為提升農業面對氣候逆境的調適能力,農業部臺南區農業改良場為設施栽培開發「介質無土栽培系統(SCS)」,以生物炭、泥炭等介質取代土壤,並透過養液澆灌給肥,栽培小胡瓜(小黃瓜)可在維持相同產量前提下,達到省水省肥效益,水分利用效率比傳統土耕提升6%,氮肥利用率提升近40%。此技術並有望擴大開發給洋香瓜、美濃瓜、番茄、彩椒等設施作物應用。
美國農業部(USDA)將全球土壤分為12種土綱,臺灣就擁有11種土綱、僅缺永凍土,土壤多樣性豐富,也造就各地農業經營上的差異。臺南農改場助理研究員江汶錦表示,因為全臺各地土壤條件不一致且變化大,因此他投入介質無土栽培研究,希望建立一致性的農業生產方式。
臺南農改場「介質無土栽培系統」是在設施中,以槽耕模式、使用生物炭及泥炭介質栽培作物。江汶錦指出,有機的介質材料難免分解、需要更換,使用生物炭不會分解,泥炭雖會分解,但作物的根系正好會填補分解後的空隙;相較於傳統土耕,這個栽培模式不必更換介質、不用翻耕,舊植株根系留在介質中,可直接定植新植株持續栽培下去。

「介質無土栽培系統」是以槽耕模式,使用生物炭及泥炭介質栽培作物。(圖片提供/臺南區農業改良場)

作物植株根系可填補泥炭分解後留下空隙。(圖片提供/臺南區農業改良場)
這個栽培系統並根據介質顆粒大小,生物炭及泥炭混合比例,以及作物養分需求,設定養液成分及澆灌頻率,透過養液供應作物水分及養分,過多的養液還能從耕槽底部回收循環利用,以此提升水分及養分利用效率,減少肥料浪費及氧化亞氮(N2O)的碳排放,兼顧環境永續。江汶錦說,介質無土栽培系統作物病蟲害防治與一般設施栽培相同,反而因不用土壤,土傳性病害風險還更低。
然而,「介質無土栽培系統」使用特定介質,且需要建置槽耕設施及養液供給系統,成本投入會比一般設施栽培高。江汶錦說,農改場建置不鏽鋼槽成本較高,若是選用能抗紫外線的高密度聚乙烯(HDPE)建槽,成本約每分地11.4萬元,介質費用每分地約19.5萬元,可自動配養液的滴灌控制器約50萬元,初期投入成本雖高,但只要一次性投入即可。