楊秋忠：為土而生

唐慧喬

出生于中國臺灣南投縣國姓鄉長流村的農家，對土地的眷戀早已在楊秋忠心中深深扎下了根。土地是農民的命脈，人離不開土地，這份故土難離之情也同樣存在于已經成長為著名土壤專家、中國臺灣“中央研究院”院士的楊秋忠心中。在他看來，土地從來就是農民的命根，是農民一切生活的起點，是農民所有憧憬的歸宿，更是民生之本、發展之基。將自身所學用于為農民、為農業、為土地的高效利用的事業中，也就順理成章地成了他畢生的追求。以另一種形式埋首“田間”，以土壤生化-微生物-植物相互作用為主要方向，研究土壤肥力領域的諸多課題，是楊秋忠投向土地的深情凝注。

創新：質疑中開出的花

楊秋忠長期致力于推廣環境友善的微生物肥料及有機質肥料

從南投小鎮到求學臺中，再到求知海外，埋首書卷間十余年，農家生活的底色并沒有遠離楊秋忠的生活。經歷過中興大學理學院植物學系（現生命科學系）、中興大學農學院糧食研究所系及美國夏威夷大學農藝及土壤學系的系統熏陶，他對農業生產過程中的諸多要素有了理論和研究層面的儲備，這番經歷也促使他更加迫切地想將所學所研運用于實踐中。1980年，從美國夏威夷大學回到母校任教的楊秋忠，親面了一場農業的變革浪潮——當時正逢化學肥料及化學農藥興起的時代，化學肥料及化學農藥被認為是沒有缺點的農用資材而被大肆施用。而楊秋忠憑借自身研究經驗敏銳地意識到，如果對化學肥料及化學農藥進行無限制的使用，未來土壤將會產生物理性、化學性及生物性的嚴重劣化問題，如土壤變酸、土壤有機質加速分解、土壤硬化、保水保肥能力變差等情況會逐一出現，更嚴重的是這將導致植物抵抗力變弱，病蟲害也會隨之嚴重。如何防患于未然，從源頭解決土壤劣化的問題？楊秋忠另辟蹊徑，從“微生物要當肥料”的角度開展技術創新，即從重視土壤微生物及土壤有機質的基本方向入手，充分考量二者相互關聯的特性，并將其作為科研創新的主攻方向。

楊秋忠回憶，在當時，這個看似異想天開的“微生物要當肥料”的研究項目是不被看好的，甚至還在土壤學會大會上被頻頻“潑冷水”。頂著專家學者種種“不可能”的論斷，楊秋忠的研究開展得舉步維艱。所幸在臺灣“農委會”一位名叫蘇楠榮的官員的幫助下，楊秋忠獲得了少許的試驗經費，自此他的研究才艱難啟動。常言道“萬事開頭難”，然而對于楊秋忠來說，研究終于“開頭”之后，更是“關關難過關關過”：首先，楊秋忠要找到有優良功能的微生物；經過功能篩選后，他還要面對作物盆栽及田間試驗的挑戰，歷經根瘤菌、叢枝菌根菌和溶磷菌的許多考驗……行走于艱難的研究之路，楊秋忠從未氣餒沮喪，基礎科學的信念始終鼓舞著他，他堅信微生物肥料可以增加土壤中肥料的“利用效率”，運用這種新型肥料，就能減少由于使用大量化肥所引起地力退化的問題。

楊秋忠以顛覆性創新的快速處理技術將各種有機廢棄物轉化為有機質肥料

“皇天不負苦心人”，經過20余年發展，楊秋忠團隊從微生物分離、功能篩選、盆栽及田間試驗的全流程著手，通過多個研究驗證了作物試驗添加微生物肥料的功能：在使用微生物肥料的情況下，減量施肥的處理結果是可以與化學肥料全量施肥的效果等同或是更好，微生物肥料成功的績效得以證明。在迭代科技的協助下，微生物肥料的功能也不僅限于增加土壤中肥料的“利用效率”，其在保護根系減少病害、增加根長、延長根系壽命、抗逆境（抗旱、抗瘠、抗鹽、耐水、耐冷、耐熱等）、增加適應性、分解有毒物質、提早開花及收獲等協助作物的功能方面潛力無窮，尤其在現今地球氣候變遷及極端氣候的現狀下，繼續發展微生物肥料，對增強農業韌性、提升農業安全保障均有重大意義。

在此過程中，楊秋忠充分重視“互通有無”的力量，同時大力推動微生物肥料產業化、合規化發展。在1990年的第十四屆國際土壤科學大會上，楊秋忠即發表了名為“根瘤菌、叢枝菌根菌和溶磷細菌對亞熱帶土壤作物的產量和無機磷酸鹽的吸收”的相關研究成果，在這次大會上，楊秋忠也開啟了與祖國大陸在相關領域的友好交流。在中興大學土壤學系前主任莊作權教授的努力推動下，第一屆海峽兩岸土壤肥料學術交流研討會于1996年順利啟動，他也在1998年擔任臺灣“中華土壤肥料學會”理事長，主辦第二屆海峽兩岸土壤肥料學術交流研討會，至今已連續參加12屆。在與云南省合作的應用基礎研究重大項目“三七連作障礙微生態因子的研究”中，他就土壤微生物技術與祖國大陸學界展開研討，提供了解決三七藥用植物的連作障礙的土壤的策略。與此同時，楊秋忠大力推動臺灣當局微生物肥料相關管理法規的制訂，終于在2010年完成微生物肥料商業規范化的任務，自此，臺灣微生物肥料正式成為合規的新興產業。

改良：讓傳統“煥發新生”

在化學肥料“大行其道”之前，傳統的有機質肥料在農業生產過程中扮演著重要角色。然而傳統生產有機質肥料的堆肥方法，耗時久、效率低，一般要耗時3個月甚至半年，且又臭又臟，還會衍生其他污染。在發展研究堆肥的有機質肥料生產技術方面，楊秋忠要解決的首要問題，就是找出堆肥慢的根本原因。通過試驗對比，他發現“慢”來源于微生物功能的有限性，即使再好的微生物也無法在很短時間內完成堆肥。就此，楊秋忠跳脫“微生物活體”用于堆肥化的觀念，采用微生物標靶酵素反應劑直接與有機物作用，以完成對有機質肥料生產技術的改善。

有機質肥料的原材料——有機廢棄物，其來源種類復雜，包含動物性有機廢棄物、植物性有機廢棄物及微生物有機廢棄物等，且極易酸化、產臭，其中動物性有機廢棄物含高蛋白質及脂肪，植物性有機廢棄物含高纖維質及木質素……有機廢棄物這種復雜的構成，也對有機質肥料的快速轉化提出要求：要有處理復雜物的酵素功能群的配方，同時需要配合專門的加熱設備，輔以配套的殺滅病原菌、蟲卵、雜草種子等“雜質”的環節，這個過程中的每一步都充滿了挑戰。

楊秋忠與“四十年如一日”為土而生的辦公室

同樣的酵素來自不同的菌種，菌群間功能性和穩定性都有很大差異，其中最大的挑戰是找出催化作用功能性高、穩定性好的“酵素功能群”的來源。在收集了8000多株微生物并發現158種命名新菌種的“微生物庫”的幫助下，楊秋忠團隊一步一步地尋求優質的標靶酵素群來測試解決，最終兼具功能性及穩定性的菌群組合終于研發成功，一種名為“TTT技術”的利用多種不同標靶酵素功能群進行復合催化的反應劑應運而生。通過結合處理有機廢棄物的應用專利標靶酵素反應劑及物理、化學及生化的技術及設備，該反應劑直接與有機廢棄物反應作用，能在3小時內進行有機廢棄物的穩定腐熟，大幅提升腐熟效率至少100倍以上，可將有機廢棄物中的人體病原菌、蟲卵及草籽滅活，降低制程污染并提升產品的安全性，依據原料轉化為均質且高質量的有機肥料或土壤改良劑。這一“顛覆性創新”解決了數千年來傳統堆肥過程中產生之惡臭、污水、大面積需求及冗長費時的問題，是一種為農業廢棄物再利用及環保問題提供節省空間及時間的全方位解決方案。

然而這一項凝聚了楊秋忠團隊多年研究心血的新技術，因其有悖于傳統經驗認知，在技術應用推行之初就“遇冷”，農民并不信任楊秋忠的“說辭”。楊秋忠說，這種不信任，是在改變傳統堆肥法觀念過程中必然出現的阻礙，而克服辦法也很簡單，就是讓農民們“眼見為實”。故此，他建立了相當數量的示范場，以實體處理先導工廠的布局讓農民切實看到這項技術的顯著成效。以眼見為憑，有效、投資成本低、零碳排放、可阻隔瘟疫病菌傳染、制成率高、沒有養分損失、環保安全，且能為有機廢棄物再利用及環保問題提供節省空間及時間“全方位解決”方案的TTT技術被農民逐漸接受；在推行技術期間，楊秋忠撰寫的科普專書《土壤與肥料》更是改變了不少農民的施肥觀念。兩者共同作用，為提高臺灣農民施肥技術、提升臺灣農產品的質量奠定了堅實基礎。

展望：以技術助力“碳中和”

談及未來，楊秋忠的想法很簡單，他希望將“好技術與全世界分享”，布局TTT技術的全球化發展就成了他接下來的工作重點。近年來大氣中二氧化碳濃度飆升，導致全球氣候變遷下極端氣候嚴重，碳循環的重要性愈加凸顯，生態環境的惡化也呼吁更為積極的“碳中和”政策。

作為碳循環的重要一環，有機質肥料的應用正是“土壤碳儲存”的方法。據了解，如果在使用有機質肥料的過程中，引入可將大量應用有機廢棄物快速制成抗分解的腐植物質的TTT技術，其對農業增進地力、解決環保問題、有效增加“土壤碳儲存”、加速達成“碳中和”的目標均有裨益。

“施用微生物肥料及有機質肥料的好處是非常明顯的，在減少化學化肥用量的同時，它可以拯救全球1/3退化及正在退化的土壤；作為增加土壤有機質及土壤改良的唯一方法，施用有機肥還可以有效增進地力、有效增加作物對抗極端氣候的韌性，從而穩定全球糧食生產、助推全球有機農業發展。”楊秋忠說，“而TTT技術可提供快速生產大量有機質肥料的技術，有效降低有機肥的生產成本，解決人類數千年來有機廢棄物處理的問題，有減碳及凈零排放的效益。可以說，TTT技術為穩定施用有機肥、充分發揮土壤有機碳續存功能、最終為完成減碳及‘碳中和’目標提供強大的技術支持。”

楊秋忠介紹，第68屆聯合國大會通過決議，將2015年定為“國際土壤年”，并將每年的12月5日定為“世界土壤日”。“世界土壤日”的精神，就是“關懷土壤及食物安全與糧食安全”，這與楊秋忠一直以來的研究理念不謀而合。楊秋忠坦言，在為人類解決問題而奮斗的過程中，他還有很多事情要做。未來，楊秋忠將繼續前行在為人類提供優質的生產、生活、生態空間的道路上，在祖國大陸，與合作伙伴速肥綠能一起，為達成增進土壤的生產力、實現永續農業及永續環境的目標不懈努力。