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海洋之神版下载·生物炭减大气碳,稻草秸秆你烧对了吗?

更新时间:2020-01-11 11:38:14

海洋之神版下载·生物炭减大气碳,稻草秸秆你烧对了吗?

海洋之神版下载,「烧炭减碳」,听起来十分矛盾,其实大有玄机。原来早年农友烧稻草、稻壳产生的炭,在学理上称作「生物炭」,只要埋入土中,便能将大气中的碳抓进来储藏,形成碱性生物炭,可以保持水分、改良酸性土质,让土壤更健康。

不过在空气污染严重的今日,是否还合适就地烧炭?答案是不行,但屏东科技大学说,只要用铁制汽油桶覆盖,以低氧方式燃烧、烧完后自然降温,既能提高成炭率,也能避免空污;而要做到更精致、均质,环球科技大学和花莲农改场分别有做出大小机器供农友参考。

烧炭减碳,有效改善酸性土

要了解生物炭(biochar),得先明白「炭」和「碳」的差别。花莲区农业改良场土壤肥料研究室助理研究员倪礼丰说,碳指生物圈的碳元素(carbon),像二氧化碳;而炭虽然也含有碳元素,但却是生物不能分解利用,性质较稳定的炭,即便埋入土中,有可能数百到数千年都不会分解,例如木炭,以及农业上常讲的生物炭。

生物炭对环境最直接的正面效益,便是降低全球暖化。倪礼丰说,现在大气中的「碳」之所以造成全球暖化,主要是来自从地底开挖的化石燃料,形同在既有的碳循环中加入更多的碳;但生物炭的原料是既有碳循环中的作物、植物,因此不会有排碳的问题,反而因掩入土中几百年都不易分解,有助于移除大气中的二氧化碳、降低全球暖化。

「所以节能减碳是要减少使用化石燃料这些多余的『碳』,而不是减少生物炭的使用。」倪礼丰说。

另一方面,由于生物炭是经「加热」(化学称热裂解反应)后,让酸性物质挥发,遗留下碱性物质,因此能直接用做土壤改良。

屏东科技大学农园生产系主任王钟和说,除白萝卜等少数蔬菜作物外,绝大多数包含十字花科、叶菜类等蔬菜都相当怕酸,但台湾土壤因人为施肥或环境因素,土壤普片呈现酸性土,埋入碱性生物炭有助于酸碱中和,有利蔬菜种植。

同时生物炭的孔隙相当多,既能松软土壤,也能是微生物的生长空间。王钟和说,孔隙还能吸附带电物质,因此还能发挥保水,并避免肥料电解质过度释出到土壤中的功能。

露天焚烧不合适,铁桶低氧焚制

既然生物炭有助农耕和环境,又该如何取得呢?最直接的方法便是将稻草、稻壳、木材等植物、农业废弃物就地焚烧,其中的「碳」便会变作「炭」;然而在细悬浮微粒pm2.5猖獗的今日,已不能再用这种粗糙的方式制作生物炭。

另一方面,这种方式制作的生物炭容易炭化程度不均。倪礼丰解释,露天环境中燃烧,越靠近起火点,原料炭化程度越高,甚至因太高温而化作灰烬、全被烧光光,而温度过低的材料则炭化程度不够,「只是被熏黑而已。」因此才会在一些市售的生物炭资材中发现一些又灰、又黑不够的成分。

因此以设备精准控制时间、温度来制作生物炭会是最理想的手段。倪礼丰说改良场曾自主设计,在烘米机外加挂一台「制炭机」,利用烘米机产生的热能来制作生物炭。只是因烘米旺季时,业者根本无暇顾及制炭,如何增广应用性是目前努力方向。

2、3层楼高的烘谷机,其实只有右侧橘色的部分是附挂的制炭机。(图/花莲区农改场提供)

花莲农改场尝试利用烘米机多余的热能,将农业废弃物稻壳制成生物碳。(图/花莲区农改场提供)

协助彰化埔盐大有社区自制生物炭的环球科技大学观光与生态旅游系主任张子见则是有开发出一款小型「铁炉」,成本便宜、能有利于农友使用,而且铁炉还能营造低氧环境,避免氧气过多、全都烧成灰。

一般生物炭制作的温度从摄氏400到700度c都有,不过张子见则是维持在摄氏250度c、热裂解15分钟,他表示测试结果发现成炭率较高,而一次可以做出2公斤的稻壳生物炭。

王钟和则说,如果农民不打算使用机器,利用钢、铁制成的汽油桶也能制作。其实每年他都会带学生直接将稻壳直接丢入汽油桶中,点燃稻草后直接丢入,再盖上铁桶进行低氧焚烧,「可以适度在底部开小管当烟囱,但不能跑太多氧气进去。」大约一天的时间便能自然冷却,形成生物炭。

简言之,无论农民打算采用哪种方式制炭,得记得要维持在低氧状态,避免太多物质因高温汽化、逸散到空气中污染环境。至于如何均匀炭化,则考验每位农民的技术。

一个铁桶直接改造,加装小型烟囱,便可在低氧的情况下制炭。(图/王钟和提供)

生物炭效果需要继续研究

不过生物炭的来源不同,理论上制成的生物炭效果亦不同,但国内目前少有深入或专一的研究。

倪礼丰说,自己只有尝试在育苗的泥炭介质土中掺入约5到40%进行观察,其中番茄和南瓜在早期苗都会长得较慢,不适合过度添加;但待日后根系茁壮日后,番茄能提早开花,而南瓜在叶片生长、开花速度上都比同时期农民培育的快。

张子见则说,理论上不同原料和温度都会有差异,不过他是站在推广角度,期盼农民直接就地利用,避免为追求大量生产而运输、产生碳排放,还没有进行更仔细的分析。

至于使用方式,王钟和则说只要打碎、连同中耕机一起翻土即可,深度最佳是表土30公分以下,不过他说一般机器恐怕只能处理到10公分,而果农也能使用生物炭改善土质。

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