杨秋忠：为土而生

唐慧乔

出生于中国台湾南投县国姓乡长流村的农家，对土地的眷恋早已在杨秋忠心中深深扎下了根。土地是农民的命脉，人离不开土地，这份故土难离之情也同样存在于已经成长为著名土壤专家、中国台湾“中央研究院”院士的杨秋忠心中。在他看来，土地从来就是农民的命根，是农民一切生活的起点，是农民所有憧憬的归宿，更是民生之本、发展之基。将自身所学用于为农民、为农业、为土地的高效利用的事业中，也就顺理成章地成了他毕生的追求。以另一种形式埋首“田间”，以土壤生化-微生物-植物相互作用为主要方向，研究土壤肥力领域的诸多课题，是杨秋忠投向土地的深情凝注。

创新：质疑中开出的花

从南投小镇到求学台中，再到求知海外，埋首书卷间十余年，农家生活的底色并没有远离杨秋忠的生活。经历过中兴大学理学院植物学系（现生命科学系）、中兴大学农学院粮食研究所系及美国夏威夷大学农艺及土壤学系的系统熏陶，他对农业生产过程中的诸多要素有了理论和研究层面的储备，这番经历也促使他更加迫切地想将所学所研运用于实践中。1980年，从美国夏威夷大学回到母校任教的杨秋忠，亲面了一场农业的变革浪潮——当时正逢化学肥料及化学农药兴起的时代，化学肥料及化学农药被认为是没有缺点的农用资材而被大肆施用。而杨秋忠凭借自身研究经验敏锐地意识到，如果对化学肥料及化学农药进行无限制的使用，未来土壤将会产生物理性、化学性及生物性的严重劣化问题，如土壤变酸、土壤有机质加速分解、土壤硬化、保水保肥能力变差等情况会逐一出现，更严重的是这将导致植物抵抗力变弱，病虫害也会随之严重。如何防患于未然，从源头解决土壤劣化的问题？杨秋忠另辟蹊径，从“微生物要当肥料”的角度开展技术创新，即从重视土壤微生物及土壤有机质的基本方向入手，充分考量二者相互关联的特性，并将其作为科研创新的主攻方向。

杨秋忠回忆，在当时，这个看似异想天开的“微生物要当肥料”的研究项目是不被看好的，甚至还在土壤学会大会上被频频“泼冷水”。顶着专家学者种种“不可能”的论断，杨秋忠的研究开展得举步维艰。所幸在台湾“农委会”一位名叫苏楠荣的官员的帮助下，杨秋忠获得了少许的试验经费，自此他的研究才艰难启动。常言道“万事开头难”，然而对于杨秋忠来说，研究终于“开头”之后，更是“关关难过关关过”：首先，杨秋忠要找到有优良功能的微生物;经过功能筛选后，他还要面对作物盆栽及田间试验的挑战，历经根瘤菌、丛枝菌根菌和溶磷菌的许多考验……行走于艰难的研究之路，杨秋忠从未气馁沮丧，基础科学的信念始终鼓舞着他，他坚信微生物肥料可以增加土壤中肥料的“利用效率”，运用这种新型肥料，就能减少由于使用大量化肥所引起地力退化的问题。

“皇天不负苦心人”，经过20余年发展，杨秋忠团队从微生物分离、功能筛选、盆栽及田间试验的全流程着手，通过多个研究验证了作物试验添加微生物肥料的功能：在使用微生物肥料的情况下，减量施肥的处理结果是可以与化学肥料全量施肥的效果等同或是更好，微生物肥料成功的绩效得以证明。在迭代科技的协助下，微生物肥料的功能也不仅限于增加土壤中肥料的“利用效率”，其在保护根系减少病害、增加根长、延长根系寿命、抗逆境（抗旱、抗瘠、抗盐、耐水、耐冷、耐热等）、增加适应性、分解有毒物质、提早开花及收获等协助作物的功能方面潜力无穷，尤其在现今地球气候变迁及极端气候的现状下，继续发展微生物肥料，对增强农业韧性、提升农业安全保障均有重大意义。

在此过程中，杨秋忠充分重视“互通有无”的力量，同时大力推动微生物肥料产业化、合规化发展。在1990年的第十四届国际土壤科学大会上，杨秋忠即发表了名为“根瘤菌、丛枝菌根菌和溶磷细菌对亚热带土壤作物的产量和无机磷酸盐的吸收”的相关研究成果，在这次大会上，杨秋忠也开启了与祖国大陆在相关领域的友好交流。在中兴大学土壤学系前主任庄作权教授的努力推动下，第一届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会于1996年顺利启动，他也在1998年担任台湾“中华土壤肥料学会”理事长，主办第二届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会，至今已连续参加12届。在与云南省合作的应用基础研究重大项目“三七连作障碍微生态因子的研究”中，他就土壤微生物技术与祖国大陆学界展开研讨，提供了解决三七药用植物的連作障碍的土壤的策略。与此同时，杨秋忠大力推动台湾当局微生物肥料相关管理法规的制订，终于在2010年完成微生物肥料商业规范化的任务，自此，台湾微生物肥料正式成为合规的新兴产业。

改良：让传统“焕发新生”

在化学肥料“大行其道”之前，传统的有机质肥料在农业生产过程中扮演着重要角色。然而传统生产有机质肥料的堆肥方法，耗时久、效率低，一般要耗时3个月甚至半年，且又臭又脏，还会衍生其他污染。在发展研究堆肥的有机质肥料生产技术方面，杨秋忠要解决的首要问题，就是找出堆肥慢的根本原因。通过试验对比，他发现“慢”来源于微生物功能的有限性，即使再好的微生物也无法在很短时间内完成堆肥。就此，杨秋忠跳脱“微生物活体”用于堆肥化的观念，采用微生物标靶酵素反应剂直接与有机物作用，以完成对有机质肥料生产技术的改善。

有机质肥料的原材料——有机废弃物，其来源种类复杂，包含动物性有机废弃物、植物性有机废弃物及微生物有机废弃物等，且极易酸化、产臭，其中动物性有机废弃物含高蛋白质及脂肪，植物性有机废弃物含高纤维质及木质素……有机废弃物这种复杂的构成，也对有机质肥料的快速转化提出要求：要有处理复杂物的酵素功能群的配方，同时需要配合专门的加热设备，辅以配套的杀灭病原菌、虫卵、杂草种子等“杂质”的环节，这个过程中的每一步都充满了挑战。

同样的酵素来自不同的菌种，菌群间功能性和稳定性都有很大差异，其中最大的挑战是找出催化作用功能性高、稳定性好的“酵素功能群”的来源。在收集了8000多株微生物并发现158种命名新菌种的“微生物库”的帮助下，杨秋忠团队一步一步地寻求优质的标靶酵素群来测试解决，最终兼具功能性及稳定性的菌群组合终于研发成功，一种名为“TTT技术”的利用多种不同标靶酵素功能群进行复合催化的反应剂应运而生。通过结合处理有机废弃物的应用专利标靶酵素反应剂及物理、化学及生化的技术及设备，该反应剂直接与有机废弃物反应作用，能在3小时内进行有机废弃物的稳定腐熟，大幅提升腐熟效率至少100倍以上，可将有机废弃物中的人体病原菌、虫卵及草籽灭活，降低制程污染并提升产品的安全性，依据原料转化为均质且高质量的有机肥料或土壤改良剂。这一“颠覆性创新”解决了数千年来传统堆肥过程中产生之恶臭、污水、大面积需求及冗长费时的问题，是一种为农业废弃物再利用及环保问题提供节省空间及时间的全方位解决方案。

然而這一项凝聚了杨秋忠团队多年研究心血的新技术，因其有悖于传统经验认知，在技术应用推行之初就“遇冷”，农民并不信任杨秋忠的“说辞”。杨秋忠说，这种不信任，是在改变传统堆肥法观念过程中必然出现的阻碍，而克服办法也很简单，就是让农民们“眼见为实”。故此，他建立了相当数量的示范场，以实体处理先导工厂的布局让农民切实看到这项技术的显著成效。以眼见为凭，有效、投资成本低、零碳排放、可阻隔瘟疫病菌传染、制成率高、没有养分损失、环保安全，且能为有机废弃物再利用及环保问题提供节省空间及时间“全方位解决”方案的TTT技术被农民逐渐接受;在推行技术期间，杨秋忠撰写的科普专书《土壤与肥料》更是改变了不少农民的施肥观念。两者共同作用，为提高台湾农民施肥技术、提升台湾农产品的质量奠定了坚实基础。

展望：以技术助力“碳中和”

谈及未来，杨秋忠的想法很简单，他希望将“好技术与全世界分享”，布局TTT技术的全球化发展就成了他接下来的工作重点。近年来大气中二氧化碳浓度飙升，导致全球气候变迁下极端气候严重，碳循环的重要性愈加凸显，生态环境的恶化也呼吁更为积极的“碳中和”政策。

作为碳循环的重要一环，有机质肥料的应用正是“土壤碳储存”的方法。据了解，如果在使用有机质肥料的过程中，引入可将大量应用有机废弃物快速制成抗分解的腐植物质的TTT技术，其对农业增进地力、解决环保问题、有效增加“土壤碳储存”、加速达成“碳中和”的目标均有裨益。

“施用微生物肥料及有机质肥料的好处是非常明显的，在减少化学化肥用量的同时，它可以拯救全球1/3退化及正在退化的土壤;作为增加土壤有机质及土壤改良的唯一方法，施用有机肥还可以有效增进地力、有效增加作物对抗极端气候的韧性，从而稳定全球粮食生产、助推全球有机农业发展。”杨秋忠说，“而TTT技术可提供快速生产大量有机质肥料的技术，有效降低有机肥的生产成本，解决人类数千年来有机废弃物处理的问题，有减碳及净零排放的效益。可以说，TTT技术为稳定施用有机肥、充分发挥土壤有机碳续存功能、最终为完成减碳及‘碳中和目标提供强大的技术支持。”

杨秋忠介绍，第68届联合国大会通过决议，将2015年定为“国际土壤年”，并将每年的12月5日定为“世界土壤日”。“世界土壤日”的精神，就是“关怀土壤及食物安全与粮食安全”，这与杨秋忠一直以来的研究理念不谋而合。杨秋忠坦言，在为人类解决问题而奋斗的过程中，他还有很多事情要做。未来，杨秋忠将继续前行在为人类提供优质的生产、生活、生态空间的道路上，在祖国大陆，与合作伙伴速肥绿能一起，为达成增进土壤的生产力、实现永续农业及永续环境的目标不懈努力。