研究成果

(2020年成果)
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

1. 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。
2. 本計畫旨在探討有機茶園環境中土壤細菌群落結構之時空分布特徵。利用群落層次生理圖譜與次世代定序分析，顯示相較於根內微生物群落，根圈與根面土壤微生物有較高之碳代謝潛勢與多樣性，有助於土壤有機質之轉形及養分循環。研究中亦成功解析與土壤或茶樹根系相關之細菌群落與優勢菌科組成。
3. 與黃豆粕、蓖麻粕、苦茶粕、苦楝粕、菜籽粕相較，施用1-2% 禽畜糞堆肥可顯著增加土壤有機質含量和土壤細菌歧異度，且可顯著增加Firmicutes及Proteobacteria的相對豐富度。此外，Firmicutes和Proteobacteria相對豐富度與番茄株高和地上部及根部呈顯著正相關。 

(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

1. 楊院士團隊自臺灣各地區分離篩選、純化、鑑定及保存逾17,146株微生物資源，並發現命名的臺灣本土新穎命名菌種達162餘株(發表於International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology)，包括24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2,974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。
2. 有機茶園土壤細菌群落結構之時空分布特徵研究成果，刊登於土壤科學領域知名期刊Applied Soil Ecology中。

(三)產學合作面向

1. 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。
2. 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

楊秋忠院士於2020年4月9日接受Discovery 探索頻道節目採訪，致力宣傳台灣農業科技，歷時半年之籌備，於10月11日週日晚間10點起，在Discovery頻道全亞洲首播，讓台灣科技島實力再度躍上世界舞台！  《Discovery頻道影片》台灣無比精采：農業科技
29:44開始介紹

(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廠」
建立創新快速處理禽畜糞再利用製成有機質肥料示範廠，將禽畜糞、綠能處理的沼渣及其農產廢棄物整合一併處理製成有機質肥料。
1. 規劃示範工廠生產動線：在現有空間設計示範工廠生產設置動線，如圖2所示。使用面積約20平方公尺。
2. 設置設備：快速處理反應槽(新購)、碎解機(已有)等
3. 快速處理技術的工藝流程：如圖5所示簡單方便。


封面圖說：楊秋忠院士於109年受邀Discovery 頻道人物專訪「台灣無比精采：農業科技」