水稻廢棄資材之利用
倪禮豐
花蓮區農業專訊43:21-24
前 言
雖然社會經濟型態及飲食習慣的改變,稻作的生產面積不斷的下降,但稻穀的生產仍佔有農業相當大的比例,由於農村勞力成本提高及物資不虞匱乏,致使原本大家勤於收集整理與利用的水稻副產物-稻草與稻殼,卻成為乏人問津的“廢棄”物。
然而,根據筆者的經驗,也曾經有人想要取得這些別人眼中的廢棄物-稻草與稻殼卻苦無門路。這種供需失調的現象,是值得吾人去了解與思考的。
稻草的定義
水稻植株除了稻穀及根,其他部分均為稻草。用作物學的名詞來解釋,包括了葉鞘、葉身、葉舌、葉耳、莖稈、部分穗軸與小枝梗等乾燥體。稻草是稻米生產最大宗的廢棄物,生產一噸的稻穀大約有一噸的稻草,即“穀蒿比”約等於1。乾燥稻草含有灰分約5%,其中富含矽與鉀;有機物約95%,其中纖維素約25%,半纖維素約21%,木質素約8%。若以組成分描述,則含碳約40%,氮小於1%,磷約0.1%,鉀約2%。
稻草的利用與處理
一、製作工藝品:
許多的稻草製品曾是日常生活用品,如草蓆、榻榻米、草鞋、草繩、草袋等,但現在幾乎為塑膠及其他更方便的材料所取代,而只能當作藝術品展示。又因為稻草材質輕軟且具韌性,易於纏紮成各種角度與形狀,除了上述等可編織的用具或工藝品外,也非常適合作為童玩之材料,不但有益於啟發創造能力,亦可提供都市兒童親近大自然的機會,符合發展休閒農業的時代潮流。將稻草製作成工藝品或童玩在文化及教育上有其重要的意義,也大大提高稻草的附加價值,成為稻米文化活動中不可或缺的角色。
二、農田有機質的來源:
由於稻草利用於日常生活用品日漸減少,目前大部分稻草的處理方式,是在收穫時利用聯合收穫機將其切成小段之後就地掩埋。根據研究結果指出,將稻草直接掩埋可有效增加土壤有機質含量與提高磷、鉀、鈣、鐵及矽等元素的有效性,提升整體的土壤肥力;連續四年直接掩埋處理的試區甚至較對照區平均增產5%∼8%,因此成為目前所推薦的稻草處理方式。
但因1、2期稻作之間隔時間不長,未完全分解的稻草殘體在2期作灌水時,不但會浮起隨水漂流阻塞灌排水道或掩蓋秧苗,也會因為土壤中缺氧引而起窒息病等;另外,稻草上殘存的病蟲繼續存活及傳播也是一個問題。因此,在排水不良土壤及水稻病蟲害發生嚴重的地區不適用掩埋方式。不過,就整體的經濟效益考量,就地掩埋的方法是利多於弊的,因此稻草是一種很好的有機質材料。
三、覆蓋資材:
利用稻草作為其他作物栽培之覆蓋材料,其許多優點是其他資材無法取代的,例如通氣又保溫、透水又保濕、生物可分解而不需回收亦不造成污染,分解過程的中間產物具有抑制雜草及藻類生長作用等;優點雖多但卻有一個相當惱人的缺點,就是收集不易。若大家能接受使用者付費的觀念,比照購買塑膠製品的價格付出,不再視稻草為無用之物,應可補償收集所需的人力成本。
四、田園景觀:
過去農村尚有足夠的勞力將稻草紮成一束一束,豎立於田間曬乾,再將之疊成「草蒲」,意為形狀像葫蘆(蒲仔)的稻草堆。這種收集及貯存的方式,不但相當節省能源,又無需額外的設備與太多的空間,取用也很方便,更可成為美麗的景觀。但是堆積「草蒲」需要許多的人力與高度的技巧,所以現在已不常見了,也正因為如此,若經評估規劃設置地點,將可成為有潛力的觀光資源。
稻殼的定義
稻殼,俗稱粗糠,是稻穀碾成糙米後剩下的部分,即包括內穎、外穎、護穎、副謢穎(稉型稻)及小穗軸等,但在實際碾製過程中會混有一些小枝梗、不完全充實的穀粒或未受粉的穎花。穀粒中,稻殼約佔總重量的五分之一,剩下的五分之四是糙米,若再進一步加工精製成為白米,其中又有一成是米糠。也就是說,在100公斤的稻穀中,約有稻殼20公斤,米糠8公斤及白米72公斤。然而稻穀中的許多營養成分,如脂肪、維生素、礦物質及纖維質等大部份存在於米糠中。因此,米糠是具有高度營養價值的飼料及肥料。
稻殼的利用與處理
一、燃料:
稻殼含水量低,燃燒後所產生的腐蝕性氣體(如二氧化硫等)非常少,又因其量大、便宜且取得方便,過去是磚瓦廠的常用燃料,現在因為磚瓦業的沒落,此用途幾近消失。目前絕大部分的稻殼都是在碾米廠生產與處理,若能就地增設焚化爐,除可利用燃燒的熱能烘乾稻穀及發電外,還可以節省清運成本。
二、工業原料:
矽元素是半導體工業中最重要的材料,雖然在地殼中含量之豐僅次於氧元素,但大部分為型態複雜的混合物而不易純化。燃燒稻殼後的灰分含有大量的矽,而且型態較為單純(幾全為二氧化矽的型態),若能配合上項焚化爐的推廣,收集及清運成本應可降得更低,為一有發展潛力的產業。另外,將稻殼經乾餾製成多孔性的活性碳,也是提高稻殼價值的方法之一。
三、栽培介質:
因為稻殼材質硬、質地疏鬆而保水性差,直接應用時不甚方便,然而經適度炭化後可以相當程度的改良其物理性質。所謂炭化稻殼,俗稱燻炭,是由稻殼經過有條件控制悶燒所製成,而非任其燃燒所成的灰。附帶一提的是,稻殼本身外觀價值感很低,經炭化後因為顏色的改變,其被接受的程度也就相對提高了。
四、堆肥與廄肥:
稻殼通氣及排水性良好,能吸收臭味及保持乾爽,很適合做為牛床墊褥,也可以做為堆肥廠脫臭槽的材料。以稻殼為材料做成的堆肥與廄肥,含有高量的鉀素,肥效長達一年,可完全取代化學鉀肥的施用,充分的資源回收再利用。所含的矽,可以使許多作物,尤其是水稻的植株更強健,提高抗病害的能力。然而因質硬不易分解,成品中尚可見完整的形狀且顏色不夠深,常被認為沒有肥分而無法為農民所接受,為其缺點。
五、生物可分解資材:
以稻殼作為覆蓋資材時與稻草有相同具有許多的優點及缺點,優點中對雜草的抑制效果尤其顯著,缺點也與稻草相同,就是清運及施用的成本太高。若能配合機械化施用,應能降低部分的成本。做為覆蓋時應避免與土壤混合過深,以免造成作物缺氮及缺氧等負面的效果。另外,將稻殼添加膠結劑加工製成育苗盤與花盆等農用資材,雖然目前的成本仍然高出塑膠製品甚多,但因為其生物可分解的特性,節省了許多人力成本來回收,故為部分盆栽業者及大部分關心環保的民眾所愛用。
結 語
稻草與稻殼皆含有高量的矽與鉀,可成為優良的有機資材,長期施用到農地具有增加土壤有機質,增強植株對病蟲害的抗性等優點,但是不當的施用反而可能會造成負面的效果。總之,兩者材質疏鬆而體積龐大所造成的困擾,仍是吾人亟待解決的難題。