「穀田必須歲易」

發源於黃河流域的人類，最早可能是以小米當作主食的。有許多考古證據都指出小米在黃河流域是很重要的作物。雖然後來被小麥與水稻取代，但是小米到現在還是當地人的主食之一。

也因此，在古老的農書中，當然也會記載小米的種植。《氾勝之書》裡面將小米稱為「穀」，但因為此書已經散佚（目前僅存殘篇），所以從裡面可以看到的資料並不多。

再晚一點點的農書是公元六世紀的《齊民要術》。《齊民要術》中就詳細地寫了如何種小米，其中提到「穀田必須歲易」，就是說種小米要輪作，否則就會「莠多而收薄矣」。另外還提到，用綠豆、小豆與小米輪作是最好的。

但是，綠豆、小豆要當作主食，還是有點困難，所以農民常常不得不放棄輪作，繼續種小米。這時候，就需要施肥。

不過，連續種植小米，真的那麼不好嗎？最近有研究團隊決定要來測試一下。

他們在陝西省種植粟（Setaria italica），品系為Jingu 29。實驗分為連續種植2年、3年、4年以及輪作對照組（輪作的植物是小黑菜豆small black kidney bean）。

粟。圖片取自維基百科

結果發現，與輪作對照組相比，隨著連續種植小米越多年，產量下降得越明顯。

連續種2年，產量降低8.92%，將近一成。

連續種3年，產量降低13.73%。

連續種4年，產量降低37.60%，將近四成！

所以，連續幾年種植小米，對土壤的影響又是怎樣的？研究團隊分析了土壤中了氮、磷含量，與輪作組對照，結果發現：

連續種兩年，總氮含量為95.05%、有效氮含量為96.75%、總磷含量為87.5%、有效磷含量為91.66%；

連續種三年，總氮含量為88.12%、有效氮含量為81.23%、總磷含量為50%、有效磷含量為67.01%；

連續種四年，總氮含量為77.23%、有效氮含量為71.97%、總磷含量為50%、有效磷含量為37.81%。

從這裡可以看到，小米對磷的需求比對氮的需求高。而土壤的酸鹼度則隨著連續種植年份的增加，從8.4提高到8.6（第四年）。

另外，研究團隊還看了土壤中幾個酵素的變化情形。這些酵素的變化，反映了土壤中的微生物的活動狀況。他們發現，脲酶、鹼性磷酸酶、蔗糖酶、過氧化氫酶，隨著連作年份的提高，全部都呈現下降的趨勢。其中蔗糖酶從98.49%下降到73.11%，然後再下降到63.51%；而過氧化氫酶雖然在連作第二年沒有顯著差異，但是到第三年降低了25.14%、第四年降低了36.22%。這意味著，隨著連作年份提高，土壤中的微生物也越來越不活躍。

所以，從連作小米的這個研究可以看到，古人認為小米不宜連作的觀察，的確是有根據的。而輪作，也的確可以讓產量維持。當然，從這些數據還能了解到，粟對磷的需求比對氮的需求要高，這對於日後要種植粟的農民，是一個很好的資訊。

參考文獻：

Zhang, P., Xia, L., Sun, Y. et al. Soil nutrients and enzyme activities based on millet continuous cropping obstacles. Sci Rep 14, 17329 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-68278-x