《科技部科普文章分享》【喧囂過後,廚餘怎麼處理?】
中研院院士、中興大學土壤環境科學系講座教授楊秋忠說,以前常聽到人家說「燒苗」,其實所謂的「燒」指的不是溫度太高,而是將未發酵過的廢棄物丟到土壤中,會造成植物受害,其中一個原因是,微生物大量繁殖及分解物質,搶去很多養分,例如氮、磷、鉀,導致土壤裡的營養比例失調,分解出的有機酸或酚酸,也會破壞植物的根系,作物便長得不好。
楊秋忠教授研發出了以酵素取代微生物的堆肥技術,將處理有機廢棄物變成堆肥的時間,從一到三個月縮短為三個小時內。不僅大幅提高生產效率,還解決了頭疼的臭味問題!
除了改善堆肥場惡臭、空間等問題外,其實 TTT® 技術也能夠對人類目前面臨的重大挑戰——糧食不足及氣候變遷等有所幫助。
如上述提及,有機質含量是土壤肥力的第一指標,若增加土壤裡的有機質,便可以使作物好好生長,產量增加,解決目前人口增加、糧食不足的危機。楊秋忠說明,現在作物的產量不好、容易生病,其實是因為土壤條件不好,有機質是控制土壤地力的指標,例如全台灣有兩千多萬噸的有機廢棄物,真正送到堆肥場的總量不到十分之一,傳統堆肥生產又耗時,這樣的情況下,若使用我們的技術,能快速將有機廢棄物生產成肥料,
全世界的垃圾裡大約含有 30%~40% 的有機廢棄物,因此楊秋忠想,若讓這些都回到田裡去,對糧食的生產會有很大的幫助,若有機質含量低,土壤容易生病,這也是為什麼大量使用化肥會使土地退化,除了營養不平衡、酸化等,化肥也會讓土壤中的有機質被大量分解,地力變差,作物生長便不好。
除解決糧食不足的問題外,這套新技術還能減少溫室氣體回到大氣中,例如我們不吃的那些稻稈要如何處理,若到焚化爐燒掉會產生溫室效應氣體,若是埋到土裡也會釋放出甲烷 CH4 。「目前我們已經在發展的技術,是把有機廢棄物放回土壤裡,變成不易被微生物分解的腐植物質,便是『碳儲存』(carbon storage) 的概念。」此技術也已經發表在學術期刊上。
■完整文章,詳( 科技部 科技大觀園):
https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/C000003/detail?ID=abbb9cfe-405d-4125-b5b2-715c1972ce95
#科技部科普文章分享
財團法人國家衛生研究院
國家衛生研究院-論壇
同時也有1部Youtube影片,追蹤數超過2萬的網紅憨吉的探索Kao's Diary,也在其Youtube影片中提到,種子幼苗期有氮就夠了 苗期就要來補磷了 另外疏果時要注意不要傷到玉米 留下葉子繼續行光合作用喔...
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【智在家鄉】手機也能巡田水!物聯網耕種超節電 關渡精準施肥稻作好壯壯
2021-01-26李 映萱智慧家鄉
匯流新聞網記者李映萱、王佐銘、程子奕、呂怡潔、胡照鑫、李盛雯/新竹報導
國內農業就業人口逐年減少,年齡層也有老化趨勢,為了提升農業生產效率、吸引青農們回流,2020第三屆聯發科技「智在家鄉-數位社會創新競賽」團隊「走向里山一家當關」與「小草」,用智能生產及智慧管理進行定時、定量計算處理,精準投放肥料與水,農民只須在系統上操作,就能種好菜、育好果,大幅降低人力、減少資源消耗,為家鄉農民有效地控管田地。
根據行政院農業委員會統計,台灣農業就業人口有近20%年紀超過65歲,且扣除政府補助,農民月平均收入不到1萬元。「走向里山一家當關」綜合所學與在地實務經驗,加上科技和創意,研發出「SOLOMO永續稻作技術田間管理決策平台」APP,幫助農民建立生產SOP,增加農業產量,提升農民所得。該平台代表意涵為:SO(社群)、 LO(在地)、 MO(行動),團隊成員從家鄉關渡平原進行實驗改良,結合在地團體、農田水利會,擁有10年關渡平原生態的相關資料,經過AI大數據分析、交叉比對,可精準施肥、用水管理、預估採收時間及產量,避免資源浪費。
團員何榮旺與何永山父子,祖輩皆在台北市北投地區務農,見證了都市變遷下的產業更迭與興衰。雖然從父輩起因都市計畫變遷不再務農,仍然心繫農業,轉而投入七星農田水利會。他們發現,過去農民覺得肥料灑越多越好,事實上少量施肥跟用水,反而能讓稻子扎得更深。
團隊自信分享,曾把稻田分成兩部分來試驗,一邊使用SOLOMO永續稻作技術,一邊則遵循舊有稻作模式,有次颱風天突襲,使用系統的那半邊稻田完好無缺,另外半邊稻作則被颱風吹得連根拔起、東倒西歪。SOLOMO也獲得「台北市七星農田水利會」、「台北市七星農田水利研究發展基金會」、「台灣水資源與農業研究院」等農業技術、大數據資料專家認證。
何榮旺說,除了增加農民收益和友善環境的前提下,以水稻強化栽培(SRI) 技術和關渡平原做為市場區隔指標,打造專屬北台灣特有水質環境的優良稻米品牌,進而推廣至其他地區,進而吸引青年洄流返鄉,傳承農業文化。
他們規劃用1年的時間來驗證SOLOMO的AI大數據演算法和功能,後續再上架推廣。未來APP將擴充田間用水施肥、微氣象等功能,並加入田間紀錄、管理、教學。未來將藉由全台17個農田水利會推廣「SOLOMO 永續稻作技術田間管理決策平台」計畫,加速「七星SRI稻米產銷專區」成立,將「七星模式」由台北市關渡平原,推廣至全台灣稻作生產地區。
另一組參賽團隊「小草」,除了看重智慧農業的發展,也關心城市冷氣用量帶來的環境災害。為了降低冷氣用電、提高農業產能,團隊打造「物聯網自動灌溉與排水系統」,應用在屋頂可為大樓降溫,在溫室與農地可發展智慧農業,助農民達到精準施肥及用水,為孕育我們的這塊土地節約能源。
隨著物聯網在農業上的蓬勃發展,聰明的農業應用越來越受到重用。該系統運用感測系統監測土壤品質,導入物聯網技術與地下水排水系統,將採集農業生產現場的光照、溫度、濕度等參數訊息進行數字化和轉化後,傳輸到自行開發的物聯網IoT平台進行整合,以遠程監控即時了解農產品生長狀況。
他們在農地建設多台攝影機,系統結合氣象與雨量預測,不僅能即時偵測土壤灌溉時機,下雨時會啟動馬達保護機制,關閉灑水功能並進行排水,解決了以往梅雨季農作物根部淹到腐爛的問題。為了讓更多人參與此計畫,該團隊在政府的在職訓練課程中公開零組件與程式,製作教學手冊與電子檔供全民DIY,也讓民眾免費申請團隊所開發的物聯網平台。
「小草」團隊分別在高雄、桃園、中壢與台南設置示範基地。其中在高雄的智慧農地,團隊建立地下暗渠排水系統,當下大雨或土壤施肥鹽份過高時,能自動排出多餘水分及鹽分。自動灌溉系統則是用50瓦太陽能板供電,能將水跟肥料直接傳到植物根部;肥料的控制上,除了土壤酸鹼度與電導度的監測外,更可掌握植物氮、磷、鉀生長要素,透過數據即可得知植物需要吸收的養份。
另外,團隊與嘉義溫室業者已合作2年,透過綠屋頂設計,屋頂打造物聯網自動灌溉與排水系統並結合太陽能供電,建構出一套不僅能滿足種植與克服屋頂限制的基本需求,還能達到即時監控與節約能源的自動化屋頂種菜系統,達到保水、排水、自動灌溉、降溫等種植需求。經過團隊實測,在屋頂種植有機蔬果,使室內外溫差有5至10度,只要室內比屋外低1度,即可省電6%。
此系統使用數據上網,結合物聯網,可以將空氣與保水層溫、溼度、土壤酸鹼度與電導度、氮、磷、鉀連線上網紀錄數據或存取於SD卡;還可透過網路遠端遙控物聯網設備,啟動相關設備,例如打水、霧化等自動化功能,以便及時控制效果,讓需常遠行的種植戶也不用。
該團隊希望透過政府職訓課程,與更多對物聯網有研究、從事農業的人進行交流,爭取更多教學單位合作,培養更多人才為家鄉做出貢獻。團隊認為,這套系統導入的排水系統,可對抗乾旱及洪水天災,除了國內推廣,希望未來可推廣到自然災害較頻繁的國家,透過國際間的分享,達到全球化的應用。
附圖:▲團隊使用SOLOMO APP在關渡平原進行實驗。(走向里山一家當關提供)
▲團隊在示範基地使用「物聯網自動灌溉與排水系統」。(小草提供)
資料來源:https://cnews.com.tw/195210126a03/
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#炭也能救地球? 🌏
全球可耕種農地土壤普遍面臨有機質耗損、地力衰竭的現象,加上氣候變化引起的降水不均,過度施用化學肥料造成土壤酸化和鹽鹼化等問題,進而影響農業產能。
本院生物多樣性研究中心邱志郁研究團隊發現,在土壤中施用「生物炭」可以調節 #土壤酸鹼值和影響微生物族群結構和功能,將來可望依材料性質和土壤的條件調整生物炭性質,強化土壤微生物的機能,藉此改善土壤品質,並減少大氣中二氧化碳濃度。
#重點 #不是拿來烤肉
🔴讀前邏輯暖身🔴
地球農地土壤酸化或鹽鹼化→ 影響農業產能→土壤施用 #生物炭→調節酸鹼值、微生物族群結構和功能→可望恢復貧脊土壤活力。
_____________________
🌚生物炭是什麼?
泛指以高溫隔氧熱裂解(悶燒)生物資材所製成富含碳的固體物質,所使用的原料包括木材、農業廢棄物。市面上販售的木炭 、竹炭就是典型具備商業價值的生物炭。
🌚生物炭的功用為何?
生物炭的疏鬆富含微細孔洞的特性,可保持水份且提供土壤微生物適宜生長的環境,遂能有效地將各類有機物和氮磷鉀營養要素轉化固定在土壤中,維持土壤的肥力。
先前研究也已知生物炭可提升土壤品質及間接減少大氣中的二氧化碳等。但是,生物炭在土壤中對於 #微生物 的作用功能及其間的 #調控作用機制,迄今尚未能確實釐清。
🌚研究發現了什麼?
透過 #大數據 分析,結果發現:
1. 較高pH值(偏鹼性)的生物炭會降低土壤中細菌、真菌、放線菌的數量。施用生物炭會對土壤中的真菌族群構成直接的影響;細菌族群則是間接經由土壤性質的變化而改變。
2. 在酸性土壤中,施用生物炭對真菌量及微生物多元功能活性有明顯的施用效果。反之,在鹼性土壤中並不明顯。
🌚下一步呢?
1. 根據農產廢棄物材料的性質,開發製成適切的生物炭成品,加速農業廢棄物資源化和提升土壤的品質。
2. 利用生物炭可提升植物益生菌在土壤中的作用效能。
3. 檢視生物炭在不同類型瘠劣土壤的施用效果。並深入探討施用生物炭對於耕地土壤微生物相和功能的影響。
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論文第一作者為邱志郁研究團隊的研究助理許文歡。通訊作者為邱志郁研究員。該項研究的部分成果─〈施用生物炭對於土壤微生物族群和功能的影響〉,已發表於國際期刊《全球生物變遷─生質能源》(Global Change Biology-Bioenergy)」。
🌏論文連結:http://dx.doi.org/10.1111/gcbb.12773
🌏YouTube: https://youtu.be/CFH20JFGAXA
🌏新聞稿:https://www.sinica.edu.tw/ch/news/6731
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👁🗨相關新聞
[中央社]生物炭提升土壤品質 中研院大數據分析調控機制
https://www.cna.com.tw/news/ahel/202012040121.aspx
[自由時報]生物炭改造地力、減用水 台灣造出全球首座不外接能源炭製爐
https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/3371223
[東森新聞雲] 全球農地耗損嚴重 中研院:「生物炭」可提升土壤品質、封存二氧化碳
https://www.ettoday.net/news/20201204/1869219.htm
[公視] 中研院紋藤壺研究發現 微塑膠毒性影響潮間帶生態
https://news.pts.org.tw/article/502955
#二氧化碳 #土壤 #微生物 #氣候變遷
#中研院生物多樣性中心 #邱志郁研究員
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