台南區農業專訊第41期：7~12頁(2002年9月)

微生物在農業生產之應用

文/圖 黃瑞彰 林晉卿 林經偉 卓家榮

前言

        土壤的組成包括無機物、有機物及生物三大類，三者對作物生產都不可偏廢，且具相輔相成的作用，土壤生物中微生物對作物生長具有益與有害作用， 也直接或間接影響農業生產，土壤微生物相的不平衡易造成土壤病害發生，會降低作物的產量與品質。

        自然界中存有豐富之微生物資源。農作物生產常利用環境中之資源，如將有益作物生長之微生物接種到種子或施用於幼苗與土壤上，往往可增加植物營 養要素之供應、提高土壤中養分之有效性、增進根系之生長與養分之吸收、保護根系及增進抗逆境能力等等，而被稱之為「微生物肥料」。目前已研究 開發應用推廣之微生物肥料有:固氮菌、菌根菌、溶磷菌、堆肥醱酵菌等數種。

微生物肥料之功能

      （一）固氮作用：固氮菌包括共生、附著及游離三類菌，係將空氣中的氮素固定為氨，轉變成作物可以利用的氮源，固氮作用
                  可減少氮肥的施用，如此可減少為製造化學氮肥所 消耗的石油能源，也可減緩土壤由於施用化學肥料造成酸化的效應。

      （二）溶解作用：土壤中存有許多作物不能利用的不溶性營養元素，如磷酸鈣、磷酸鐵等，需靠溶磷菌將磷溶解後才能被利用
                  ，因此，這類菌具有提供作物營養的功能，減少化學 肥料的施用，例如溶磷菌。

      （三）增進根系營養吸收及生長的作用：微生物肥料中有增進根系營養吸收與生長的菌類，增加根系吸收能力及表面積，即可
                  減少化學肥料的施用，提高土壤中的營養供應效率， 如菌根菌。

      （四）增加植物對逆境的抗性與病原菌之頡抗：微生物的部分分泌物質對其他生物之生存具有抑制作用，此種微生物可使土壤
                  或植體中病原菌減少甚或死亡，減少病害發生，降低農藥之使用。

微生物肥料的使用方法

(一) 根瘤菌之使用方法

     1.將種子浸入5～10倍之稀釋液中，或以稀釋液將種子噴濕，使種子與液劑接觸，等風乾後再機械播種，每公頃之菌
        液用量約1～2公升。

     2.將幼苗根系浸入5～10倍之菌種稀釋液中，沾濕後立即取出定植；亦可將稀釋液噴濕種苗根部後再予定植。

     3.在田間生長中之植株，可將100倍之菌種稀釋液灌入根部或土中即可；亦可以10倍之稀釋液在雨後噴入土中。

(二) 菌根菌之使用方法

     1.將菌根菌孢子土（每克約含50粒菌種）以1:20之體積比均勻撒施於介質，再與介質均勻攪拌，攪拌後之介質填入穴
        盤中，再進行播種育苗。

     2.採用苗床育苗者，每平方公尺之苗床施用300～500克菌種，將種子均勻撒播於苗床上，再以農具攪動混合。

     3.菌種不宜與農藥或化學肥料同時使用。

(三) 溶磷菌之使用方法

     1.每毫升之菌數約為4×108cfu，稀釋300～500倍，澆灌於根系附近之土壤至澆濕為原則，使菌液儘量接觸到根系為佳。

     2.短期之葉菜類於育苗期間，宜在幼根形成期施用。

     3.生長期為2～4個月之作物，可在生育初期根系生長旺盛之前先施用一次，隔2週再施用一次。

     4.如為果樹或生育期在4個月以上者，可在作物新根生長旺盛期（落葉果樹多在立春前後）先施用一次，隔2週再施用一次
        ，至開花期或幼果期再補施一次。

     5.花卉作物可在生育期及開花初期各施用一次，長期之花卉可在採收初期連續施用數次。

     6.溶磷菌不宜暴露於陽光下過久，並避免與農藥或化學肥料同時使用。

微生物在農業生產上常用的例子

根瘤菌的應用上可以減少施用氮肥，減少環境中氮的汙染及土壤酸化，可提高豆科的產量及品質，並增進土壤肥力及健康。根瘤菌與豆科作物的共生作用，於今日推展永續性農耕法中，為不可或缺之土壤管理或輪作程序之一。而本場從86年起，於不同地點陸續進行毛豆接種固氮根瘤菌的小面積示範（表一），發現除了鹽水鎮試區接種區的產量明顯較高外，在接種根瘤菌且氮素肥每公頃施用20公斤的情況下，毛豆合格莢產量與農民慣施氮素肥料量(每公頃120公斤以上)所得產量相比，並無顯著差異，而投入肥料成本每公頃可減少1,000元以上。另由田間試驗結果顯示，毛豆固氮菌若接種成功，產量水準一定可以趕上施用大量氮素肥料，然而接種成功與否並非僅由單一因素來決定，尤其田間土壤的情況相當複雜，至今仍無法確定與接種成功有高相關的單一因素。

表一、接種根瘤菌對毛豆產量的影響

固氮菌在台灣研究發展已邁向多功效及多作物應用之菌種，除具固氮作用能力外，已篩選出固氮溶磷之菌種，並已初步完成非豆科與根瘤菌形成根瘤之研究發展，未來將使固氮菌成為多目標用途之菌種。而於雙重接種根瘤菌及菌根菌對增產的效果上，學者曾報導雙重接種對大豆產量之影響有達145%之增產。

（二） 叢枝內生菌根菌在農業之應用
　

使用微生物肥料應考慮的因素
　

微生物肥料係活的微生物，非肉眼所能見，其菌數、活性與肥效之良否實非一般農民所能辨識，有好的微生物肥料加上有效之肥料管理，才能確保農民之權益。而使用微生物肥料基本上應注意：
（一）耕地土壤之基本性質
田地的土壤質地、酸鹼度、有機物含量、排水通氣情形，耕作制度及方式等，通常與土壤養分的分佈、移動、土壤的生態有密切關係，因而影響到微生物肥料能提供作物吸收利用養分的效果。不同性質的土壤，則還須要考慮使用微生物肥料菌株之種類。
（二）微生物肥料菌株存活期須長
所施用之微生物肥料菌株，必須能夠在土壤中存活一段夠長的時間，才有機會發揮菌株之特性，幫助作物吸收養分或提供養分給作物吸收利用。
（三）配合作物的需求
微生物肥料之接種愈早期愈好，以幼苗期接種最有效。各種作物在不同生長期中對微生物肥料種類的需求不同，如多年生果樹在生長期重視氮及磷功能的菌種，中果期則重視增進磷功能的菌種。
（四）掌握合理的施用量
微生物肥料菌劑施用量需合理。每一作物生長有其合適的化學肥料用量，微生物肥料菌劑與化學肥料適當配合使用，才能使微生物肥料發揮應有的功效，而不致浪費生產成本。
（五）種源供應問題
目前推廣之微生物肥料菌種種源係在農委會補助計畫下，由相關大學或研究單位培殖免費供應，因限於經費及設備，供應數量有限，無法普及推廣，實非產業發展正確與長遠之計。未來應將研究開發具成效之技術或產品，朝技術移轉相關業者投資量產普遍供應，才能普及並落實於產業。微生物肥料在國內尚在初期發展階段，雖然市場有限，惟配合永續農業之發展，應有成長之空間。
綜而言之，栽培者在微生物接種應用上必須小心謹慎，應思考栽培程序是否同時有利於植物及微生物兩者。換言之，栽培者所需照顧的不只是作物的種子，同時要考慮微生物的孢子，在觀念上可將其視為第二種種子，所以必須兼顧二種種子都要發芽，並且生長良好才是。如果只為了第一類種子生長而長期犧牲了其他種子的生機，勢必造成土壤生態失衡導致土壤劣變，此即是目前台灣農地地力普遍衰退的基本原因。
 
結論
　

台灣位處於亞熱帶地區，為高溫多雨之氣候型態，對土壤中微生物之活動及變遷影響頗大。尤以土壤有機質含量普遍偏低，以及酸性土壤居多，致土壤中所含植物營養要素之有效性受到很大的限制，如土壤中磷與鐵、鋁等結合成不溶解性物質，而有些細菌能分泌有機酸，幫助磷化合物之分解，增進植物對磷等養分之吸收。
對於有效微生物使用到農作物生產上，在國外早已開始，而台灣最早期的應用是由大豆的固氮作用開始，近年來引入特別多。利用微生物來促進作物生產，改善土壤等，這是農業生產的新手段。
本場近年來配合政府推動永續農業，推廣微生物肥料之使用，其成效已於作物生產中獲得驗證。因此，如能適當利用廉價自然資源培育土壤中有益微生物，並積極開發適宜本省氣候條件之有益菌種，推廣應用於農業生產，維護土壤肥力，並替代部分化學肥料之施用，紓減化學肥料不當使用對環境之衝擊，對農業永續發展當有很大的助益。

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