黃文益1,*、張繼中2
摘要
為測試溶磷菌肥 (功) 效在田間的應用，本場選擇臺東地區代表性作物小米，
進行溶磷菌在不同磷含量的土壤對小米生長的效應，結果顯示以處理一 (溶磷菌有 機肥) 的產量在低及中磷試區與對照有顯著差異，如單純施用液態溶磷菌則在各區 均無顯著差異，綜合施肥法以液態溶磷菌為基礎，深入根系施用，與對照有差異，
惟可能缺乏能長久維持溶磷菌生存的有機質及養分，因此效益不顯著；綜上試驗 顯示參與本試驗之市售二款溶磷菌在小米生長的效應方面高磷區因不缺肥，溶磷 菌較無法發揮效益，在中低磷區，因各項養分均不高，因此溶磷菌有機肥得以發 揮效用。
關鍵字：溶磷菌、小米、土壤肥力、臺東地區。
前言
為測試國內目前微生物肥料在田間應用功效，農試所於 106 年提出 「生物 性肥料肥 (功) 效評估及驗證」 計畫，以確保微生物肥料商品品質，保障農民權 益，各改良試驗場所除協同試驗外，亦將試驗微生物肥料、化學肥料與有機質肥 料等整合性施肥技術，以提供農民施肥參考。溶磷菌為目前登記數量最多之微生 物肥料商品，故先測試溶磷菌之肥 (功) 效，又土壤肥力會影響作物的生長表現，
因此於第一年試驗場所分別選擇土壤有效磷含量低、中及高三等級的土壤。小米 為臺東地區栽培歷史悠久之特色作物，佔全國總產量 5 成，又因小米多種植於部
* 通訊作者：[email protected]
1 農委會臺東區農業改良場助理研究員。台灣。台東市。
2 農委會臺東區農業改良場副研究員。台灣。台東市。
溶磷菌肥料肥 (功) 效評估及驗證研討會專刊
落畸零地，原住民農友多採粗放栽培產量不高，如能整合有機質肥料、微生物肥 料及化學肥料之施用，而提供農友綜合性施肥法，將有助於提升小米產量及品質。
材料與方法
一、試驗地點基本資料
試區面積 有效性磷
(mg / kg) 作物種類 地點 低磷區 30 m × 30 m (小區 30 m2) 29.2 小米 臺東縣金峰鄉 中磷區 30 m × 30 m (小區 30 m2) 46.3 小米 臺東縣金峰鄉 高磷區 30 m × 24 m (小區 30 m2) 174.6 小米 臺東縣金峰鄉 整合性施肥法 (中磷區) 25 m × 24 m (小區 30 m2) 46.3 小米 臺東縣金峰鄉
二、溶磷菌肥料種類
1. 菌劑一：溶磷菌商品 1 號，原料：溶磷菌 (Bacillus licheniformis，地衣芽孢 桿菌) 、黃豆粉、花生粕、菜籽粕、芝麻粕、米糠、海草粉；全氮：5.7 %、
全磷酐：2.0 %、全氧化鉀：2.0 % (粒狀)
2. 菌劑二：溶磷菌商品 2 號，原料：溶磷菌 (Bacillus licheniformis) (台灣物種 編號110246) 、NB 培養基、酵母粉、糖蜜、水、竹醋液。 (液狀)
3. 菌劑一基質：經滅菌釜高壓滅菌 (121℃，20 min，放冷，再滅菌，共滅菌 3 次) ，確認樣品達到滅菌要求後，供試驗用。
4. 菌劑二基質：經滅菌釜高壓滅菌 (121℃，20 min，放冷，再滅菌，共滅菌 3 次) ，確認樣品達到滅菌要求後，供試驗用。
三、試驗設計處理 (一) 高、中及低磷試驗
1. 處理一 (A)：菌劑 1+施肥 (高磷不施/中磷 0.5 推薦量/低磷 0.75 推薦量) 2. 處理二 (B)：菌劑 2+施肥 (高磷不施/中磷 0.5 推薦量/低磷 0.75 推薦量) 3. 處理三 (C)：菌劑 1 基質+施肥 (高磷不施/中磷 0.5 推薦量/低磷 0.75 推薦
量)
溶磷菌對小米生長之效應
4. 處理四 (D)：菌劑 2 基質+施肥 (高磷不施/中磷 0.5 推薦量/低磷 0.75 推薦 量)
5. 處理五 (E)：施肥 (高磷不施/中磷 0.5 推薦量/低磷 0.75 推薦量) 6. 處理六 (F)：不施肥
(二) 整合性施肥試驗 (於中磷地一併進行試驗)
包括肥料種類、施用時間、施用量與施用位置等，由於肥料種類為溶磷菌，
施用量依據標示用量稀釋，因此在本試驗針對不同施用時間及施用位置作為處 理，以RCBD (逢機完全區集設計) 設置溶磷菌施肥試驗區。試驗植株每棵以溶磷 菌於生長初期及中期分次澆灌，每株200 mL。
•處理一：菌劑 (種植後 15 d、30 d)、表層澆灌
•處理二：菌劑 (種植後 30 d、45 d)、表層澆灌
•處理三：菌劑 (種植後 15 d、30 d)、土下 5 cm 灌施
•處理四：菌劑 (種植後 30 d、45 d)、土下 5 cm 灌施
•處理五：不施菌劑。
RCBD，各 4 重複
四、化學肥料及溶磷菌肥料施用量與施用方式
1. 依據作物施肥手冊 (中華肥料協會 2005) 做為施肥之推薦用量，肥料種類為硫 酸銨、過磷酸鈣及氯化鉀，依各試區之面積換算，施用量如下表：
試區面積 硫酸銨
(Kg) 氯化鉀
(Kg) 過磷酸鈣
(Kg)
低磷區 (處理 1~5) 900 m2 42.9 11.3 28.1
低磷區 (處理 6) 900 m2 42.9 11.3 0
中磷區 (處理 1~5) 900 m2 42.9 11.3 18.8
中磷區 (處理 6) 900 m2 42.9 11.3 0
高磷區 (處理 1~5) 720 m2 34.3 9.0 0
2. 溶磷菌肥料之施用量如下：
(1) 菌劑 1：原液稀釋 400 倍，澆灌於小米幼苗兩側，距離幼苗 3-8 cm 處，施用 量為溶磷菌稀釋液20 L / 小區。
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(2) 菌劑 2：根據產品推薦用量每分地 20 kg 換算每試區之施用量，施用量為 600 g / 小區，均勻施用於小米兩側，距離幼苗 5-10 cm 處。
五、分析方法 (一) 土壤性質分析
1. 酸鹼度：玻璃電極法測定，水土比為 1:1。
2. 導電度：以導電度計測定，水土比為 1:5。
3. 有機質含量：以元素分析儀測定。
4. 磷、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅：以孟立克 3 號萃取法萃取，以 ICP 測 定之。
結果與討論
一、產量及生長勢調查
在低土壤有效性磷含量試區 (表 1) 及中土壤有效性磷含量試區 (表 2) ，處理 一的乾重產量均顯著高於對照處理六，處理一為市售溶磷菌有機肥，含全氮：5.7
%、全磷酐：2.0%、全氧化鉀：2.0%及大量的有機質，能提供作物充足的養分，
再加上內含溶磷菌二者相輔相成而使產量大幅提升；處理三為處理一的菌劑1 經 3 次高溫高壓滅菌後剩餘的養分基質，在乾重產量上為第二高，僅次於處理一，雖 統計上未達顯著但亦有提升產量的功效，其促進產量的原因應該為提供小米氮磷 鉀養分；處理二為市售菌劑2，為液態溶磷菌肥，由表 1 可得知其乾重產量為第三 高，惟與對照亦無顯著差異，而處理四為菌液 2 滅菌後的基質，其產量反而是所 有產量中最低的，但與對照無顯著差異，其株高及穗長亦是最低，處理四基質為 NB 培養基、酵母粉、糖蜜、水、竹醋液等對作物生長應無抑制的效果，應該為田 間環境的影響。由表 1 及表 2 的各個處理可知提高小米產量成效最高的為溶磷菌 有機肥，其次為滅菌的溶磷菌有機肥，再次為液態溶磷菌。在土壤有效性磷高含 量處理區其產量則與對照均無顯著差異，由於高磷區土壤各養分均充足，因此各 式溶磷菌肥均無法有效發揮功效。
溶磷菌對小米生長之效應
溶磷菌肥料肥 (功) 效評估及驗證研討會專刊
表4. 土壤有效性遴低含量處理區葉片元素含量
低磷 N P K Ca Mg Mn Zn Fe Cu
--- % --- --- mg/kg --- 處理一 1.61a 0.24 a 2.10 ab 0.78 a 1.15a 3.2a 20.0 a 147.2 c 3.2a 處理二 1.35b 0.19 a 1.96 ab 0.70 ab 1.16a 1.4a 16.7 ab 239.7 b 2.6a 處理三 1.52ab 0.21 a 1.98 ab 0.58 b 0.92a 2.5a 15.3 b 147.1 c 4.2a 處理四 1.42ab 0.20 a 2.35 a 0.73 ab 1.13a 3.9a 18.1 ab 385.1 a 3.5a 處理五 1.35b 0.19 a 1.90 b 0.69 ab 1.17a 2.6a 16.2 ab 216.4 bc 2.7a 處理六 1.32b 0.18 a 1.93 ab 0.70 ab 1.17a 4.3a 14.5 b 249.9 b 2.4a
表5. 土壤有效性遴中含量處理區葉片元素含量
中磷 N P K Ca Mg Mn Zn Fe Cu
--- % --- --- mg/kg --- 處理一 1.41 a 0.18 a 2.26 a 0.55 abc 0.19 c 9.0 a 29.3 abc 86.2 ab 5.3a 處理二 1.61 a 0.23 a 2.42 a 0.62 a 0.24 c 6.8 a 38.1 a 113.0 a 5.8a 處理三 1.47 a 0.22 a 2.03 a 0.37 c 0.88 ab 3.8 a 22.1 bc 70.0 b 2.6c 處理四 1.47 a 0.21 a 2.31 a 0.59 ab 0.37 c 4.7 a 30.2 ab 85.4 ab 4.8ab 處理五 1.42 a 0.21 a 2.06 a 0.41 bc 1.26 a 5.6 a 20.5 c 75.9 b 3.3bc 處理六 1.58 a 0.27 a 2.34 a 0.68 a 0.54 bc 7.8 a 35.8 a 112.3 a 5.5a
表6. 土壤有效性遴高含量處理區葉片元素含量
高磷 N P K Ca Mg Mn Zn Fe Cu
--- % --- --- mg/kg --- 處理一 2.34 a 0.28 a 0.92 a 1.09ab 0.31 a 302.4 a 24.2 a 93.7 bc 4.4 a 處理二 2.30 a 0.24 a 1.09 a 1.11a 0.33 a 345.4 a 25.7 a 101.8 ab 5.4 a 處理三 2.56 a 0.27 a 0.87 a 0.91ab 0.30 a 320.3 a 25.7 a 83.8 c 4.3 a 處理四 2.27 a 0.27 a 0.91 a 1.08a 0.31 a 325.9 a 22.9 a 97.1 abc 5.5 a 處理五 2.47 a 0.26 a 1.15 a 1.21b 0.36 a 365.6 a 27.6 a 111.0 a 5.7 a
三、土壤養分分析
在土壤養分分析方面，由表 7 至表 9 可知各處理與對照在各土壤養分分析數 值上均無顯著差異，僅可得知低磷區為鹼性土壤、中磷區為中性土壤、高磷區為 酸性土壤，而目前溶磷菌的篩選，主要為使用磷酸鈣的選擇性培養基，亦即所篩 選的溶磷菌在偏鹼富含磷酸鈣的環境下較能發揮其功效，這部分亦能解釋為何在 本試驗中低磷區的溶磷菌肥成效較高。
溶磷菌對小米生長之效應
表7.土壤有效性遴低含量處理區土壤養分含量
低磷 pH 有機質 EC P2O5 K2O CaO MgO Fe Mn Cu Zn
% mS/cm --- mg/kg --- 處理一 7.6 a 1.4 a 0.081a 65.1 a 69.6a 6838.0a 217.5 a 216.6 a 171.3 a 1.3 a 3.3a 處理二 7.6 a 1.2 a 0.093a 128.1 a 53.0a 5495.0a 132.3 a 198.5 a 162.3 a 1.5 a 2.8a 處理三 7.6 a 1.2 a 0.114a 51.9 a 49.7a 6075.0a 139.4 a 210.4 a 161.0 a 1.4 a 2.5a 處理四 7.5 a 1.3 a 0.116a 47.4 a 56.7a 7275.0a 231.3 a 237.8 a 163.0 a 1.2 a 2.8a 處理五 7.7 a 1.3 a 0.132a 46.5 a 63.9a 5930.0a 147.2 a 237.2 a 167.2 a 1.4 a 2.7a 處理六 7.6 a 1.2 a 0.164a 41.9 a 52.5a 5682.0a 133.5 a 198.5 a 154.4 a 1.4 a 2.6a
表8.土壤有效性遴中含量處理區土壤養分含量
中磷 pH 有機質 EC P2O5 K2O CaO MgO Fe Mn Cu Zn
mS/cm --- mg/kg --- 處理一 6.0 a 2.0 a 0.032 a 344.7 a 116.5a 1189.2 a 110.7 a 25.8 a 48.9 a 0.5 a 2.2a 處理二 6.2 a 2.2 a 0.031 a 222.4 a 105.7ab 1191.1 a 105.7 a 16.4 a 47.1 a 0.2 a 2.2a 處理三 6.1 a 2.8 a 0.032 a 185.7 a 119.0a 1249.7 a 95.8 a 4.9 a 41.7 a 0.1 a 2.1a 處理四 6.0 a 2.1 a 0.031 a 246.1 a 98.3ab 1230.4 a 111.2 a 16.4 a 48.0 a 0.2 a 2.3a 處理五 5.9 a 2.1 a 0.031 a 282.4 a 93.5b 1403.5 a 115.4 a 22.6 a 53.2 a 0.3 a 2.2a 處理六 6.0 a 1.9 a 0.030 a 295.0 a 106.0ab 1257.3 a 109.0 a 22.7 a 52.4 a 0.3 a 2.1a
表9.土壤有效性遴高含量處理區土壤養分含量
中磷 pH 有機質 EC P2O5 K2O CaO MgO Fe Mn Cu Zn % mS/cm --- mg/kg ---
處理一 5.2a 2.4 a 0.053 b 2094.6 a 249.8a 1496.3 a 109.6 a 196.7a 59.2 ab 2.7 a 6.3ab 處理二 5.1a 2.4 a 0.073 a 1830.6 ab 256.1a 1517.8 a 107.2 a 144.6ab 74.7 a 2.9 a 8.5a 處理三 5.0a 2.3 a 0.055 ab 1609.6 ab 223.3a 1164.4 a 99.3 a 136.8ab 51.8 b 2.0 a 4.3b 處理四 4.9a 2.3 a 0.063 ab 1081.3 ab 229.7a 945.7 a 91.1 a 119.3b 50.6 b 2.0 a 2.8b 處理五 5.0a 2.4 a 0.068 ab 1624.0 b 237.2a 1275.1 a 101.2 a 142.3ab 58.8 ab 2.3 a 4.8ab
四、綜合施肥法
在綜合施肥法中，我們以液態溶磷菌 (菌劑 1) ，採用不同的施用時間及不同 施用法，產量結果如表 10，各處理與對照間無顯著差異，惟乾重產量最高為處理 四 (種植後 30 d、45 d、土下 5 cm 灌施) ，其次為處理三 (種植後 15 d、30 d、土 下5 cm 灌施) ，結果顯示溶磷菌深施仍有其效益，惟因環境或其他因數未達顯著，
而時間以種植後30 d、45 d 澆灌較佳，由此亦可推論表層澆灌由於未深及作物根 系較難發揮功效。
溶磷菌肥料肥 (功) 效評估及驗證研討會專刊
表10. 綜合施肥法處理區產量及生長勢
綜合 鮮重 乾重 穗長 株高
---kg / ha--- ---cm---
處理一 1178.1 a 987.3 a 21.3 a 69.2 a
處理二 1183.1 a 937.5 a 19.0 ab 71.85 a 處理三 1237.2 a 1005.9 a 20.7 a 70.15 a 處理四 1396.5 a 1122.8 a 18.8 ab 71.3 a
處理五 1289.8 a 804.5 a 16.5 b 69.6 a
表11. 綜合施肥法處理區葉片元素含量
綜合 N P K Ca Mg Mn Zn Fe Cu
---%--- ---mg/kg--- 處理一 1.10a 0.10 a 2.09 a 0.73a 0.18 a 11.8 a 31.6 a 90.7a 3.9 a
處理二 1.23a 0.11 a 1.94 a 0.74a 0.19 a 10.6 a 33.3 a 88.6a 4.3 a 處理三 1.04a 0.09 a 2.04 a 0.81a 0.19 a 34.8 a 33.0 a 105.3a 3.9 a 處理四 1.18a 0.12 a 2.02 a 0.76a 0.19 a 22.2 a 30.1 a 90.0a 4.3 a 處理五 1.06a 0.08 a 1.91 a 0.71a 0.17 a 13.6 a 31.0 a 87.8a 3.7 a
表12. 綜合施肥法處理區土壤養分含量
綜合 pH 有機質 EC P2O5 K2O CaO MgO Fe Mn Cu Zn % mS/cm ---mg/kg--- 處理一 6.2 a 2.5 a 0.032 a 338.8 a 113.8a 1671.1 a 102.4 a 11.6 a 54.7 a 0.2 a 3.0a 處理二 6.1 a 1.9 a 0.037 a 281.9 a 98.1a 1653.1 a 93.2 a 12.3 a 52.0 a 0.2 a 2.8a 處理三 6.2 a 2.3 a 0.046 a 343.8 a 107.1a 1626.0 a 106.8 a 12.2 a 47.8 a 0.3 a 2.7a 處理四 6.3 a 2.7 a 0.032 a 294.4 a 104.3a 1650.7 a 99.4 a 8.9 a 52.7 a 0.3 a 3.6a 處理五 6.3 a 2.4 a 0.105 a 378.6 a 112.8a 1606.0 a 107.5 a 10.4 a 49.5 a 0.3 a 2.9a
結論
由本試驗結果可知在貧瘠的低磷地及鹼性土壤下，施用溶磷菌有機肥對於產 量的提升有顯著的差異，而單純施用液態溶磷菌在低、中及高磷地區相較於對照 亦有提升產量的趨勢，惟可能因環境因素而無顯著差異，綜合施肥法雖各處理與 對照無差異，但亦可看出深層施用確實較表層澆灌的效用為佳。
溶磷菌對小米生長之效應
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