生物炭及其醋液於有機肥料產品生產製作技術

高雄區農業改良場 張耀聰

　　生物炭(biochar)為生物質(biomass)經由限氧及高溫慢熱解炭化，產生之一種穩定型態、高度芳香化、難溶性、及富含碳素之固態產物，因其將生物質成分縮合，施於土壤可將碳儲存於內，在目前各種傳統農法應用評估中，以生物炭埋於土中回歸農業生產應用，為最具潛力增加土壤碳滙之重要方法，且生物炭能提供微生物部分碳源，同時減少大氣CO2濃度、土壤中無機態N的淋洗及N2O和CH4的釋放，其添加至土壤更可改變其理化性質，包含土壤酸鹼值、陽離子交換容量(cation exchange capacity, CEC)、土壤容重(bulk density)、保濕性及土壤結構，因而增加土壤養分有效性，進而提高植物生質量之生產。

　　生物炭雖可增加土壤碳滙，但也因其高碳氮比特性，若直接大量施用於耕地土壤，易造成土壤碳氮比失衡，使植物生長產生缺氮現象，因此在農地大量施用仍須謹慎應用。　　　　　　　　　　　　　　　

　　此外，生物炭在燒製過程，將產生之煙氣經冷凝設備回收醋液，可藉由申請國內「免登記植物保護資材」(農防字第1081488112號)，作為農林作物害蟲及病害防除使用。

　　然而生物炭及其醋液在肥料應用方面，則缺乏相關品質及規範訂定，僅在禽畜糞堆肥及一般堆肥(品目編號5-09及5-10)限制事項內明訂，不得混入炭化稻殼。而本技術將生物炭及其產出醋液，進行固態及液態有機質肥料開發，產品可符合申請肥料品目編號5-12混合有機質肥料及5-14液態雜項有機質肥料。

　　且開發之產品經由盆栽及田區短期葉菜多次測試及產品製程配方調整後，固態有機質肥料之產品測試方面，與市售5種有機質肥料(品目編號5-11及5-12)進行青江菜田間肥效測試比較，其結果顯示開發產品可提升植株葉片數生長及鮮種，並具有最佳表現。

　　另外在開發之液態有機質肥料產品肥效測試方面，與市售2種相同品目編號(5-14)產品進行青江菜生長比較，經田間測試結果顯示，不論是使用葉面噴施或根灌兩種方式，開發之液態有機質肥料產品在葉片數生長、鮮重及乾重方面，均具有最佳表現。

　　本技術開發可符合申請混合有機質肥料產品，將生物炭添加其中，除能避免生物炭單獨施用，造成土壤碳氮比失衡作物缺氮問題，並能提供作物施肥功效，且能有效形成土壤碳滙。另開發可符合申請液態雜項有機質肥料產品，由葉面及根灌施肥更有效提供作物養分，且產品中添加醋液材料，可藉其味道忌避部分昆蟲。目前市售有機質肥料中，較少出現含生物炭與醋液之有機肥產品。【延伸閱讀】- 一起了解「國產有機質肥料」的優勢

　　而本項技術經公告後，已有肥料業者進行非專屬授權，相信不久後應能於國內市場購得此類肥料商品，提供農業生產落地應用。

圖一、稻殼經限氧及高溫慢熱解炭化形成稻殼生物炭

圖二、生物炭未經施肥調整，大量施用於耕地土壤，易造成碳氮比失衡作物生長缺氮

 

圖三、不同固態有機質肥料處理青江菜生長6週收穫情形

(註:1.對照組；2.市售5-11-1；3.市售5-11-2；4.市售5-11-3；5.本技術開發產品5-12；6.市售5-12-1；7.市售5-12-2；8.市售5-12-3)

圖四、液態有機肥不同處理青江菜經6週生長後收穫比較

(註:1.對照組；2. 市售產品(5-14-1)根灌；3.市售產品(5-14-1)-葉面噴施；4.開發液肥(5-14)根灌；5.開發液肥(5-14)葉面噴施；6.市售產品(5-14-2)根灌；7.市售產品(5-14-2)葉面噴施)

資料來源

• TATM農業技術交易網