(原文載於2022年3月2日星島日報STEM File STEM科學看世界)
住在城巿，想種植可在家裡放點盆栽，或在周末去鄉郊找假日農莊，與真正的農田感覺有點距離。沒想到，1月初時家裡的紅葱頭發了芽，竟帶我走了一趟農田的科學歷程。
效果如水仙的發芽紅葱頭
種植是植物與泥土的科學
發了芽的紅葱頭，放在碟子裡加點水，沒幾天就長了根和葉，看起來竟如水仙，在社交媒體引起不少朋友好奇！一直都知道用水養著它們會繼續長葉，但應該不夠養份讓她們開花。問朋友能否將葱種在她的田裡，竟然先要答問題：
「生長期幾耐、要多水定少水，駛唔駛隔幾日淋、幾時施肥、石蒜科應該要落咩肥，即需要咩養份、個樣望落係點樣先可以收成、收成收葉定收根etc……」
找尋答案發現除了上述項目 (水份和養份需要)，不同農作物對日照長短、日夜溫差、泥土狀況等原來都要相應要求！在大學讀植物學（Botany）時略知一二，沒想過能如此應用，難怪我們的蔬菜供應有季節之分。朋友當年主修地理，說泥土科學 （Soil Science）一科的教科書有900多頁，全是與泥土有關的物理和化學特性，以及與各類生物的互動等，難怪有說「種田必先養土」。
讓微生物替我們工作
借用朋友的田種葱，幫忙做田務是應份。看朋友製作堆肥，竟要為它「探熱」？！「堆肥內升溫代表有細菌分解活動，但又要留意溫度不能升太高，約60-70度(攝氏) 就要將它們撤底翻動，否則堆肥中心區域的細菌熱死了，外圍的枯枝落葉卻又未被分解。稍後還要澆很多很多水才能令堆肥升溫。你看，我們上星期才開始製作這堆肥，一星期後它的體積已減少了(原本堆肥物料填滿至鐵絲圍網頂部)，要再添新的枯草和廚餘。」
用鐵絲網圍確保有堆肥足夠的體積
這些製作堆肥的簡單理論，背後不就是一堆科學理論協作嗎？枯草和廚餘表面本身就有很多細菌。只要將它們集中在一起，提供合適的「居住環境」和「食物及水」，它們就會將廚餘枯草等有機物分解，以獲取能量使用。分解過程本身會產生熱能，外圍的熱能散失至周邊空氣中，溫度與大氣相若；中心部份有外圍做溫度屏障，困住熱能令內部慢慢升溫。細菌分解有機物需要用的酶，隨著溫度上升，酶的反應速度會隨著溫度提升，加速分解，產生更多熱能，是正回饋(positive feedback)的運作模式。直至溫度過高令酶變質(denature)無法正常運作，細菌便死亡。高溫環境亦使枯枝落葉本身附帶的病菌和蟲害一併消滅，是天然的消毒方式，就不怕在農田裡使用堆肥會將病蟲害傳播開去。
不止是生物科學相關
然而回到現實，替堆肥澆水後，溫度竟然下降了！朋友緊張得要命，生怕令堆肥無法熟成(即完成升溫分解程序)，但堆肥的理論又說一定要有充足的水份才能成功，怎樣疏解這矛盾？幾位一起做農務的朋友七嘴八舌：
「是你澆水前添加新的枯草時攪動過堆肥，令中心有熱能散失吧！」
「在熱的東西淋凍水當然會跌溫啊！」
「待下午太陽曬久了就會再升溫啦！」
聽著這些物理科熱力學相關的描述，很想回應「其實是因為水的比熱容 (specific heat capacity) 很大……(下刪幾百字)」，不過為免遭受白眼，還是按現實需要回應吧：「堆肥需要三個月以上的熟成過程，一天裡幾小時降溫影響不大，給微生物時間工作吧，明天應該會再次升溫的。」
(左)使用針長50cm的探針溫度計，早上10時的堆肥在甚麼也沒做的時候, 中心溫度約33度，遠比空氣溫度18度高，可見細菌們有工作。
(右)澆水後到下午4時半中心溫度只剩約23度，與環境氣溫變化相反，可見枯枝落葉的保溫能力。而且蚊子都出來了，是時候踏上歸途。
有趣發現陸續有來
．田壢翻土後總會吸引一大堆蒼蠅停在泥土上；
．種過豆科植物的田壢比較多土壤動物居住；
．開田清雜草，每種植物都有不同的結構令它們十分「頑強」地難以清理；
．總會遇上很多不知名昆蟲，不過單看牠們的生活也令人十分愜意。
篇幅所限未能盡錄。自然界本身沒垃圾，有各式機制令養份可循環利用，環境友善的農業操作就是不單以人類需要為優先，卻善用並配合自然界的運作原理，提升產量之餘亦可增添生物多樣性，形成雙贏。願我的紅葱頭能快高長大，帶我繼續暢遊農田裡千絲萬縷的綜合科學世界。
(上)蚯蚓是農地的好幫手，協助消化泥土裡的有機物，加速它們分解令養份回歸泥土，翻田時還找到牠們的迷你幼體(下)，看來這田很適合牠們居住。
有不少昆蟲住在田裡。
本港的鄉郊仍有很多農地，保留做環境友善的農業，可能比起用作城巿建屋發展，更配合香港的需要。
