「綠忍者」木黴菌的萬用分解術!當肥料農藥還能對抗環境逆境

木黴菌身手了得,不僅能幫助非洲菊對抗萎凋及疫病,還能對抗高溫、低溫、淹水、乾旱等環境逆境。

文/何宜嬨 攝影/黃毛

木黴菌宛如精通百藝的斜槓高手,既能分解蝦蟹殼中的幾丁質,產生乙醯葡萄胺做成保健食品、藥物與生長劑,還能改變纖維特性,軟化布料、釀酒與漂白,樣樣難不倒它。當身披綠彩的忍者躍進農業領域,病害防治是它威震四方的強大戰力。

木黴菌屬於絲狀真菌類,是目前生物防治應用最普遍的真菌菌種。行政院農業委員會臺中區農業改良場(以下簡稱臺中場)研究員陳俊位長期投入微生物研究,篩選純化出木黴菌系列菌株(Trichoderma asperellumT. asperelloides),並利用這些菌株研發多項農業生技產品,如生物性堆肥、抑菌介質、功能性微生物製劑等,在田間運用成效顯著。

臺中區農業改良場研究員陳俊位長期投入木黴菌研究,開發多項生物防治資材。

廢棄資材妙用多 木黴菌成綠能推手

木黴菌初登場就表現優秀,陳俊位回憶2004年做的一次番茄田間試驗,「連續下了一個月的豪大雨,有加木黴菌處理的番茄,活得好好的沒有萎凋,反觀沒用菌的番茄全都枯了。」驗證了木黴菌保護根系、耐淹水的能力後,臺中場更進一步研發微生物製劑,以因應越演越烈的極端氣候。

身為自然界中出色的分解者,木黴菌能將動物糞便、菇類木屑等剩餘物質轉換成營養堆肥,使棄置的農業副產物搖身一變,成為循環再生的友善堆肥。「除了太空包跟雞糞,農業剩餘物像是蝦殼、蔗渣、牛糞、豬糞、粗糠等等,都可以拿應用。比如彰化王功有很多雞場,可用香菇木屑或木耳製成的墊料來除臭。那些混合墊料的糞便清出來後,又做成肥料再生利用。我們根據業者提供的資材,個別設計、開發相關應用或其他加值性作法,增進農業廢棄物處理的效用,落實循環經濟的宗旨。」

研究員以培養皿篩選、分離出木黴菌種後(上圖),再以稻穀為資材培育。

陳俊位以肥料為例,詳述木黴菌如何作用。「把稀釋後的木黴菌噴在堆肥材料上,它會把材料中多醣結構的纖維素物質轉成單醣跟雙醣,那單、雙醣再讓中高溫菌種大量增殖,使堆肥溫度上升,進而產出良好的堆肥產品。我們授權給業者時,會提供1公斤的木黴菌稻穀菌種和液態培養說明表,方便調和出適當的液肥去噴灑使用。」

臺中場將木黴菌、芽孢菌、放線菌等菌種結合肥料,製成保暖保水的資材包。「堆肥發酵從開始到完成,約需一、兩個月,期間溫度持續升高,農民只要把資材包放在作物根部,就能當作保暖熱源,像冬天我們會把暖暖包帶在身上那樣。植物也是同理,一旦根系維持在適當溫度,即使處於低溫環境,一樣可以吸收到養分。」陳俊位預告,未來會增添更多元的抗逆境功效,首要為強化抗淹水的能耐。「木黴菌跟植物共生的效果很好,若施打木黴菌育苗接種劑,可以減少苗期病害、協助植物生根。即使下雨,根也能在水中呼吸。」

臺中區農業改良場已經開發不少木黴菌產品,主力在堆肥處理。

與自然共好 微生物農藥的課題與優勢

「我們開發了很多木黴菌產品,主力在堆肥處理。接下來想多做一個品項,就是微生物農藥。目前已研發出技術,也有兩家業者反應木黴菌農藥的需求。但申請藥證前,得先克服一些難題。」陳俊位闡明,木黴菌農藥屬於真菌類產物,當真菌以孢子形態脫離培養基,中斷了養分汲取,便會面臨滅亡的困境,因此細菌類農藥有較長的儲架壽命,而真菌類農藥則囿於溫度與溼度,易有儲藏瓶頸。

「木黴菌有不同溫度環境的品種,除了低溫儲存,我們也考慮要篩選新菌種來做耐乾旱、耐高溫的藥劑,但這也是儲架上的難處。假設通路商或店家無法遵守存放準則,產品壽命就會衰退。」製藥所牽涉的面向更多、準備期更長,合格藥證也不易取得;製肥門檻則是符合肥料氮、磷、鉀的規範標準便能量產。

相較於其他生物農藥,陳俊位認為木黴菌自有優勢。「細菌類農藥的使用量要很多,是用『菌海戰術』去占據空間,但木黴菌不一樣,它會利用植物的根來供給自己養分,吸收後再回流給根,形成保護層。」木黴菌會持續增長,益於作物吸納更多養分與水分。「細菌類是被動防禦,你有碰到我,我才會擋回去;有些木黴菌有微寄生效果,會主動纏繞並吞噬病原菌,因此它的保護範圍和效果優於細菌類農藥。」

木黴菌商品化方便農作物養護

聊及商品化過程,陳俊位歸結了兩項挑戰。「首先是廠商可能買不到特定原料。例如福壽公司曾做了一支大自然基肥,配方原料中有蔗渣,來自台糖製糖後的剩餘物。」當時福壽大自然基肥獲得佳評,對蔗渣的需求量也變大,台糖因而察覺廢棄蔗渣的好處,遂加入生產蔗渣堆肥的行列,兩者的關係也從上下游相輔轉為互相競爭。

「另外,有些業者發現原料品質未必很穩定,譬如菇包木屑。菇種有分一次採收(如杏鮑菇、金針菇)和多次採收(如香菇、木耳),前者剩下的養分含量較高,後者的剩餘養分較低,所以肥料業者偏好收購前者。但每批收進來的剩餘養分不一定相同,做出來的肥料養分含量自然不一樣。要是農糧署抽測時驗出肥分不夠,廠商就會被處罰。」

向農友推廣木黴菌肥料時,最常見的疑問是:微生物製劑與化學肥料,誰比較厲害?「要讓農民接受新事物,除了廣做教育宣導、多辦觀摩會之外,還要提供試用資材,讓他們體會使用前後的差異,才會有認同感。通常用過的農民都會繼續使用,加上木黴菌液肥可以和農藥混著噴,節省了施肥用藥的人力成本。」陳俊位分享苦瓜試驗的經歷,當時將木黴菌肥料袋置於作物根部權當保暖包,豈料暴雨來襲。「肥料袋猶如救生圈,是作物根系等待積水退去前的避難場所和養分來源。再搭配液肥來補充養分,那一期苦瓜大豐收,農民親眼見識到木黴菌的優點。」臺中場既是技術供給的角色,亦為農友與技轉業者之間的溝通橋梁,致力於打造友善親土的農業利器。

戰勝豪雨與高溫熱障礙 花椰菜出頭天

「從爸爸那一代開始種花椰菜,種幾十年了,約有兩甲的花椰菜。」楊建銘接手父業後,曾榮獲花椰菜競賽第三名的殊榮,如今弟弟楊文利亦投身農事,齊心協力照料花椰菜田。

「之前有塊田種不好,哥哥提議去驗土質檢查一下,因緣際會認識了博士(臺中場研究員陳俊位,以下同)。」楊文利說,「博士人很好,提供我們木黴菌肥料來試試看。用到現在大概兩個月,效果很好!葉子變厚了,也不會『睏中晝』(午間高溫日曬導致葉片下垂的現象,通常是過量施肥所致)。到了採收期更明顯,花開得很漂亮,菜也比較大顆,口感上更脆甜。」

楊建銘(左)、楊文利(右)接手父業種植花椰菜,曾榮獲花椰菜競賽第三名。

在拍賣市場上,花椰菜的外觀影響價格甚鉅,愈是大顆漂亮的花椰菜,愈是有利於販售。「把菜送去市場時,可以很明顯地分辨我們的菜放在哪裡,真的是數一數二大!」說起木黴菌肥料,楊文利一臉笑意。

自苗場購回幼苗後,楊建銘會先用木黴菌液肥澆灌根部,再朝葉面噴灑,預防病害之際也補足養分,待隔天再種進田裡。「夏天的花椰菜不好種,有熱障礙啊、颱風啊,會讓菜爛掉或變醜。前陣子下了好幾天的雨,其他人的花椰菜大多得了黑腐病。我們的也有得,但症況很輕微,有用木黴菌真的有差!像最近又有颱風嘛,但我們的花椰菜已經變強壯了,不用太擔心會被吹走或泡爛。」楊文利說,放棄化肥改用木黴菌液肥時,不曾遭遇阻力,反倒收到聲援。「長輩的眼睛比我們還雪亮,更能看出效果如何。連經驗豐富的長輩都支持了,那我們用得更放心,會搭配農藥一起使用。」

楊建銘認為,從效益面來看,化肥所隱含的成本更高。「市售化肥或營養液肥500、600毫升就要(新臺幣)500、600元,甚至1,000元以上都有。以前覺得看起來有效的就買來用,試了百百種,效果一般般。現在拿到木黴菌後,會照自己的需求來稀釋用量,成本上反而降很多。」體悟到木黴菌肥料的威力後,兄弟二人決定未來翻耕農地時,添入木黴菌作為養土基底,期待以友善大地的方式孕育出鮮甜的花椰菜。

楊建銘接受臺中場研究員陳俊位的輔導,使用木黴菌液肥種植花椰菜,成果豐碩。
使用木黴菌液肥的花椰菜,明顯比未使用的大上不少,葉片也飽滿健康許多。

有機農肥賦予新生 非洲菊重拾活力

「我爸種非洲菊三、四十年了,我高二時來幫忙一起種,到現在也好多年了。之前非洲菊突然枯萎,找不出原因,我們就拿花朵生病的照片去向博士請教。從那時起開始用木黴菌,至少半年以上了。」邱正中邊說邊指向一排空無作物的田壟,「這裡原本也種滿了花,但後來都萎掉了。一開始不知道病會蔓延,沒有立即處理,結果花死了一大半。」

邱正中指出,土壤酸鹼值、熱溼的天氣均會影響非洲菊的存歿,通常溫度20~45℃與pH值6.0的酸性土壤為合宜的生長環境。也是這場大病才讓邱正中發現,原來自家田園的pH值高達7.8,需重新注入新血。

「加了木黴菌肥料後,非洲菊長得很旺盛,花開得又大又美;沒使用的花則是葉子很無力,容易萎凋、得疫病。平常我會先把粉狀的木黴菌肥料撒在花的根部附近,然後再灌液肥。如果看到花朵萎萎的,那可能生病了,我就會在它周邊灑木黴菌粒劑讓它養病,防止病情蔓延。」邱正中說。

春季為非洲菊盛放的主要花期,夏季的花量則會變少,也較難照料,須搭配使用其他微量元素來調整營養。「非洲菊常見的蟲害是斑潛蠅(俗稱畫圖蟲),牠們會在葉子上畫圖(葉片長斑點)。被畫圖後花不會死掉,一樣會繼續生長,但花朵會變得又小又醜,就算施肥也不會恢復健康,只好每週噴一次農藥來預防。至於已經被畫圖的病葉,就先留著遮擋陽光,避免土壤被曬得太高溫,等秋冬時再一起清掉。」

往昔由父親從雞場購入雞糞來施肥,如今由邱正中先用有機肥下去打底,再用木黴菌來補強。「化肥的效果是立即顯現的,但對土壤負擔很大;有機肥可以保持土壤活性,也能提供植物養分。我完全不考慮化肥,會繼續使用木黴菌。因為非洲菊一種就是兩年,不可能都用化肥來逞能。貪圖一時花開得漂亮,卻傷害了土壤,得不償失。」邱正中認為,木黴菌肥料的活用可削弱化學肥料存在的必要性,加上政府對於有機肥與有機農藥皆有相關補助,若以作物與土地的長期發展來權衡利弊得失,農民大可安心使用微生物製劑,不必擔憂會加重成本負擔。

以木黴菌粒肥施放在非洲菊根部,克服化學肥料使用過量造成的土壤連作障礙。(圖片提供/臺中農業改良場研究員陳俊位)
邱正中(右)肯定木黴菌肥料能保持土壤活性,讓非洲菊生長旺盛。

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