病原微生物、寄主植物與適宜環境是構成植物病害發生的三個要件，有病原沒有寄主或有寄主及適宜發病的環境但缺乏病原微生物，病害均不易發生。台灣地處亞熱帶，高溫多濕的氣候條件適合多種作物生長，同樣的亦是病害發生的最適環境，對於這種農業環境，要防治病害只有加強寄主植物的抵抗性及設法降低病原微生物的密度著手。目前最普遍被農友所採用的藥劑防治即是降低病原微生物密度的方法之一，藥劑防治雖可減輕多種病害的危害程度，但對土壤傳播性病害不但不易收到理想的防治效果，且有環境污染之虞。台南區農業改良場技術專刊 88-3 (No.89) |
文/圖 鄭安秀 陳紹崇 李敏郎
審稿/ 中興大學 黃振文
病原微生物、寄主植物與適宜環境是構成植物病害發生的三個要件，有病原沒有寄主或有寄主及適宜發病的環境但缺乏病原微生物，病害均不易發生。台灣地處亞熱帶，高溫多濕的氣候條件適合多種作物生長，同樣的亦是病害發生的最適環境，對於這種農業環境，要防治病害只有加強寄主植物的抵抗性及設法降低病原微生物的密度著手。目前最普遍被農友所採用的藥劑防治即是降低病原微生物密度的方法之一，藥劑防治雖可減輕多種病害的危害程度，但對土壤傳播性病害不但不易收到理想的防治效果，且有環境污染之虞。
土壤傳播性病害是作物連作障礙的主因之一，其病原菌包括有立枯絲核菌(Rhizoctonia
solani)、白絹病菌(Sclerotium rolfsii)、菌核病菌 (Sclerotinia
sclerotiorum)、腐霉病菌 (Pythium spp.)、疫病菌(Phytophthora spp.)、根瘤病菌(Plasmodiophora
brassicae)、鐮胞病菌(Fusarium spp.)、黑點根腐病菌(Monosporascus
cannonballus)，青枯病菌(Ralstonia solanaceraum)、軟腐病菌(Erwinia
spp.)及寄生性線蟲等，它們在土壤中存在的族群密度，常因土壤的連續利用而高居不下，導致作物病害大量的發生。
土壤傳播性病害的防治策略
土壤傳播性病害的防治方法有淹水、輪作、土壤燻蒸、土壤添加處理、抗病育種、太陽能消毒、蒸氣消毒及綜合防治等。土壤燻蒸最常用的是溴化甲烷，此一化學物質除破壞臭氧層造成環保問題外，同時尚會將土壤中原有之有益及有害微生物消滅殆盡，並破壞土壤物理及化學結構；若施用不當時則會直接毒害人體。1990年1月1日起荷蘭已全面禁用此藥劑，其他國家亦有陸續禁止的趨勢。
淹水、輪作及土壤添加處理等耕作防治法雖可因地制宜，然而抗病育種卻是最積極的策略。太陽能與蒸氣消毒則有異曲同工之效，兩者可利用高溫使生物細胞內的蛋白質凝固及酵素不活化，達到殺死生物之目的，並可同時控制病害、地下害蟲、雜草問題。太陽能消毒受制於天候的變化，且需要較長的處理時間，然而蒸氣消毒較不受環境影響，且處理時間也較短。在今日注重環保意識的情形下，對高經濟作物之固定設施栽培的土壤與介質的回收再利用而言，蒸氣消毒是一項不可或缺的防治手段。
蒸氣消毒對土壤生物性及化學性之影響
土壤蒸氣消毒優點在於不會有農藥殘留及環境污染的問題，待土壤溫度降低後就可以進行種植，可爭取時效。土壤經60-80℃蒸氣消毒處理30分鐘後，不會造成生物相真空，將有害的植物病原族群降到最低，留下耐熱性的微生物，這些耐熱性微生物大都為腐生細菌及放線菌。除植物病原菌外，蒸氣消毒同時可殺死地下害蟲、小動物
及雜草種子，因而減少或甚至不用殺蟲劑及殺草劑，降低農藥對環境生態的影響，各種生物對溫度的忍受性詳見表一。土壤以蒸氣消毒處理時，在蒸氣釋出20分鐘後，可水平及垂直地滲透到20.3公分處，溫度在土壤中的分布非常均勻。蒸氣消毒後植物病原真菌、細菌及線蟲均被消滅，絕大部分的病毒不活化，殘存的微生物多為具產生抗生素潛力的細菌及放線菌，而靜菌作用打破後需三天來恢復，若要恢復到先前未處理的狀況，約需八天。
表一、土壤生物相及雜草之致死溫度(處理時間：30分鐘)
致死溫度(℃) |
土壤生物相 |
|---|---|
100 |
所有病原微生物、雜草 |
93 |
耐熱性的病毒、放線菌、雜草 |
82 |
大多數雜草及病毒；所有植物病原細菌 |
60-71 |
大多數植物病原真菌及細菌；昆蟲、璊類、蚯蚓、蝸牛、蜈蚣 |
49-60 |
立枯絲核菌 |
49 |
線蟲 |
38-49 |
水生藻類 |
土傳性病原菌如菌核病菌(S. sclerotiorum) 經50℃ 5分鐘即可被殺滅，疫病菌(P. crytogea)、白絹病菌(S. rolfsii)及腐霉病菌(P. ultimum)等則需50℃ 30分鐘，立枯絲核菌(R. solani)及腐霉病菌(P. irregulare)等則需53℃ 30分鐘，鐮胞菌不同菌種之致死溫度亦有差異，F. oxysporum f.sp. gladioli 為57℃ 30分鐘，F. oxysporum f.sp. dianithi 為60℃ 30分鐘，椒草白絹病菌菌核經52℃ 15分鐘處理後即不發芽，而48℃ 10分鐘即可殺死根瘤線蟲。故依文獻資料得知，60-80℃ 30分鐘即可達到殺滅土傳病原微生物的目的。
蒸氣消毒溫度及時間以60-80℃ 30分鐘最適宜，溫度太高反而對土壤環境造成不良的結果，因蒸氣高溫(100℃)造成土壤產生化學反應，導致土壤養分移動及有機質分解，尤其是錳及氮所受的影響最大。交換性錳含量會因高溫而大量增加，容易造成萵苣、玫瑰、康乃馨、胡瓜、香瓜、及番茄等之毒害作用。錳元素在土壤蒸氣消毒後，維持高含量狀態的時間非常久，此因能氧化錳的細菌被高溫殺死，無法在短期內使錳被分解而下降到原先的含量。土壤中的硝酸態氮及氨態氮可被植物吸收利用，但100℃高溫下，會殺死可進行硝化作用之細菌族群，造成土壤硝酸態氮含量降低，亞硝酸態氮及氨的含量增加，使作物無法獲得足夠的氮素源，由於土壤中氨的累積，使番茄、芹菜及萬壽菊等敏感作物受害。為避免這類問題的發生，蒸氣消毒的溫度最好維持在60-80℃之間。
蒸氣消毒過程中，蒸氣會凝結成水，增加土壤含水量，土壤含水量太高時，吸附凝結水的能力降低，消毒的效果相對降低。
蒸氣消毒適用對象
1.栽植高經濟價值作物的農田土或介質之消毒處理
2.有機栽培的農田土或介質之消毒處理
3.栽培介質的回收再利用
蒸氣消毒方式
蒸氣消毒系統主要分兩部份，一為供應蒸氣的蒸氣機主體，另一為蒸氣管路之設計，也就是蒸氣處理的方式。荷蘭溫室設施栽培的歷史很久，蒸氣處理的發展過程中，不斷地改良消毒之效率與方法，目前最廣泛使用的方式為覆蓋式蒸氣消毒法。台灣示範推廣之土壤蒸氣消毒處理方式則分為下列方式：
1.插入式蒸氣消毒法
蒸氣管路以4∼6m長之6分鋼管配合快速接頭連成一ㄇ形管路，鋼管每隔30∼40cm連接一根20cm長之中空銅管，銅管末端封閉，銅管上打6∼8個1毫米的小洞做為蒸氣出口。將銅管插入欲消毒之土壤，以耐熱橡膠皮布覆蓋蒸氣管路與土表，然後送入蒸氣，使蒸氣直接滲到20cm深之土層中進行消毒，當溫度到達60∼80℃保溫30分鐘後，即可進行下一區之消毒工作。由於蒸氣管路與耐熱橡皮布重量及蒸氣消毒後之
管路熱度問題，在田間實際應用時非常耗時與人力，為克服蒸氣管路在田間之移動性與方便性問題，藥試所於民國86年至88年在霧峰洋桔梗田實地測試改良後之蒸汽管路，利用一台空壓機配合兩組具有輪胎之簡易蒸氣管路台架，整組管路及台架覆蓋耐熱橡膠皮布，蒸氣消毒後在移動蒸氣管路時，利用空壓機將整組蒸氣管路與橡皮布抬高，這時只要兩個人一前一後推拉至定點，關閉空壓機放掉空氣，使蒸氣管路及橡皮布靠本身重量將蒸氣銅管壓入土層中，只要五分鐘就可進行下次消毒工作，工作效率比以往全靠人工移動蒸氣管路所耗費的時間與人力可說提高10倍以上，6分地只要14至18個工作天即可完成，在切花時調查病蟲害及雜草防治情形，無論在土傳性植物病蟲害防治及雜草防除上均獲得良好成效。
2.耕耘式蒸氣消毒法
以15∼18公分中空鋼管排列成扒犛狀，固定在鋼板上，管間距離12∼15公分，以鋼板或放置重物於鋼板上使蒸汽管路插入土中，配合調整速度之自動捲線器，將蒸氣機啟動後，設定蒸氣管移動速率(10公分/分鐘)，一邊拖動蒸汽管路，一邊釋出蒸氣，達到消毒土壤的目的。應用前必須將土壤打鬆，清除土中之石塊及植體殘體(包括雜草)，避免拖拉過程中蒸氣管受害。
土壤進行蒸汽消毒前，必須考慮幾個條件：土壤濕度、土壤質地與土壤溫度，原則上以通氣性良好之土壤所消毒的效果最好，而土壤水分含量則維持在30∼40％時消毒的效果較持久，並非土壤越乾燥越好。蒸汽消毒時機在作物採收後，先鬆土、清除植體殘株後進行消毒，對病蟲害防治的效果較好。
蒸氣消毒過之栽培介質的再利用
栽培介質如果能回收再利用有多好？這是栽培業者共同的心聲，雖有些業者將廢棄介質(栽培植株發生病蟲害或無法銷售)堆積數日或以太陽能做短時日的曝晒後，混合新介質再使用，因堆積或曝晒的時間太短，廢棄介質中的病原微生物尚殘存於介質中，將再危害新植入之植株，病原微生物得以在栽培場內大量滋生，源源不息，故這種不當的處理方式，不為多數業者採用，這樣一來該如何處理堆積如山的廢棄介質？本場於民國86年進行栽培介質再利用之研究，於台南縣麻豆鎮花與綠園藝栽
培場進行試驗，首先以空心磚築一長槽，槽內壁鋪上耐熱塑膠布防止蒸氣外洩，將廢棄介質堆放槽中，埋入蒸氣管，以耐熱橡皮布覆蓋進行蒸氣消毒(60℃30分鐘)，消毒後放置七天以利靜菌作用的恢復即可使用。試驗中以罹白絹病及
疫病的廢棄介質為材料，椒草扦插後15天，蒸氣消毒處理使白絹病的罹病盆率由對照無處理的50％下降到0％，而疫病罹病盆率自60％下降到0％；椒草扦插後30天，蒸氣消毒處理使白絹病的罹病盆率由對照無處理的90％下降到0％，而疫病罹病盆率自67％下降到8％。在疫病的試驗中另加入藥劑處理為對照，椒草扦插於未經蒸氣消毒的廢棄介質，雖扦插後立即施藥，但罹病盆率亦達38％。
但固定消毒槽移動不易，而將廢棄介質再填裝入介質袋中費時又費工，於是本場配合栽培場介質的調製，設計可移動式的消毒車(180
x 90 x 50 公分)，以不銹鋼為材質，將蒸氣管固定於消毒車內。消毒時以塑膠布覆蓋，待車內完全充滿蒸氣後，即完成消毒處理。測定消毒車內介質溫度變化，結果顯示60℃以上可維持4小時。消毒處理後七天裝盆，扦插供試植物，扦插30天後調查結果顯示，蒸氣消毒及對照處理之椒草白絹病罹病盆率分別為0及55％，皺葉椒草疫病罹病株率分別為0及42％，翡翠木疫病罹病株
率分別為2及20％。亦可將介質裝袋，直接插入蒸氣管消毒，作業方便且處理時間很短。不止是廢棄介質的回收再利用，新介質亦可處理以防介質帶菌的污染問題。
介質中微生物之消長經初步分離，蒸氣消毒處理後六天，真菌及細菌總體密度稍下降而放線菌明顯上升，pH值及EC值則無明顯變化。
除了花卉栽培外，蔬菜栽培的一大革新—自動化穴盤育苗，亦是無土栽培的新興事業。多種葉菜類苗期易罹患由立枯絲核菌引起之苗立枯病，設施中連續栽植，使病害日趨嚴重，將土壤改為介質的穴盤育苗本應可有效的防治本病害，但近來發現若由於介質帶菌，病害亦照常發生且更嚴重。60∼80℃
20∼30分鐘的高溫可以殺滅殘存於介質中的病原菌，故利用蒸氣消毒亦可解決此一問題。
土壤蒸氣消毒防治百合黃化型病害
藥試所於85-86年以種球消毒過(25％撲克拉乳劑2000倍浸漬)之葵百合( Lilium oriental hybrid cv. Stargazer)為試驗作物，連續兩年在后里同一塊百合連作田進行三次60℃維持30分鐘及80℃維持20分鐘之土壤蒸氣消毒試驗，並分別以溴化甲烷燻蒸(28.3g/m2)及完全不做處理為對照，防治由Fusarium oxysporum f. sp. lilii、Rhizoctonia solani、Pythium spp.或根璊所引起之百合黃化型病害。結果第一次試驗之60℃、80℃、溴化甲烷燻蒸區及對照組的發病率分別為14.6、5.7、57.7及46.3％，第二次試驗則為2.2、0.6、3.9及7.8％，兩種溫度之土壤蒸氣消毒防病效果無顯著差異，但均優於溴化甲烷處理及對照組。連作田土壤經蒸氣消毒處理一次後，對百合連續栽培之病害防治持續效果，分成僅在第一期百合種植前，進行土壤蒸氣消毒處理，然後連續種植兩期百合(S1)；及第一期不做處理，於第二期百合種植前，才進行土壤蒸氣消毒處理(S2)等方式，結果如表二顯示S1及S2處理間之防治效果無顯著差異，且與對照組均達顯著差異。土壤蒸氣消毒除防治病害外，80℃處理之切花品質及瓶插壽命，均優於60℃、溴化甲烷處理者及對照組。研究顯示土壤蒸氣消毒可防治百合黃化型病害，兩種溫度中，又以80℃較為理想，可持續每年連續兩次百合之生產，解決百合無法連作之問題。
表二、土壤蒸氣消毒及溴化甲烷處理對葵百合黃化型病害之防治效果
| 土壤處理 | 發 病 率(％) | |||
|---|---|---|---|---|
| 試驗一 | 試驗二 | S1* | S2* | |
| 60℃，30分鐘 | 14.6 a** |
2.2 a |
5.2 a |
10.2 a |
| 80℃，20分鐘 | 5.7 a |
0.6 a |
2.2 a |
11.1 a |
| 溴化甲烷 | 57.7 b |
3.9 b |
12.9 a |
7.3 a |
| 對照無處理 | 46.3 b |
7.8 b |
33.9 b |
33.9 b |
* S1：僅在第一期百合種植前，進行土壤蒸氣消毒及溴化甲烷處理，然後連續種植兩期。
S2：第一期不做處理，於第二期百合種植前，進行土壤蒸氣消毒處理；溴化甲烷連續兩期均處理。
**表列同一欄中英文字母相同者，係依鄧肯氏多變域測試p=0.05不顯著。
結論
蒸氣消毒不論用在土壤或介質均可減少殺菌劑、殺蟲劑及殺草劑的施用，降低農藥對環境的污染，完全符合環保條件；蒸氣消毒又具選擇性殺菌作用，不會造成生物真空狀態，僅去除大部分有害的微生物、害蟲及雜草，留下耐熱性的有益微生物。一般而言，只需維持60℃之間約30分鐘，就可得到最大的病害防治效果。蒸氣消毒不失為土傳性植物病害防治上的一種利器，但機器的成本、移動性及維修等問題，則極待學者、設計廠商與使用者互相切磋與研究而得以改善與解決，使蒸氣消毒更為落實在防治土傳性植物病害之應用上。
