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哥倫比亞咖啡農場廢棄物轉換堆肥應用

  引用來源:Acosta-Alba, I., Chia E., & Andrieu, N. (2019).     彙整:劉雨蓁     點閱:242

問題在哪裡?

現今氣候改變,使全世界32%至39%作物產量受到影響。同時農業和畜牧業生產過程對溫室氣體(greenhouse gas, GHG)的排放亦佔全世界19%至29%。

以哥倫比亞地區為例,農業生產,如製造咖啡豆(green bean)過程會由咖啡果實(coffee cherry)產生大量脫殼果渣、或製造成紅砂糖時會產生蔗渣等廢棄作物纖維;而畜牧業中,畜養家禽與豬的過程會產生動物排泄物,無論農業或畜牧業生產皆會造成環境汙染(圖1)。

 

圖1 哥倫比亞農業(咖啡與甘蔗)與畜牧業(家禽與豬)生產管理與廢棄物轉換堆肥構想圖。(圖片來源:參考文獻1)


採取的改善作為

透過氣候智慧農業(climate smart agriculture, CSA)方法轉換咖啡生產過程及畜牧業的廢棄物,並利用生命週期評估(life cycle assessment, LCA)檢視CSA調整後的農業生產對環境GHG的排放、酸化及優養化的影響(圖2)。

而LCA是一種綜合性的評估方法,在農業可以評估作物從原料至栽培期結束,整個生長期對環境造成的影響。

 

圖2 生命週期評估氣候智慧農業(life cycle assessment for climate smart agriculture, LCA4CSA)概念圖。(圖片來源:參考文獻1)


效果

哥倫比亞地區五種類型農場的栽培制度包含咖啡與香蕉混作(Coffee Banana, CB)、咖啡與香蕉轉作(Coffee Banana Transition, CBT)、種植多樣的作物(Diversified Crops, DC)、種植多樣作物與飼養家禽(Diversified Crops and Poultry, C&P)與種植多樣作物與飼養豬隻(Crops and Husbandries, C&H)(圖3)。

分析上述五種CSA管理農場對各項環境衝擊的影響(圖4),接著再利用LCA評估五種類型的農場廢棄物經轉換成堆肥後對環境的衝擊(圖5)。

結果顯示,經CSA管理農場在C&P與C&H有較佳的環境適應能力(圖4);再將農業或畜牧業廢棄物製成堆肥有助於減少3-33% GHG的排放量,但在C&H中效果不明顯(圖5)。此外,將農業廢棄物轉換成堆肥會造成環境酸化與優養化,因此需要有效的控制堆肥的製造過程對於土壤的侵蝕。

圖3 哥倫比亞地區五種類型農場管理制度主要特徵結果。(圖片來源:參考文獻1)

 

圖4 哥倫比亞地區以CSA管理五種類型農場每年每公頃對環境影響的評估。(顏色為指標值與標準值之間的接近程度,綠色表示最接近,橙色表示中間,紅色表示最遠。)(圖片來源:參考文獻1)

 

圖5 哥倫比亞地區以LCA評估五種類型農場有無堆肥轉換對氣候改變(potential climate change)、優養化(terrestrial eutrophication)與酸化(acidification)的影響。(含有農業廢棄物原之咖啡栽培baseline, T;農業廢棄物已轉換推肥compost, TC)(圖片來源:參考文獻1)


參考文獻

1.Acosta-Alba, I., Chia E., & Andrieu, N. (2019). The LCA4CSA framework: Using life cycle assessment to strengthen environmental sustainability analysis of climate smart agriculture options at farm and crop system levels. Agricultural Systems, 171, 155-170.https://ccafs.cgiar.org/publications/lca4csa-framework-using-life-cycle-assessment-strengthen-environmental-sustainability#.XPDQS4gzaUk


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