子計畫一：農業有機廢棄物生物處理再利用
主持人：楊秋忠
團隊成員：沈佛亭、黃政華
一、子計畫推動重點、成果與特色亮點
- 全球第一快之農業廢棄物處理技術-本團隊研發全球唯一且最快速之環保創新生技， 3小時內可將有機廢棄物製成為有機質肥料，取代傳統2~4個月之堆肥法，將有機廢棄物直接與「酵素」在特定「設備」中快速反應達成腐熟，並經許多測試驗證成功包括腐熟度、安全性：病原菌分析均未檢測出菌落數、無毒性、有效性、效益性之田間測定，驗證熟廚餘及生廚餘處理後分別增產39 %及15%，減少1/2 化肥用量且又增產25%，深具無限商機潛能。本團隊更進一步為解決生產抗生素菌渣的危險廢棄物之問題。本研究首創開發經由TTT®技術快速處理之酵素及配方，在3小時內製成安全無害的有機肥產品。
- TTT快速處理E(T)及未處理CK之有機質含量在統計上沒有差異，證明TTT快速處理反應過程中沒有有機碳的損失。
- E4/E6 值可視為「腐植化指標」，與平均分子量和大小成反比，結果中TTT快速處理有機肥及優化ASE(T)有機肥產品之E4/E6值皆降低，顯示產品的腐植化程度增加。TTT快速處理有機肥增加腐植化18.6%，TTT優化ASE(T)有機肥增加腐植化22.5%。
- 中興大學溪心壩牧場運作產生的各種有機廢棄物，包含養殖之禽畜糞及其農產廢棄物，經由創新快速處理的方式，整合一併製成有機質肥料，經各項測定，証明廢棄物在處理後已成為安全穩定有效之有機肥。此處理方式可整體解決牧場廢棄物及環保問題，有機肥亦可做為五公頃之牧草地之土壤改良使用，達到有機質的完整循環，本計畫建立此創新快速處理的示範運作模式，拍攝實際操作影片，結合各項資料及說明，將整合置入溪心壩3D模型，以虛擬的方式呈現本研究的特色、快速處理技術製作、有機肥產物之應用等概況。
- 探討茶園間作綠肥大豆對根圈細菌群落與土壤性質之影響。計畫中已設置茶園草生栽培田間管理系統，另完成9個月期間之細菌群落族群多樣性與功能多樣性研究，證明種植綠肥大豆可有效改良酸性土壤並提高細菌群落代謝潛勢與多樣性。
- 本計畫發現Pseudomonas azotoformans CHB 1107的acdS基因與降低番茄鹽害逆境有關，將進一步轉殖acdS基因至番茄以評估其對抗淹水能力的影響。
(一)人才培育面向
本計畫延攬1名優秀外籍博士後研究員加入本研究團隊，有助提升本團隊研究人員英文交流及國際化思考能力。(二)學術研究面向
- 楊院士團隊自臺灣各地區分離篩選、純化、鑑定及保存逾17,783株微生物資源，並發現命名的臺灣本土新穎命名菌種達170餘株(發表於International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology)，包括28株新屬(genus)，為臺灣微生物收集最多之學術單位。而分離到的臺灣本土菌均統整於資料庫，進行系統性編號，目前資料庫中共有3060種微生物(包含細菌、放線菌及真菌)，已建立「臺灣微生物菌種資源庫」。整合國內本土菌種資料、有效提供對本土微生物資源之研究、應用及開發臺灣微生物之新資源及利用。已開發微生物酵素及配合設備，為目前全球處理有機廢棄物最快之創新處理技術，可在3小時內將有機廢棄物快速處理製成有機質肥料，取代2~4月之傳統堆肥過程，再生處理有機廢棄物。今更精進研發快速處理解決具有抗生素之有機廢棄物，如菌渣及禽畜糞，以解決處理有危害環境之有機廢棄物。目前執行中的產學合作計畫重點在於開發功能性生物肥料，以提升堆肥之品質及附加價值，並可促進作物健康。
- 本研究探討茶園間作綠肥大豆對根圈細菌群落與土壤性質之影響，研究成果已刊登於環境科學領域SCI期刊Sustainability中。
- 楊秋忠院士、沈佛亭副教授探討茶葉萃取物對葉圈細菌生長與其生成吲哚乙酸能力之影響研究發表於Scientific Reports IF:4.379，Rank:23%，證明辛醇可促進葉圈菌株之細胞分裂、代謝活性、移動性與吲哚乙酸生成能力，研究成果有助於生物刺激素之開發，並應用於茶樹健康管理與永續發展。《論文連結》
圖 茶葉中之辛醇具調控細菌代謝活性之潛力
(三)產學合作面向
- 楊秋忠院士團隊已開發微生物酵素及配合設備，為目前全球處理有機廢棄物最快之創新處理技術，可在3小時內將有機廢棄物快速處理製成有機質肥料，取代2~4月之傳統堆肥過程，再生處理有機廢棄物。今更精進研發快速處理解決具有抗生素之有機廢棄物，如菌渣及禽畜糞，以解決處理有危害環境之有機廢棄物。目前執行中的產學合作計畫重點在於開發功能性生物肥料，以提升堆肥之品質及附加價值，並可促進作物健康。
- 土環系黃政華副教授與台灣肥料股份有限公司和漢將漢將農業生物科技股份有限公司開發微生物肥量產技術和堆肥化過程可添加之植物益生菌製劑，以促進作物生長、養分吸收和作物健康，降低化學肥料和農藥之使用量，並提升農業廢棄物循環再利用產品之高質化和功能性。
(四)國際鏈結面向
- 由史丹佛大學的專家們透過 Scopus 的論文影響力數據發布一份 2021 年版「全球前2%頂尖科學家榜單」，分析從近 700 萬名科學家中遴選出世界排名前 2% 的科學家，涵蓋應用科學、健康科學、自然科學、經濟與社會科學、藝術與人文五大面向，公布了不同於高被引用學者榜的全球排名前 18 萬名科學家榜單數據。楊秋忠院士榮登「全球前 2% 頂尖科學家」，顯示本校在國際學術表現上有一定的影響力。
- 土環系黃政華副教授與台灣肥料股份有限公司和漢將漢將農業生物科技股份有限公司開發微生物肥量產技術和堆肥化過程可添加之植物益生菌製劑，以促進作物生長、養分吸收和作物健康，降低化學肥料和農藥之使用量，並提升農業廢棄物循環再利用產品之高質化和功能性。
(五)研究貢獻面向
本計畫將具備有機質及多功能微生物，以快速處理進階精進研發製成「生技複合有機肥」產品，供微生物肥料及微生物農藥、促進植物生長及發根、碳蓄存、抗逆境等應用，並開發「無人有機廢棄物人工智慧快速處理廠」之設計及建構，可自動化處理菇包、雞鴨羽毛、屠宰場、造紙廠、皮革廠之工業污泥等各式有機廢棄物，達成建立以三小時內無人快速處理有機廢棄物製成客製化有機肥的智慧處理廠之目標，其處理技術是全球唯一之環保創新生技，獨特性將成為全球矚目之創新亮點。
(六)環境建置面向
於溪心壩試驗場域之實體環境建置「創新快速處理禽畜糞製成有機質肥料示範運作」
整體解決牧場有機廢棄物循環再生及環保問題：生產之有機肥可供應溪心壩牧場的五公頃牧草地的改良土壤，增進牧草地的生產力，又可節省化肥用量及降低生產成本。
中興大學溪心壩牧場運作產生的各種有機廢棄物，包含養殖之禽畜糞及其農產廢棄物，經由創新快速處理的方式，整合一併製成有機質肥料，經各項測定，證明廢棄物在處理後已成為安全穩定有效之有機肥。此處理方式可整體解決牧場廢棄物及環保問題，有機肥亦可做為五公頃之牧草地之土壤改良使用，達到有機質的完整循環，本計畫建立此創新快速處理的示範運作模式，拍攝實際操作影片，結合各項資料及說明，將整合置入溪心壩3D模型，以虛擬的方式呈現本研究的特色、快速處理技術製作、有機肥產物之應用等概況。
二、未來展望 整體解決牧場有機廢棄物循環再生及環保問題：生產之有機肥可供應溪心壩牧場的五公頃牧草地的改良土壤，增進牧草地的生產力，又可節省化肥用量及降低生產成本。
中興大學溪心壩牧場運作產生的各種有機廢棄物，包含養殖之禽畜糞及其農產廢棄物，經由創新快速處理的方式，整合一併製成有機質肥料，經各項測定，證明廢棄物在處理後已成為安全穩定有效之有機肥。此處理方式可整體解決牧場廢棄物及環保問題，有機肥亦可做為五公頃之牧草地之土壤改良使用，達到有機質的完整循環，本計畫建立此創新快速處理的示範運作模式，拍攝實際操作影片，結合各項資料及說明，將整合置入溪心壩3D模型，以虛擬的方式呈現本研究的特色、快速處理技術製作、有機肥產物之應用等概況。
- 農業有機廢棄物生物處理再利用；快速處理具抗生素有機廢棄物之研究，開發微生物複合之應用研究，解析有機質腐植化過程中無機催化與有機催化之作用機制，農業廢棄物再資源化；團隊開發結合無機催化、有機催化與生物(酵素)催化之有機質腐植化創新技術，探討不同有機質肥料對土壤微生物相、根圈分泌物及作物生長的影響，開發糖化液應用於新創建之生物精煉程序以提高附加價值，合成可同時具有TEMPO以及銅基之複合型金屬有機架構物之催化劑，利用農業廢棄物(例如稻殼)達到利用農業廢棄物轉換成高價化產品之永續循環目標。
- 探討慣行栽培、有機栽培與自然農法對茶園土壤細菌群落結構之影響，開發可健全茶園土壤微生物相之田間管理策略。
- 將Pseudomonas azotoformans CHB 1107的ACC deaminase 基因轉殖至番茄以評估其對抗淹水能力的影響。
- 楊秋忠院士對於大地懷抱著深深感情的農院士，於2021年底開設個人YouTube 頻道「農院士講農願事」，希望透過YouTube來分享他的農願事。個人YouTube 頻道網址：https://www.youtube.com/channel/UCG6uxOwPb2rmMbfLmz7uWow
頻道內容：
(1)農院士是如何成為院士？ 研究學者的特質與精神《觀看影片》
(2)【中研院高中生命科學人才培育計畫】土壤微生物世界及農業應用：微生物前言_楊秋忠院士主講《觀看影片》
(3)農院士如何尋找研究題目、淺談化肥隱憂、三個心願《觀看影片》
(2)【中研院高中生命科學人才培育計畫】土壤微生物世界及農業應用：微生物前言_楊秋忠院士主講《觀看影片》
(3)農院士如何尋找研究題目、淺談化肥隱憂、三個心願《觀看影片》
- BRUNO 布魯諾/我就是品牌 | 地天泰農業生技 Tetanti AgriBiotech Inc.【楊秋忠院士】
訪談內容：
(1)傳統肥料有哪些種類？它們對環境會造成什麼影響？
(2)有機肥料有什麼好處及優勢？
(3)是否會提高成本，造成負擔？
(4)什麼樣的農作物適合有機肥料？如何評估？
(5)是否能協助農民完成轉換？
(2)有機肥料有什麼好處及優勢？
(3)是否會提高成本，造成負擔？
(4)什麼樣的農作物適合有機肥料？如何評估？
(5)是否能協助農民完成轉換？
