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黃瑞彰 臺南區農業改良場斗南分場分場長
潘佳辰 臺南區農業改良場副研究員
落花生（Arachis hypogaea）為臺灣主要雜糧作物之一，但如未做好田間土壤管理，容易遭遇落花生果莢黑斑病（Pod rot或Pod breakdown）等土傳性病害影響收成。農業部臺南區農業改良場應用土壤中的根圈微生物（plant growth-promoting microorganisms,PGPMs），改善土壤酸鹼值並增加有機質，也降低發病率。經田間試驗證實，有助於植物生長與改善土壤結構，不只提升落花生收成量與農民收益，也減少土壤病害發生機會，同時減少化學藥劑施用成本，友善農耕環境。
臺灣在1970～1971年間，落花生栽培面積曾經高達10萬餘公頃，而後受到國外廉價食用油（大豆油）原料進口影響，使得油用落花生用途日趨減少，但仍是彰化、雲林、嘉義等沿海地區的重要傳統經濟作物，2023年全臺栽培面積約17,154公頃，年產量約43,489公噸。
然而，在人稠地窄、土地集約耕作的制度下，臺灣常見追求作物高產，大量施用化學資材提升作物產量，卻忽略土壤管理重要性，而使土壤劣化，造成土傳性病害發病機率大增，將會造成生產障礙。
為降低土壤病源發生，提升落花生產能，臺南區農業改良場開發微生物製劑，並於去（2024）年11月25日在農友田區辦理「應用微生物製劑改善花生栽培土壤地力示範觀摩會」，盼協助更多農友減少花生病害。
土傳性病害危及落花生收成 藉土壤管理減緩發病避免損失
落花生常見土傳性病害為落花生果莢黑斑病，為多種土壤病原微生物複合感染所造成的土壤傳播性病害，一旦發病，於落花生結莢後1個月，在未熟的果莢上會發現黑色如針頭大的小斑點。
落花生果莢黑斑病依病斑型態不同可分為二類，一為斑點型，於果莢上形成褐色線條型或斑點型之黑斑，不易擴展或侵入果仁危害，只影響到果莢的外觀及品質，不會造成產量嚴重損失；另一為水浸狀腐爛型，侵染果莢及果柄後，初期呈現水浸狀斑點，後逐漸擴大，被害果莢易沾黏土壤，土粒不易脫落，有時病斑上可見病原菌絲，甚或侵入果仁引起腐爛，導致無法收穫，造成產量與品質嚴重損失。
在春、秋作的中後期，落花生果莢黑斑病普遍發病，其中雲林地區的農田多為石灰性砂頁岩沖積土壤，含有較高的鈣離子，易造成落花生植株缺少微量元素與鎂元素。一旦發生落花生果莢黑斑病，往往無法有效即時克服及治療，因此這些病害僅能借助土壤綜合管理及改善作物根圈微生物相，減緩發病機率，使農民在病害防治上減少損失。
微生物影響作物、土壤健康深遠 改善菌相可保收成、提升品質
植物在生長過程中，時時與外在環境進行交互作用。微生物是生態系的重要組成之一，對人類生活與環境影響甚鉅。一般認為微生物可在農業環境中，與各種棲息地的其他物種共存，達到理想的生態效果，因此具有廣泛的環境應用潛力。微生物雖然肉眼不可見，卻無所不在，空氣與土壤中都充斥著微生物。由於大部分的植物都是定點固著於土壤終其一生，因而與周遭的微生物有著密不可分的關係。
植物和微生物之間的互動可以是正面的、負面的，甚至是互利的。有些微生物能助益植物吸收養分、增加植物的抗病能力，甚至可以幫助植物與其他生物互動；另一方面，有些微生物對植物造成危害，引起疾病或死亡。這些微生物會破壞植物的根系、阻礙植物吸收養分，或直接影響植物的生長發育。而在農產品的表現上，將使作物歉收，影響糧食安全，可謂不容小覷。 糧食生產過程中最嚴重的環境問題，正是土壤退化（soil degradation），會導致發展中國家的貧困和飢餓。發展創新、可永續的農業栽培管理技術，專注於解決當前密集、且不可永續的農業管理相關環境、經濟與社會問題，是確保糧食生產安全所必需面對的課題。
因此，為確保臺灣農業永續發展，保育農業資源與生態環境，協助回復土壤地力，強化農地生態與生物多樣性研究，臺南農改場自2021年執行「農業用微生物產業固本與加值應用技術研發」子項計畫「建立健康土壤微生物評估指標協助土壤回復地力」，開發拮抗微生物或其他有益微生物菌群，用以改善已劣化的土壤微生物菌相，並搭配健康土壤的微生物評估指標，以微生物技術改善土壤因長期失衡所造成之地力劣化，增加問題土壤的作物產量與品質，達到回復土壤地力、維護土壤健康的目標。
應用有益微生物可調整土質 試驗證實作物更抗病、生產力增加
臺灣位於亞熱帶與熱帶地區，高溫，多雨，加上高度密集的耕作土壤，使臺灣農田土壤容易引起地力衰退、土壤劣化等問題。臺灣農田土壤問題包括酸性土壤、微量元素缺乏土壤、鹽化土壤、山坡地土壤沖蝕、排水不良、壓實性土壤、受汙染土壤與有機質缺乏土壤等。以往改良土壤大多著重在土壤理化性質的改良，較少注意到土壤微生物的變化。而微生物的群落組成和多樣性是生物學中重要的研究課題，在環境生態中關乎各種重要的養分循環。
很多土壤因子會增加養分的利用率和植物的生產力，其中，最具影響力的可能是土壤的根圈微生物群組。根圈微生物能產生多種分解酵素及植物生長素之一的吲哚乙酸（Indole-3-acetic acid,IAA），還具固氮、溶磷與嵌鐵能力，可棲群於植物根部促使作物根系生長、協助有效率吸收土壤中肥分，不僅能夠改善土壤結構、促進作物對水分及養分的吸收，並可在逆境條件下通過產生植物激素、代謝調節物等方式增強作物的生理抗逆性。
每種土壤微生物都與整體土壤微生物群組共同作用，來影響植物健康和作物生產力；而植物可以透過根分泌物來改變土壤微生物群組，藉由操縱土壤微生物群組，增加土壤健康和肥力。
臺南農改場選擇雲林縣北港鎮農友張志郎設置示範田，試驗前先採田區土壤檢測後，針對問題進行改善，土壤分析資料顯示偏鹼性及有機質含量不足，經過施用硫磺粉及粗纖維有機質肥料等資材改善，調整後土壤肥力分析，土壤酸鹼值下降與有機質含量上升。根據2023年落花生產量調查，資料顯示接種固氮菌與貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis，B40）比起僅接種固氮菌產量提升15%。
另也採落花生田區土壤樣品分析功能性微生物菌數，由分析資料顯示兩區土壤固氮、放線菌與溶磷菌菌數無差異，溶鉀菌以固氮菌搭配B40處理較低。2024年調查落花生生長勢，資料顯示土壤改良區接種固氮菌搭配B40處理最高，而慣行區則以接種固氮菌處理較高。產量調查資料顯示，以接種固氮菌與貝萊斯芽孢桿菌最高，農友慣行區接固氮菌最低，由試驗結果得知土壤改良與接種微生物可以提升落花生產量，另調查資料顯示落花生接種固氮菌+B40處理可以降低果莢黑斑病發生率，罹病率由30%降為15%。
微生物製劑需貯存於陰涼處 忌浸泡種子、留意藥肥施用
目前市面上並無販售固氮菌產品，農業部農糧署為鼓勵農友應用固氮菌，委請中央研究院院士、國立中興大學土壤環境科學系講座教授楊秋忠生產提供農友使用，有需要農友可向當地農會或各區農業改良場登記。
另外，貝萊斯芽孢桿菌是一種革蘭氏陽性細菌，會分泌可抑制病原菌生長的二次代謝物，也會誘導植物產生抗病能力，目前已有許多市售產品，農友可以選購使用。
使用固氮菌請依照以下步驟：
- 將5～10倍稀釋的微生物製劑加入花生種子或噴溼，使種子與製劑接觸。
- 將固氮根瘤菌液與種子拌勻。
- 將種子平鋪風乾後再機械播種。
- 每公頃土地微生物製劑使用量約2～4公升。
貝萊斯芽孢桿菌則可以將5～10倍稀釋製劑拌入種子，並於落花生開花期，將稀釋製劑澆灌於根系旁，或隨水流入田區。
微生物製劑的使用與管理，則有以下幾點事項需注意。貯藏環境最好放在陰涼處或4～7℃的冷藏室為佳，使用上需避免與有毒害的農藥混合使用，但播種覆土後可施農藥，若接種根瘤菌則避免用烏肥（氰氮化鈣）。
另外，微生物製劑與種子拌種時，由於花生種子怕浸水，絕不能浸泡種子，以免發芽率及發芽勢受影響而降低；增加有機質肥料施用且養分需均衡，如施用固氮菌，氮肥可減量。
