Image Map
Image Map

學習專區

高教創新》勤益科技大學-以科技解密,勤益科大的香菇增產和永續大夢


臺中新社素來有「香菇的故鄉」美稱,然而近年因為氣候變遷,嚴重影響菇類產量,早期一個太空包約可收成三百至三百五十公克香菇,近年來嚴重下滑至兩百至兩百二十公克,如何增產,成為一大難題。

再加上農村人口老化,採菇、剪柄這類高度人工化的工作如何自動化,以減少人力需求、加快處理速度,也是每次採收季迫在眉睫的問題,「這些都跟收入和成本有關,是很現實的問題。」勤益科技大學工程學院院長蔡明義表示,「中部菇類產業創生與永續經營提升計畫」團隊一進入新社就從這些問題開始,一步步深入菇農們的工作日常。

香菇增產挑戰性高

蔡明義解釋,一般來說,培育香菇需經過三至五個月走菌的時間,此時溫度必須維持在二十二至二十八度,濕度則約為六十至七十度,環境限制嚴苛;到了出菇階段,則必須將溫度降至十五至二十二度,濕度提高到八十五至九十五度,太冷或太熱,都有礙菇類生長。

此外,除了環境變因,包括菌種或傳統地面式、水簾式、溫控式、立體層架式等不同的種植方式,都會影響菇類的產量,變數相當多,因此目前已與森沐農場進配合,透過使用環境監測設備協助場域進行相關生長數據監測及數據收集。森沐農場是菇農與農會、農試所共同合作建立的第一座示範性半開放式水簾溫室,透過溫室材質、水簾設備及立體層架的方式進行種植,約可使單位面積栽培量增加六倍產量。

「過去因為傳統菇寮環境的溫度、濕度甚至氣流擾動等變因難控制、監測不易,加上菇農的配合意願也不高,導致學生們的參與度也跟著低落,」蔡明義表示現在情況完全改觀,「學生因為可以在溫控菇寮做實驗而變得相當主動,加上新社農會願意找不同海拔的菇農一起參與菇類生長條件監測,所以學生常常自己拿了儀器就往山上跑,」研究團隊希望透過這些環境監測,用科學化數據找出香菇的最佳生長條件,將環境數據複製到傳統菇寮,以增加產量。

另一個與產量有關的,是太空包出菇次數的變化。過去每籃太空包在採收之後,採取舉高至離地十至二十公分後,鬆手讓籃子掉落地面,「震醒」太空包內的菌種,經此反覆活化菌種的過程,可以採菇三至五次,而現今最多只能採收三次。因此研究團隊已成功開發震動驚菌機透過科學化的實驗數據,找出最佳落下高度的重力加速度與出菇的關係,期待未來能落地至場域,提高整體產量。

深入場域,解決菇農痛點

至於菇農們期盼的自動剪柄機,則因為輸送帶長度不夠,以及沾染香菇黏液的刀片清潔不易、難以將香菇分類等問題,進入第二代機器開發,「現在菇農們對於究竟要採用全自動或半自動的機器,意見仍然分歧,」參與開發的助理教授游本豐帶著學生與菇農密切討論,並收集市面上相關機械資訊,再進入製圖、設計的階段,菇農們也期待有機會試用、正式技轉落地,解決人力不足的問題。

不過,最令人振奮的還是透過分離技術,成功地將菇農需要花錢請人回收處理的太空包內外分離,將裡頭大量的木質樹屑、棉仔殼、玉米芯等有機物,透過乾燥並與雞糞混合成為有機肥料,重回土地滋養大地。另外,計畫團隊也提出將廢棄太空包轉化成生質發電的材料,這些乾燥過的材料投入發電系統之後,約有百分之十五可以轉換成電能,然而其餘百分之八十五的廢熱經過回收,則可以拿來乾燥太空包,達到百分之百循環運用,一點也不浪費。

這座生質電廠若能正式運轉,菇農不只可以省下太空包清運處理的成本,還可得到賣電回饋。根據目前全臺每年廢棄的太空包來估算,若是全部投入生質發電,每小時約可產生一百七十度電,換算下來減碳量為七千萬噸,相當驚人。雖然這個模式在文獻上尚無任何實證,然而研究團隊採用數學與物理模型分析,皆得到正能量的論證,證實其可行性,也因此獲得教育部氣候變遷創意實作競賽銀牌與環保署淨零轉型實踐特別獎。

整體來說,菇農面臨的挑戰是全面性的產業轉型及永續議題,因此勤益科技大學也採取跨學院、跨校研究團隊合作的方式,將學生帶入場域,從農業、工業技術、行銷、設計與觀光等不同層面介入,共同尋找香菇產業的永續解方。