自然循環之道--楊秋忠的酵素飛彈
文‧曾蘭淑 圖‧林旻萱 2021 4月
因氣候變遷、大量使用化學肥料、農藥造成土壤劣化，導致全球面臨糧食生產匱乏的危機，加上有機廢棄物未妥善回收，更使環境雪上加霜。
而中央研究院院士、國內「微生物肥料」催生者楊秋忠，卻能打破數千年來以「微生物」來處理有機廢棄物的慣例，改以「酵素反應劑」催化作用，創下全球最快三小時內將廢棄物轉化為有機肥的方法。正如老子《道德經》所云：「人法地，地法天，天法道，道法自然」，源頭來自土壤的有機廢棄物，變成有機肥回到土壤，如此良性循環，地球才能生生不息。
上午八點不到，桃園市清潔隊一車車「廚餘車」陸續運至位於觀音區的泓橋環保公司，半自動化的流程中，自動送板機先將廚餘筒翻筒，廠房瀰漫著廚餘微微的刺酸味，廚餘在輸送帶上，經過磁吸、人工挑選出非廚餘的東西、粉碎、脫水，在預拌槽中拌入酵素、炭化稻殼，接著送入反應機，三小時後，泛著潮溼土味的有機肥即出爐。
有機廢棄物堆肥達人張永祺說：「過去傳統堆肥法要三個月才能做成堆肥，現在用酵素來分解廚餘，只要三小時，平均一小時可以處理十噸的廚餘，以一天八小時的工時計算，每天可以處理80噸廚餘，產製約47～48噸的有機肥。」
張永祺將其中四分之一的有機肥，免費回饋送給觀音區的農戶。稻米第二產銷班班長徐桂本說，將酵素有機肥作為底肥，施作在西瓜、蘿蔔上，效果不輸給化學肥料。
這種快速催肥法與所使用的酵素，來自土壤學專家楊秋忠研發的「標靶酵素處理法」。
催生微生物肥料
出身南投國姓鄉農家的楊秋忠，1980年回國在中興大學任教，開始研究微生物肥料。他說，1980年代正是大量使用化學肥料、農藥的年代，如果一直講化學肥料的缺點，農民無法接受，因此他改從「保養」的觀念來講土壤劣化的問題，藉此勸說農民多使用有益菌及有機質肥料，為此他全台走透透，向農民「開講」土壤保養之道，傳授如何施肥讓水果又甜又好吃，累積至今已講了600多場。
土壤的基礎在於土壤微生物，楊秋忠想用微生物肥料創造有機肥料中的一條新路，例如木屑做的肥料有機質高，是最佳的土壤改良劑。但當時學界並不認可微生物肥料，主因在於除了豆科作物共生固氮菌外，微生物肥料所含氮、磷、鉀等肥料元素很低。
楊秋忠認為，肥料不在「肥不肥」，最重要是會不會用。以肥料「廣義」的定義來說，「能夠促進植物養分利用的就是肥料。」1990年楊秋忠在日本第14屆國際土壤科學大會發表論文，提出微生物肥料的可行性，這樣的研究至少超前世界五至十年，他說：「以美國為例，當時仍把微生物視為『植物生物刺激劑』，而非『肥料』。」
帶著「雖千萬人吾往矣」的信念，楊秋忠與研究團隊一步一步展開研究，從盆栽試驗、田間試驗，並且把研究成果進行技術移轉，輔導業界生產「微生物肥料」，從無到有，一路走來30年。他更進一步協助政府將微生物肥料產業法制化，2010年所制定的「肥料查驗辦法」與「肥料種類品目及規格」等法規，確立了微生物肥料登記管理的法制根據。他所撰寫的《土壤與肥料》成為土壤學界的聖經，並且翻譯成英文、韓文、馬來西亞語等版本，目前已更新到第十版。
從微生物延伸到酵素
2010年打完「微生物肥料」這場戰役，楊忠秋尋找新的戰場「酵素反應劑」。
傳統堆肥法即是利用微生物，處理廚餘、動物糞便，或是殘枝樹葉等有機質廢棄物，來製成肥料，過程中需要不斷翻攪和噴水，以提供空氣和維持適當溫濕度，微生物才能夠好好繁殖，進行分解。髒臭不說，在分解廚餘的過程需要大量的空間，並且曠日費時。
為何想用酵素取代微生物？他以淺顯的例子解釋，傳統戰爭派軍人上場打戰，軍人需要吃飯要訓練，微生物就像軍人一樣，分解廚餘最快一個月，分解枯枝木屑慢則要六個月；而採用取出微生物的酵素則是會做工的蛋白質，就像直接對準目標攻擊的飛彈一樣，由酵素反應劑「發功」，直接命中有機廢棄物。
研發酵素反應劑當飛彈
要做飛彈並不容易，酵素十分不穩定，就像牛奶一樣，保存不善就容易壞掉，溫度是一大挑戰，以廚餘為例，必須透過加熱的過程來殺死病原菌，但一加熱也把酵素給殺死了，必須找到耐高溫的菌種及適合的載體。
「我的菌種庫有8,000多種菌種，先找出有潛力的酵素來源，再根據它們不同的功能，找出數十株強中手。」楊秋忠說：「當然也會遇到瓶頸，失敗乃兵家常事。最重要的是找出失敗的原因。」就像到沙灘撿貝殼，除非比別人早去，或是比別人仔細，科學研究也是這樣。有次實驗室裡有學生發現，居然有一種細菌用紫外線照了一分鐘都沒死，喜出望外「有驚人的重大發現」。經仔細檢查，才發現學生犯了嚴重的錯誤，沒有拿開玻璃罩，一旦拿開，紫外線一照，30秒細菌就死光光了！
作研究要膽大心細，還要勇往直前。「在我的字典沒有難這個字。」楊秋忠在笑談中強調：「難的是自己的心。」一定不容易，但是所有的困難都是可以克服的；轉個彎想，也可以有不同的發現。
菌種庫就像是楊秋忠的彈藥庫，研發的過程中也有許多收獲。好比研發多彈頭的飛彈一樣，還會發現新的菌種。多年前，他已發現30多種新菌種，發表在《國際系統與進化微生物學雜誌》（IJSEM），學生建議他用楊秋忠自己的名字來命名；喜歡挑戰的他卻誇下海口，找到第100株時再來命名。2014年他果真找到第一百株新的菌種，不只是新種，而且是新屬，取名為楊氏屬菌（Youngimonas），累積至今發現的新穎菌種多達150株。
以農業的台積電自許
楊秋忠花了七年的時間，解決了酵素反應劑在催化作用過程中，所面臨的種種問題，他運用不同功能的酵素群，改變有機廢棄物中臭味的結構，針對不同有機廢棄物的「搗蛋成份」，施以標靶酵素反應劑，將之分解及轉換成安定的成份。例如最難分解的是動物的肉，除了成份複雜，還有油脂成份，就要用不同菌種製成的「雞尾酒」酵素反應劑來作用。
又如動物糞便中，雞屎堪稱營養成份高的肥料，但蛋雞、肉雞糞便需要使用不同酵素反應劑來分解。都是雞，拉出來不都一樣嗎? 原來是雞舍的設置不一樣，肉雞雞舍會有木屑、稻殼等作為墊料；蛋雞則是「純雞糞」。
為了推廣標靶酵素處理法，楊秋忠透過科技部價創計畫募資，獲得香港商生利國際、富邦、台新金控等資金挹注，2017年10月設立地天泰農業生技公司，如果一天三班制進入量產，每天可以生產60噸的酵素反應劑。
原本在虎尾科技大學任教的兒子楊禮亘，不忍心年逾七旬的父親要解決技術問題，又要操心財務與業務，索性辭去教職，協助父親推廣酵素處理法，目前銷售市場42%分布在中國大陸，台灣27%，東南亞佔了18％。
「我們推廣示範時，幾乎沒有人相信可以三小時內製成堆肥。」縱使去（2020）年疫情嚴峻，楊禮亘仍至大陸推廣，他說，大陸地區西北禽畜養殖場，每場的規模動輒十萬頭牛，每天產生上百噸的糞尿，過去都是露天產製堆肥，夏季時可以供應當地香梨、葡萄等瓜果肥料之用，但冬天由於氣候太過乾燥，動物糞便只能就地掩埋。用酵素反應劑來處理，因為透過密閉的反應機，冬季也能生產，連在四川省2,400公尺高海拔零下五度的農場都沒有問題。
救世界從救土壤開始
地天泰辦公室裡掛著楊秋忠的畫作，楊秋忠以科學家的思考來作畫，他自創「道之畫」理論，在水墨的揮灑之間，洞察自然之道。
他的研究也是如此，基於「從土裡來，往土裡去」的理念，土壤是作物之母，全世界已有三分之一的土壤劣化，因為大量化學肥料、汙染，讓土壤的「老本」──土壤內的有機質大量分解，加上氣候變遷，導致病蟲害增加，讓農業生產面臨嚴峻的挑戰。
以台灣來說，一年有來自農業、工業及城市至少2,000多萬噸的有機廢棄物，但是真正回收處理的不到600萬噸，其餘都進了掩埋場或是沒有妥善的運用，如果好好運用，不僅可以減少廢棄物的汙染，作好的有機肥，取代化學肥料，又可以肥沃土壤。
楊秋忠向農政單位呼籲，設定目標，2050年讓台灣成為有機島，不只達到糧食的安全，也可以告訴全世界，台灣的食物，有機又永續。
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