有菌有草農園共生 簡介草生地被植物與微生物肥料

草生栽培可適用於各種果園,搭配微生物肥料可形成更完善的共生生態系。圖為柑橘園常見草種金腰箭舅。(圖片來源/Forest & Kim Starr@Commons CC BY 3.0)

內容提供/農委會苗栗區農業改良場 文/張逸美(約聘人員)

草生栽培普遍用於長期栽培經營的果園或森林,在這些耕作地的走道、邊坡及樹冠層下方等空間,廣泛種植地被植物以覆蓋裸地、調節土壤性質和優化作物的生長環境。

地被植物不僅能夠作為昆蟲及小型動物的棲息地,其根部與附近土壤共同形成之根圈,更是微生物生活的重要場所。作物可藉由微生物分解有機質來促進有效養分的吸收,穩定作物的發育及生產,同時提升農業環境的整體生態豐富度及其對逆境的耐受力。

地被植物:土地維護與生態創建的效果令人重視

篩選果園適用的草生栽培地被植物,須考量到耕作地管理的便利性與人力作業成本,大多選擇較低矮、具匍匐性、增殖快速及適應力強的草種,以減少人力投入的修整次數和繁殖操作。此外,草種對環境不同的偏好性,如氣溫、海拔、日照、水分、土壤排水性與酸鹼度等環境條件,皆會影響地被植物生長。部分花期較長的草種具有綠美化的附加價值,還能作為蜂、蝶蜜源,創造新的農地生態圈。

本場自苗栗轄區果園初步篩選10種地被植物作為觀察對象,包含蠅翼草、煉莢豆、穗花木藍、百喜草、百慕達草、假儉草、藍豬耳、蛇莓、金腰箭舅及伏生風輪菜。經由試驗得知,這些草種可在不同季節且水分充足的情況下自然匍匐生長,夏冬季各栽培2個月後,增殖率呈現明顯落差,地被植物在夏季的增殖率為29~45倍,由豆科的蠅翼草、煉莢豆與穗花木藍為最高,藍豬耳為最低;而冬季增殖率則為0~9倍,全數草種生長都變得緩慢,些許植株於低溫時凋亡。

不同季節之草種增殖率比較
不同季節之草種增殖率比較

其中增殖率差異最大的為蠅翼草、煉莢豆與穗花木藍,介於15~41倍之間,可推測此三種豆科植物較適合在夏天高溫的環境擴展繁殖,其餘草種雖然增殖率差異皆低於10倍,但仍然於夏季有較高的增長效果。

草生地被植物真正被重視的原因,是其對於土地維護與生態創建所帶來的正面效果,展開的草葉可承接雨水落下的衝力,避免土壤遭沖蝕流失;在烈陽下則能緩和土壤溫度起伏,降低驟然高溫對作物根部的傷害;紮牢的草根使土壤團結凝聚,減少土石流危害發生;細密根系在土壤中開闢的微小空間,除了能增加通氣性和透水性,也提供土壤微生物生活的絕佳環境。

微生物肥料——叢枝菌根菌介紹:和植物互利共生

目前依功能性質被歸納為農業的有益土壤微生物包含:固氮菌、溶磷菌、溶鉀菌以及叢枝菌根真菌等,這些菌種在土壤中被提取、繁殖並量產製作成微生物肥料。眾多微生物肥料的類型與廠牌可至農委會農糧署「肥料管理整合資訊系統」網站查詢,以下針對叢枝菌根菌進行介紹。

叢枝菌根菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)屬於真菌界繡球菌門的內生菌根菌,叢枝菌根菌平常以孢子的形式潛伏於土壤中,被動等待植物宿主到來,當叢枝菌根菌接觸到植物根部分泌的化學物質——獨腳金內酯(Strigolactone)時,孢子將被誘導萌發,而萌發的菌絲侵入植物根部細胞,並在細胞內形成叢枝體及囊泡,這些構造會作為菌體與植物交換與儲存水養分的場所。

植物透過根部供應醣類和有機物質予以叢枝菌根菌維續生命,叢枝菌根菌則將土壤礦物質轉換為植物可吸收的形式,並且運用菌絲捕捉植物根部無法有效攝取的養分與水分,提供更多的有效養分及水分給植物利用,達成互利的共生關係。

叢枝菌根真菌的菌根網路(右側)有助於植物根系吸收水分、礦物質等養分,加強抗病力。(圖片來源/Catherine N. Jacott, Jeremy D. Murray and Christopher J. Ridout, Trade-Offs in Arbuscular Mycorrhizal Symbiosis: Disease Resistance, Growth Responses and Perspectives for Crop Breeding

叢枝菌根菌已知可以與70%以上的地被植物具有親和性,於這緊密合作的關係中,植物與叢枝菌根菌在選擇對象方面都有各自的偏好,且彼此的親和性受自然環境影響很大,尤其以土壤性質最為重要,其酸鹼度會讓特定草種與菌種存留,磷含量的高低則是共生連結是否緊密的關鍵要素,過低或過高的磷含量皆會使共生程度減弱,肥料的投放即需斟酌用量,而除草劑或土壤殺菌劑亦會讓草種和菌體消失,造成生物多樣性降低,生態自然形成的有益作用隨之減少,因此合理的農業施作及挑選合適環境、地被植物種類以及菌種,是打造健康農業生態的必要考量因素。

護土養土不可或缺,期望未來擴展應用

地被植物與土壤微生物對農業的貢獻格外重要。地被植物的葉面與根系能夠穩固土壤性質且作為微生物棲息區域,而微生物群落增加可以保持土壤活性,提升有效水分及養分的利用效率,也在生態演替中促進物質循環。

地被植物與微生物兩者之間的親和性與相互作用,期望未來藉由更深入的研究,擴展地被植物與微生物之應用,提升農業生態賦予作物與環境的效益。


本文10種地被植物介紹

蠅翼草 Desmodium triflorum (L.) DC.

  • 豆科,匍匐小草本
  • 在溫暖且水份充足情況下擴展迅速,根部根瘤可行固氮作用,夏秋季開紫紅色蝶形小花,為小灰蝶食草
  • 喜溫熱、宜全或半日照

煉莢豆 Alysicarpus vaginalis (L.) DC. var. vaginalis

  • 豆科,匍匐草本
  • 高溫時擴展迅速,夏秋季開紫粉紅色總狀花,根部根瘤可行固氮作用,植體供作綠肥
  • 喜溫熱、宜全日照

穗花木藍 Indigofera spicata Forssk.

  • 豆科,匍匐草本
  • 高溫時擴展迅速,夏秋季開橘紅色總狀花,根部根瘤具固氮功能,植體可作綠肥
  • 喜溫熱、宜全日照

巴西亞雀稗(百喜草)Paspalum notatum Flugg

  • 禾本科,匍匐草本
  • 種植於斜坡可減少裸地土石沖刷流失,夏季需頻繁修除地被,冬季缺水易乾枯
  • 喜溫熱、耐旱、宜全日照

狗牙根(百慕達草)Cynodon dactylon (L.) Pers.

  • 禾本科,匍匐草本
  • 高溫時急速擴增,需定期修剪,冬季生長緩慢易枯黃
  • 喜溫熱、耐旱、宜全日照

假儉草 Eremochloa ophiuroides (Munro) Hack.

  • 禾本科,匍匐草本
  • 高溫時急速擴增,植株較低伏可減少修剪次數,冬季生長緩慢
  • 喜溫熱、耐旱、宜全日照

藍豬耳 Torenia crustacea (L.) Cham. & Schltdl.

  • 母草科,匍匐草本
  • 水份充足情況下擴展迅速,全年開紫白色唇裂形小花,冬季生長勢較差
  • 喜溫熱、宜全日照

蛇莓 Duchesnea indica (Andr.) Focke

  • 薔薇科,匍匐草本
  • 於溫涼天氣生長勢較佳,冬季開黃色小花與紅色莓果,具觀賞價值
  • 喜溫涼、耐陰濕、宜半日照

金腰箭舅 Calyptocarpus vialis Less.

  • 菊科,匍匐草本
  • 水份充足情況下擴展迅速,夏秋季開黃色小花,冬季生長較慢,偶有粉介殼蟲或紅蜘蛛危害
  • 喜溫涼、耐陰性強、宜全或半日照

伏生風輪菜(心葉水薄荷)Clinopodium brownei (Sw.) Kuntze

  • 唇形科,匍匐草本
  • 陰涼且水分充沛狀況下增殖快速,春季開紫白色小花,葉片具強烈的特別香氣
  • 喜溫涼、耐陰濕、宜半日照

本文經農傳媒編輯,轉載自第98期《苗栗區農業專訊》,原文標題為〈草生地被植物與微生物肥料之應用〉。