【科技農業】農、工結盟 三招打造循環農業生態系 – i創科技

【科技農業】農、工結盟 三招打造循環農業生態系


發黃(也許還有破洞)的汗衫、黝黑粗糙的皮膚,斗笠遮蓋的面部滿是皺紋,還有一頭皚皚的白髮,抑或是臉上四肢都用花布或雨鞋遮掩,站在泥濘的田裡水裡,苦過一天、日復一日,這樣的情景或許是你對農業的既定印象。農業人口老化是不爭的事實,但近年也有越來越多「中生代」回流故鄉,扛起的不見得是鋤頭,而是經過改良的農業利器,在工研院與農委會的雙重加值下,農業小民將有機會搖身成為另類的「科技新貴」。

根據農委會統計,台灣目前從事農業的人口雖然仍以中壯年為主、變動不大,但近年農業產值卻有緩步走升的趨勢,同時,愛護環境的意識抬頭,加上再生經濟的提倡,「循環農業生態系」已是近年產、官、學、研、農努力的主要方向,如何從地力的維護、作物的搭配,到廢料再利用等,都是各家專研的重點。尤其在不同行業(例如工程師返鄉務農)加入農產業後,新思維的挹注便成為農業革新的養分之一。

 

第一招:生物炭、木黴菌 補土健體頭好壯壯

過去大家都知道,要維持地力就必須仰賴施肥、輪作或休耕。譬如有些稻田會把現有的稻殼或稻草等作物廢品直接往田裡放,試圖為大地「補充」養分,但是這種方法往往需要好幾個月才能有改善地力的效果,而且不一定顯著。像是稻殼腐化時會產生甲烷、二氧化碳之類的氣體並產生熱,秧期稻作根部可能會因此受傷;抑或撒稻榖的時候遇上稻田放水,浮在水上的稻榖被風吹集在同一區,秧苗就會因此而死光,反而要花更多的人力去補耕。

又或者是使用其他作物廢料(例如:果渣),如果沒有做好完善的清運,隨地焚燒只會造成環境污染,也會對人體呼吸道造成負擔。不過這個問題隨著生物炭(Biochar)技術的演進得到了解決:農民可以把生產餘下的稻殼、玉米穗軸、木屑、乾草或是果物殼等有機物質,在密閉低氧的環境中高溫加熱,分解後產生的焦黑炭化物因為多孔結構的緣故,具有絕佳的吸附力,可調整土壤的酸鹼值、增加土壤的保水力及通氣性,也能讓土壤養分不易流失。

尤其土壤受到污染的時候,生物炭中還可以化身為「農業用Dyson」,把污染物暫時吸附在孔隙中,避免污染擴大。工研院中分院代理副執行長李士畦以自身輔導過的屏東縣三地門紅藜田為例,由於當地的土壤偏酸,利用官能基改質的生物炭把土壤的酸鹼值提升至5.5~7之間,改變土壤體質、成為適合栽植紅藜的環境。生物炭甚至還能成為防治病蟲害的祕密武器,李士畦說,目前工研院也已利用生物炭改質與微生物包覆技術做成葉面營養劑與生物製劑,減少肥料使用並推動非化學性的病蟲害防治,接下來也會技轉、成立公司,把生物炭「發揚光大」。

生物炭為有機物質製成,不但能改善土壤酸鹼值還可防治病蟲害。

除了生物炭技術,農業改良場也有不少「獨門撇步」、幫助農作物強身健體,台中農改場埔里分場長陳俊位就有一招獨門活兒──木黴菌技術,不但可以保護作物不受根瘤線蟲侵害,還可以變成暖暖包幫土壤保暖,在冷冽的冬天也能種出凝白如玉的苦瓜來。

木黴菌早在1936年就被使用於防治立絲枯核病菌所引起的病害,後來發現對於根瘤線蟲病、灰黴病及炭疽病也都有很好的抑制效果。台中農改場利用養菇的廢棄太空包加入木黴菌液,活化廢料包的應用,陳俊位表示,以番石榴來說,有2~3成的機會感染根瘤線蟲,受到感染的植株至少有7成會死亡,但如果在植株附近放置木黴菌發酵包,利用木黴菌中的幾丁質殺死其他真菌,進而誘發好菌增生、植物長出新根,並減少農損,甚至受到破壞的植株還能延壽1~2年,足夠農民重新栽種新苗育成,間接減少農藥使用。

此外,發酵包因為生菌會產生熱,也可以幫土壤保溫,像是4月才能開始栽種的苦瓜,都能在冬天撒種,延長作物的收穫期,還有農民打趣地跟農改場反映:收成太好了,搬農作物「搬到腰痛」!

木黴菌能有效抑制部分病蟲害並幫助土壤保溫,延長冬作收穫期。

 

第二招:環控滴水不露 產能增量好棒棒

除了利用技術「增肥」,環境控制也是一個增長農稼的好辦法。工研院中分院溫室系統中心主任黃添富說,台灣從1950年開始就陸續有引進荷蘭、日本的溫室系統,但是效益有限。直到2013年工研院再度引進荷蘭溫室系統,根據黃添富研究發現,溫室在台灣發展不起來有兩個關鍵:電費跟溫度。

黃添富說,荷蘭跟日本的氣溫都比台灣低,所以「保溫」是溫室發展的主要目的,但台灣位處於亞熱帶,最重要的反而是散熱。第二,在保溫的前提之下,才到3、4月荷蘭溫室系統的室內溫度就非常高,已經到了必須要吹冷氣的地步,長期下來維護電費非常高,以溫帶地區的溫室系統來說,在台灣建置一個草莓溫室,一分地就要一千萬,價格驚人。

但是黃添富改良設計的「亞熱帶先進溫室系統」,架設活動帷幕與遮陰網利用自然通風的方式,讓氣溫降下來,加上噴霧跟風扇吹拂,製造強制對流的環境,溫度可以降到4度之多,到了晚上離峰用電時間再讓草莓吹冷氣,一來可以加大溫差,二來可以節省電費,整體算下來不用荷蘭溫室造價的二分之一。

因為植栽採用層架獨立擺放,一盆一株,就算走莖到下一株新盆,他們也會剪掉,讓走過去的匍匐莖變成新的植栽、不怕病蟲害交叉傳染,在肥料部分也只採用有機肥,兩周才噴藥一次,增加收成量。黃添富認為,農業人口逐漸老化是不爭的事實,雖然有很多年輕一代回流,但是他們也缺乏農業知識技術,如果要讓老農心有餘力、青農點葉成金,制式化設計節省人力、操作簡單易懂是非常重要的。

工研院中分院經理花士豪補充,以目前合作的宸嘉工業為例,在架設完整廠水耕蔬菜場域之後,只要透過外面的控制面板選按,配輸液或LED燈的光照就可以自行運作,操作簡單明瞭,幾乎可以說是老嫗能解。

有了改良版的「亞熱帶先進溫室系統」,幫助本土溫室農業降低成本、產能大增。

 

第三招:廢品活化再加值 環境友善好幫手

不過,在農產品收成之後,總是有些部分不能食用或不能使用,例如台灣野蓮,平常食用的部分只有前段的三分之一,有三分之二的野蓮是完全被當垃圾的。而這些垃圾不但清運麻煩,堆積不管的話也會造成環境污染,兩邊都為難。李士畦帶領團隊利用常溫保色乾燥技術及純露萃取技術把「垃圾變黃金」,開發出野蓮粉與野蓮純露,前者可以做為食品添加物,後者則是保濕舒緩的噴霧。

李士畦笑說,團隊就是把「格外品(市場規格之外的農產品)再利用」,不做大家都賣的東西,要開發新應用,然後再把這些變成商機,提升農民的產業效益。他指出,就工研院的角色而言,農改的重點不應該放在單一的技術轉移,而是跨領域的合作,如何創造農業生態系的循環才是關鍵。

陳俊位也補充,木黴菌技術應用也是從這裡著手,除了利用種植菇類後剩餘的廢棄太空包做土壤與植株的養護,農改場也在開發保麗龍或塑膠的替代品,製造可以避免環境污染又能分解的生態資材。以裝市售雞蛋的塑膠盒來說,如果利用木黴菌技術來製作,一般家庭甚至買回來就可以把蛋盒剪成適當的大小,隨手丟到家中的植物盆栽,蛋盒會自行分解,讓養分又回到土裡,減少化肥的使用,也避免垃圾對環境造成負擔。

去年被正名為「美濃野蓮」的水蓮,透過工研院的技術,為廢棄不食的後段部位開發出周邊商品,成為農民的新綠金。

 

 

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關於作者


李妘妤
小說家、對科技略懂略懂的吃貨,同時還是3C兼動漫宅,目前還在致力於宅力的培養,期望一宅還有一宅宅。目前在工研院擔任梧鼠級科技觀察員。

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