「十項全能王」液化澱粉芽孢桿菌 剋病害、促進生長,還能提高乳豬換肉率

高改場副研究員周浩平(右)大力推廣液化澱粉芽孢桿菌的病害應用,協助紅龍果農陳俊志(左)守住好收成。

文/林宗俊 行政院農業委員會農業試驗所植物病理組助理研究員 朱盛祺 苗栗區農業改良場作物環境課副研究員兼課長 周浩平 高雄區農業改良場作物環境課副研究員兼研究室主持人 採訪整理/楊雋珩 攝影/梁偉樂

液化澱粉芽孢桿菌的名字雖然拗口,但在防治植物病害應用上,多年來被研究單位寄予厚望,也是許多生產者口中的萬用救星!液化澱粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)被歸類為芽孢桿菌(Bacillus spp.)的一種,屬革蘭氏陽性好氣性桿狀細菌,可產生內生孢子,且在產孢過程中產生對病原菌具抑制作用的抗生物質,從水稻稻熱病、茄科青枯病到草莓灰黴病,液化澱粉芽孢桿菌樣樣都有可觀防治功效,在安全無毒的生產之道上,助廣大農友一臂之力!

可溶磷、提高抗逆境力 酵素產生能力多元

近年來,由學者篩選、測試出具有病害防治效果的微生物菌種多如繁星,在這當中,由於分生技術的進步,許多原本歸屬於枯草桿菌的微生物菌株逐漸被正名,液化澱粉芽孢桿菌正是其中一種。且因為液化澱粉芽孢桿菌可幫助植物抗病害、生長健壯,又能加進雞、豬飼料中提升換肉率的全能表現,而被譽為「生物農藥界的欣表飛鳴」!

許多植物病害的成因是土壤中的細菌、真菌引起,當普遍存在於土壤、水、空氣的液化澱粉芽孢桿菌加入戰場,它可產生多種具界面活性劑效果的抗生物質,如伊枯草桿菌素(iturin)、表面素(surfactin)與豐原素(fengycin),形同替環境增加好菌、抑制壞菌生長,同時盤聚在植物葉表與根圈誘導防禦反應,進而抵抗病原菌入侵。

行政院農業委員會農業試驗所植物病理組的林宗俊博士解說,液化澱粉芽孢桿菌可分泌多種分解酵素,加在飼料中能幫助雞和豬吸收澱粉、纖維素、蛋白質和脂質。某些菌株具有「溶磷」活性與產生吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的能力,更有利作物吸收養分。若處於高溫乾燥等不良環境,液化澱粉芽孢桿菌還會產生內生孢子抵抗,待周遭環境合適才繼續繁衍不息。

目前國內研究液化澱粉芽孢桿菌菌株作為微生物農藥的例子眾多,如國立臺灣大學研發的B190菌株,可有效抑制百合灰黴病、國立中興大學研發的SPX-1菌株,可防治甘藷青枯病、國立高雄師範大學研發的YCMA1菌株,可防治甘藍黑斑病與柑桔類潰瘍病、農業藥物毒物試驗所研發的Ba-BPD1菌株,於田間或溫室施用可降低草莓灰黴病、水稻紋枯病及蝴蝶蘭黃葉病罹病度……等。

液化澱粉芽孢桿菌PMB01菌株針對茄科青枯病菌有優良拮抗效果,更具有多種病害防治潛力。(圖片提供/高雄區農業改良場)

不同菌株點將錄 全球唯一防治茄科青枯病生物農藥

綜合數項實驗成果,研究人員發現每種液化澱粉芽孢桿菌菌株的防治特長雖略有不同,但在消滅敵人過程中所發揮的多元功能,兼具微生物農藥與微生物肥料的發展潛力。好比臺中區農業改良場研發的Tcba05菌株,不但可廣效防治多種植物病原(菜豆萎凋病、十字花科蔬菜黑腐病、豌豆立枯病),假使配合種子混拌及苗期處理,更可促進根系生長,提供作物從種苗到採收一系列的保護!

還有苗栗區農業改良場研發的苗栗活菌1號(MLBa15-4)。苗栗區農業改良場作物環境課課長朱盛祺分享,「在草莓灰黴病的防治上,目前活菌1號已完成4場雙劑型的田間試驗,防治率73%、罹病率降為10%以下!在肥料部分,活菌1號也可提升草莓開花結果率。」苗栗活菌1號雙效齊發,從根本減少化學藥劑使用,提升草莓的食用安全。

針對大宗作物困擾農政單位多時的主要病害防治,液化澱粉芽孢桿菌也占有一席之地。以臺灣栽培面積第一大的水稻為例,稻熱病是水稻常見的真菌性病害,嚴重時的產量損失高達50~90%。每年臺灣用於防治稻熱病的經費,就占去農藥殺菌劑總額12%,危害程度可見一斑!面對稻熱病挑戰,林宗俊提到,農試所研發的液化澱粉芽孢桿菌P-2-2製劑,經實驗可降低稻熱病發生率最高達80%,有望在將來取代化藥,成為臺灣防治稻熱病的主要資材。 除了對稻熱病防治成效良好,P-2-2菌株也可整合至草莓栽培系統,有效減少幼苗因炭疽病造成的缺植。

第二個值得驕傲的例子,是高雄區農業改良場(以下簡稱高改場)研發的PMB01菌株。臺灣氣候高溫多溼,土壤傳播性病害極難治癒,其中青枯病與萎凋病,因尚無合適防治藥劑,且連作田發病特別嚴重,一直屬於令農民最束手無策的「絕症」。而該菌株PMB01,對青枯病防治率達70%以上,是臺灣青枯病與萎凋病防治技術的重大突破,更是目前全世界唯一應用於茄科青枯病防治的生物農藥!

高改場作物環境課副研究員周浩平補充:「液化澱粉芽孢桿菌PMB01深具作物病害延伸應用的潛力,如蝴蝶蘭軟腐病、香蕉黃葉病、番茄細菌性斑點病、紅龍果莖潰瘍病、瓜類蔓枯病、十字花科蔬菜黑腐病、柑橘潰瘍病與番石榴立枯病……運用範圍極廣!」

液化澱粉芽孢桿菌MLBa15-4菌株防治草莓灰黴病成效良好,上圖為未施用對照組,下圖為施用處理組。(圖片提供/苗栗區農業改良場)

專家分享合理施用指南 結合IPM做法更成功

液化澱粉芽孢桿菌的潛能銳不可擋,商品化與推廣的過程又是如何呢?朱盛祺與周浩平分享,苗改場與高改場每年均會舉辦各項作物講習、田間示範觀摩會,將液化澱粉芽孢桿菌的正確用法宣導予農友知曉,或透過田間試驗合作直接輔導。

根據周浩平觀察,農友多已能正確運用液化澱粉芽孢桿菌PMB01,而病害防治效果的提升,也帶動農友圈使用意願增加。不過細節上仍有些小誤區,例如使用次數、施用部位上的錯誤觀念等。故幾位專家也提供了合理施用指南,助農友發揮微生物製劑最大效益:一、施用時機,建議採預先處理,之後每7~14天施用一次;二、留意施用部位與方法,以噴灑防治葉部病害,以種苗處理搭配澆灌防治根部病害;三、不宜混合抗生素類(維利黴素、鏈黴素、嘉賜黴素)及銅劑類(波爾多液、氧化亞銅、三元硫酸銅)等抗殺細菌類農藥,避免折損活菌;四、未使用完畢須將封口緊密,保存於陰涼乾燥處,避免陽光直曬或雨水侵入;五、建議午後3點後或陰天施用,四季均可,施用後可斟酌減少磷肥施用量;六、建議土壤酸鹼值介於5.5~8間、有機質含量大於2%,效果最佳。

微生物藥劑與化學農藥不同,種類、成分、劑型與保存方式都與藥效作用密切關連。以有害生物整合管理(IPM)的高度審視微生物製劑應用,林宗俊特別提醒,農友也需注意田間衛生管理,務必移除前期作的殘枝落葉,方能避免病原菌初次感染原。

熟悉法規,做足準備和溝通 藥證登記不再天長地久

目前國內已有多種液化澱粉芽孢桿菌產品,綜觀目前生物農藥登記面臨的瓶頸,大抵包含:農民使用方法不對導致成效不彰,對生物農藥失去信心、或研究單位成果欠缺登記所需的完整資料,導致業者承接或技轉意願低落等。完整參與PMB01菌株從研發、技轉到登記過程的周浩平回想自身經驗:「PMB01的登記時間僅耗時1年7個月,是當時最快的生物農藥!過程中,我們資料準備的很周延,也隨時與廠商保持聯繫,能及時針對遺漏補強,應該是原因所在!」

屏東縣內埔鄉第五蔬菜產銷班班長李聰宏,從PMB01菌株2014年還在高改場合作試驗階段,到技轉嘉農公司、量產「救你一命」液化澱粉芽孢桿菌液劑產品至今,已使用7年以上。「它真的是我的救命恩人!」李聰宏自述,自己一開始從農,不會種,一路很心酸,直到遇見周浩平才改變命運。

視「救你一命」為恩人 農藥、肥料一兼二顧

「茄子、香蕉、苦瓜、南瓜、櫛瓜,這些都是後來我用液化澱粉芽孢桿菌種出來的,我種到送去臺北一市(第一果菜批發市場),他們回覆:『請內埔農會579(李聰宏供應代號),不要再把櫛瓜種成像冬瓜賣給他們了!』我說我沒有辦法啊,都是用那個菌……」身為全內埔第一位願意試用液化澱粉芽孢桿菌的農民,李聰宏感嘆,有些農友有自己的偏方,他原本也是不大相信市面上林林總總的微生物產品,直到液化澱粉芽孢桿菌的出現,讓他發現真的有這樣一種菌,可以放心地大量使用。

「現在是我們屏東農民放暑假的時候,等9月我把雜草打掉、整地,液化澱粉芽孢桿菌就一起下去了。等於它當肥料,我先打底養菌、把苗種下去;它當農藥,粉劑我拿去灑葉面,液劑我就拿去灌根,作物就很強壯啦!」不管任何作物,李聰宏信奉「只要我把它放到土裡就是優勢」的道理,讓長期從旁輔導的周浩平聽聞也不禁莞爾。李聰宏說「液化澱粉芽孢桿菌產品真的救我一命」,讓他把櫛瓜種的跟冬瓜一樣大!

同樣是液化澱粉芽孢桿菌PMB01的愛用者,經營紅龍果園的屏東縣長治鄉果樹產銷班18班副班長陳俊志,則是一直有莖潰瘍病的困擾。這種真菌性病害好發於高溫曝曬、大雨交替出現的夏天,加上陳俊志長期堅持友善耕作,用藥選擇十分有限。周浩平回憶,「3年前有一陣子遇到汛期,紅龍果的莖潰瘍病、濕腐病非常嚴重,可是採收期農民不能用藥,我們想說不然讓PMB01姑且一試,結果效果意外的好!」

PMB01菌株可有效防治茄科青枯病,右排菌種處理區罹病度僅0.8%,左排不處理對照組則高達41%。(圖片提供/高雄區農業改良場)
李聰宏說「液化澱粉芽孢桿菌產品真的救我一命」,讓他把櫛瓜種的跟冬瓜一樣大!

神奇包覆莖潰瘍病傷口 好菌保護力一直都在

莖潰瘍病須控制在枝條上,如果蔓延到果實就已來不及,陳俊志睜大眼睛說:「以前不誇張,每一排都中獎,超過八成爛掉。我把染病的枝條一直修修修,想留的機會都沒有!」對比使用過PMB01後的功效,他笑說:「只要噴了,那個菌會把整個傷口包覆住就像結痂,不再潰爛,過一段時間就好了!」

雖然微生物產品單價偏高,但以可控制病害、收成好的結果論,陳俊志覺得選用微生物製劑的成本效益非常合理,且又有不易發生藥傷和對人體安全性等附加價值,都讓他沒有後顧之憂。

「微生物藥劑的缺點:貴、怕下雨、效果比化學慢。但農藥有消退期,微生物製劑一用,它就是永遠在上面保護作物。」周浩平強調。目前PMB01已完成瓜類萎凋病、香蕉黃葉病的延伸使用申請,待核准就可作為合法資材使用,也期待各試驗單位的研究人員,繼續鑽研液化澱粉芽孢桿菌家族,讓更多農友的作物可受到它們的守護!

紅龍果的莖潰瘍病從枝條蔓延到果實上,一度讓果農陳俊志頭疼不已。
(資料來源/農業試驗所)

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