝地區的農戶為 之後陸續加入有機米生產，並有部分生產履歷已無法查詢；稻米生產資料之收 集，僅有 C 農戶各年度的資料較為完整，因此本研究以 C 農戶為例說明石厝溝
地區之稻米產量、肥料使用、土壤等現況。C 農戶之農地面積為 1.4874 公頃，
全部位於富里段，為石厝溝溪集水區面積最大的有機耕作戶，2004 年種植之種 米品種為「台中秈10」，但於2005 年之後開始改為種植「高雄 139」；彙整其2004 年及2005 年全年與 2007 年第二期稻作資料，除了 2004 年與 2007 年第二期稻作 產量較少僅有5,000 公斤左右，其他三期稻作產量皆在 7,200 至 8,000 公斤之間，
亦即平均每公頃產量介於4,900 至 5,400 公斤(約 8100 至 9000 台斤)之間，大致 上符合先前訪談附近農戶所得資訊。而2007 年第二期收成較差原因，經訪談農 戶得知應與該年七、八月插秧期間，雨水較往年少造成灌溉水源不足有關，因而 影響第二期稻作之插秧時間，故收成時間較晚產量也較低。
四、有機肥料施用與環境狀況評估
在有機肥料的使用方面，本節彙整C 農戶 2004 至 2005 年全年度與 2007 年 第二期稻作的肥料用量，2004 年共施肥六次，分別使用油菜花綠肥 5.4 公斤，福 壽肥4,800 公斤；2005 年共施肥六次，分別使用油菜花綠肥 12 公斤，福壽肥 2,600 公斤、福壽牌祝有肥600 公斤、福壽牌有夠肥七號 2,600 公斤；2007 年第二期施 肥三次，共施用福壽牌有夠肥七號1,800 公斤依據農委會「肥料種類品目及規格 (2008/3/27 修正)」之分類(行政院農委會，2008a)，本地區農戶所使用的肥料都屬 於雜項堆肥(品目編號 5-11)；對照農委會 2005 至 2008 年國產有機質肥料品牌推 薦名單(行政院農委會，2007、2008b)，福壽牌祝有肥並未列於 2007 年推薦名單 中，因此以2005 年登記資料比較，顯示檢驗數據與登記成份有些微差距，但都 在法令容許範圍之內。
依農委會資料估算2004~2005 年全年度與 2007 年第二期，經由施肥輸入農 田之全氮、全磷酐與全氧化鉀的總量。以施用時間最為接近的「福壽牌祝有肥」
之數據替代，2005 年與 2007 年使用之「福壽牌有夠肥七號」。施用於農田的全 氮、全磷酐與全氧化鉀每公頃之總量如表3 所示，顯示 2005 年全年度使用之肥 料較 2004 年多了 1,000 公斤，又由於肥料品牌更換，各項成份的百分比不同，
因此全年全氮、全磷酐與全氧化鉀每公頃都多了將近二倍。但比較稻米各期產 量，2005 年第一期稻作產量並未多於 2004 年同期，而 2005 年第二期稻作則是 較2004 年第一期多了 402 公斤，顯示肥料用量與產量並無絕對的正相關性。
表3 石厝溝農戶施用肥料品牌之全氮、全磷酐、全氧化鉀含量 年度 期別 使用肥料品牌 肥料用
量(kg)
每公頃平均肥 料用量(kg)
全氮 (kg/ha)
全磷酐 (kg/ha)
全氧化鉀 (kg/ha) 2004 第一期 福壽牌祝有肥 1500* 1014 20 20 10
第二期 福壽牌祝有肥 3300 2230 45 45 22
2005
第一期
福壽牌祝有肥 2600* 1757
49 47 24 福壽牌有夠肥
七號 500* 338
第二期 福壽牌有夠肥
七號 2600 1757 74 61 32 2007 第二期 福壽牌有夠肥
七號 1800 1216 48 41 25 備註：2004 年第一期肥料用量不包含 5.4 kg 油菜花綠肥，2005 年第一期不包含
油菜花綠肥12 kg。
有機肥料中含有微量重金屬成份，因此若過度施肥即可能導致土壤重金屬污 染，因此在農委會公告之「有機農產品生產規範－作物」與「CAS 有機農產品 生產規範－作物」皆有關於農地土壤重屬容許量標準，同時環保署在「土壤污染 管制標準」中訂定有食用作物農地之管制標準值。本文之研究樣區採行有機耕 作，適用於前述兩項規範，彙整有機農產品之土壤容許量標準如表4，本研究未 來將規劃研究樣區之土壤重金屬檢驗，同時收集國外相關資料，以分析有機農業 之環境影響與衝擊。
表4 有機農業土壤重金屬容許量標準（單位：mg/kg）
重金屬項目 有機農產品生產規範 農地土壤重金屬含量標準
砷（As） 15
鎘（Cd） 0.39
鉻（Cr） 10
銅（Cu） 20
汞（Hg） 0.39
鎳（Ni） 10
鉛（Pb） 15
鋅（Zn） 25
備註 土壤砷及汞為全量，其餘為0.1N HCl 抽出量 資料來源：行政院農業委員會，2006a、2006b。
五、歐盟與英國土壤硝酸鹽管理規範分析
為避免農業活動造成的水體之硝酸鹽污染，歐盟於1991 年即公告硝酸鹽指 令(Nitrates Directive, 91/676/EEC)，農業用地每公頃每年輸入氮(N)總量不得超過 170 公斤。同時各成員國應依程序界定受硝酸鹽影響之地表水與地下水(硝酸鹽超 過50 mg/l)，及劃設硝酸脆弱區(vulnerable zones)；同時應提出硝酸鹽行動計畫及 良好農業實施規範，以限制所有含氮肥料於土壤之使用，與限制畜牧產生之動物 糞尿之土壤施用。
依據91/676/EEC，英國訂定「硝酸鹽脆弱區行動計畫規章(Action Programme for Nitrate Vulnerable Zones Regulations)」，內容涵蓋有機肥料及氮的施用量、施 用時間及區域等，同時劃設硝酸鹽脆弱區域(Nitrate Vulnerable Zones, NVZs)，以 避免過量的肥料溢流於水源當中，相關規定包括：(1)土壤處於以下情況時不可 使用氮肥或有機糞肥：含水量高、被水淹沒時、結凍或被雪覆蓋。(2)在坡度較 為陡峭的田野不可使用氮肥或有機糞肥。(3)均勻且精確地施用氮肥及有機糞 肥。(4)不可使用會污染河道的方法施用氮肥。(5)不可在河道 10 公尺範圍用使用 有機糞肥。不可施用氮肥及有機糞肥的時間與每年氮施用總量如表5 與表 6，耕 地與牧草地有不同的限額，但兩者皆需依照NVZs 相關法規的規範，逐年減量至 170 kg/ha/y；施用時間的限制則可避免於非植物生長時期施肥，及在不適當的天 氣狀況下使用，而溢流至鄰近集水區或地下水體。
表5 不可施用氮肥及有機糞肥的時間
耕地 牧草地
氮肥
(適用於所有土壤類型) 9/1~隔年 2/1 9/15~隔年 2/1 有機糞肥
(含有高度可利用氮元素，如 泥漿和禽畜糞尿等，只可用 於沙質及淺層土壤)
8/1~11/1
(不種植秋季播種作物的 耕地)
9/1~11/1
(包括種植秋季播種作物 的耕地)
資料來源：Department for Environment, Food and Rural Affairs (DEFRA), 2002；蘇 銘千，2005。
表6 每年氮施用總量限額
耕地 牧草地
氮肥 不可超過作物需求 不可超過作物需求 有機糞肥 位於硝酸鹽脆弱區的農
牧場(包含放牧產出物) 氮：210 kg/ha(註 1) 氮：250 kg/ha 牧場/田地(註 2)
(不包含放牧產出物) 氮：250 kg/ha 氮：250 kg/ha 註1：在實施硝酸鹽行動計畫(Action Programme in NVZ)第一個 4 年之後，需減 量至170 kg/ha，即-
z 1998/12/19 NVZ 行動計畫指定的區域，2002/12/19 需減量至 170 kg/ha。
z 2002/12/19 NVZ 行動計畫指定的區域，2006/12/19 需減量至 170 kg/ha。
註2：由有機糞肥而來的氮，不可超過作物需求。
資料來源：DEFRA, 2002；蘇銘千，2005。
六、結論與建議
本研究已完成石厝溝溪集水區之有機耕種環境狀況基本評估，包括集水區內 之土地利用模式、有機肥料施用、物理環境基本資料與歐盟土壤硝酸鹽管理規範 等，為進一步瞭解有機耕作對集水區的衝擊影響，尤其是肥料施用對於水環境之 影響，提出有機農業環境狀態評估之建議如下：
1. 為進一步有機耕作之生產型態對集水區的衝擊影響，建議規劃集水區長期環 境監測計畫，監測範圍應包含集水區域內之水質（含灌溉溝渠）、底泥與土 壤。監測項目應包含水質基本狀況、硝酸鹽及氨氮，與土壤氮營養鹽及重金 屬，以作為未來進行集水區環境狀態評估之基礎。
2. 有機肥料的使用大多是藉由農戶之過往經驗判斷，然而根據本研究之分析結 果，肥料施用量的多寡與稻米產量並無絕對的正相關性，且農田土壤中已有 部份微量元素超出法定限值，因此建議應建構肥料施用標準，以避免過度施 肥所造成之水源與土壤污染，包括：
z 除了限制有機肥料產品中重金屬濃度限制，及有機作物之土壤最高重金 屬濃度值之外，也應建立每年每公頃堆肥(乾基)許可用量閥值，以避免 過度施肥及重金屬於土壤中長期累積之環境危害及健康風險。
z 考量作物生長需求、土壤型態、地形、天候狀況、鄰近集水區等條件，
規劃適當之施用氮肥及有機肥料之用量、使用時機及應避免使用的區域 等，以避免硝酸鹽類對集水區水域環境造成之危害，同時可為農民節省 購買過量肥料的生產成本。
3. 建立集水區之環境狀態指標系統模式，藉由環境狀態指標可瞭解有機農業發 展區之長期環境變化趨勢，並可協助集水區不良環境衝擊影響之改善。環境 狀態指標的建構，應結合長期的環境監測與環境資料庫建置兩部份。
綜合上述結論與建議，為落實有機農業之環境狀態評估，應建置環境長期監 測系統（含水力及營養鹽的監測資料庫），以瞭解有機農業活動與集水區之環境 變遷因子的可能關係。
七、參考文獻
行政院農業委員會，“94.01.2 更新「符合「雜項堆肥」品目規格肥料業者及廠 牌名單」＂(2005)。
行政院農業委員會，“有機農產品生產規範－作物＂ (2006a)。
行政院農業委員會，“CAS 有機農產品生產規範－作物＂ (2006b)。
行政院農業委員會，“96 年優良國產堆肥品質驗證合格品牌推薦名單＂(2007)。
行政院農業委員會，“肥料種類品目及規格(2008/3/27 修正)＂ (2008a)。
行政院農業委員會，“97 年優良國產堆肥品質驗證合格品牌推薦名單＂(2008b)。
花蓮縣政府，“花蓮縣綜合發展計畫-第一次修訂＂，國立成功大學都市計劃學 系規劃，行政院經建會都市及住宅發展處、內政部營建署指導，台南 (2002)。
蘇銘千，“94 年探討現行與畜牧相關環保法規妥適性之研究＂，行政院農委會 委託計畫(計畫編號：94 農科-8.1.1-牧-U1)，花蓮縣：國立東大學環境政策 研究所 (2005)。
蘇銘千，“建構地方永續發展之策略與行動研究─人類生態體系發展永續性之實 證-子計畫三：應用永續指標於水資源管理之研究(I)＂，國科會委託計畫(計 畫編號：NSC 95-2621-Z-259-003)，花蓮縣：國立東大學環境政策研究所 (2007)。
Department for Environment, Food and Rural Affairs (DEFRA), “Guidelines for Farmers in NVZs–England”, United Kingdom (2002).
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富里戶政事務所 (2007)。http://www.hl.gov.tw/983/home.asp 臺灣農產品安全追溯網 (2008)。
http://taft.coa.gov.tw/mp.asp?mp=8&role=C&mpap=A 銀川好米 (2008)。http://www.organic-rice.com.tw/index1.htm
