利用農業廢棄物研發抑病介質與有機添加物
二、 研發抑病介質與添加物的考量
栽培介質的質材可區分為無機和有機兩大類。無機介質所指的是砂 類、泥土、蛭石、珍珠石、煤渣、礦渣、浮石、人造土、岩棉及發泡煉石 等。這類介質的特色是不具分解性。有機介質則包括泥炭類、蛇木屑、水 草及各種農工廢棄物如樹皮、稻桿、米糠、花生殼、玉米穗軸、甘蔗渣、
菜仔粕、蓖麻粕、黃豆粕、木屑、椰子殼、污泥、廢棄菇類太空包培養基、
蝦蟹殼粉、魚粉、禽畜糞便等，此類資材具有保肥及保水的特性。研發抑 菌介質為達防治病害的效果，乃在於其組成份中的氮肥經硝化作用後，產 生有害氣體，直接殺滅病原菌為主；此外，以有機質提供土壤微生物之營 養源，大量誘生有益微生物競生，或分解產生毒害物質以降低病原菌之族 群數量，並強化作物對病原菌之抗性為輔。因此，選用資材方面必須考量 下列幾點：
(一) 有機質與無機化合物的特性－依有機質的碳氮比可將資材略分為二 類：1.含高量碳源之木屑、穀殼、稻草、蔗渣及花生殼等，可增加土 壤之物理性；2.含高量氮源之雞糞、猪糞、牛糞、米糠、豆粕、魚粉、
血粉及骨粉等，可提供微生物作用之需。有機物在栽培介質中的角色 以增加物理結構及促進微生物增殖為主。致於無機化合物中之氮、磷、
鉀、鈣肥則是植物生長的必要元素。其中氮肥可促進植物的生長，但 過量使用氮肥會使植物組織結構鬆散，而易遭受病原菌的為害；然而，
有些氮肥如尿素在分解過程中，會產生氨氣，具有毒殺病原菌的作用。
磷肥在生物代謝過程中的地位非常重要，尤其對促進作物根部生長之 效果明顯。鈣肥除可增加作物對病原菌的抗病性外，並可降低病原菌 的為害。選擇無機化合物時，應考慮各種元素所扮演的角色，適度調 整其在添加物中之比例。
(二) 對標的植物及根圈病原菌生長的影響－土壤添加物中含有氮、磷、鉀、
鈣肥料成份。其中氮肥可改變寄主抗病性及病原菌的致病性，並間接 促進土壤微生物的作用，因而降低病害的發生。氮的型態可影嚮病原 菌在土壤中的存活、發芽及生長，尤其是氨(ammonia)具殺菌能力，常 被用來防治病害。鉀可直接抑制病原侵入作物，並可阻止病原菌在作 物組織內繁殖、蔓延及棲息等作用。一般而言，施用腐熟的有機質對 植物生長有利，但是在組合土壤添加物時，不能只取腐熟過的資材，
因其抑菌能力有限。在篩選有機質對病原菌生長的影響時，應一併考 慮其抑菌特性及增加土壤微生物族群數量等方面的效果，才能準確地 選出所需的有機質。
(三) 對土壤理化及生物性的影響－對大部份土壤病原菌而言，土壤 pH 值可 左右其活性，土壤 pH 值高於 7.0，則多數鐮胞病菌、立枯絲核菌等植 物病原菌之活力會顯著降低；此外，若土壤中含有有機態氮時，高土 壤 pH 值可加速氨化作用的產生，將氮肥分解進而釋出氨氣，直接殺 滅存於土壤中之病原菌，達到病害防治之效果。另外．土壤中施用硝 酸態氮後，可促進土壤中拮抗菌族群的增加，進而抑制多種病害的發 生。
抑病介質與添加物的篩選方法與步驟
簡易檢測介質與添加物資材的抑菌功效，首須在介質資材中接種植物 病原菌後，定時採用生物檢定分析，比較植物病原菌在各介質資材中的存 活動態，及探討介質的抑菌圖譜，將可加速抑病介質的調製。此外，抑病 介質與添加物的篩選步驟應涵蓋：（一）測定各種介質與添加物資材對園藝 及農藝作物幼苗發育的影響，（二）評估各種資材抑制作物根部病原的效 果，（三）比較不同堆積腐熟程度的資材對作物幼苗與其根部病害發生的影 響，（四）檢測資材中蘊含之有益拮抗微生物的活性。
抑病介質與添加物的調製與應用
筆者利用農業廢棄物研製抑病介質與添加物的三種產品，其組成分述 如下：
(一) SSC-06 介質：係由腐熟香菇太空包堆肥、炭化稻穀、蝦蟹殼粉及血粉 調製而成(7)。
(二) FBN-5A 介質添加物：係由香菇太空包廢棄基質、魚粉、骨粉、血粉、
菜仔粕、硝酸氨與丙烯醇組合而成(21)。
(三) THC-23 微生物堆肥介質：係由滅過菌之金針菇堆肥接種 Trichoderma harzianum T23 調製而成(9)。
在室內評估具有抑菌潛力的介質資材時，有時需加入適當比例的添加 物，才可以有效提升其防病的功效。然後，將不同組合的介質進一步移至 溫室與田間進行比較試驗，藉以瞭解最佳組合之介質的防病功效與其對作 物種苗生育的影響，即可發展出優良的抑菌介質。邱氏(3)利用香菇太空包廢 棄堆肥及金針菇太空包廢棄堆肥作為培育蔬菜種苗的介質時，發現此兩種 介質均具有顯著抑制西瓜蔓割病，甘藍苗根瘤病與西瓜、蕃茄、甘藍及甜 椒根瘤線蟲病等效果。此外，香菇太空包廢棄堆肥尚具有抑制番茄根腐病 的功效。黃氏(6)利用腐熟香菇太空包廢棄堆肥與碳化稻殼按體積三比一的比 率混合成 SSC-05 介質，再添加 0.1％～0.5％(w/v)的骨粉、魚粉、牛血粉、
菜仔粕或硝酸氨、香菇太空包廢棄堆肥與丙烯醇等混伴而成的 FBN-5A，添
加在進口的 BVB No.4 介質中可增進百合苗的發育(21)。另外，FBN-5A 介質 具有防治甘藍立枯病(R. solani AG-4)、蔬菜菌核病(Sclerotinia sclerotiorum) 或降低蘿蔔黃葉病(F. oxysporum f. sp. raphani)及萵苣萎凋病(F. oxysporum f.
sp. lactucae)的發生率；1%FBN-5A 尚可完全抑制田間雜草如馬齒莧、龍葵、
鱧腸、尖瓣花等種子的發芽。SSC-06 介質具有抑制甘藍立枯病(R. solani AG-4)及抑制 Pythium myriotylum 為害番茄與甜椒幼苗的功效。THC-23 微生 物堆肥介質可快速有效減輕拉草殺草劑對豌豆根系的毒害。
抑病介質與添加物的抑菌原理
抑病介質與添加物經常是由二種以上的有機物與無機物組合而成，可 以有效抑制病原菌的存活，增強微生物的活力，與促進植物的生育。一般 而言，優良的抑病介質與添加物之抑菌與防病作用常隨標的病原菌種類與 不同添加物的處理而有所差異。香菇太空包廢棄堆肥抑制番茄根腐病菌 (Pythium myriotylum)的效果係由於介質中存在有酚類化合物可抑制 Pythium myriotylum 之游走子的發芽百分率及其發芽管長度，進而使植株免受根腐病 菌的為害。
SSC-06 與 FBN-5A 防治甘藍立枯病菌的原理，在於其成分中含有蝦蟹 殼粉與血粉可釋放氨氣，以毒傷或弱化 R. solani AG-4；此外，微生物族群 在該製劑內部的變動與消長，以及其所含的抑菌成分，均是阻撓 R. solani AG-4 纏據甘藍幼苗的重要原因(7,22)。FBN-5A 配方中，發現丙烯醇可誘發 大量 Trichoderma spp.的增殖(14)。顯然，抑病介質的防病原理是介質資材的 化學成分與其原棲居或導入之微生物共同表現的結果。
金針菇太空包堆肥配合 T. harzianum T23 製成的 THC-23，可以有效紓 解拉草對碗豆根系的毒傷現象(14)。另外，研究發現單獨接種具有分解拉草 能力的 T. harzianum T23 胞子懸浮液於含有拉草的土壤中，該菌株無法有效 保護豌豆根系免於拉草的毒傷；惟添加微生物的 THC-23 堆肥介質卻可有效 減輕拉草對豌豆根系的傷害。若添加消毒過的金針菇堆肥於含有拉草的滅 菌土中，經過 7 天後，發現該堆肥無法有效降低拉草在土中的殘留量(9)。顯
然，土壤微生物需要藉由金針菇堆肥維持它們增殖的生命活力；致於金針 菇堆肥則須有土壤微生物的輔助，兩者才能共同發揮紓解拉草毒傷豌豆的 功效(9)。
結 論
妥善處理農業廢棄物，將有助於自然資源的永續利用，本文的報導可 以歸納成下列四個結論，即(1)妥善處理農業廢棄物可降低環境污染的沖 擊；(2)農業廢棄物可研製成有機肥、抑菌（病）栽培介質與防治作物病害 的有機添加物等；(3)調製農業廢棄物成為介質與有機添加劑的三個基本原 則：(a)產品可以培育健康種苗及農作物，(b)產品具有抑制或殺滅植物病原 的優良效果，(c)產品可以維護生態平衡，使環境污染的沖擊降至最小；(4) 農業永續經營的過程務必重視各種農業廢棄物的特有成分與微生物資源的 研發與利用。
引用文獻
1. 王才義。1993。農作廢棄物作為容器栽培介質有機成分之探討。園藝 作物生產與發展研討會專刊。P.69-82。國立中興大學園藝系編印。
2. 李昱輝。1996。黃后日衛矛苗枯病之防治試驗。國立中興大學植物病 理學系碩士論文。
3. 邱安隆。1996。利用農工廢棄物研製可供培育蔬菜種苗之抑病介質。
國立中興大學植物病理學系碩士論文。
4. 陳士略。1996。金針菇廢棄堆肥作為育苗介質之研究。國立中興大學 園藝系碩士論文。
5. 黃振文。1996。農業廢棄物防治作物病害展望。植物保護新科技研討 會專刊。P151-157。台灣省農業試驗所編印。
6. 黃振文。1993。開發有機添加劑防治作物病害的系列研究。永續農業 研討會專集第 227-237 頁。台中區農改場出版。
7. 黃振文、石信德、蕭芳蘭。1996。抑菌介質的調配與應用。健康清潔 植物培育研習會專刊第 149-153 頁。中華民國植物病理學會編印。
8. 黃振文、胡建國。1996。除草劑促進植物病害發生的副作用與防治法。
除草劑安全使用及草類利用管理研討會專刊第 373-381 頁。中華雜草學 會出版。
9. 黃振文、胡建國、石信德。1996。土壤微生物在金針菇太空包廢棄堆 肥紓解拉草毒傷豌豆根系所扮演的角色。植病會刊 5:137-145。
10. 黃錦河。1995。本土化蔬菜穴盤育苗介質之開發利用。國立中興大學 園藝系碩士論文。
11. Fryer, L. 1986. The New Organic Manifesto. Published by Earth Foods Associates, Wheaton, Maryland.
12. Hoitink, H. A. J., and Fahy, C. P. 1986. Basis for the control of soilborne plant pathogens with compost. Annu. Rev. Phytopathol. 24: 93-114.
13. Huang, H. C., and Huang, J. W. 1993. Prospects for control of soilborne plant pathogens by soil amendment. Cur. Top. Bot. Res. 1:223-235.
14. Huang, H. C., Huang, J. W., Saindon, G., and Erickson, R. S. 1997. Effect of allyl alcohol and fermented agricultural wastes on carpogenic germination of sclerotia of Sclerotinia sclerotiorum and colonization by Trichoderma spp. Can. J. Plant Pathol. 19:43-46.
15. Huang, J. W., and Huang, H. C. 2000. A formulated container medium
15. Huang, J. W., and Huang, H. C. 2000. A formulated container medium