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92年2月(第128期)

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應用土壤添加物防治植物病害之探討


種苗改良繁殖場 鍾文全
中興大學植物病理系 黃振文

前 言

  早期的農業生產都採取自然方式,即作物營養來源均以天然的動植物廢棄物當作肥料為主。然而隨著人口增加、工業與科技的發展,現代農業經營趨向於機械化、專業化及集約化,再加上速效性的化學肥料和農業藥劑相繼問世,雖有效提高作物的產量,也滿足與緩和糧食需求的壓力,但農作物生產卻過度依賴化學肥料和農業藥劑,導致土壤中原有有機質加速消耗,使土壤喪失吸附的能力,阻礙營養元素的正常轉換與其在自然界之循環,同時亦危及土壤微生物之生存、活動和微生物間的平衡。此外,大量用藥污染環境,不僅造成植物病原菌的抗藥菌系及新生理小種的產生,也使得作物的生產潛能急速遽降。因此,若要維繫農作物的持續生產力,防止農田的生態平衡,必須設法使農田的酸化、硬化、鹽害、沖刷與毒傷減至最低程度,且經常回補作物生長所需的各種營養要素,藉以確保農地生命力和生產力的永續。

  在有機農業生產體系下,適當的經營與管理土壤,可有效的調和土壤物理性、化學性與生物性的效益,進而提高作物的生產力和增進產量。其中,無機與有機添加物的應用,不僅可增進土壤肥力、改善土壤通氣性、增加有益微生物及維持農作物的生長,同時亦是管理作物病害的有效手段。自20世紀初葉,國內植物病理學者已逐漸研究作物殘渣、樹皮堆肥、稻桿、麥桿、紙漿污泥、綠肥作物、菇類廢棄物、菜籽粕、拮抗植物抽出液、腐質酸、海草精、矽酸爐渣、苦土石灰、碳酸鈣與硫酸鈣等有機與無機添加物的利用對作物病害發生的影響。

  本文主要目的在於綜合報導本土合成土壤添加物防治病害的功效及防病原理,祈有助於農業廢棄物的再生與協助農業的永續經營。

合成土壤添加物防病的效果

  於土壤中施用有機添加物,雖能有效抑制一些病害的發生,然其防病功效卻受限於土壤種類、質地及pH質。此外,農田常有兩種或兩種以上的土壤傳播性病原菌共存一處,導致時有複合感染的病害問題。因此,許多的研究工作者經常發現單獨一種或兩種添加物或兩種的添加物或作物殘渣無法有效的防治作物的根部病害。近年來台灣許多植病學者為了避免無機與有機添加物所產生的不良效果,及考量截取兩者的優點,因而,結合無機與有機添加物研製「合成添加物」,用於有效綜合管理作物的根部與葉部病害,並提升農田生產力。

  筆者為了推動永續農業的發展,曾利用天然農產品廢棄物與化學肥料調製八種合成添加物(植保製劑),即S-H、SF-21、CH100、SSC-06、CF-5、THC-23、FBN-5A及CBF-05混合物(表一),可有效防治多種植物病害,並促進植株的生育,達成綜合管理植物病害的目標。S-H混合物係由稻殼、蔗渣、蚵殼粉、矽酸爐渣、尿素、過磷酸鈣及硝酸鉀配製而成,它可有效防治西瓜蔓割病、蘿蔔黃葉病(Fusarium oxysporum f.sp. raphani)、豌豆萎凋病(Fusarium oxysporum f.sp. pisi)、十字花科根瘤病及胡瓜猝倒病的發生;SF-21混合物係由松樹皮、甘油、硫酸鋁、氯化鉀、氯化鈣、過磷酸鈣及硫酸銨組合而成,它可有效防治Rhizoctonia solani和Pythium aphanidermatum兩者引起的濕地松苗猝倒病及減少松樹苗床的缺株百分率,並增進松苗的發育。SSC-06混合物係由腐熟香菇太空包堆肥、炭化稻殼、蝦蟹殼粉及牛血粉調製而成,具有抑制甘藍立枯病(R. solani AG-4)及番茄與甜椒的猝倒病(Pythium myriotylum)的效果。利用魚粉、丙烯醇與石灰等原料配成CF-05,可以紓解草脫淨、拉草及丁基拉草等除草劑對豌豆根系毒傷外,尚可減輕豌豆立枯病的發生與抑制菌核病菌菌核產生子囊盤,並提高土壤中Trichoderma spp.及Bacillus spp. 等拮抗微生物的數量。FBN-5A係由香菇太空包廢棄物、魚粉、骨粉、牛血粉、菜籽粕、硝酸銨及丙烯醇等配製而成,具有防治甘藍立枯病、蔬菜菌核病(Sclerotinia sclerotiorum)或降低蘿蔔黃葉病和萵苣萎凋病(F. oxysporum f.sp. lactucum)的發生率。THC-23微生物堆肥係由滅過菌之金針菇太空包廢棄堆肥接種Trichoderma harzianum T23調製而成,可有效減輕拉草殺草劑對豌豆根系的傷害。CBF-05混合物係由魚粉、蝦蟹殼粉、香菇太空包堆肥、炭化稻殼、矽酸爐渣與苦土石灰等配製而成,具有抑制萵苣萎凋病和蘿蔔黃葉病發生率的效果。CH100是由甘藍下位葉殘體、菸葉渣、氯化鈣、牛肉煎汁、SH混合物及Hoagland修正營養液等發酵而成,它可有效抑制瓜類蔓枯病菌、番石榴瘡痂病菌及果實軟腐病的菌絲生長與抑制韭菜銹病菌及菜豆銹病菌的夏胞子發芽。此外,在溫室與田間,它具有防治韭菜銹病、胡瓜白粉病(Erysiphe cichoracearum)及梅黑星病發生的效果。謝廷芳氏(1992)合成AR-3土壤添加物,其配方係由牛糞、米糠、蟹殼粉、尿素、過磷酸鈣、氯化鉀及礦灰調製而成,它可有效抑制白絹病菌菌核發芽、腐生與降低百合白絹病的發生。林與蔡兩氏(1990)調配的LT土壤添加物,係由蝦蟹殼粉、篦麻粕、海草粉、大豆粉及糖蜜組成,可減少柑桔寄生性線蟲與根瘤線蟲的數目。CH-1混合物是由陳氏等(1991)調製,其配方係由篦麻粕、蟹殼粉、骨粉、礦灰、硫酸銨、甘油及頡氨酸組成,除可有效促進土壤有益螢光菌增殖外,還可防治番茄青枯病。GS混合物是由石膏、稻殼、硫化物、蝦殼粉、魚粉、菸草粉及台肥複合肥料43號組成,可抑制由霉腐病菌引起落花生果莢黑斑病(陳與黃兩氏,1992)。

合成土壤添加物抑菌原理

  S-H混合物防治土壤傳播性病害的原因包含有,(1)抑制西瓜蔓割病菌厚膜胞子的發芽與分解發芽管的主要成分是礦灰和蚵殼粉,至於分解西瓜蔓割病菌發芽管則僅有礦灰。此外,此混合物還可增進有益真菌與放線菌的密度、延續有益微生物的存活及提高西瓜根的數目及瓜果重量,(2)混合物中的尿素可釋放出氨氣以抑制甜椒白絹病菌的發芽及胡瓜猝倒病的發生,(3)混合物中含有鈣鹽可提高土中pH值,因而有效減少十字花科根瘤病的發生,(4)混合物中的礦灰及尿素是抑制番茄青枯病的主要成分,(4)含豐富的營養可補充作物生長的需要,增加作物根系的發育與抗病力,且提高土中有益微生物的數量,進而抑制或瓦解病原菌。SF-21混合物抑制松苗猝倒病的原理是:(1)促進有益微生物如Trichoderma harzianum和Penicillin oxalicum currie et Thom的繁殖與存活,(2)降低土壤酸鹼值與直接抑制P. aphanidermatum之菌絲及游走子發芽管的生長,(3)強壯松苗根系的發育與生長。SSC-06與FBN-5A防制甘藍立枯病菌的原理,主要在於其成分中的蝦蟹殼粉和牛血粉可釋放出氨氣及誘發微生物族群的更動與增殖所致。THC-23混合物有效紓解殺草劑拉草對豌豆根系的傷害,在於土壤微生物須要藉由金針菇太空包廢棄物堆肥維持它們的生命活力與增殖,而金針菇太空包廢棄物堆肥則須有土壤微生物的輔助,如此才能共同發揮紓解此殺草劑毒傷豌豆的功效。CH100防治韭菜銹病的原理是:(1)具有抑制韭菜銹病菌夏胞子發芽的成分,(2)可促進韭菜葉表酵母菌Rhodotorula spp.和Cryptococcus spp.等菌的增殖,促使夏胞子的發芽率降低,(3)提供綜合性的植物營養元素如鈣與鉀等,強壯韭菜植株的發育,並改變葉片的形態,誘使韭菜植體的抗病性增強。

結 語

  作物施用無機與有機添加物雖具有改善土壤的物理與化學結構性、增強土壤微生物的活力與競爭作用,抑制植物病原菌及促進作物的生長等功效,然而其防病功效的表現,常受制於土壤的質地與肥力、作物的特性、病原菌的對象、接種源的密度與作物栽培序列等因子,因此,要成功的利用無機與有機添加物以防治作物病害,必需深入研究這些添加物的特性與防病機制,同時也得清楚的掌握土壤的各種生物與非生物因子。此外,這些添加物應如何巧妙的搭配各種防治策略,以維持農業生態體系內生物間的平衡,是發展永續資源利用與保護環境生態的重要工作。

  合成土壤添加物的發展是以考量農業生態體系內生物間的平衡為著眼點,除注意作物生長的營養與抑制植物病害發生的功效外,亦需考慮有益微生物的繁殖與存活。因此,如何利用土壤添加物導引有益微生物(拮抗微生物)作為防治植物病害的傳輸策略,進而促進有益微生物的優勢增殖,藉以抑制植物病害的發生,是今後植保工作者不可忽視的研究重點之一。

附表:  DOCX / odt / pdf 

 

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