聊聊科學人

跟大自然學土壤保養──楊秋忠

土壤精神:孕育生機,默默耕耘。包容萬物,確實淨土。

撰文/湯琇婷

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跟大自然學土壤保養──楊秋忠

土壤精神:孕育生機,默默耕耘。包容萬物,確實淨土。

撰文/湯琇婷


一個微雨的早秋下午,在中興大學校園鄰近康堤水濱一隅,枯枝落葉回收利用示範工廠的鐵捲門轟然緩緩上升。年近七旬的楊秋忠,身著一襲實驗白袍,腳步敏捷地在工廠內外四處穿梭,一會兒拾起堆放在地的枯枝落葉,一會兒搬出他的心血結晶「大勇肥」,熱心解說著這些從校園各個角落蒐集而來的枯枝落葉,如何經過打碎、添加酵素、加溫殺菌,在短短三個小時內快速變身為濃黑細緻的有機質肥料。


試問三個小時很短嗎?傳統上,要把有機廢棄物變成有機肥,需要歷經兩、三個月的堆肥,讓微生物自然分解,以達到完全腐熟,堆肥不僅耗時、佔空間,還會散發臭味、排出臭水,造成環境污染。然而,在添加特定酵素之後,分解效率大幅提升,也改善了傳統堆肥的種種缺點。而發展這項有機廢棄物快速處理技術的重要推手,正是中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠。


講起話來鏗鏘有力的楊秋忠,把這項技術的研發過程比擬為帶兵打仗:目標是瓦解敵軍(有機廢棄物),使其一步步分崩離析成散沙(有機肥)。過去的堆肥法,就像是帶著一批微生物大兵攻打敵軍,但這些士兵的體能總有極限,戰事難免拖延,曠日廢時。身為軍師的楊秋忠便想到,若能挪出一部份士兵專門製造酵素炮彈,不就能在更短時間內克敵制勝?不過,這個戰略能否一舉成功,取決於酵素分解有機廢棄物的速率究竟能有多快。這個問題耗費楊秋忠整整三年的時間才找到答案,除了針對不同有機廢棄物找到合適酵素,也配合物理和化學方法來增進效率,反應時間得以越縮越短,從八小時、六小時、到現在只需不到三小時就能完成。


啟蒙老師指引大勇人生


從稻殼、啤酒渣到雞糞、豬糞,甚至是城市污泥和廚餘,都成了楊秋忠手中的實驗材料。在他的研究室裡,擺放著一列列培養皿,盛裝了各種未經處理的有機廢棄物與處理後的成品。其中利用校園內回收的枯枝落葉製成的有機肥,擁有一個特殊的名稱「大勇肥」,字裡頭隱含對農作物的祝福,希望施撒了大勇肥的作物能生長得高大且勇壯。


出身於南投縣國姓鄉農村家庭的楊秋忠,自幼就必須幫忙家中農事。1950年代的鄉下農村,下田、養牛是每個小孩的日常「功課」,寬闊田野也成了他們奔馳想像、以自然為師亦為友的遊戲場。小時候的楊秋忠和身邊大部份的小孩一樣,過著平凡卻懂得滿足的童年生活。但在小學五年級,他的人生出現了轉捩點。楊秋忠回憶,「某一天,有位在當地開墾的退休外省軍人主動問起我父親,是不是可以由他負責教導我學習?從那時起,他每個星期天都固定到我家教我英文。」


除了指導學問,那位老師也時時對楊秋忠叨念做人做事的道理,「他總是勉勵我要胸懷志氣,將來才能走出農村,看到更寬廣的世界。也時常告訴我父母:『這個小孩很聰明,一定要好好栽培!』因為有他,我才能升上初中、繼續讀書,也成為村子裡第一個上大學的小孩。」說到這裡,楊秋忠從書架上拿出自己的著作《土壤與肥料》,翻開序言,裡頭的最後一句寫道:「將此書獻給我的父母、家師潘傑克先生、恩師們及妻兒。」簡單一句話,已足見他對那位潘老師的感念之情。


楊秋忠從小親近自然、熟悉農務,也喜歡自己種種果樹,或許是這份根深柢固的親密情感,讓他從升上大學起,在學習和研究的路上始終與植物、與土壤為伍。自中興大學植物系及糧食作物研究所(今農藝研究所)畢業後,楊秋忠順利申請到獎學金前往美國夏威夷大學攻讀農藝與土壤學博士。在海外留學時,幼時的啟蒙老師潘傑克仍不時親手以毛筆寫信給他,字裡行間的關懷藏著許多期勉,而每封信他都好好收藏了起來。楊秋忠謹記著老師信中要他越挫越勇的叮嚀,當成功研發出枯枝落葉的快速處理技術,便把成品命名為「大勇肥」,商品包裝上的「大勇」二字正是翻印自潘傑克書信中的毛筆字,而第三字則是由楊秋忠細心揣摩前二字筆勢,以滴管吸墨寫出了「肥」。


冷水澆不熄改變的信念


從美國返台後,楊秋忠選擇回到母校的土壤學系任教,而非他的母系,這個決定得回溯至他取得碩士學位後展開的一連串際遇。


碩士班一畢業,楊秋忠即進入中央研究院植物研究所擔任助理研究員,跟著周昌弘研究土壤及植物相剋作用,也是在那個時候,他深刻體會到土壤是萬物根本,有極大的發揮價值,更值得他深入研究。1975年,他赴美深造,銜接先前所學,從農作物的研究延伸至土壤。重視熱帶植物研究的夏威夷大學成了楊秋忠的首選研究之地,為的是在將來取得學位回國後,能把研究內容更切實應用於台灣的農業實務。1980年,楊秋忠在時任中興大學土壤系系主任莊作權的盛情延攬下,毅然投身土壤系任教,至今已邁入第36個年頭。


回想初執教鞭之際,懷抱著滿腔熱血,以及累積數年的研究心得,楊秋忠十分渴望能立即回饋眼前這塊孕育他成長的土地。在那不久之前,亞洲地區剛掀起綠色革命,化學肥料及農藥的發展帶來了農作物產量空前的抬升,許多農民更因此視化肥及農藥為萬靈丹。「我到很多地方都看到農人用畚箕裝著滿滿的化肥在田間大量施撒,看得我非常憂心……」回想起當時的情景,臉上總是掛著和煦微笑的楊秋忠,表情頓時黯淡下來,原本飛揚的語調也轉為肅穆。


楊秋忠心裡非常清楚,以台灣本身具備的地形、氣候條件,土壤不易保持,有機質也容易分解,如果過度施用化肥,很快就會導致土壤酸化、地力退化。「化肥不是不能用,而是不能用過量,我當時提出這個觀點,很多人都沒辦法接受。」因此,他索性閉口,改為提筆寫作並投稿於通俗雜誌,後來甚至集結成冊、出版了《土壤與肥料》,讓產業界人士和政府官員透過他的文章一點一滴學習新觀念。


在著書立言之餘,楊秋忠也積極研究取代化肥的方法,因而萌生研發微生物肥料的念頭。他認為在過度施肥的情況下,其中所含的磷會以磷酸鈣或磷酸鐵的形式固定在土壤中,降低植物吸收磷肥的效率,針對這個問題最好的解決辦法就是使用溶磷菌。「我在一場學術會議中公開這個想法,在座一位教授直接轉頭去問另一位教授:『溶磷菌可以當肥料嗎?』他回答:『大概只有固氮的根瘤菌才可以。』我當場感覺像被潑了一桶冷水!」當時的情景,楊秋忠仍歷歷在目,從他的眼神裡,彷彿看見一名30歲出頭的年輕學者的挫敗與不甘。在那之後,他回過頭來仔細檢視自己的推論,他決定相信自己,即使這方面的研究在美國因無法克服盆栽試驗的限制而停滯多年,楊秋忠依然堅持研發微生物肥料。


那個年代,分子生物技術尚未成熟,要篩選出特定菌種非常困難。而且當時的研究計畫規模很小,申請經費也不容易,楊秋忠笑說就跟做「小本生意」沒兩樣。除了篩選特定菌種,還須找出同菌種中「表現最優秀」的菌株;此外,如果要商品化,延長儲架時間也很重要,對於產孢和不產孢的菌必須有不同的做法。


從實驗室走到田間試驗,楊秋忠的研究前後花了十多年,終於發展出結合固氮和溶磷作用的多功能溶磷菌。到這裡是他的第一座里程碑,而最終目的是要付諸應用,因此下一步緊接著就是推動微生物肥料的合法化及商業化。身為技術研發的關鍵人物,楊秋忠受政府單位委託主持管理法規的制定,沒想到,光是從制定檢驗標準到送審就又花了六年之久;此外在技轉上因農業經濟產值較低,多由中小企業負責承包,受限於資金、人力,也延宕了商業化的步調。


土壤精神回饋鄉里


十年磨一劍,從凡事習慣求速成的現代社會眼光看來,似乎有些不可思議。不論是研發微生物肥料,抑或是有機廢棄物的快速處理技術,楊秋忠本著「土壤精神」持續默默耕耘,為的是彌補前人以至這代人對土地的傷害,努力替我們的後代留下一片依然生機盎然的大地。他時常說:「土壤是有限公司,人類卻總以掠奪的方式對待土壤。」如果把土壤中的重要物質消耗殆盡,他擔憂我們的子孫未來將無良土可賴以生存。


為了推廣這些觀念,楊秋忠走訪台灣各個農村和農友座談,有時上課地點就在戶外,找棵大樹,大家隨意搬塊石頭圍坐在樹蔭底下,聽他貫穿古今、從農業知識漫談到人生哲理。他常和農民分享一個觀念:「我們只是過路客,暫時向我們的子孫借土地來用。」他回憶小時候成長的農村是在民國10年開墾的,那個時候不必借助化肥、農藥,作物都能長得好,如今情況卻大不如前,而這不過是短短不到百年的光景。


正因如此,楊秋忠鼓勵農民多加施用有機肥,把從土壤那得到的好處重新還給土壤;也親自教導農民如何混用不同的肥料,把化肥的用量減半,另一半改以微生物肥料取代。當農民實際照著他的話去做,發現作物產量與過去相差無幾,甚至有所增加;有些果樹,因為施肥方法的改變,同樣的品種竟收穫了更甜美的果實,成為明星水果,例如高雄六龜的黑鑽石蓮霧。這些光輝成果,照亮無數農民的笑顏,也是我們和腳下所踩的這片土地共享的福氣。


農家出身的楊秋忠,不負恩師潘傑克所望,憑藉著好學勤勉走出農村,一步步邁向更寬廣、豐富的世界。昔日農村生活的點滴,化成種子埋進記憶深處,一如他閉起雙眼、彷彿就能看見那片幼年放牛時隨風搖曳的芒草景緻。這顆種子陪著楊秋忠見證了台灣農業的興衰,看盡了大地的頹敗,它的存在提醒他,曾經有那麼美好、生機無限的田野,橫亙南投國姓鄉一處名為水長流的村落。離家近一甲子,楊秋忠知道,他始終走在回家的路上。


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