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屏科大研發「負碳農法」 以微生物促進土壤固碳,為2050淨零碳排鋪路

全球積極推動2050淨零碳排,台灣亦跟隨潮流,屏東科技大學以其強大的農業研究實力在農業減碳領域有著卓越的表現。該校森林系吳羽婷副教授領導的研究團隊,致力於提升土壤碳匯(即黃碳)以建構負碳農法,即「碳清除量」遠超過「碳排放量」的技術。他們搭配政府的淨零排放計畫,通過增加農業部門的碳匯技術及誘因機制,成功開發出高效率固碳潛力的微生物。


施用叢枝菌根菌對果樹根域中高醣蛋白的影響試驗(屏科大 提供)

研究中,團隊從湖泊中篩出光合細菌Rhodopseudomonas sp.分離株 PYX C11、PYX 12、PYX 24和PYX 39等,這些紫色非硫細菌擁有高固碳潛力。光合細菌能利用太陽能將二氧化碳、水和無機鹽等製造成有機物,同時促進水稻生長,有效捕捉大氣中的二氧化碳。在水稻耕作系統實驗中,添加光合細菌的組別顯著優於對照組,特別是分離株PYX 12和PYX C11的效果最佳。這種耕作模式不僅促進了作物生長,還實現了有效的碳吸存。


具高固碳效率的光合菌種菌種對水稻生長與對土壤碳匯之影響試驗,以添加分離株PYX 12與PYX C11效果最佳,其次為分離株PYX 39與 PYX 24(屏科大 提供)

此外,研究團隊從有機栽培果園土壤中篩出具有高潛力分泌醣蛋白的叢枝菌根菌。這種真菌能與植物根系結合共生,促進植物生長、預防根部病害及抗逆境等。叢枝菌根菌的菌絲產生的球囊黴素醣蛋白能穩定土壤團粒化,增加土壤的有機質含量,進而提高土壤的黃碳。


篩選具高固碳效率的光合菌種菌種(屏科大 提供)

這項研究也涉及循環經濟,利用農業廢棄資材進行有機堆肥製作。該研究團隊更取得中華民國專利,成功開發製造有機肥料的方法。這種堆肥含有高達68%的有機碳,符合國家標準。實驗結果顯示,使用這種堆肥可提升土壤6%的有機碳,達到減少碳排放並封存土壤碳庫的效果。

吳羽婷副教授指出,雖然台灣的有機農業已經在減少二氧化碳排放方面有所成就,但目前仍缺乏強調負碳農耕模式的有機農法。因此,除了開發固碳高效率的微生物資源外,還需要搭配負碳的農耕栽培管理方式,以最大程度發揮其增加碳匯效益。


利用農業廢棄物太空包製成有機肥料在109年獲得中華民國專利(屏科大 提供)

在全球碳匯排名中,黃碳位居第二,僅次於藍碳(海洋、鹽沼、紅樹林)。因此,利用「黃碳」相關技術進行大氣碳移除成為實現2050淨零的重要手段。歐盟積極推動「黃碳」領域相關的碳移除監管框架,各國農業部門也紛紛推動土壤碳匯發展,台灣也跟進推行2050淨零排放計畫,迎接即將到來的碳權時代。



參考文獻及圖片來源:


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