2024-09-24|閱讀時間 ‧ 約 26 分鐘

老祖宗笑而不語:科學家重新發現被遺忘的千年肥料

我還記得,前幾年當科學家宣稱,原來腸道的神經叢就像我們的「第二大腦」時,我的中醫一副「看吧,中醫早就這樣說」的表情。


最近有個研究,大概會讓我們的老祖宗覺得:嗄!這也要研究?


什麼研究呢?科學家研究了用尿液施肥的可能性。


聽到這個,應該很多人會跟老祖宗一樣,覺得尿能不能用來施肥也要研究?不過,不要忘記了,雖然以前的人會用排泄物施肥,但也就是因為使用排泄物施肥,造成寄生蟲流行(還記得小時候的圍肛檢查嗎?)。所以,等到化學肥料越來越便宜也越來越普及後,大家都接受了「用排泄物施肥是不進步、不衛生」的想法,加上抽水馬桶普及後,大家都把自己的排泄物讓抽水馬桶沖走,於是就再也沒有人用排泄物施肥了!


但是,這個研究認為,應該重新討論使用排泄物施肥,至少,使用尿液施肥的可能性。為什麼呢?


因為人的尿液裡面本來就有很多珍貴的氮(尿液的總氮含量為8830 mg/L),可以做為植物的肥料。如果能夠開發尿液做為肥料,就不需要消耗那麼多的資源去處理尿液(想想化糞池與污水處理廠)。另外,也可以減少化學肥料的使用,感覺上似乎是好處頗多。


但是,因為人的尿液中當然有細菌,有些甚至可能是病原,所以,如果要重新啟用尿液做為肥料,一定要研究一下怎樣處理尿液,才能讓「噓噓」成為安全的有機肥料。


研究團隊測試了儲存半年與一年的尿液。他們發現,與新鮮尿液相比,半年後就已經測不到大腸桿菌了;而腸球菌的數量也降到極低。另外,產硫還原菌與糞便噬菌體也都顯著地減少。到了滿一年時,細菌的數目就更少了。所以,這意味著可以考慮使用儲存了半年到一年的尿液。


既然細菌的數目已經降得那麼低,那麼用來施肥,應該不會對土壤有不良影響吧?研究團隊進行了一系列的測試,他們使用土壤槽,在土壤槽中種植菠菜。


然後,分為四組進行試驗:水、化學肥料(170 kg N/ha)、高劑量尿液(510 kg N/ha)、低劑量尿液(170 kg N/ha)。肥料分6次使用,每次都會進行稀釋。如果以尿液的總氮含量為8830 mg/L來計算,尿液大約是被稀釋了80-90倍。


測試的結果發現,只有大約3%的細菌類群受到尿液施肥的影響。與氮循環相關的細菌,如Nitrosomonas(亞硝化菌屬)、Nitrobacter(硝化菌屬)、Nitrospirota門(包括Nitrospira屬)都增加了;另外,一些與反硝化相關的細菌基因有偵測到,顯示反硝化菌可能也上升了。比較值得注意的是,高劑量尿液組裡,Sneathiellaceae科的細菌有顯著增加,而NitrospiraNitrosospira更被認為是關鍵物種。雖然另外還有其它的細菌也增加了,但是都沒有上述這三種明顯,意味著使用尿液施肥的確會改變土壤的菌落組成,不過幅度有限。也就是說,儲存過一年的尿液,對土壤菌落的組成只有有限的改變。不過,研究團隊沒有提到菠菜到底長得好不好。


這個研究顯示了,使用儲存一年的尿液,或許可以取代化學肥料,成為另一種有機肥的來源。雖然以前老人家都說,不可以直接尿尿在植物上來施肥,植物會「鹹死」,不過,在這個研究裡,他們使用的是稀釋八九十倍的尿液,而且測試也發現尿液裡的鹽分對土壤菌叢影響不大,僅造成少數耐鹽菌增加而已。


不過,研究團隊還是認為,應該進行長期研究,進一步了解以尿液施肥到底安不安全才是。想到古人都不研究就直接拿來用,不知道要說我們比較小心還是老祖宗比較有勇氣呢?


參考文獻:


Rumeau, M., Pistocchi, C., Ait-Mouheb, N., Marsden, C., & Brunel, B. (2024). Unveiling the impact of human urine fertilization on soil bacterial communities: A path toward sustainable fertilization. Applied Soil Ecology, 201, 105471. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2024.105471


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