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自從綠色革命以來,以化學工業及醫藥產業為主的工業化農畜產業主導了全球糧食的生產,在大量利用以化學法所製造的肥料、抗生素與殺蟲劑後,農業的生產得到顯著的增加,包含經濟動物如:豬、雞、鴨、鵝;水產養殖如淡水(海水)魚、蝦、鰻;經濟作物如蔬菜、水果、稻米、小麥等。
隨著全球人口逐步增加,自然資源亦逐步耗竭,加上化石燃料及工業生產產生大量二氧化碳,全球的氣候與自然環境面臨所未有的挑戰,加上許多抗生素與殺蟲劑被發現對動物體健康有極大的傷害,而自然資源的惡化枯竭,更使得糧食的生產邁入惡性的循環-資源投入增加,實際產出卻減少。
二十一世紀初期人類有鑑於此,為求永續發展的目的,紛紛投入節能減碳與綠色能源的研發,發展出以生物科技為基礎的應用科學,包含能取代化學肥料的有機肥料,取代抗生素的微生物製劑,以殘渣轉換成可食用的蛋白質,新型替代能源如沼氣發電等,以新技術之相關產品來進行新一代的農業生產,也可達到同樣的效果。
由於世界人口的快速增加,動物性的糧食的需求更是與日俱增。除自然的撈捕外,人工的飼養是目前供應動物性糧食最佳方法,但是除了原物料成本外,在飼養經濟動物所伴隨產生的排泄物,是長久以來環境所面對的艱難挑戰。
禽畜糞含有多量的有機質,約佔乾重的70~90%,此外還有含氮、磷等元素,若進入水體,會造成水質快速優養化。據統計,每頭豬每天所生產的排糞量為1.9kg,含氮19g,磷13.3g;牛每頭每天排糞量為30kg,含氮129g,磷51g;雞每隻每天排糞量為0.14kg,含氮1.9g,磷0.78g。由以上資料顯示禽畜糞確為高濃度的汙染源,但若能以生物技術加以適當轉換,其所含的有機成分卻可轉換成高肥效有機肥,可供植物生長所利用。
台灣地區每年禽畜糞總產量為12,773,800公噸(1983年)。又主要農產廢棄物,稻殼計370,700公噸,甘蔗渣有1,520,000公噸,廢棄菇類木屑119,250公噸,合計約2,009,950公噸。以上農畜產廢棄物,年總計約有14,783,750公噸,此類農業廢棄物若未妥善處理,將造成嚴重之環境汙染。但同時若能將這些有機資源加以轉換利用,製成推肥或其他資源回收物,除可防治汙染外,並可改良土壤,增進地力,提高農產品產量及品質。
傳統的堆肥可分為:袋裝堆肥式、箱型送風式、堆積堆肥舍式、開放式送風堆肥舍、迴轉攪拌式、勺子翻堆式、密閉式發酵槽等。目前堆肥製造方式已趨向機械化,並附設送風系統,俾減少人力,縮短發酵完熟期間。無論是採用目前何類系統,皆是採取人工方式加速原料內原有菌種的發酵速度,故所製造出的堆肥尚有許多改善的空間。
本開發計畫擬採用特殊的高溫菌株組合,針對禽畜糞內部的有機成分如纖維素、有機磷等加以分解轉換,並除去可能含有的病原微生物,以製成能供利用的高品質有機肥,達到節能減碳的永續發展的目標。
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