為何化肥用越多土壤越瘦？中研院士楊秋忠這麼說
by 上下游記者 潘子祁
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。
「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。
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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