你是否曾煩惱為何土壤越種越硬？土壤酸化導致作物發育不良？隨著長期耕作的影響，許多土壤問題逐漸浮現，其中土壤硬化和土壤酸化就是農友最常遇到的問題。導致土壤硬化的常見原因可能有：有機質缺乏、化肥使用過量、機械壓實、灌溉不當等，長期下來造成表層產生硬質層，進而影響土壤通氣性，甚至阻礙根系生長，大幅影響耕地使用效率。土壤酸化則有可能是過量施用氮肥、大量雨水沖刷造成鹼性離子流失、作物吸收養分帶走鹼性成分以及酸雨影響，長期下來可能造成根系發育不良、抗病能力降低，甚至造成產量減少。
要改善上述這些土壤狀況，「養地」是必不可少的過程。透過土壤結構與土質環境的調整，讓土地回復到穩定狀態，是農業養地的核心課題。運用適當的材料與方式，逐步調整土壤狀態，更是土壤改善的首要之務。
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一、常見土壤改善方式有哪些？
土壤改善的重點主要在於土壤結構優化、調整土壤酸鹼度環境，以及改善土壤營養成分不足的問題。透過物理性的改善土壤結構，提升土壤透水性、通氣性及保水性；化學性的改良土壤pH值，改善植物根系吸收土壤養分的效率；生物性的改善土壤環境，增加土壤中的有機質，促進土壤活性。
傳統常見方式可能會使用石灰調節土壤pH值環境，進行酸土改良，或是直接焚燒植物獲得草木灰，作為有機肥料的輔助。然而，草木灰焚燒的過程中，若處理不當易釀成火災，而且露天燃燒會產生懸浮微粒（PM2.5）並增加碳排放量，造成空氣汙染；而石灰若過量使用，則可能導致土壤過鹼，反而抑制根系生長。
近年來，台灣農業致力於淨零排放目標，減少溫室氣體的排放量日益受到重視，「生物炭」因其固碳特性，施用於土壤中能長期封存碳素，幫助減少溫室氣體排放，進而減緩溫室效應，在土壤改善的運用中，逐漸受到業界重視。
二、什麼是生物炭
2-1 生物炭基本介紹
生物炭來自各類生質與農林剩餘資源（稻殼、竹子、木頭等），經熱裂解（ Pyrolysis）後的產物，可作為土壤改良資材。例如稻殼經高溫氣化裂解技術後，可製成殼穀生物炭（稻殼炭），是兼具環保與功能性的理想低碳再生資源。
生物炭常見特色如下：
1. 多孔隙結構：生物炭的多孔結構與吸附性，可有效改善土壤通氣性及保水性。除了有效吸附水分外，也可幫助吸附、緩釋土壤養分（如氮、磷等養分），使養分不易淋失，溫和輔助維持土壤肥力，避免大量氮磷流失，沖刷入河湖中造成水質汙染與優養化問題。
2. 天然農業資材來源：由於生物炭源自農業廢棄物，其天然原料來源，不易產生有害物質的生物累積，避免像一般化肥常造成的硝酸鹽超標問題。並且農業剩餘物的再生資源，也有助於永續資源再利用，促進綠色經濟循環。
3. 碳封存功能：長效固碳能力，將生物質碳長期固化在土壤中長達數百年，減少大氣中二氧化碳含量，並有助降低土壤中溫室氣體排放至大氣中，逐步達到淨零碳排需求。
4. 偏鹼性特性：常用於酸土改良，調整土壤pH值，降低土壤酸度，改善作物根系發展，逐漸恢復根系活力。
2-2 生物炭的三種型態
生物炭常見型態有三種：棒狀、餅狀、顆粒狀
| 生物炭棒 | 生物炭餅 | 生物炭粒 | |
| 說明 | • 長條狀易於深層土壤放置 • 吸附肥料防止流失 • 保水能力佳 • 結構緊密不易崩解 • 穩定營養釋放 | • 適合週期更換 • 單位區塊易管理 • 扁平圓形結構穩定 • 適合鋪放於花盆層次疊放 • 吸附緩釋功能提供水分養分 | • 顆粒狀 • 混拌性佳 • 擴散性高 • 粒徑可調 |
| 應用 | • 大型果樹 • 園藝植物 • 根系生長 | • 城市綠化 • 盆栽 • 溫室 • 育苗床 | • 土壤混和介質 • 水質處理濾材 • 景觀種植 • 肥料載體 |
生物炭棒經過高壓壓縮製成，結構緊實不易崩解，長條狀的設計，使其容易植入土壤深處作用於植物根系。生物炭餅成形後較易搬運配置，施用簡便，便於疊放使用，並能根據環境不同，彈性調整堆放層次。生物炭粒因其顆粒狀性質，分布性高，較易與土壤混合，常搭配整地或翻土作業時使用。
不同型態的生物炭各有適合的使用情境，實際應用時，可依農地條件、操作方式與管理習慣等進行搭配，讓生物炭在土壤改善的過程中，能夠發揮更高的效率。
三、生物炭：為永續注入新能量
近年來，台灣農業相關部門逐漸重視淨零排放目標，期望落實低碳農業，達成永續生產與生態保護的最終目標。
在減少農業活動碳排放的目標下，「生物炭」正好符合減少排放的需求。源自農業剩餘資材，能將植物吸收的二氧化碳以穩定形態封存於土壤長達數百年，有助減緩土壤中的碳釋放回大氣中，成為實踐固碳減排的第一步。此外，生物炭的多孔隙結構，在改善土壤結構的同時，也為土壤微生物提供棲息地，促進微生物繁衍，自然地增加土壤有機質，溫和改善土壤環境。
未來在土壤改善的過程中，生物炭成為農業永續新選擇，在農業廢棄物再利用的基礎上，打造低碳綠色經濟循環，為生態環境的永續盡一份心力。
延伸閱讀：永續低碳環保材料｜生物炭(稻殼炭)
