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行政院農業委員會林業試驗所表示,為減緩台灣低木材自給率及國際林業資源日益競爭的壓力,國內森林經營者應在追求「新林產」與「循環經濟」時發揮森林資源的最大效益,而「生物炭」加值應用無疑是「取之於林,用之於林」極佳範例。

整理=編輯部

台灣目前每年產生約50萬公噸的林業剩餘資材,其中超過6成是以直接燃燒、堆肥或就地掩埋等低價值方式處理。當這些資源燃燒或分解時,不但可能影響空氣、土壤及水源等環境,更可能產生汙染。行政院農業委員會林業試驗所(以下簡稱林試所)利用農林廢棄資材開發「生物炭」應用,可以有效循環使用資源,也能減少廢棄材料所衍生的環境問題。

林試所表示,國內農林剩餘資材的來源包括:稻草稻殼、雜糧作物剩餘資材、果樹剪定枝、林木剩餘資材、竹林剩餘資材與漂流木等,其中無論是加工後的木竹廢棄材,或是天災產生的木竹殘材,均是可以再利用的天然資源。而近年來在國外研究開發的生物炭(biochar),是一種通氣性和透水性極佳的多孔性材料,它是將生物材料在高溫減氧或缺氧的環境下,進行熱裂解反應所產生的物質,其生產過程經常伴隨可燃氣及醋液的產出。生物炭的原料範圍相當廣泛,包括木材碎屑、椰子殼、稻殼等,但大多利用農林業剩餘資材及廢棄物作為原料以降低成本。

添加生物炭的臺灣欒樹,比未添加者生長更快。(圖片來源=行政院農業委員會林業試驗所)

林試所說明,由於生物炭具有高比表面積、高表面電荷密度等特性,將其添加於土壤中可以改變土壤的孔隙、粒徑大小與分布密度,對於土壤之保水、保肥以及調節土壤酸鹼值和水、肥、氣、熱等土壤微環境相當有效。生物炭亦可以改善微生物的生存環境,為其生長和繁殖提供有利條件;而微生物代謝不但能提供作物生長所需的氮肥,也能提高作物附近的二氧化碳濃度,從而達到作物增產的效果。

此外,林試所也表示,生物炭因為不容易被生物分解,其存於土壤中可以降低碳排量,發揮長期碳匯的作用。有鑑於此,國際間早已將生物炭應用於改良土壤酸鹼質、有機碳含量、鹽飽和度等方面,以促進植物生長;然而國內生物炭產業發展卻尚在起步階段。

林試所張彬所長指出,為帶動國內循環農業產業加值與創新產業能量,減少農林業廢棄物並提升營林收益與環境保護等多元目標,該所已積極投入生物炭的相關研究。其中在「生物炭育苗生長介質之研究」方面,由於林業苗圃之育苗土壤多為高度風化的山土,包含極育土(Ultisols)或氧化物土(Oxisols),其經長時間風化後,肥力較低,土壤質地較黏,不利於苗木根系生長,經常發生爛根或病菌感染問題。

使用空氣挖掘機吹鬆土壤並添加生物炭,以改善土壤條件。(圖片來源=行政院農業委員會林業試驗所)

因生物炭具有輕質、穩定且通氣飽水的特性,是良好的栽培介質,經該所試驗顯示,添加生物炭的育苗介質在含水率與酸鹼值上,都有顯著增加。至於在「都市林竹炭土壤舖面應用研究」方面,針對樟樹、櫻花、臺灣欒樹之苗木進行土壤生物炭(闊葉樹、農業廢棄物、竹炭混和)添加試驗,發現添加者之生長性狀比未添加者為佳。林試所研究團隊並以臺南市3所校園的樹木為對象,施用刺竹炭進行土壤改良,期能為國內生物炭應用於都市林培育奠定良好基礎。

張彬強調,林業本身是一個可再生循環利用的產業,幾乎所有的林業資材都可以回收利用,不該有廢置情形發生。為減緩台灣低木材自給率及國際林業資源日益競爭的壓力,國內森林經營者與利用者應在追求「新林產」與「循環經濟」的同時發揮森林資源的最大效益,而「生物炭」加值應用無疑是「取之於林,用之於林」極佳範例,既能為土壤性質改良、促進林木生長、減緩溫室效應做出貢獻,又能帶來營林收益、降低環境污染等正面綜效,值得各界重視。

審稿編輯:林玉婷

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