植物界的表飛鳴 生物農藥新星 芽孢桿菌

台灣農業界有個十項全能選手,擅長殺死壞蟲和疾病、讓土壤更肥沃、幫助植物生得快又好,還能加進雞、豬、魚的飼料中,提高抵抗力,甚至可當成清潔劑分解油污,這麼厲害的選手其實就在你我身邊,它是環境中的「芽孢桿菌」。

全世界環保意識抬頭,加上食安問題不斷,化學農藥越來越不受歡迎,生物農藥成為全球最夯的農藥研發趨勢,台灣的農政單位也在最近兩、三年,陸續研發出對付番茄絕症「青枯病」、草莓絕症「灰黴病」的生物農藥,沒有殘留風險和抗藥性問題,又能增加產量,一兼二顧,其中最主要成分都是「液化澱粉芽孢桿菌」,屬於芽孢桿菌屬的一種。

別被它拗口的名字嚇著了,生活中本就存在各式各樣的細菌,而且我們還常常吃菌,最典型的就是由乳酸菌發酵成的優酪乳;在植物界中也是同樣的道理,芽孢桿菌是細菌,普遍存在土壤,和萬物一起生活著。

芽孢桿菌有不同種,同一種又有不同菌株,作用效果大不同,就像人類是同「種」,但又有黑人、白人、黃種人等等的分別,科學家最重要的工作,就是採集環境中的芽孢桿菌,分離出對人類最有用的菌株,大量生產,目前農業界使用最廣泛的,就數枯草桿菌和液化澱粉芽孢桿菌。

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植物界中的表飛鳴,專剋蕃茄、草莓絕症

台灣研究芽孢桿菌,大約是近20年的事,國內微生物農藥領航者、農委會藥物毒物試驗所研究員高穗生,以及副研究員謝奉家,在2012年取得液化澱粉芽孢桿菌專利Ba-BPD1,是台灣第一人。

謝奉家解釋,植物的病害許多是由土壤的細菌、真菌引起,菌之間會互相競爭養分,液化芽孢桿菌可分泌多種「抗生物質」,抑制其他細菌、真菌生長。

以藥毒所分離出的液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1為例,用在蝴蝶蘭身上,可以降低「黃葉病」58%罹病率,而且只要噴一次就可「內建」,自動長在植物身上;今年苗栗農改場分離出的液化澱粉桿菌「苗栗活菌1號」,則專剋農民最頭痛的草莓「灰黴病」,抑制率達74%。

簡單來說,就像許多人胃腸不舒服時會吃「表飛鳴」,增加好菌、抑制壞菌,芽孢桿菌就是植物界中的表飛鳴。

謝奉家手上的液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1是他的得意之作
謝奉家手上的液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1是他的得意之作

十項全能選手,預防治療雙效合一

液化澱粉芽孢桿菌的本事不只抑菌,土裡長的,地上走的,水中游的,通通可用。
芽孢桿菌的作物機制不像一般化學農藥這麼單一,是好幾種抗生物質一起作用,消滅敵人的過程中,產生的代謝產物,又能產生不同功能,因此還兼具促進作物生長的能力,讓草莓又大又甜。

「我都形容液化澱粉芽孢桿菌是十項全能選手,」謝奉家笑說,這個菌一兼好幾顧,肥料「磷」不易被植物吸收,9成存在土壤,農民容易越下越重肥,此菌有「溶磷」效果,可以幫助土壤釋放本身存在的磷,改善肥力。

此外,液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1菌株有4種分解酵素,加在飼料中,可以幫助雞和豬吸收澱粉、纖維素、蛋白質和脂質,順便抑制大腸桿菌和沙門氏菌。

台灣的水產經常檢出禁藥「孔雀石綠」,謝奉家預計,今年底技術轉移給台灣肥料公司,將液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1運用在水產飼料。根據在屏東林邊的試驗結果,此款菌可以抑制龍膽石斑、午仔魚的鏈球菌,減低魚得腸胃炎的機會。

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市場小、門檻低,廠商卻步

說了這麼多液化澱粉芽孢桿菌的優點,許多人可能疑惑,這麼好康的東西怎麼不趕快大力推廣?

謝奉家略顯無奈地說,十項全能的另一個意思是:「樣樣都好,但可能樣樣都不是最好。」

芽孢桿菌雖然剋很多菌,但單一效果不比化學農藥好,也不像最常見的生物農藥「蘇力菌」,專一性高、效果好,且一噴下去,蟲在48小時內就死給你看,農民可能用了兩週液化澱粉芽孢桿菌,發現葉子還是黃的,以為沒效就放棄了,殊不知連續噴四周後,新長出的枝芽是健康的綠色。

相對蘇力菌需要有高技術,才能培養出毒蛋白發揮作用,養芽孢桿菌的門檻也比較低。

很多人都有自己買優酪乳,加牛奶自製成優格的經驗,其實這就是養菌,市售的芽孢桿菌還是活的,成本比一般化學農藥高2倍以上,許多農民為了省成本,直接買一包回家,加土、加水、加大豆粉等等,自己養菌,久而久之廠商自然不願意投資。

面對這個困境,謝奉家認為要雙管齊下, 教育農民和降低成本。他曾評估,農民自行養菌的成功率只有一成,通常兩三代就跑掉了,而且環境中很多雜菌,若受到汙染,養到壞菌,反而傷植物。

但成本過高對農民也是一大負擔,因此謝奉家希望研究單位扮演領頭羊,一方面是利用同一種菌,開發出多功能產品,一方面是針對單一病蟲害,研究出更多可用的菌,讓農民可以替換使用,且能吸引更多廠商投入,降低成本,「就像優酪乳早期也很多人自製,但後來大廠投入,量化生產,售價低到消費者覺得直接買比較划算,生物農藥市場也是這樣。」

以往台灣研究單位多半自己做自己的,可能重複研究同一種菌,只解決作物單一病蟲害,明年度起,農委會將針對水稻、草莓栽培時可能產生的病蟲害,建立一整套生物農藥防治法,針對病蟲害發包不同的子計劃,避免重複研究。

他有感而發地說,國際四大農藥廠孟山都、先正達、巴斯夫、拜耳都不約而同投資生物農藥,「這是全球趨勢,不會走回頭路了,」化學農藥一旦出現抗藥性,商品就被拋棄了,但如果穿插使用生物農藥,可以延緩抗藥性,現在全球都瞄準這個市場。

延伸閱讀:專業菌男謝奉家 台灣第一 勇奪生物農藥專利

(本文為財團法人建蓁環境教育基金會專案贊助人事經費,但完全不干預新聞選題與採訪寫作,確保新聞獨立性)

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