神奇快速生產有機質肥料

 
2018/07/18 楊秋忠 | 中央研究院院士暨中興大學土壤環境科學系中興講座教授     770
 
活動(演講)時間: 2018/04/01
 

人類生活仰賴農業,農業則仰賴肥沃的土壤。人類生活、農業生產過程中會產生許多有機廢棄物,例如廚餘、稻殼、禽畜糞等,裡面富含有機質;如果有機質不回到土地,就好像一直單向地從土地裡提取養份,最後會導致土壤劣化,無法再生產糧食。中央研究院院士、中興大學土壤環境科學系中興講座教授楊秋忠指出,農業永續的關鍵在於有機物循環(cycle),把有機質廢棄物送回土壤中。

 

傳統做法是製作堆肥,缺點是耗時長久、佔空間、有衛生安全上的顧慮等。楊秋忠憑藉其跨領域的背景及長時間的努力,發展出製作有機肥料的新穎方法,把本來費時二至四個月的過程,縮短為只要三小時便可完成,確實堪稱「神奇快速」的有機肥料生產法。

 

快速處理技術的原理和成效

 

楊秋忠發展的「快速處理技術」,其原理結合了多種知識,包括微生物、土壤、生化、物理等領域,再以適當的設備、加上創新酵素技術,才能完全利用所有的有機質,在三小時內快速處理為產品。

 

其中酵素是一個主要關鍵。傳統堆肥是讓細菌慢慢作用,而「快速處理技術」則是將適當的酵素投入,達到快速作用的效果。

 

不同的有機廢棄物需要不同的酵素,例如分解蛋白質、分解脂肪的酵素都不同,因此楊秋忠團隊也發展出「客製化」酵素的生產,從酵素選取、培養、量產、提取及固定,到最終的酵素反應劑產品,過程中也開發了許多專利。

 

硬體設備則是利用仿生概念,設計出有如人體胃腸消化系統的「免堆設備」,進行打碎原料、添加酵素反應劑、氣水分離、排料、溫度調節等繁複步驟,現在整個流程在三小時內就可完成,而且操作輕巧簡便,以大小略高於人的「批次式反應槽」來說,甚至就像用電鍋煮飯一樣方便;而較大型的「連續式設備」可大量有效地處理有機廢棄物,目前也是全球唯一。

 

「快速處理技術」可以處理的有機廢棄物包羅萬象,包括農林漁牧、民生及事業的有機廢棄物。和傳統堆肥比起來,也有許多明顯的優點,已經以相關實驗數據證實。例如產出的有機肥已經完全腐熟,不會二次發酵;病原菌分析確認不含大腸桿菌、沙門氏桿菌;無臭無毒;成份及品質符合國家肥料管理法規;盆栽及田間試驗也證實增產15%及40%,並減少了1/3 ~ 1/2化學肥料的施用。

 

另外以有機廢棄物處理前後的產量來比較,傳統堆肥處理成品的乾重是原料的40%左右,用快速處理法則約為60%,且快速處理法省成本,所需面積只要傳統堆肥的1/10,設備費用只要一半。

 

有機廢棄物的整體解決技術

 

如此快速而有效地把有機廢棄物轉變為肥料,實為世界創舉,在2007年已受到《自然》期刊的報導。目前的發展則是產業技轉,已在台灣、馬來西亞、印尼、泰國等國內外15家公司應用。也與台北市、台中市政府合作,處理枯枝落葉,並獲得科技部支持,快速處理廚餘等。

 

這是一種整體解決技術(total solution),可澈底解決有機廢棄物對環境污染的問題,並且讓資源有效循環,同時達成經濟效益,以低成本解決人類數千年來的有機廢棄物問題。

 

楊秋忠認為,身為科學家的理念是「榮自然之道,益萬物之行」。而有機廢棄物的快速處理技術,確可說是此理念最佳的具象呈現。【整理|科學人】

 

延伸閱讀

  1. 跟大自然學土壤保養–楊秋忠,《科學人》2016年11月:http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx?Unit=columns&id=3547