เส้นทางของวัฏจักรในธรรมชาติ

การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศ การใช้ปุ๋ยเคมีในปริมาณมาก รวมทั้งปัญหาดินเสื่อมโทรมจากการใช้สารเคมีเกษตร ส่งผลให้ทั่วโลกเผชิญกับภาวะวิกฤตอาหารโลก อีกทั้งการจัดเก็บขยะอินทรีย์หรือขยะเศษอาหารมาใช้ประโยชน์ยังไม่มีการจัดการที่ดี จึงเป็นการสร้างภาระให้แก่สิ่งแวดล้อมมากขึ้น

หยางชิวจง (楊秋忠) นักวิชาการจากสถาบันวิจัยแห่งชาติไต้หวัน (Academia Sinica) ผู้วางรากฐานให้แก่ “ปุ๋ยจุลินทรีย์” ของไต้หวัน ได้นำ “จุลินทรีย์” มาใช้ในการจัดการขยะอินทรีย์แทนวิธีแบบดั้งเดิมที่ใช้กันมานานหลายพันปี โดย “เอนไซม์เร่งปฏิกิริยา” ถูกนำมาใช้ประโยชน์เพื่อเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา นับเป็นการทำปุ๋ยหมักจากขยะอินทรีย์ที่ใช้ระยะเวลาที่สั้นที่สุดในโลกโดยใช้เวลาเพียงสามชั่วโมงเท่านั้น เฉกเช่นเดียวกับคัมภีร์เต๋า “เต้าเต๋อจิง” ที่บันทึกไว้ว่า “มนุษย์ดำเนินชีวิตตามกฎของโลก โลกดำเนินไปตามกฎของสวรรค์ สวรรค์ดำเนินไปตามกฎของเต๋า และเต๋าดำเนินไปตามกฎของธรรมชาติ” ขยะอินทรีย์ที่มีต้นกำเนิดจากผืนดิน ได้ถูกเปลี่ยนสภาพกลายเป็นปุ๋ยอินทรีย์และกลับคืนสู่ดิน ด้วยเหตุนี้ โลกจะสามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้วัฏจักรที่มีการหมุนอย่างเป็นระบบ

ยามเช้าก่อนจะถึงเวลา 8.00 น. “รถเก็บขยะเศษอาหาร” คันแล้วคันเล่าของทีมทำความสะอาดประจำนครเถาหยวน ทยอยนำขยะเหล่านี้ส่งตรงไปยังบริษัท HUNG CHIAO ENVIRONMENT-TECHNOLOGY ENGINEERING INC. ซึ่งตั้งอยู่ในเขตกวนอิน ขยะอินทรีย์จะถูกส่งเข้ากระบวนการจัดการแบบกึ่งอัตโนมัติ เริ่มจากการเทเศษอาหารออกจากถังบรรจุโดยเครื่องป้อนอัตโนมัติ กลิ่นเหม็นเปรี้ยวจากเศษอาหารส่งกลิ่นไปทั่ว เศษอาหารจะถูกส่งต่อไปตามสายพาน ผ่านการคัดแยกด้วยแม่เหล็กและคนเพื่อแยกสิ่งของที่ไม่ใช่เศษอาหารออกมา ก่อนจะนำไปเข้ากระบวนการอัดและบีบน้ำออก ทำการเติมจุลินทรีย์และแกลบเผาลงในถังกวน และส่งต่อไปยังเตาปฏิกรณ์ รอประมาณสามชั่วโมง ก็จะได้ปุ๋ยอินทรีย์ที่มีลักษณะชื้นและมีกลิ่นดินอ่อนๆ ออกจากเตา

จางหย่งฉี (張永祺) ผู้เชี่ยวชาญด้านการทำปุ๋ยหมักอินทรีย์บอกว่า  การทำปุ๋ยหมักแบบดั้งเดิมต้องใช้เวลาประมาณสามเดือนจึงจะได้กองปุ๋ยหมักที่สามารถนำไปใช้ได้ ตอนนี้มีการนำเอนไซม์มาใช้ในการย่อยสลายเศษอาหารซึ่งใช้เวลาเพียงสามชั่วโมงเท่านั้น เฉลี่ยแล้วภายในหนึ่งชั่วโมงสามารถจัดการขยะเศษอาหารได้ถึงสิบตัน หากคำนวณจากเวลาทำงานแปดชั่วโมงในหนึ่งวัน แต่ละวันจะสามารถจัดการขยะเศษอาหารได้มากถึง 80 ตัน และสามารถผลิตเป็นปุ๋ยอินทรีย์ได้ราว 47-48 ตันเลยทีเดียว

จางหย่งฉีจะนำปุ๋ยอินทรีย์จำนวนหนึ่งในสี่ของปริมาณที่ผลิตได้ มอบคืนให้แก่เกษตรกรที่อยู่ในเขตกวนอินฟรี สวีกุ้ยเปิ่น (徐桂本) หัวหน้าฝ่ายการผลิตและการตลาดผลผลิตข้าว ชุดที่ 2 กล่าวว่า เมื่อนำปุ๋ยอินทรีย์เอนไซม์มาใช้เป็นปุ๋ยหลัก โดยนำไปใส่ให้แตงโมหรือหัวไชเท้า ผลลัพธ์ที่ได้ดีเทียบเท่ากับการใช้ปุ๋ยเคมี

วิธีการทำปุ๋ยหมักโดยใช้เวลาสั้นร่วมกับการประยุกต์ใช้เอนไซม์ เป็นวิธีที่เรียกว่า “การจัดการด้วยเอนไซม์เป้าหมาย” ซึ่งศึกษาค้นคว้าโดย หยางชิวจง ผู้เชี่ยวชาญด้านดิน

พัฒนาเอนไซม์ที่มีโครงสร้างองค์ประกอบแตกต่างกันในการทำปฏิกิริยากับขยะอินทรีย์ชนิดต่าง ๆ เพื่อผลิตปุ๋ยอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติไม่เหมือนกัน

ก่อร่างสร้างปุ๋ยจุลินทรีย์

หยางชิวจง มาจากครอบครัวเกษตรกร เกิดในตำบลกั๋วซิ่ง เมืองหนานโถว เขาเดินทางกลับมาไต้หวันเมื่อปี ค.ศ. 1980 โดยเป็นอาจารย์ในมหาวิทยาลัยจงซิง และเขาได้เริ่มค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับปุ๋ยจุลินทรีย์ เขาเล่าว่า ในยุค 80 นั้นเป็นช่วงที่มีการใช้ปุ๋ยเคมีในปริมาณมหาศาล เรียกได้ว่าเป็นยุคแห่งสารเคมีเกษตร ถ้าหากเอาแต่พูดถึงข้อด้อยของปุ๋ยเคมี เกษตรกรไม่สามารถรับได้อย่างแน่นอน ดังนั้น เขาจึงเปลี่ยนมาใช้แนวคิด “การบำรุงรักษา” แทน โดยจะอธิบายให้เห็นถึงปัญหาของดินเสื่อมโทรม และใช้โอกาสนี้เองในการจูงใจเกษตรกรให้หันมาใช้ปุ๋ยที่มีแบคทีเรียและสารอินทรียวัตถุให้มากขึ้น และเพื่อให้บรรลุตามเป้าหมายที่ตั้งไว้ เขาจึงเดินทางไปทั่วเกาะไต้หวัน เพื่อ “ส่งเสริม” เกษตรกรให้เข้าใจหลักการของการบำรุงรักษาดิน พร้อมทั้งแนะนำวิธีการใส่ปุ๋ยว่าต้องทำอย่างไรให้ผลไม้มีความหวานและมีรสชาติที่อร่อย ซึ่งเขาได้ออกไปบรรยายให้ความรู้แก่เกษตรกรมาแล้วไม่ต่ำกว่า 600 ครั้ง

พื้นฐานของดินที่ดีขึ้นกับจุลินทรีย์ในดิน หยางชิวจงเกิดความคิดที่จะใช้ปุ๋ยจุลินทรีย์มาผลิตปุ๋ยอินทรีย์ในอีกรูปแบบหนึ่ง เช่น ปุ๋ยที่ทำจากขี้เลื่อยจะมีอินทรียวัตถุสูง และถือว่าเป็นตัวปรับปรุงดินที่ดีเยี่ยม

หยางชิวจงเชื่อว่า ปุ๋ยจะดีหรือไม่ ไม่ได้อยู่ที่ “มากหรือน้อย” แต่สิ่งสำคัญคือการรู้จักใช้ปุ๋ย เมื่อมองจากความหมายโดยทั่วไปของคำว่า ปุ๋ย แล้ว หากสามารถปลดปล่อยหรือสังเคราะห์ธาตุอาหารที่จำเป็นให้แก่พืชก็ถือว่าเป็นปุ๋ย

“แม้จะมีอุปสรรค แต่ไม่เคยย่อท้อ” เป็นหลักคิดที่หยางชิวจงและทีมนักวิจัยยึดถือในการทำงาน พวกเขามีการทำวิจัยพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ทำการทดลองในกระถาง ขยายมาทดลองในแปลง และยังนำผลสำเร็จที่ได้จากการวิจัยมาต่อยอดในเรื่องของการถ่ายทอดเทคโนโลยี ให้คำปรึกษาแนะนำแก่อุตสาหกรรมผลิตปุ๋ยในการผลิตปุ๋ยจุลินทรีย์ เริ่มจากศูนย์จนถึงปัจจุบันนับเป็นเวลายาวนานกว่า 30 ปี หนังสือ “ดินและปุ๋ย” ตำราที่เขียนโดยหยางชิวจง กลายมาเป็นคัมภีร์สำคัญของวงการดิน อีกทั้งยังถูกแปลเป็นภาษาต่างประเทศหลายภาษา เช่น ภาษาอังกฤษ ภาษาเกาหลี และภาษามาเลเซีย โดยปัจจุบันหนังสือเล่มดังกล่าวได้รับการปรับปรุงล่าสุดเป็นครั้งที่สิบ

เทศบาลนครเถาหยวนสามารถจัดเก็บขยะจากเศษอาหาร เพื่อนำมาผลิตเป็นปุ๋ยหมักด้วยวิธีการจัดการด้วยเอนไซม์ได้ราว 60 ตันต่อวัน

จากจุลินทรีย์ต่อยอดไปถึงเอนไซม์

หลังจากเสร็จสิ้นภารกิจในสมรภูมิรบของ “ปุ๋ยจุลินทรีย์” ในปี ค.ศ. 2010 หยางชิวจง ได้เปิดฉากสมรภูมิรบแห่งใหม่ที่เรียกว่า “เอนไซม์เร่งปฏิกิริยา”

การทำปุ๋ยหมักแบบดั้งเดิมเป็นการนำจุลินทรีย์มาใช้ในการย่อยสลายอินทรียวัตถุจากเศษวัสดุต่าง ๆ เช่น เศษอาหาร มูลสัตว์ หรือ เศษกิ่งไม้ใบไม้ ระหว่างการทำปุ๋ยหมักจะต้องมีการพลิกกลับกองและรดน้ำกองปุ๋ยหมักสม่ำเสมอ เพื่อเป็นการเพิ่มออกซิเจนให้จุลินทรีย์และรักษาความชื้นกับอุณหภูมิของกองปุ๋ยหมักให้อยู่ในภาวะที่เหมาะสม จุลินทรีย์จึงจะเจริญเติบโตและทำงานได้ดี หากไม่นับถึงเรื่องของความสกปรกและกลิ่นเหม็นแล้ว ในระหว่างการย่อยสลายเศษอาหารนั้นยังจำเป็นต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ และยังต้องใช้เวลาในการทำนาน

เพราะเหตุใดจึงต้องนำเอาเอนไซม์มาใช้ทดแทนจุลินทรีย์ เขาอธิบายโดยยกตัวอย่างง่าย ๆ ว่า การทำสงครามในอดีตจะมีการส่งทหารไปรบ ทหารจำเป็นต้องทานข้าวต้องได้รับการฝึกซ้อม จุลินทรีย์จึงเปรียบได้กับทหาร กว่าจะย่อยสลายเศษอาหารได้ต้องใช้เวลาอย่างเร็วที่สุดราวหนึ่งเดือน ถ้าใช้ย่อยสลายเศษวัสดุจากสวนต้องใช้เวลากว่าหกเดือน แต่หากใช้เอนไซม์ซึ่งอยู่ในรูปของโปรตีนที่สกัดได้จากจุลินทรีย์ ก็เปรียบได้กับการใช้จรวดมิสไซล์ยิงเข้าไปตรง ๆ ที่เป้าหมาย ปล่อยให้เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาเกิดการทำงาน และส่งผลโดยตรงกับขยะอินทรีย์

ขยะจากเศษอาหารจะถูกลำเลียงไปตามสายพาน โดยมีพนักงานทำการคัดแยกสิ่งที่ไม่ใช่เศษอาหาร เช่น แก้ว พลาสติก ออกจากเศษอาหาร

วิจัยพัฒนาเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาให้เป็นจรวด

การสร้างจรวดเป็นงานที่ไม่ง่ายดายนัก เพราะเอนไซม์มีเสถียรภาพที่ต่ำ คล้ายกับนม หากเก็บรักษาไว้ไม่ดีก็เสียได้ง่าย ๆ และความท้าทายที่สำคัญอย่างหนึ่งก็คืออุณหภูมิ ยกตัวอย่างเช่น เศษอาหารที่ต้องผ่านการให้ความร้อนเพื่อฆ่าเชื้อโรค แต่เมื่อให้ความร้อนเข้าไปจะมีผลต่อเอนไซม์ทำให้เอนไซม์หมดสภาพ จำเป็นต้องหาสายพันธุ์แบคทีเรียที่ทนต่อความร้อนสูงได้ดีรวมทั้งการใช้พาหะที่เหมาะสม

“ห้องเก็บรักษาเชื้อแบคทีเรียของผมมีแบคทีเรียอยู่มากกว่า 8,000 สายพันธุ์ จึงต้องคัดเลือกจุลินทรีย์ที่มีประสิทธิภาพเพื่อเป็นแหล่งเอนไซม์ออกมาก่อน จากนั้นจึงศึกษาคุณสมบัติเฉพาะและความแตกต่างของพวกมัน เพื่อค้นหาจุลินทรีย์ที่แข็งแรงที่สุด” หยางชิวจง กล่าว

ปุ๋ยหมักที่ผลิตแล้วเสร็จ หลังผ่านการฆ่าเชื้อด้วยอุณหภูมิสูง ทำให้ปุ๋ยที่ผลิตได้เกิดควันพวยพุ่ง จางหมิงฮุย (張銘輝) เกษตรกรรุ่นใหม่ เจ้าของสวนอินทรีย์ต้าฟง
ใช้ปุ๋ยหมักจากเอนไซม์เพื่อปรับโครงสร้างดินให้ร่วนซุย และระบายอากาศได้ดี

ตั้งปณิธานจะเป็น TSMC แห่งวงการเกษตร

หยางชิวจงใช้เวลาราว 7 ปี ในการแก้ปัญหาของเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาที่พบในระหว่างกระบวนการย่อยสลาย ด้วยการใช้เอนไซม์จากกลุ่มต่าง ๆ ที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน ในการกำจัดกลิ่นและเปลี่ยนลักษณะโครงสร้างของขยะอินทรีย์ โดยทำการทดลองกับองค์ประกอบของโครงสร้างขยะอินทรีย์ที่มีลักษณะแตกต่างกันและไม่เสถียร อาศัยเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาเข้าชักนำให้เกิดการทำปฏิกิริยากับเป้าหมาย และเปลี่ยนแปลงรูปร่างให้กลายเป็นองค์ประกอบที่เสถียรมากขึ้น ตัวอย่างเช่น เนื้อสัตว์ซึ่งถือว่าเป็นชิ้นส่วนที่ถูกย่อยสลายได้ยากที่สุด โดยนอกจากจะมีองค์ประกอบที่ซับซ้อนแล้ว ยังมีส่วนประกอบของไขมันปนอยู่ด้วย ทำให้ต้องนำ “ค็อกเทล” หรือเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาที่ผลิตได้จากการใช้แบคทีเรียสายพันธุ์ต่าง ๆ มาใช้ในการทำปฏิกิริยา

เพื่อส่งเสริมเทคนิคการจัดการด้วยเอนไซม์เป้าหมายให้เป็นที่รู้จัก หยางชิวจงได้เสนอแผนงานเพื่อระดมทุนผ่านโครงการ Trust-U ของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งเขาได้รับการสนับสนุนงบประมาณจาก Fubon Financial Holding Venture Capital, Taihsin Financial Holdings, และ Harvest Heaven International Investments Limited โดยนำมาตั้งบริษัทชื่อว่า Tetanti Agribiotech Inc. เมื่อเดือนตุลาคม ปี ค.ศ. 2017 ปัจจุบันบริษัทสามารถผลิตเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาได้มากถึง 60 ตันต่อวัน เมื่อใช้กำลังการผลิตสามกะต่อวัน

หยางหลี่เซวียน（楊禮亘）บุตรชายของหยางชิวจง มองว่าบิดาของเขาซึ่งมีอายุมากกว่า 70 ปีแล้ว ยังต้องทำงานหนักในการค้นคว้าวิจัยเพื่อหาทางแก้ไขปัญหาด้านเทคนิคต่าง ๆ และยังต้องรับผิดชอบเกี่ยวกับการเงินและการตลาดของบริษัท เขาจึงตัดสินใจลาออกจากการเป็นอาจารย์สอนหนังสือที่มหาวิทยาลัย  National Formosa University เพื่อมาช่วยบิดาในการเผยแพร่เทคนิคการใช้เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาให้เป็นที่รู้จักมากขึ้น โดยปัจจุบันบริษัทมีส่วนแบ่งตลาดในจีนแผ่นดินใหญ่มากถึง 42% ในไต้หวัน 27% และในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้อีกราว 18%

“ช่วงที่เรามีการทำตลาดโดยใช้วิธีการสาธิต แทบไม่มีใครที่เชื่อว่าจะสามารถทำปุ๋ยหมักได้โดยใช้เวลาเพียงสามชั่วโมงเท่านั้น” แม้ในช่วงที่สถานการณ์การระบาดของโควิด-19 ยังมีความรุนแรง หยางหลี่เซวียนยังคงเดินทางไปจีนแผ่นดินใหญ่เพื่อทำตลาด เขาเล่าว่า ฟาร์มปศุสัตว์ที่อยู่ในแถบภาคตะวันตกเฉียงเหนือของจีนแผ่นดินใหญ่ แต่ละแห่งมีการเลี้ยงวัวมากกว่าหนึ่งแสนตัว แต่ละวันสามารถผลิตมูลสัตว์ได้ในปริมาณสูงถึงร้อยตัน ที่ผ่านมาจะมีการทำปุ๋ยหมักโดยวางกองปุ๋ยหมักไว้กลางแจ้ง ช่วงฤดูร้อนปุ๋ยหมักเหล่านี้จะถูกนำไปใช้เป็นปุ๋ยให้พืชผักผลไม้ เช่น ลูกแพร์ องุ่น และพืชตระกูลแตง แต่เมื่อถึงฤดูหนาว เนื่องจากสภาพอากาศที่แห้งมากเกินไป มูลสัตว์จะถูกนำไปฝังกลบ การนำเอนไซม์เร่งปฏิกิริยามาปรับใช้เป็นกระบวนการที่ทำภายใต้ระบบปิด ดังนั้นทำให้สามารถผลิตปุ๋ยได้แม้ในช่วงฤดูหนาว และแม้แต่ฟาร์มในมณฑลเสฉวน ซึ่งตั้งอยู่บนพื้นที่ที่มีความสูงจากระดับน้ำทะเลกว่า 2,400 เมตร และมีอุณหภูมิต่ำติดลบ 5 องศาเซลเซียสก็ยังสามารถผลิตได้เช่นกัน

ต้นกล้าผักเจริญงอกงามได้ดี หลังนำ
ปุ๋ยอินทรีย์จากเอนไซม์มาใช้เป็นปุ๋ยหลัก

โอบอุ้มโลก ต้องเริ่มจากโอบอุ้มดิน

ภาพวาดที่แขวนประดับในห้องทำงาน ในบริษัท Tetanti Agribiotech Inc.  เป็นภาพวาดจากฝีมือของหยางชิวจง ที่เขาใช้แนวคิดแบบวิทยาศาสตร์ในการวาด เขาสร้างทฤษฎี “ภาพวิถีแห่งเต๋า” เพื่อสะท้อนให้เห็นถึงวิถีแห่งธรรมชาติที่ปรากฏอยู่ท่ามกลางสีดำของหมึกที่ถูกขีดเขียนเป็นลวดลายบนภาพวาด

เปรียบได้กับการทำงานวิจัยค้นคว้า ซึ่งตั้งอยู่บนพื้นฐานของแนวคิดที่ว่า “มาจากดิน เพื่อกลับคืนสู่ดิน” ดินเปรียบเสมือนมารดาของพืชผลทั้งหลาย โดยมีดินราวหนึ่งในสามของทั้งโลกกำลังตกอยู่ในสภาพเสื่อมโทรม เนื่องจากมีการใช้ปุ๋ยเคมีในปริมาณมากและมลพิษต่าง ๆ ส่งผลให้ “คุณสมบัติที่ดี” ของดิน หรืออินทรียวัตถุจำนวนมากภายในดินถูกย่อยสลาย ประกอบกับสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลง ทำให้แมลงศัตรูพืชเพิ่มจำนวนมากขึ้น ส่งผลให้การผลิตของภาคเกษตรต้องเผชิญกับความท้าทายอันใหญ่หลวง

หยางชิวจงได้เรียกร้องให้หน่วยงานทางการเกษตรของภาครัฐ ร่วมกำหนดเป้าหมายโดยยกระดับให้ไต้หวันเป็นเกาะอินทรีย์ภายในปี ค.ศ. 2050 ซึ่งไม่เพียงแต่จะบรรลุเป้าหมายในเรื่องความปลอดภัยอาหาร แต่ยังสามารถบอกเล่าเรื่องราวของไต้หวันให้ทั่วโลกได้ทราบว่า อาหารของไต้หวัน เป็นอาหารอินทรีย์และมีความยั่งยืน

พัฒนาเอนไซม์ที่มีโครงสร้างองค์ประกอบแตกต่างกันในการทำปฏิกิริยากับขยะอินทรีย์ชนิดต่างๆ เพื่อผลิตปุ๋ยอินทรีย์ที่มีคุณสมบัติไม่เหมือนกัน