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為何化肥用越多土壤越瘦？中研院士楊秋忠這麼說 | 上下游News&Market新聞市集
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為何化肥用越多土壤越瘦？中研院士楊秋忠這麼說 on 2016 年 07 月 13 日 in 人物與歷史
上週公佈新科中研院士，其中中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠也在榜上，是入選名單中唯一農業相關的學者。
楊秋忠自1980年代從美國夏威夷大學學成歸國後，便致力鑽研將微生物作成肥料，然而受限於當時流行的化肥農藥，經費有限，重視度亦不高；然而事過境遷，他的研究不僅符合當前友善農業趨勢，還發現、命名出117株新微生物，建立有6000多株菌種的「菌種庫」，是全台之冠。
一般人或許對楊秋忠教授陌生，但他所執筆的參考書《土壤與肥料》，是馬來西亞有機肥料業者的商業聖經，已再版9次，他也參與農改場進行有機肥料試驗，並和農友座談超過600場，分享合理用肥的知識。
楊秋忠教授（攝影/潘子祁）
「用到對的肥」才利於作物，更能預防病蟲害
儘管農作離不開土壤，但人們對土壤的認識卻非常少，在眾家學問裡更是「冷學門」。從夏威夷大學農業生化系學成歸國，如今已鑽研土壤將近40年的中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠說，土壤學門通常分作5大領域，包含物理、化學、微生物、土壤調查、污染防治等，但每個領域又可再細分，只是國內也僅有中興大學將土壤學門獨立成系。
楊秋忠最早是從植物開始研究生涯，在認識植物的生長、生理、性狀後，發現植物生病、健康好壞與土壤密不可分，便轉而鑽研土壤組成、物質、微生物和細菌等。
舉例來說，番茄便常有尻腐病的困擾，主要是因番茄果皮發育不良、受損，而遭黴菌侵入、腐爛，但歸根結柢還是因番茄苗沒有吸收到充分可利用的鈣元素，才導致番茄生病，因此「施對肥」不僅能對症下藥，還能降低病蟲害。
化肥越施，土地越不肥然而楊秋忠說，許多農友對於施肥的觀念都是一大包、一大包的倒下去就好，認為只要施肥就有產量，但實際上「施錯肥」不僅對作物毫無助益，還會對土壤環境造成負面影響。
一般來說作物最需要的元素為氮、磷、鉀，後兩者可由土壤中的礦物質取得，但氮元素卻得透過「固氮菌」從空氣捕捉、固定到土壤中，植物根系才能吸收利用。
然而人工施肥形同額外添加養分，除了作物受益外，土壤中的各種微生物、不分好菌、壞菌通通都會大幅增加，族群一龐大，便將土壤中的有機質、腐植質分解殆盡，形成消耗地力、不得不依賴化肥的窘境。
「實際觀察發現是只有2成的肥料可以被植物吸收，剩下8成通通都『固定』住了。」楊秋忠說，原來肥料裡的磷、鉀元素會和土壤中的鐵、鋁、鈣產生化學反應，變成穩定的「沉澱物」，不只難以被植物分解利用，更會在土壤中累積使土壤「鹽化」，讓土壤不易繼續耕作。
因此從1980年代歸國時，他便嘗試利用自然界有的固氮菌和溶磷菌做成肥料。一方面借重固氮微生物來替代化肥中的氮肥（俗名阿摩尼亞），更要有溶磷作用的微生物，將長年的「沉澱物」溶解出來，重新釋放回土地中、供作物吸收，一收一放間逐步擺脫對化肥依賴，確定可降低1/3到1/2的化肥用量。
楊秋忠教授投入對土壤菌種的研究（攝影/潘子祁）微生物作肥料曾被打槍，事過境遷成友善農業基石雖然事後這樣的產品的確開發出來，只是回想30年前剛學成歸國，在土壤年會的場合上提出理論想法時，卻遭資深學者「打槍」，隱約暗示他「微生物做成肥料」的想法恐怕太異想天開。但他苦笑說，「我學植物，又學土壤、微生物，當我看到台灣這樣依賴化肥，知道一定會造成生態、病害、蟲害的問題，所以即便困難還是非做不可。」
然而篩選菌株其實相當不容易，「畢竟不是肉眼看得到，真的只能碰運氣。」楊秋忠說，通常都是在農友田間發現只有某區某作物長得特別好，便開始採土作分析，只是他還會想辦法擷取一段根系，看是否有細菌附生，他笑說「這是做研究的眉角（竅門）。」
從土壤中分離出菌株後，接著便是進行純化、鑑定，若過去有人發現過這隻菌株，便參考前人的分析結果，再拿自己的菌株操作一遍，看哪個效果佳，「一定要拿來PK一下！不然自顧自地拿來做實驗，發現固氮、溶磷效果很好，卻發現別人菌種庫的更強，研究不是白搭了嗎？」
而在PK賽勝出的菌株還不一定能商業化，楊秋忠說還得測試它的「適應力」。像毛豆便有高雄6號、7號、8號等許多品種，但每一種固氮菌進行的固氮反應並非每種毛豆品種都能充分利用，得實驗、分析出最佳組合才能有效。
最後把微生物肥料作成商品後，還得考量在架上周轉的時間，如果微生物一個月便死掉，那農友買到是超過製造時間一個月的產品，便形同買到「死菌」，自然效果不佳。
簡言之，要篩選、組合出大宗作物都能適用，又能普遍是應在各種酸鹼度、溫度，還活得長久的微生物，前後耗費時間10年以上都是在所難免。
也由於耗時冗長、人類需求又多，不少人選擇以「基因轉殖」方式，將符合種種要件的基因片段從微生物中取出、轉植。然而楊秋忠說他自始自終都反對這樣的方式，因為難以確保當前科技取出的基因片段「夠純」，很有可能在操作過程中額外取到非目標物質，實驗結果便會造成極大的生態風險。
教學著作等身，欣見農業被重視其實楊秋忠不僅在中興大學執教鞭近乎40年，期間更是研究、著作等身，《土壤與肥料》一書更是該領域的基礎專業教科書，目前已經再版第九版，他笑說書商都請他繼續更新，但一直沒有時間處理。而這本書更是馬來西亞的生物有機肥料公司的「商業聖經」，也意外為中興大學賺進額外獎學金。
現如今他當選為中研院第31屆院士，雖然是榮譽銜、無給職，但可說是國內學界的最高榮譽。而他不只是中興大學農學院首位獲得殊榮的學者，也是該校第一位院士，但他仍笑說，農業好不容易受重視，仍會繼續努力。
附錄：教授教好康：大勇肥製作由於傳統堆肥都須讓微生物在2到3個月內才能完全分解，許多中小學師生也都反映處理過程相當困難，在科技部的經費挹注下，楊秋忠特別找到可以快速分解的菌種。只要利用機器將校園內落葉殘枝打碎，添加酵素、加溫殺菌後，每9立方公尺的原料可製作出1.5立方公尺的有機肥，作業時間僅3小時半，肥料含量有85%的有機質，氮、磷、鉀分別含1%、0.7%、0.5%，製作過程也公布在網路上。
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发表于 2016-7-27 19:57:49
