近年來永續農業已廣泛受到各先進國家重視，如何減少施用化學肥料、農藥，又能兼顧農業生產質量、維護生態環境，已被視為農業研究新方向。施用微生物肥料不但符合前述要求，且可降低農業生產成本、增加農民收益、提高產品安全性。微生物肥料的觀念，便在此潮流下逐漸興起，市面上類似產品隨處可見，然而究竟哪些才是真正的微生物肥料？
根據江晃榮《微生物肥料之市場調查》一書關於微生物肥料定義，指含有某種活微生物或酵素的粉狀或液狀製劑，施用於種子、幼苗或土壤，可加強營養素有效性或增加土壤營養成分，補充土壤有益微生物數量，使土壤維持良好生態環境而發揮其功能。印度農業研究所（IARI）舒伯勞․雷托博士（N. S. Subba Rao）定義與其類似，不同之處在於強調微生物肥料應是含有活體微生物或休眠孢子。
真正的微生物肥料，施用效果非速效性
選購微生物肥料，應針對實際需求。若想購買固氮菌，應挑選含固氮作用的菌體產品，而不是含氮肥的非菌體產品。可是就技術層面來說，農民很難區分含菌體、不含菌體產品，在於對作物都可提供養分。概略而言，真正含微生物菌體的產品，施用到土壤或作物根圈後，需要一段時間活化、生長，才能表現功效。對比多數化學肥料，短時間便能表現生長效果。根據微生物肥料作用，基本上可分為固氮菌、溶磷菌、菌根菌、促進根圈微生物、分解菌、有機聚合物生產菌等等，目前農糧署公告微生物肥料類分為豆科根瘤菌肥料、游離固氮菌肥料、溶磷菌肥料、溶鉀菌肥料、複合微生物肥料、叢枝菌根菌肥料等6個品目，以下分析各品目菌體特色。
圖左番茄接種農業試驗所培養的叢枝菌根菌，根外菌絲可延伸至根外更長距離，幫助吸收更多水分、養分。
固定氮素有效率，固氮菌節省氮肥
固氮菌可分為3類，分別為共生性固氮菌、附著性固氮菌、游離性固氮菌，目前除了共生性固氮菌菌種以外，臺灣尚無產品上市，僅在研究階段。共生性固氮菌可與作物根系共生，進而固定氮素。其可細分為3種，第1種豆科根瘤菌可與大豆、花生等豆科作物共生，目前已有大豆、花生、綠豆、紅豆等專用根瘤菌，此類菌種具專一性，接錯菌種則無效。農糧署自2008年起執行《合理化施肥計畫》，補助中興大學土壤環境科學系教授楊秋忠生產豆科根瘤菌，並分配各區農業改良場辦理豆科根瘤菌接種示範推廣，2016年生產推廣毛豆根瘤菌4,717公頃、紅豆根瘤菌2,000公頃。第2種非豆科根瘤菌，部分菌種可與赤楊木等樹種共生的佛氏放線菌（Frankiaspp.），主要應用於森林苗木育苗栽培。
第3種藍綠藻可與蛇蕨共生，若水稻田種植蛇蕨，每公頃可節省氮肥40～50公斤，而蛇蕨繁殖力強，可遮蔽水稻田表面，有效抑制雜草生長。這3種共生性固氮螺旋菌具較強固氮能力，每種作物生長季時每公頃土壤可固定氮素約30～350公斤，視作物種類、根瘤菌功率而異。
臺灣市面溶磷菌肥料產品多樣，因肥效隨時間流逝而降低，購買前應特別留意保存期限。
附著性固氮菌附著於作物根系或周圍土壤，藉由土壤有機質或從根分泌物獲得碳源，作為固氮能量，作物每一生長季固氮量為每公頃5～25公斤氮素。附著性固氮菌可固氮或產生作物生長促進物質，例如IAA、gibberellin、cytokinin 類似物質，可幫助作物生長、增加產量。雅各布․歐根（Yaakov Okon）、約拉姆․卡本尼（Yoram Kapulnik）〈固氮螺旋菌接種之根發育與功能〉（ Developement and function of Azospirillum-inoculated roots）一文指出， 作物接種固氮螺旋菌後，其側根及根毛增加。莫妮卡․夫契爾（Mónica M.Fulchier）、莉蓮․菲爾尼（Lillian Frioni）〈阿根廷中部田間試驗中接種固氮螺旋菌對玉米產量之影響〉（Azospirillum inoculation on maize（Zea mays）: effect on yield in a field experiment in central Argentina）提出，接種固氮螺旋菌可增加玉米地上部、根重，每穗種子數約為未接種者3倍，其種子乾重為未接種者1.6倍；不施氮肥但接種固氮菌者，對比不施用固氮螺旋菌但每公頃施用尿素60公斤者，產量無明顯差異。游離性固氮菌廣泛存在土壤中，利用土壤有機質轉換為有效性碳時獲得能量而固定氮素，例如固氮菌屬（Azotobacter ）、拜葉林克氏菌屬（Beijerinckia）、梭菌屬（Clostridium）。
圖右廣東檸檬接種農業試驗所培養的叢枝菌根菌，對比未接種者，明顯可促進其根部生長。
難溶性磷酸鹽剋星，溶磷菌提高磷肥利用率
土壤磷含量約0.05%，但作物可利用部分僅全磷量0.1%，磷肥施入土壤後，僅5%～15%為當季作物吸收，其餘肥分在酸性土壤中多與鋁、鐵結合，形成難溶性鋁結合磷、鐵結合磷；在鹼性土壤中多與鈣結合，形成難溶性鈣結合磷，對作物吸收造成阻礙。季如森（F. C. Gerretsen）〈微生物對植物磷酸鹽吸收的影響〉（The influence of microorganisms on the phosphate intake by the plant）發現，施用不溶性磷肥，經接種土壤微生物後，可促進作物生長，增加磷吸收量，他純化這些微生物之後，發現這些微生物可幫助磷礦石溶解，促進作物吸收磷。
溶磷菌可分為細菌、真菌、放線菌，其中溶磷真菌對磷酸鈣、磷礦石溶磷能力較溶磷細菌強。庫西（R. M. N. Kucey）、瑪麗․萊格特（Mary Leggett）〈油菜接種青黴菌增加產量和磷吸收〉（Increased yields and phosphorous uptake by Westar canola（Brassica napus L.）inoculated with a phosphate-solubilizing isolate of Penicillium bilaaji）一文指出，油菜每公斤土壤施用20毫克磷礦石，並接種溶磷真菌（Penicillium bilaji ），其磷吸收量與不接菌而施用等量磷酸銨者之磷吸收量相當。菲利浦․阿西亞（ Philip A Asea）等人〈兩種青黴菌在液態培養和土壤中無機磷酸鹽的溶解〉（Inorganic phosphate solubilization by two Penicillium species in solution culture and soil）提出，小麥接種溶磷真菌（Penicilliumbilaji）後，其植株乾物重可增加16%，磷總吸收量增加14%。
此外，鉀為作物生長重要營養元素之一，其在土壤中移動速度快，作物可藉由化學肥料快速得到補充，因此溶鉀菌在實際應用上難以凸顯鉀肥增加效果。
叢枝菌根菌與植物根部共生，在根圈土壤產生許多孢子做為繁殖體。（攝影／吳繼光）
菌根廣泛吸收養分，促進生長、抗逆境
促進氮、磷、鉀等重要土壤營養元素的菌體以外，菌根菌也是重要菌體之一。叢枝菌根菌的根外菌絲可分泌磷酸酶，能將土壤中被鈣、鐵、鋁等離子固定的磷釋放出來，並透過根外菌絲將磷傳送至根內，因此在低磷或缺磷的情況下，可提高磷肥吸收，進而促進作物生長。且菌根菌可提高作物幼苗移植存活率，加速健康種苗生長、提早開花，增加花朵數、大小，延長切花瓶插壽命，幫助作物抵抗逆境等等。選購叢枝菌根菌肥料時，可優先選擇孢子數高且菌種標示清楚的產品，目前農糧署規定每公克或每毫升孢子數至少須含100個孢子。
微生物肥料肥效時間降低，選購應留意
高品質微生物肥料才能提高作物吸收養分、促進生長，而政府進行品質管控，有助於微生物肥料獲得更好及更一致的結果，且還可從市場去除劣質產品，進而提高農民信心。農業試驗所於2017～2018年購買市面溶磷菌肥料產品，進行溶磷菌有效活菌數、雜菌率、溶磷活性、菌種鑑定，其檢測方法參考農糧署公告的微生物肥料檢驗項目之檢驗方法。
2017年檢測結果顯示，市面14個溶磷菌肥料產品，通過農糧署微生物肥料登記證申辦相關檢驗項目者僅5個，合格率為36%；2018年檢測結果顯示，16個溶磷菌肥料產品皆符合農糧署微生物肥料登記證申辦僅7個，合格率為44%。
臺灣微生物肥料產品上市以來，前述檢驗為全面性微生物肥料產品品質分析，該分析資料可提供農糧署進行微生物肥料產品管控，以及未來微生物肥料法規修改參考。建議農民購買前應先檢視保存期限、菌數、使用方法，若有任何使用疑問，可直接詢問生產廠商或農業試驗所、農業改良場。
微生物肥料使用方法微生物肥料為生物活性肥料，農民經常使用根瘤菌肥料、溶磷菌肥料、菌根菌肥料。要能真正發揮功效，須具備正確觀念及使用方法。 根瘤菌
溶磷菌
菌根菌
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本文轉載自《豐年雜誌》2019年4月號
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