農業化學組Agricultural Chemistry Division

田氮素之轉化機制與過程非常複製，因此本所研製八處代表性土壤之非破壞土體之滲漏計(Lysimeter)，探討不同土類之水旱田氮肥管理下，氮素在土壤中之轉化與硝酸態氮之淋洗，以提供未來評估農田氮肥施用對硝酸態氮污染地下水之潛量的參考。供綠色國民所得帳中所關自然資源折耗與環境質損之評估。並以所收集之試驗結果，進行 SALUS(System Approach to Land Use Sustainability) 模式之校正與驗証，評估其應用於模擬台灣農田氮素循環與淋洗之適用性。經過校正與驗證後之模式，除了可應用模式模擬不同耕作系統與土壤、氣候下之氮素淋洗估算，亦可作為探求減緩氮素污染地下水之對策的輔助工具。

歐美許多國家將未經處理之畜牧廢水直接施用於農田作為肥料，已行之多年。依據我國廢棄物清理法之規範，可透過試驗研究之評估與審查，提出再利用許可申請。農試所自98年起與中山大學、中興大學與朝陽科技大學等單位，以彰化縣芳苑鄉、台中縣霧峰鄉與桃園縣平鎮鄉進行養豬廢水農田再利用研究，用槽車載運到附近農地進行未經處理養豬廢水直接農田利用方式之可行性探討，期能取得國內實績，以評估在國內開放此再利用案之可能性，及未來再利用案申請規範之參考。試驗結果顯示在臭味逸散方面，無論注入式、噴撒式或隨灌溉水溝灌施肥，其周界異味濃度均在環境標準之內。試驗期間環境衛生，並未發現人畜共通傳染病源或寄生蟲散播問題。養豬廢水之肥效約為化肥之八成以上。試驗監測期間中並未發現地下水有遭受嚴重氮素與重金屬淋洗污染現象。短期試驗並未見土壤重金屬累積現象；但以農地銅、鋅質量平衡計算，在目前飼料有額外添加下，土壤銅、鋅累積將會緩慢累積，需注意飼料中重金屬含量的管制。再利用處置成本估算，若計入肥料價值，則較現行三段式廢水處理成本低。依據以上所得結果，預期可在現行三段式廢水處理之外，提供養豬戶另一成本較低之廢棄物處置方式。經試驗結果顯示，在合理施用量下不致造成上述問題，農委會遂自民國100年起，開放農地再利用之個案申請，養豬業者可與附近農友一同向農委會提出申請。

農田施用肥料所造成的非點源污染，已繼工業廢污之後受到更多關注，其中氮肥是主要的污染源。為了解國內農業地區之地下水水質受農民長期施肥之影響程度，及其與土壤剖面特性之關係，進行農業地區之地下水水質調查。為了解國內農業地區之地下水水質受農民長期施肥之影響程度，及其與土壤剖面特性之關係，進行彰化與屏東農業地區之地下水水質調查。各鄉鎮逢機採取至少5個樣本點，並以GPS定位，應用地理資訊系統軟體ArcGIS，繪製地下水質空間分佈，並結合土壤資料庫，探討土壤質地剖面特性與地下水污染程度之相關性。

目前全球已有 38 個國家建立長期生態研究站，進行各種生態系之研究，以充分認識生態系統和社會系統的作用機制，以維護生態系系統產品和服務功能 ( 如食物和潔淨水 ) 。我國已有六個自然生態系之長期生態研究站，本研究之目的為建立可與世界其他長期生態研究站資料分享之亞熱帶農業生態系長期生態研究站。藉此亦可在 WTO 之談判中，提出我國關切農業行為對生態環境影響之數據。本研究第一階段 (95-100年) 之目標為了解台灣幾種不同耕作制度對生物多樣性之影響、生態系生產力維持之機制及其對環境之衝擊，探求最低投入之最佳農耕管理模式。第二階段 (101-106年) 之目標為長期觀測氣候變遷對病菌與害蟲族群生態及農作罹病度之影響，及其對農作(水稻、花生與荔枝)生產之衝擊等，並將相關計畫所研發之因應對策，在研究站較大面積試驗田進行長期測試，以了解各對策對氣候變遷之可調適程度。為能收集完整之環境資料，在研究站建置 無線感測網路系統。目前三個研究站的氣象資料已加入美國長期生態研究網之ClimDB的氣象資料庫，成為LTER研究網之一員，可分享其他研究站之資料。本研究亦與美國溫帶農業生態系研究站建立互訪、交流與國際合作計畫，並與以色列土壤生態專家共同探討農業生態系之土壤生物多樣性。

為因應哥本哈根協議，環保署於99年7月23日在行政院「節能減碳推動會」第4次委員會議提報，會中要求各部會配合各主管產業部門之溫室氣體盤查制度與減碳措施規劃，本研究室自100年起依據1996 IPCC及2000 IPCC所提供各國進行溫室氣體排放計算準則及國內相關排放係數文獻，檢視工研院提供農業部門溫室氣體排放之計算方式及歷年計算結果，確認其採用計算方法學及排放係數選擇之正確性及適用性，並研擬未來研究方向，以取得合理的農業活動數量與排放係數。。排放清冊中有關家畜禽生產過程及農田施用肥料溫室氣體排放係數可提供農畜產品碳足跡估算之部份排放係數。

根據1997年於日本京都召開的聯合國氣候化綱要公約第三次締約國大會中所通過的〔京都議定書〕，於2005年2月正式生效，規範38個簽約國家，共同將二氧化碳減排量在2008年至2012年間，需降至1990年的平均水準再減5.2％的溫室氣體排放量。依據今年農委會舉辦之「因應氣候變遷農業調適政策會議」之決議，研發增加土壤碳匯之方法與技術為「發展低碳農業」的擬採行措施之一。本研究室將進行土壤之炭化材料改善土壤物理性研究、.將炭粉混入土壤中以增加土壤保肥力研究與掩埋炭化材料所需耗能估算等研究。相較於其他可能封存的方法，如收集CO2廢氣再打入礦區封存等方法，本研究所提掩埋炭化材料又改善土壤方法，若經試驗確認可行，則是一較簡單可行、成本較低、無危險性之方法，提供也可提升工業部門協助農業之企業形象。