農村社區生物炭循環農業推廣策略

新聞刊登時間︰2018-10-18

草根意識工作室 劉晉宏

為了促進台灣農業朝向資源循環再生與低碳環保永續的目標發展,農委會自105年度起,開始全面推動以「生物炭技術」為主要媒介的「農業資源循環暨農能共構」計畫。希望能夠鼓勵農民及地方政府將各種農業廢棄物及有機廢棄物(如:果樹修剪枝、行道樹修剪枝、風倒木、竹子、稻殼、茶籽殼、菱角殼等)經由高溫低氧的炭化處理,製作成為生物炭(Biochar),並將生物炭與畜牧場的禽畜糞便或都市中的廚餘堆肥混合製成堆肥。先利用炭材除臭、吸水、促進微生物作用的特性,改善堆肥的環境與品質,再利用生物炭在土壤中保水、透氣、保肥、固碳及促進微生物作用等特性,降低減少農民對化肥及農藥的依賴、降低農業生產成本、提升產量與品質,以促進本國農業永續發展。

圖1筆者107年8月於金門農試所利用風倒木生物炭進行栽培試驗

筆者自105年底開始協助公部門(農委會、水保局、各縣市環保局等)進行生物炭製備與應用之全國巡迴推廣工作,推廣範圍遍及台灣本島各縣市,也包含離島的金門與澎湖地區。許多參與推廣活動的社區及農友,都有意嘗試使用生物炭進行農田的土質改良。然而生物炭技術的推廣,在實務上仍有許多需要克服的困境。例如生物炭的製作方式,我們教導農民利用簡易的炭化工具(鐵桶爐或金字塔爐等),將手邊的各種農業廢棄物就地進行炭化處理,轉廢為寶。然而實際上許多農場因為人力缺乏或操作空間不足,並無法自行產製生物炭。此外,雖然筆者所推廣的簡易製炭方式,並不會產生明顯可見之煙霧,其所產生的空污遠低於農民以往焚燒農業廢棄物的方式,但由於各地方政府環保及消防單位,對於露天燃燒及其可能產生的空氣污染有不同的認知與標準,也導致農民不敢輕易嘗試自行燒製生物炭。因此也有部分農友選擇向市面上的炭材業者購買農業用的碎木炭或炭化稻殼,然而不同的生物質材料,經過不同的設備與溫度條件下炭化,其物理化及學特性(例如比表面積與陽離子交換能力)會有很大的差異,這些是農民無法用感官所分辨,必須透過實驗室的儀器分析才能瞭解市售炭材的品質。因此在國家尚未為生物炭材料制定相關檢驗及品質標準之前,農民不一定能用合理的價錢購買到適合的生物炭資材。

圖2社區推廣活動,教導農民如何利用金字塔爐或土坑快速燒製生物炭

在實際的田間應用方面,由於生物炭的吸附力很強,若直接將炭材混入土壤,會有搶肥的問題,因此炭材在施用到農田土壤之前,最好先經過浸泡液肥或混入堆肥等方式,進行所謂的「活化」處理。而這樣的處理過程,其實可以間接解決農村與都市的一些環保問題,例如將生物炭混入雞舍或牛舍墊料,可以調節舍房濕度、減少氨氣及甲烷逸散,改善飼養環境。若將都市裡的行道樹修剪枝或風倒木炭化之後,再混入都市的廚餘堆肥廠,則可以解決廚餘堆肥的臭氣及污水等問題,並提升堆肥的效率與品質。總而言之,生物炭的田間利用工作,若是將生物炭直接作為土質改良劑推廣,可能會造成土壤養份競爭的反效果,且農民必須改變其作業流程。若將生物炭與其它有機廢棄物混合製成「生物炭複合肥」,則可以減少搶氮的問題,農民也無須改變其作業習慣。但生物炭在不同土壤中對各種作物栽培方式的影響,仍然需要更多的實證研究,並建立技術性的操作指南。

目前國內推廣生物炭技術最成功的社區案例,包含環球科技大學張子見教授所輔導的彰化縣埔鹽鄉的大有社區、雲林縣古坑鄉的麻園社區,以及官田區公所輔導農民創設的「烏金合作社」。這些成功的案例,都是由公部門挹注資源,並與社區共同努力推動的成果。例如彰化的大有社區和雲林的麻園社區,是由水保局的農村再生計畫所支持。而台南官田的烏金合作社,則是由官田區公所的顏能通區長親自帶領區公所的團隊,與在地的成功大學化學系林弘萍教授合作,研發高效能且低成本的菱角殼炭化爐,透過環保署專案補助設置具有空污防制能力的菱角殼炭化設施,並與當地的農民團體及社區發展協會合作,從菱角殼的收集、乾燥開始,到後續的炭化、清洗、包裝作業。將廢棄的菱角殼變成「除臭包」,提升菱殼炭的價值,先應用於全市的復康巴士車內除臭使用,最後再將回收的除臭包回歸土壤,促進官田地區生態農業發展。這種由地方政府帶領、在地農民團體與社區組織協力的合作的模式,值得未來推廣低碳社區、循環農業或地方創生工作參考。

3官田區長親自向農民解說生物炭製作原理與應用方式

綜上所述,由於生物炭從生產、堆肥活化處理到田間應用的過程中,會產生不同層面的效益,同時也涉及許多不同政府部門、社區組織與民間產業的參與。因此我們認為生物炭技術未來的發展,不應侷限於農田土壤改良的研究與應用,而是要將生物炭作為「循環農業」的介質,甚至是工業與農業互助合作的橋樑。在推廣機制上由於目前可以進入農村現場進行研究與推廣的人力有限,若要在短時間內擴大推廣的效益,則可以考慮培訓專業農民成為「種子師資」及輔導員,利用「農民對農民」(Farmer to Farmer Extension Approach)之間經驗分享與傳承的模式,來加速農村推廣工作。另外在生物炭產業鏈及價值鏈的營造方面,則是可以透過所謂的「公私部門夥伴關係(Public-private partnership)」來進行業務的分工及資源的整合,建立生物炭循環永續農業的大平台,讓生物炭成為國家環境與產業永續發展最佳的「配角」。





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