農業生技產業季刊 AgBIO CONTENTS 趨勢前瞻 目錄 POLICY FORESIGHT 2012年 第三十二期 德國巴伐利亞州農業環境補貼政策前瞻 撰文/張聖函 資訊情報 INFORMATION 國際農業生技年會ABIC 2012現場紀實 撰文/陳政忻 77 基因改

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3 農業生技產業季刊 AgBIO CONTENTS 目錄 2012年 第三十二期 總體趨勢 MACRO TRENDS 1 臺灣健康農業產業發展現況 1 撰文/楊玉婷 7 畜禽廢棄物沼氣回收系統應用展望 撰文/李秉璋 許嘉伊 朱鴻鈞 11 中國農藥殘留快速檢測產品市場分析 撰文/許嘉伊 楊玉婷 法規管理 REGULATION & MANAGEMENT 微生物肥料管理現況與展望 撰文/李英明 21 生物農藥產品研發及其登記案例分享 撰文/許嘉伊 邱安隆 研發創新 RESEARCH & DEVELOPMENT 全球微生物肥料研究發展趨勢分析 撰文/許嘉伊 楊玉婷 余祁暐 32 微生物應用於農藥及肥料之開發與展望 撰文/雷中和 邱安隆 李英明 陳添進 37 多功能非共生固氮細菌Azotobacter 屬之介紹與應用 撰文/簡宣裕 張明暉 林素禎 46 具商品化潛力之多功能液化澱粉芽孢桿菌 撰文/謝奉家 52 農業廢棄物資源化微生物之研究 撰文/蔡宜峰 陳俊位 策略分析 STRATEGY ANALYSIS 60 有機農產品行銷與農夫市集 撰文/董時叡 60 刊名 / 農業生技產業季刊 發行單位 / 財團法人台灣經濟研究院 生物科技產業研究中心 發行人 / 洪德生 編審委員 / 吳學良 林信堂 柯承恩 徐源泰 鄒篪生 蘇仲卿 龔明鑫 (依姓氏筆畫排序) 總編輯 / 孫智麗 主編 / 許嘉伊 執行編輯 / 陳政忻 美術編輯 / 湯佑蓉 出版日期 / 每季出刊 創刊日期 / 2005年3月 季刊電話 / ext. 526 季刊傳真 / 農業生技產業資訊網 / 發行地址 / 10461台北市德惠街16-8號5樓 印刷 / 豐盈美術印刷股份有限公司 本刊物由行政院農業委員會委託 財團法人台灣經濟研究院 生物科技產業研究中心出版 ISSN 臺灣郵政台北雜字第1096號執照登記為雜誌交寄

4 農業生技產業季刊 AgBIO CONTENTS 趨勢前瞻 目錄 POLICY FORESIGHT 2012年 第三十二期 德國巴伐利亞州農業環境補貼政策前瞻 撰文/張聖函 資訊情報 INFORMATION 國際農業生技年會ABIC 2012現場紀實 撰文/陳政忻 77 基因改造農業相關產品安全管理制度現況與展望研討會 P.6 撰文/余祁暐 國外消息 Bayer併購美國生物農藥公司AgraQuest 歐美建立夥伴關係 相互承認有機認證 日本有機農業修正法案加強對種苗之規範 新型分解酵素有助生物可分解塑膠之農業應用 國內消息 合成生物學突破 基改酵母菌生產纖維素酒精 本土高麗菜 甘藍台中2號 夏天吃得到 P.34 P.60

5 總體趨勢 臺灣健康農業產業發展 現況 撰文/楊玉婷 隨著食品安全意識逐漸抬頭 民眾對安全農產 品消費意願逐漸提高 農委會在民國 99 至 102 年度 的中程施政計畫 施政方針為推動 健康 卓越 樂活 永續 的全民農業 施政願景之一即為打造 臺灣農業成為 衛生安全的健康農業 施政重點 包括持續有機農業的發展 強化吉園圃安全農業及 CAS 標章驗證制度 更進一步推動產銷履歷與國際 接軌 顯示臺灣政府對於健康農業的重視 本文將 以番茄為例 探討於健康農業之高品質農產品市場 資料來源 行政院主計處 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖一 臺灣2010年安全農業發展概況 之發展 安全農業市場趨勢 據主計處統計臺灣 2010 年安全農業發展 2010 年底從事農牧業者之可耕作地中 以農用面積扣除 休耕全部種植綠肥部分計 45 萬 5,798 公頃 其中以 有使用化學農藥及肥料面積占 83.1% 為最多 兩者 皆不使用計 4 萬 5,308 公頃 占比為 9.9% 圖一 如以從事農牧業者所有可耕作地面積計算 則 未使用化學農藥及肥料面積占整體可耕作地面積 55 萬 3,177 公頃之 8.2% 較 2005 年面積增加 1,391 公 頃 成長率為 3.2% 圖二 然而以家數觀之 2010 年未使用化學農藥及肥料計 7 萬 9,641 家 占農牧業 有可耕作地經營者之 11.1% 較 2005 年業者家數增 資料來源 行政院主計處 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖二 年臺灣安全農業發展情形 加 1 萬 2,031 家 成長率達 17.8% 以地理分布區分 化學肥料及農藥兩者皆不使 用者以中部地區面積 2.6 萬公頃最大 然而從比率 來看以東部地區之 18.4% 最高 其次為北部地區之 13.4% 圖三 健康農業 2012 NO.32 1

6 MACRO TRENDS 資料來源 行政院主計處 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖三 2010年臺灣各地區安全農業栽培情形 1. 吉園圃 資料來源 行政院農業委員會農糧署 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖五 臺灣有機驗證農產品栽培面積 頃以來 年複合成長率為 19% 有機蔬菜和水稻為 農委會自 1993 年起推動的 吉園圃 安全蔬果 臺灣最主要的有機農產品 栽培面積在 2011 年分別 標章 截至 2011 年已累計輔導 1,950 個蔬果產銷班 達到 1,692.1 公頃 及 1,653.6 公頃 占整體 34% 及 通過吉園圃審查 生產面積 23,225 公頃 占臺灣蔬 33% 圖五 在 2010 年 臺灣有機農業初級產品產 果產銷班約 45% 值實際為新台幣 24 億元 2. 產銷履歷 臺灣安全農業標章相關規範 通過產銷履歷驗證之農產品栽培面積 據統計 截至 2012 年 10 月 31 日通過驗證的面積達 7,331 公 頃 圖四 3. 有機農業 臺灣 有 機 農 產 品 栽 培面 積 在 2011 年已 達 到 5,015.7 公頃 近年成長快速 自 2002 年的 1,048 公 1. CAS台灣優良農產品證明標章 CAS 台灣優良農產品證明標章 由農委會於民 國 78 年起著手推動 申請認證的工廠及其產品之 評鑑及查驗程序 著重在工廠的軟 硬體設施及產 品品質衛生水準合乎標準 其內容具四項要求 原 料以國產品為主 衛生安全符合要求 品質規格符 合標準 包裝標示符合規定 CAS 標章納入 農產 品生產及驗證管理法 規範 並依據 優良農產品 驗證管理辦法 及 農產品標章管理辦法 強化驗 證管理及標章使用查核 以確保消費者權益 注 圖為截至2012年10月31日止輔導通過驗證情形 資料來源 行政院農業委員會農糧署 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖四 臺灣產銷履歷農產品栽培面積 2 農業生技產業季刊 圖六 CAS台灣優良農產品證明標章

7 總體趨勢 2. 吉園圃安全蔬果標章管理作業規範 產品安全與品質之作業規範 可降低生產過程及產 吉園圃 是由 優良農業操作 的英文 GAP 品之風險 包括食品安全 農業環境永續 從業人 (Good Agriculture Practice) 音譯而來 強調合理的 員健康等風險 而履歷追溯體系的建立 除在賦 使用農業資材 達到提高農產品品質的目的 予產銷流程中所有參與者明確責任 當食品安全事 農委會為輔導農民正確用藥觀念 於 82 年開 件發生時 可快速釐清責任並即時自市場中移除問 始推動 吉園圃 安全蔬果標章 民國 95 年為統一 題產品 降低該等事件對消費者的危害 也避免因 農產品標章 改為 CAS 吉園圃標章 96 年公布施行 為消費者的不安造成其他符合規範的生產者蒙受 農產品生產及驗證管理法 規定使用農業安全標 損失 由追蹤農產品生產至末端銷售完成的履歷過 章須通過認驗證 因而轉輔導農友申請產銷履歷 程 在這個制度下所有產銷資訊是公開的 透明的 停止推動吉園圃 但由於吉園圃由農政機關審查 及可追溯的 可追蹤食品安全 讓消費者能對購買 農友不必負擔驗證費用 多方反映希望恢復吉園圃 的產品產生信賴 它不僅僅追蹤產品本身 也包括 制度 故於 97 年 7 月重新推動 98 年農糧署廢止 申 瞭解農產品的生產 集貨分級 物流及通路等層面 請使用 CAS 吉園圃生鮮蔬果標章評審作業程序 並制定 吉園圃安全蔬果標章管理作業規範 產銷 班或農場由農業改良場輔導病蟲草害防治及安全用 藥技術 且經農業藥物毒物試驗所檢驗農產品農藥 殘留結果合格 經審查後可發給吉園圃台灣安全蔬 果標章 圖七 圖八 產銷履歷農產品標章 4. 台灣有機農產品標章 農委會將有機農業定義為 遵守自然資源循環 永續利用原則 不允許使用合成化學物質 強調水 土資源保育與生態平衡之管理系統 並達到生產自 圖七 吉園圃安全蔬果標章 3. 產銷履歷農產品標章 農產品產銷履歷制度為農產品在生產 處理 加工 流通 販售等過程完整記錄的制度 由農委會 於民國 96 年 6 月 23 日發布 產銷履歷農產品驗證 然安全農產品目標之農業 民國 96 年 1 月起 農委 會實施 農產品生產及驗證管理法 將有機農業 及其產品列入管控規範中 自 98 年 1 月 31 日起有 機農產品管理新制上路 有機農產品及加工品使用 CAS 標章標示再加上 ORGANIC 字樣以讓消費者辨 識 管理辦法 管理 產銷履歷制度藉由 臺灣良好農 業規範 (Taiwan Good Agriculture Practice, TGAP) 的實施 驗證以及 履歷追溯體系 的建立來管理 臺灣良好農業規範指農產品之產製過程 依照中央 主管機關訂定之標準化作業流程及模式進行生產作 業 有效排除風險因素 降低環境負荷 以確保農 圖九 台灣有機農產品標章 健康農業 2012 NO.32 3

8 MACRO TRENDS 表一臺灣安全農產品標章 標章名稱申請要件評審流程驗證機構 a. 依法設立或登記之廠 ( 場 ) 農民團體或營 台灣優良農產品 CAS (Certified Agricultural Standards) 利事業 b. 廠 ( 場 ) 之衛生管理 產品之衛生安全及包裝均符合有關法令之規定 c. 廠 ( 場 ) 及其產品符合中央主管機關訂定之 驗證基準 d. 廠商除了應符合 優良農產品驗證管理辦法 第四條之相關規定外, 並檢具相關申請書後, 檢附應交付文件向驗證機構提出申請 a. 受理申請及登錄 文件審查 現場評核 產品抽驗 認定 簽約與發證 b. 如一切符合規定, 完成程序最長約 6 個月 a. 財團法人台灣優良農產品發展協會 b. 財團法人食品工業發展研究所 c. 財團法人中央畜產會 d. 財團法人工業技術研究院 吉園圃 GAP (Good Agriculture Practice, 優良農業操作 ) a. 班員需接受病蟲草害防治及用藥技術指導 : 由轄區農改場前來輔導各班員之病蟲草害防治及安全用藥技術 此項輔導在提出申請前一年內, 至少需辦理 1 次以上 每次輔導應做成紀錄, 紀錄內容包括日期 地點 指導人員及參加班員之簽名 指導內容概要等等 b. 具有蔬果農藥殘留檢驗合格文件 : 最近 6 個月內各申請班員 ( 農場 ) 經藥毒所抽驗之蔬果農藥殘留檢驗合格文件 c. 備有病蟲草害防治紀錄 : 各班員詳實紀錄所栽培之作物各期作防治用藥情形, 提出申請前, 此項紀錄至少應有 3 個月以上 鄉鎮輔導單位向轄區農糧署各區分署提出申請 各區分署將病蟲草害防治紀錄簿送農改場審查 邀請縣 ( 市 ) 政府 農改場 藥毒所及農糧署等機關召開審查會 評分 五天內將審查結果函知鄉鎮輔導單位轉知申請者, 並副知農糧署 農改場 藥毒所及縣 ( 市 ) 政府 a. 申請產銷履歷驗證之農產品經營業者, 必須 為實際從事農產品經營的個人 法人 團體 產銷履歷農產品, TAP (Traceable Agriculture Product) b. 生產者首先要確認自己栽培或是生產的農產品品項, 是符合政府公告的產銷履歷農產品項目 c. 根據 TGAP 調整管理與生產栽培流程, 進行批次管理, 紀錄產銷資料, 自我稽核, 作業達三個月以上, 並保留相關紀錄 d. 農產品經營業者向驗證機構申請驗證前, 應先取得中央主管機關核發之產銷履歷管理資訊系統組織代碼及帳號密碼, 並將應公開之生產資料上傳至中央主管機關產銷履歷管理資訊系統 e. 應至少完成一次自我查核及內部稽核 ( 集團驗證 ) 稽核小組組成 文件稽核 稽核計畫擬訂 現場稽核 產品抽樣及送檢 稽核報告提送 驗證決定 核發產銷履歷農產品驗證證書 國立嘉義大學 國立成功大學 國立中興大學 中華綠色農業發展協會 台灣檢驗科技股份有限公司 中華有機農業協會 中華驗證有限公司 國立屏東科技大學農水產品檢驗與驗證中心 財團法人台灣優良農產品發展協會 財團法人中央畜產會 財團法人台灣動物科技研究所 環球國際驗證股份有限公司 國立臺灣海洋大學水產品產銷履歷驗證中心 暐凱國際檢驗科技股份有限公司 財團法人慈心有機農業發展基金會 財團法人國際美育自然生態基金 台灣有機農產品 a. 農民 b. 依法設立或登記之農場 畜牧場 農民團體或農業產銷班 c. 領有營利事業登記證者 a. 書面審查 b. 實地查驗 c. 產品檢驗 d. 驗證決定 會 中華有機農業協會 台灣省有機農業生產協會 財團法人中央畜產會 暐凱國際檢驗科技股份有限公司 台灣寶島有機農業發展協會 國立成功大學 國立中興大學 采園生態驗證公司等 資料來源 : 安全農業入口網 ; 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 4 農業生技產業季刊

9 總體趨勢 臺灣安全蔬果市場發展 以番茄為例 1. 番茄生產及貿易現況 本無歸 同時另一方面 溫網室栽培的番茄具口感 好 呈色較佳的優點 因此農戶多數採取溫網室栽 臺灣番茄在 2010 年栽培面積為 4,734 公頃 產 培 其中牛番茄屬於種子價格 栽培成本皆高的蔬 量為 11.6 萬公噸 圖十 其進口則從 2008 年起逐 菜作物 生產者多半會選擇溫網室栽培 使果實 漸減少 2011 年進口量 7.8 公噸 進口值 110 萬元新 達到最佳品質 此外 一般在溫室內土壤耕作的方 台幣 同年出口量為 5.3 公噸 出口值達 萬元 式 近年試驗改良場所引入國外使用袋耕栽培或設 已超越進口金額 圖十一 臺灣番茄進口國為加拿 施籃耕栽培等方式 推廣給農民使用後亦反應良好 大 紐西蘭 韓國等國 在 2009 年以前紐西蘭為臺 3. 生產成本 灣最大進口國 在 2010 年由加拿大取代 進口值為 87.3 萬元新台幣 臺灣番茄出口地區為香港 新加 坡 日本 2011 年對香港出口值為 萬元新台幣 2. 番茄主要栽植技術 據牛番茄生產履歷設施栽培業者表示 最主要 的帷幕設施每坪建置成本為 3,000 元 加上周邊控 制系統 1 分地投資成本約 150 萬元 而 1 座生產基 地以 2-3 分地最符合經濟效益 初期投資額十分可 臺灣番茄農戶多半以溫網室進行栽培 室外 觀 但是保守估計 4 年內可回收 如以 2008 年牛番 栽培由於風險大 如 5 月份定植者一遇颱風可能血 茄每公斤產出平均價格約 40 元計算 扣除生產成本 後每公斤可獲利 30 元 目前國內有機及無農藥栽培農產品之果菜的生 產尚不足以滿足市場需求 如能結合設施栽培 避 免天然災害及病蟲害危害 可使業者兼顧到量以及 品質 並有利於取得長期合約 結語 隨著消費市場對於健康安全農產品需求逐漸擴 大 國內投入安全農業栽培業者也隨之增加 然而 資料來源 農業統計年報2010 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖十 臺灣番茄生產現況 臺灣位於亞熱帶地區 在高溫多濕的氣候下易引起 病蟲害肆虐 並不利於安全農業的運作 許多作物 安全生產技術仍有待建立 目前安全栽培的果菜如 牛番茄的市場需求很大 其安全栽培技術已漸趨完 善 如可結合設施農業設備 以整合型的技術進行 生產 可有效控制氣候變化因素 使產季延長 並 減少病蟲害風險 設施栽培雖具初期投資成本高的 缺點 但由於可避免天然災害危害 兼顧產量及品 質 有助於生產者取得長期合約 將可保障生產者 受益 以番茄為例 目前結合設施栽培的安全生產 技術已可穩定量產 未來將可擴大經營規模 逐步 資料來源 海關進出口磁帶資料 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖十一 臺灣番茄貿易金額趨勢 AgBIO 拓展安全蔬果外銷市場 楊玉婷 台灣經濟研究院 助理研究員 生物科技產業研究中心 健康農業 2012 NO.32 5

10 MACRO TRENDS 參考文獻 1. 行政院主計處 From 2. 安全農業入口網 From agsafe.coa.gov.tw 3. 有機農業全球資訊網 From info.organic.org.tw 4. 徐清銘 (2007) 標準化 設施化 規格化 農業工業化 不再看天吃飯 金三角蔬果運銷合作社 豐年 第57卷第13期 5. 行政院農業委員會 From 6. 行政院農業委員會農糧署 From 6 農業生技產業季刊

11 總體趨勢 畜禽廢棄物沼氣回收系 統應用展望 撰文/李秉璋 許嘉伊 朱鴻鈞 廢渣和廢水 玉米稈 畜禽糞便等 且多數採用生 前言 畜牧生產提供人類食物來源 然而養殖過程卻 也同時產生糞尿等排泄物 雖然直接將畜牧業排泄 物作為肥料再次利用較為簡便 但若未經處理則會 引發臭味 廢水等環境汙染問題 在歐洲 農場糞 尿被視為可再生資源 早期是以簡易式設備蒐集糞 尿產生的甲烷作為燃料 現則發展利用垃圾 有機 廢渣廢水 玉米稈 畜禽糞便等混合原料進行沼氣 發電 甚至純化為天然氣使用 全球溫室效應約六 成來自二氧化碳 兩成來自甲烷 可見甲烷為重要的 溫室氣體 而且其二氧化碳當量為 21 由於沼氣中 含有大量甲烷 因此若將畜牧排泄物用於沼氣回收 應用 不僅可減少溫室氣體排放 還能將生物質轉 物脫硫和活性碳脫硫結合的方法進行脫硫 其中大 型沼氣工程分別應用於垃圾衛生填埋場 畜禽養殖 場 私人農莊 大多沼氣工程皆利用沼氣發電 因 而帶動相關技術發展 及設備 產品之製造生產 德國沼氣工程普遍採用混合厭氧發酵 沼氣發電上 網 餘熱回收利用 沼渣沼液施肥 全程自動化控 制的技術模式 配套設備與技術先進 且自動化程 度高 節省人力資源 降低運作成本 除了沼氣發電 與熱電聯產方面的應用外 德國已逐漸朝車用天然 氣及天然氣併網的方向發展 2009 年已有 30 家沼 氣廠將 1.8 億 m3 經過純化的生物甲烷併入天然氣管 網 亞洲地區則以中國發展最為快速 中國在過去 換為能源使用 幾年展開大量的生物沼氣專案 中大型沼氣工程已 國際發展概況 經超過 4,700 多座 2008 年集中型生物燃氣產氣約 歐洲為全球沼氣工程發展最快的地區 而德國 7.18 億 m3 相當於當年度天然氣消費量的 0.5% 中 又是歐洲生物甲烷發展最快的國家 生物甲烷的產 國國家發展和改革委員會在 年可再生能 量約為 20.7 億 m 占德國燃氣產量的 14.5% 總消 源中長期發展規劃中預測 到 2020 年將在畜牧養 費量的 2.5% 德國自 2000 年開始實施 再生能源 殖場建設 1 萬座大中型沼氣廠 另外建設 6,000 座 法 相關政策與機制刺激德國沼氣應用產業快速 大中型沼氣廠用於處理工業有機廢水 沼氣年產量 發展 至 2008 年已建置 3,900 個沼氣工程 遍佈全 將達到 140 億 m3 發電裝機能力將達到 300 萬瓩 國 總裝機容量為 1,400 MW Megawatt, 千瓩 裝 而截至 2010 年沼氣發電僅達到目標值 300 萬瓩的 機容量在 2 MW 的沼氣廠有 40 家 最小裝機容量 15% 可見沼氣發電在中國仍有很大的發展空間 為 50 kw Kilowatt, 瓩 德國沼氣工程大多使用混 此外 根據德國國際合作機構資料指出 2010 年中 合原料 包括生活垃圾 廚餘垃圾 加工業的有機 國的沼氣公司 服務和設備供應商總計有 4,000 家 3 健康農業 2012 NO.32 7

12 MACRO TRENDS 總產值達人民幣 260 億元 雖然中國建立了大量沼氣廠, 但多數有效益低 運作情形不佳, 政府及產業界皆認為應提升產業技術水準及運作效益, 因此除了自行投入研發, 也積極引進國外的先進技術及設備 目前在中國已有六個由德方提供諮詢支援的沼氣示範項目, 包括 : 江西遂川嘉裕牧業開發有限公司的中型豬糞發酵沼氣專案 四川紅原興牧科技開發有限責任公司的大型集中式犛牛糞沼氣工程 河南省北徐集團有限公司的大型豬糞和秸稈混合發酵沼氣項目 山東魯南牧工商聯合有限公司的大型集中式雞糞沼氣工程 北京合力清源科技有限公司 ( 北京德青源農業科技股份有限公司子公司 ) 大規模秸稈沼氣提純項目 黑龍江龍能燃氣投資有限公司的大型有機生活垃圾和牛糞聯合發酵沼氣專案, 藉此引進德國先進的技術 清潔發展機制聯合國氣候變化綱要公約 (UNFCCC) 締約國為了抑制人為溫室氣體排放, 避免地球氣候惡化, 於 1997 年於日本京都召開第三次締約國大會時擬定 京都議定書, 協議溫室氣體減排目標 根據京都議定書規範, 清潔發展機制 (Clean Development Mechanism, CDM) 是締約國中, 已開發國家為實現溫室氣體減排承諾, 得以用資金援助與技術移轉方式, 減少開發中國家 CO 2 排放, 而透過特定計畫所獲得認證的排放減量則計入已開發國家之減量信用額度 (credit), 以此促進全球溫室氣體排放量減少 中國為京都議定書之締約國, 且屬於開發中國家, 不但無減排責任還可販售其減排量, 故於 CDM 機制下成為受益者 而中國也積極推動 CDM, 截至 2011 年 7 月, 中國已批准 3,154 個清潔發展機制項目, 主要集中在新能源和可再生能源 節能和提高能效 甲烷回收利用等方面 其中, 已有 1,560 個項目於聯合國清潔發展機制執行理事會 (CDM EB) 註冊成功, 占全球註冊項目總數約 46%; 估計已註冊 項目預計核證減排量 (Certified Emission Reduction, CER) 年簽發量約 3.28 億噸二氧化碳當量, 占全球總量約 64% 在 CDM 申請案例裡, 中國於農業領域以排泄物管理系統減少溫室氣體排放整合方法 (Consolidated baseline methodology for GHG emission reductions from manure management systems, 代號 ACM0010) 取得聯合國清潔發展機制執行理事會 (CDM EB) 註冊成功之畜牧場有四家, 包括飼養豬的河南牧原食品股份有限公司 飼養牛的蒙牛乳業集團澳亞國際牧場以及飼養雞的山東民和牧業股份有限公司與北京德清源農業科技股份有限公司, 上述公司透過 CDM 機制被認可的 CO 2 減排量分別為每年 110,461 17,148 66,393 57,390 公噸 ( 表一 ) 中國推動政策中國中央政府於十一五期間在農村地區推廣生物沼氣項目的財政支出約人民幣 187 億元 ( 表二 ), 除了經費有逐年增加趨勢外, 近年於中大型沼氣項目支出比例也較高 中央政府可補貼沼氣廠建設, 每座沼氣廠的補貼為專案總投資的 25%-45%( 至多人民幣 250 萬元 ), 且當地政府也會給予一部分投資補貼, 通常, 業者自己的投資額僅占總投資額度的 15% 於十二五規劃中, 生物沼氣及生物質電廠提高能效與可持續運行也被列入該產業發展的重要項目 為促進可再生能源發電 業發展, 中國依據 中華人民共和國可再生能源法 和 價格法 制定 可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法, 適用範圍為 : 風力發電 生物質發電 ( 包括農林廢棄物直接燃燒和氣化發電 垃圾焚燒和垃圾填埋氣發電 沼氣發電 ) 太陽能發電 海洋能發電和地熱能發電 水力發電價格暫按現行規定執行 其中, 生物質發電項目併網電價, 由國務院價格主管部門分地區制定標竿電價 (benchmark price), 電價標準由各省 ( 自治區 直轄市 )2005 年脫硫燃煤機組標 8 農業生技產業季刊

13 總體趨勢 表一 中國於農業領域運用ACM0010方法之CDM註冊案 申請公司 飼養項目與頭數 沼氣產量 (百萬m3 /年) 年發 電量 預估營 運年限 CDM 註冊日期 減排年 限(年) CO2減排量 (公噸/年) 購買國 河南牧原食品股份 有限公司 豬188,500頭 N/A N/A 15年 ,461 蒙牛乳業集團澳亞 國際牧場 牛10,403頭 ,205千度 16年 ,148 荷 蘭 奧 地 利 ,960千度 25年 ,393 德 國 日 本 等14國 7 14,000千度 11年 ,390 荷蘭 山東民和牧業股份 有限公司 北京德清源農業科 技股份有限公司 蛋雞637,638隻 肉雞3,626,292隻 雞約3百萬隻 日本 資料來源 聯合國氣候變化綱要公約(UNFCCC)網站 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 表二 中國中央政府於農村地區推廣生物沼氣項目之財政支出 單位 人民幣億元 生物沼氣之財政支出 中大型沼氣項目比例 0% 0% 3% 35% 32% 資料來源 德國國際合作機構 中德沼氣合作戰略研討會(2011) 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 竿上網電價加補貼電價組成 補貼電價標準為每瓩 會 實施清潔發展機制項目的企業必須為中國境內 時人民幣 0.25 元 發電項目自投產之日起 15 年內 的中資 中資控股公司 企業必須提交清潔發展機 享受補貼電價 運行滿 15 年後 取消補貼電價 自 制項目設計文件 企業資質狀況證明文件及工程項 2010 年起 每年新批准和核准建設的發電項目的補 目概況和籌資情況相關說 + 明等 主要審核內容包 貼電價比上一年新批准和核准建設項目的補貼電價 括 參與資格 設計文件 確定基準線的方法學問 遞減 2% 發電消耗熱量中常規能源超過 20% 的混 題和溫室氣體減排量 可轉讓溫室氣體減排量的價 燃發電項目 視同常規能源發電項目 執行當地燃 格 資金和技術轉讓條件 預計轉讓的計入期限 煤電廠的標竿電價 不享受補貼電價 且只有當發 監測計劃 預計促進可持續發展的效果 電裝機容量超過 500 瓩 (kw) 才可入網並得到政策 支援的財政補貼 表三 然而 沼氣發電併入國家 電網接入系統之出資方並未明確規定 據了解若經 由政府單位同意 有機會由政府單位投資建設 未來展望 由於畜牧場排泄物可作為堆肥應用 因此若非 考量環保衛生 溫室氣體減排 當地電力供應不足 針對 CDM 中國政府也積極推動並加以管理 等因素 對於養殖場而言 設置沼氣回收應用系統 於 2005 年頒布實施 清潔發展機制項目運行管理辦 的誘因低 但如果當地政府透過資金補助並協助建 法 於中國進行清潔發展機制項目合作必須經國務 立配套措施 鼓勵畜牧養殖業者建置沼氣發電系統 院相關部門批准 主管機關為國家發展和改革委員 以利廢棄物資源化 將有助於具規模之中大型畜牧 健康農業 2012 NO.32 9

14 MACRO TRENDS 表三 中國沼氣和生物質發電併網電價和稅收優惠 2010年 沼氣廠原料種類 基礎電價 電價補貼(併網要求>500kW) 併聯補貼(給電網公司) 稅收優惠 2010年以前項目 人民幣0.25 元/度 2010年以後項目 第一年人民 幣0.25元/度 逐年遞減2% 期限15年 50公里 人民幣0.01元 /度 50~100公里 人民幣 0.02元/度 >100公里 人民幣0.03 元/度 前三年不用 繳所得稅 後三年繳納 50%所得 稅 畜禽廢棄物 2005年脫硫媒電的省級價 格(約人民幣0.45元/度) 農林業生物質廢棄物 人民幣0.75元/度(含稅) 關於批准項目或投標項目 併聯電價需要審批 若 70%原料為 秸稈 糠殼或玉 米 10%收入免 稅 同上 資料來源 德國國際合作機構 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 場投資相關設備 再經由出售電力 碳權 肥料等 尿進行沼氣發電 以直接購買或部分收入回饋中小 產物獲利 例如中國祭出沼氣廠建設補助 沼氣發 型畜牧養殖業者之方式進行 至於營運模式能否成 電電價補貼 CDM 機制等政策 都直接帶動此產業 立 仍需考量家畜排泄物收集之成本 及該國政府 發展 然而 畜牧沼氣發電的效益及可行性與養殖 是否推出相關政策法規進行鼓勵 另外 國際碳權 規模成正相關 以中小型畜牧養殖戶為主的環境 價格也是應考量之關鍵 在無足夠誘因之下 業者恐難有獨自進行沼氣發電 李秉璋 的意願 因此 除了大型養殖場以外 可透過成立 許嘉伊 朱鴻鈞 一統籌整合單位 集中收集各中小型業者之家畜糞 台灣經濟研究院 助理研究員 台灣經濟研究院 台灣經濟研究院 生物科技產業研究中心 生物科技產業研究中心 生物科技產業研究中心 參考文獻 1. 中國製造網 (2011) 十二五期間中國將從11方面推進應對氣候變化 2. 金成 劉凱 (2009) 關於赴德國芬蘭沼氣工程考察報告 中國沼氣 3. 第二屆中國國際生物質能展 (2011) 德國沼氣工程發展狀況和技術特點 國際低碳經濟研究中心 4. 蔡昌達 (2011) 中國生物甲烷產業市場前景與概覽 杭州能源環境工程有限公司 5. 蘇忠楨 (2008) 畜牧業沼氣生物脫硫系統開發及世界沼氣工廠市場評估 農業生技產業季刊 16: Corinne Abele (2011) 中德在生物沼氣領域開展合作 10 農業生技產業季刊 AgBIO 專案經理 專案經理

15 總體趨勢 中國農藥殘留快速檢測 產品市場分析 撰文/許嘉伊 楊玉婷 前言 中國為全球主要的農藥生產 消費及輸出國 檢測體系建設規劃 初步形成覆蓋全國的農產品 品質安全監管網路 2009 年實施 中華人民共和國 家 中國農藥市場 2007 年規模為 27.8 億美元 相當 食品安全法 規定食品中農藥殘留限量及其檢驗 於人民幣約 190 億元 漸漸名列世界前四大農藥消 方法由國務院衛生部與農業部制定 進一步為檢測 費國 且其農藥的單位面積平均用量比世界先進國 家高 倍 然而過量使用的情形衍伸出嚴重的 農藥殘留問題與食品安全疑慮 有鑑於此 中國政 府持續推動合理化用藥與農藥殘留監測政策 已於 1997 年頒布 中華人民共和國農藥管理條例 規定 使用農藥應遵守國家有關農藥安全 合理使用之規 定 禁止銷售農藥殘留量超過標準的農副產品 禁 止劇毒 高毒農藥用於蔬菜 瓜果 茶葉和中草藥 材 並規定縣級以上各級政府有關部門應做好農副 產品中農藥殘留量的檢測工作 規範提供法源依據 2010 年國務院成立國務院食品 安全委員會 衛生部和農業部先後成立國家食品安 全風險評估專家委員會和國家農藥殘留標準審評委 員會 強化農產品品質安全監管能力 於 十二五 期間 全國農產品品質安全檢驗檢測體系建設規 劃 將投入人民幣 133 億建設縣級檢驗檢測機構 1,824 個 批發站 4,500 個 農業部將持續加強農產 品品質安全標準制修訂 規劃新制定農獸藥殘留限 量國家標準 以健全農產品品質安全標準體系 中華人民共和國農產品質量 品質 安全法 中所指之農產品 是指來源於農業的初級產品 規 政策法規 定縣級以上人民政府農業行政主管部門應按照保障 為全面 及時 準確地掌握和瞭解農產品品 農產品品質安全的要求 制定並組織實施農產品品 質安全狀況 及時掌控風險隱患 中國農業部門從 質安全監測計畫 對生產中或者市場上銷售的農產 2001 年開始建立並啟動實施農產品品質安全例行監 品進行監督抽查 並公佈抽查結果 且農產品批發 測工作 並以無公害農產品 綠色食品 有機農產 市場應當設立或者委託農產品品質安全檢測機構 品和農產品地理標誌等機制 推動農業標準化和安 對進場銷售的農產品品質安全狀況進行抽查檢測 全生產 2006 年實施的 中華人民共和國農產品質 發現不符合農產品品質安全標準者 應當要求銷售 量 品質 安全法 規定縣級以上政府部門應實施 者立即停止銷售 並向農業行政主管部門報告 若 農產品品質安全監測計畫 2008 年農業部成立農產 農產品生產者 銷售者對監督抽查檢測結果有異議 品品質安全監管局 20 個省份也相繼成立農產品品 者 可自收到檢測結果之日起五日內申請複檢 而採 質安全管理機構 啟動 全國農產品品質安全檢驗 用國務院農業行政主管部門會同有關部門認定的快 健康農業 2012 NO.32 11

16 MACRO TRENDS 速檢測方法進行農產品品質安全監督抽查檢測, 被抽查人對檢測結果有異議者, 可自收到檢測結果時起 4 小時內申請複檢, 複檢不得採用快速檢測方法 一般而言, 各國法定的農藥殘留檢驗是利用層析質譜技術進行定性 定量檢測工作, 使用氣相層析儀 (GC) 液相層析儀 (LC) 質譜儀 (MS) 等精密儀器分析, 準確度高 中國政府也制定了相關的檢測方法, 目前約有 38 項國家標準與 33 項行業標準, 例如國家標準 GB/T 食品中有機磷農藥殘留量的測定 適用於 20 種有機磷農藥的水果 蔬菜 穀類等作物的殘留量分析 整體而言, 目前國家標準與行業標準大致可涵蓋 95 種農藥, 然而登記使用的農藥有效成分已有 400 多種, 可見標準制定進度與實務需求仍有很大的落差 上述的農藥殘留檢驗方法雖然精確, 但設備昂貴且操作困難, 僅實驗室或檢測機構才會配備相關資源, 且此法耗時費工 所費不貲 然而蔬果等生鮮農產品保存期限相對短, 為符合運銷流程實務需求, 農產品集貨市場與批發市場若要執行農藥殘留抽檢, 則需要快速簡便的檢測方法, 以即時阻止殘留量嚴重超標的產品流入市面販售 目前中國使用的高毒農藥以有機磷類和氨基甲酸酯 ( 氨基甲酸鹽 ) 類居多, 且此兩類農藥嚴重超標殘留易引起急性中毒, 甚至導致死亡, 尤其可連續多次採收的蔬菜更容易發生農藥殘留問題, 因此市場上需要此兩類農藥的快速檢測方法 有鑑於有機磷類和氨基甲酸酯類農藥於蔬菜中殘留問題及引發中毒的情形較為嚴重, 中國農業部發布行業標準 NY/T 蔬菜上有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘毒快速檢測方法, 自 2001 年 10 月 1 日實施, 另外衛生部與國家標準化管理委員會再於 2003 年共同發布國家標準 GB/T 蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測, 自 2004 年 1 月 1 日開始實施 其中, 國家標準 GB/T 規定酶抑制法測定蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢驗方法, 包括速測 卡法 ( 紙片法 ) 與酶抑制率法 ( 分光光度法 ), 適用於蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速篩選測定 產業市場概況檢測產業涵蓋食品檢測 農產品檢測 化學品檢測 環境檢測 工業產品檢測 污染物排放檢測 等多領域應用 根據中商情報網指出, 近年全球檢測市場一直保持 15% 的速度成長,2008 年全球檢測市場約達 600 億歐元 ; 而中國檢測市場近年皆以約 30% 速度成長,2008 年中國檢測市場規模達人民幣 450 億元, 估計 2009 年將成長 27%, 達人民幣 570 億元 另外, 根據中國上海檢測產業展覽會資料,2010 年中國檢測市場規模估計達人民幣 800 億元 其中, 農藥殘留屬於食品 農產品檢測項目, 而農藥殘留快速檢測產品因為具有即時 方便 快速且成本低等優點, 因此適合於農產品產地 集貨場 批發市場 超級市場, 與檢測中心等場所使用 中國農產品流通體系屬於多種經營形式 多條流通管道的類型, 農產品流通的主要架構包含各個層次的批發市場 集市貿易市場等 在農產品產銷的各個環節中, 皆有農藥殘留檢測產業可發揮作用之處, 例如農產品批發市場 超市等單位於蔬果進場前先以快速檢測產品檢驗, 以排除農藥高量殘留情形, 確保消費者食用安全 ( 圖一 ) 常見的農藥殘留快速檢測產品大致可分為農藥殘留速測卡 攜帶型農藥殘留速測儀 ( 速測卡法 ) 臺式農藥殘留速測儀 ( 分光光度法 )( 圖二 ), 皆是利用膽鹼酯酶進行有機磷類與氨基甲酸酯 ( 氨基甲酸鹽 ) 類農藥殘留檢測的產品 農藥殘留速測卡如同國家標準 GB/T ( 以下簡稱國家標準 ) 中所描述的 速測卡法 產品, 即為一般熟知的檢測試紙與試劑, 以目視法觀測紙片變色情形來判斷結果 ; 攜帶型農藥殘留速測儀則是專門為 速測卡法 設計的儀器, 搭配速測卡操作, 因為具備恆 12 農業生技產業季刊

17 總體趨勢 幅員遼闊 市場分散各地仍具成 長性 根據中研普華管理諮詢公 司資料指出 2010 年中國農藥殘 留快速檢測產品市場規模約人民 幣 4.85 億 元 其中農 藥 殘 留 速 測卡占市場比重 32% 約人民幣 1.56 億元 攜帶型農藥殘留速測 儀占 45% 約人民幣 2.2 億元 臺 式農 藥殘 留速測儀占 18% 約人 民幣 8,559 萬元 臺式農藥殘留 速測儀的試劑耗材占 5% 約人民 幣 2,388 萬元 圖三 農藥殘留 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 快速檢測市場目前以簡便式產品 圖一 中國農藥殘留快速檢測產業通路結構 為大宗 且近年趨勢不變 2011 年農藥殘留速測卡的年成長率為 溫與計時裝置 使檢測反應可於設定溫度下進行 8.63% 攜帶型農藥殘留速測儀為 10.13% 高於臺 因而提高準確度 臺式農藥殘留速測儀如同國家標 式農藥殘留速測儀的 4.75% 估計 2012 年中國農藥 準中所描述的 酶抑制率法 產品 以分光光度計 殘留快速檢測產品市場的年成長率與 2011 年相當 測定吸光度 經由計算酶抑制率來判斷是否有高劑 量農藥殘留 與前兩項產品相較 農藥檢測限度較 未來展望 隨著中國政府積極推動農產品品質安全檢測 低且準確度更高 中國農藥殘留快速檢測產品的生產企業數量 加上民眾對食品安全日益重視 預期除了批發市 多 且普遍生產規模小 產業集中度低 由於中國 場 超市等農產品產銷單位開始建立農藥殘留檢 產品多為中小型公司生產之中低階產品 商品穩定 測機制外 未來食品企業 餐飲業者等單位也可能 性及使用壽命與進口產品仍有一段差距 技術水準 為提升企業形象 維護消費者健康 而將檢測環節 較低但售價較便宜 雖然產業中競爭者眾 但中國 導入內部的品管流程 可見雖然現階段市場規模有 註 由左至右分別為農藥殘留速測卡 攜帶型農藥殘留速測儀 速測卡法 臺式農藥殘留速測儀 分光光度法 圖片來源 廣州市萊特高科技實業公司網站 圖二 農藥殘留快速檢測產品 健康農業 2012 NO.32 13

18 MACRO TRENDS 限 但隨著需求增加 農藥殘留快速檢測業務於中 國仍有其發展利基 由於農藥殘留快速檢測產業的進入門檻不高 容易吸引中小型企業投入 反映出的現況即是競爭 者眾多的局面 唯市面上產品品質參差不齊 多數 中國業者的產品為中低階商品 甚至有故障率高 使用壽命短的現象 只以價格取勝 技術與服務水 準卻難以與外商相比 然而 檢測工作畢竟講求其 可靠性與穩定性 因此欲投入的業者可強調優良技 術與穩定品質為訴求 以重視售後服務 價格實惠 的模式切入中國 深耕區域市場 註 攜帶型農藥殘留速測儀為速測卡法儀器 臺式農藥殘留速 測儀為分光光度法儀器 許嘉伊 楊玉婷 資料來源 中研普華管理諮詢公司 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 台灣經濟研究院 台灣經濟研究院 助理研究員 生物科技產業研究中心 生物科技產業研究中心 AgBIO 專案經理 圖三 2010年中國農藥殘留快速檢測產品市場 參考文獻 1. 上海農業網 (2011) 我國農藥殘留監管現狀及推進措施 2. 中研普華管理諮詢公司 (2011) 中國農藥殘留檢測儀市場發展趨勢調查報告 3. 中商情報網 2011年上半年中國農藥市場發展現狀 4. 中商情報網 (2011) 年中國檢測行業調查及投資諮詢報告 5. 中國上海檢測產業展覽會 (2012) 展會背景 6. 中國食品科技網 (2011) 農產品品質安全檢測工作邁出新步伐 7. 中國農藥資訊網 例行監測制度成為保障我國農產品品質安全有效手段 8. 中華人民共和國衛生部 (2001) 中華人民共和國農業行業標準NY/T 蔬菜上有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘毒快速檢測 方法 9. 中華人民共和國衛生部 中國國家標準化管理委員會 (2003) 中華人民共和國國家標準GB/T 食品中有機磷農藥 殘留量的測定 10. 中華人民共和國衛生部 中國國家標準化管理委員會 (2003) 國家標準GB/T 蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥 殘留量的快速檢測 11. 王朝瑾 蔡琦 (2006) 農產品中農藥殘留的檢測趨勢 現代科學儀器 第十屆全國人民代表大會常務委員會通過 (2006) 中華人民共和國主席令第四十九號 中華人民共和國農產品品質安全法 13. 張文成 宮洪景 (2008) 果蔬中農藥殘留快速檢測法研究進展 食品科學 29(12): 楊東鵬 張春榮 董民 杜相革 (2004) 用於檢測蔬菜有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留的酶抑制分光光度法研究進展 中國農學 通報 20(2):37-39, 農業部新聞辦公室 (2011) 我國加快構建農產品品質安全標準體系 16. 雲南煙葉資訊網 (2011) 農藥殘留檢測技術及其標準現狀 14 農業生技產業季刊

19 法規管理 微生物肥料管理現況與 展望 撰文/李英明 前言 農業為國家基本產業 肥料為農業生產之重 要資材 肥料品質優劣直接影響農業生產及農民權 益 農民習慣施用以石化產品及礦石為原料製成之 氮 磷 鉀三要素單質肥料或複合肥料 近幾年來 農家使用肥料逐漸多元化 除三要素肥料外 尚使 用各種次微量要素肥料 植物生長輔助劑 有機質 肥料及微生物肥料 近年來市售微生物肥料商品日 益增加 為保障農友權益及維護土壤生態環境之安 全 行政院農業委員會增修訂肥料登記管理相關法 規 將微生物肥料納入管理 輔導業者生產符合肥 料品目規範之微生物肥料 目前已有 3 家業者申請 取得微生物肥料登記證 4 個品牌微生物肥料量產 銷售 肥料種類更多樣化 農民可選用微生物肥料 替代部分化學肥料 以節能減碳 另各農業試驗改 良場所及大專院校微生物肥料研究團隊研發多項微 生物肥料生產技術 刻正將技術轉移給肥料業者 開發創新微生物肥料產品 陸續辦理登記 預備上 任何有機 無機 自然 合成的物質 能提供植物正 常生長所需的一個或多個化學元素者 狹義肥料指 直接供給作物養分之物料 含有一個或一個以上肥 料三要素之製造產物 又稱為化學肥料 依據 肥料管理法 規定 肥料定義為 指供給 植物養分或促進養分利用之物品 即包含廣義及狹 義肥料定義 肥料種類品目及規格 所定微生物肥 料定義為 本類肥料係指其成分含具有活性微生物 或休眠孢子 如細菌 放線菌 真菌 藻類及其代 謝產物之特定製劑 應用於作物生產具有提供植物 養分或促進養分利用等功效之物品 即指利用活體 微生物擔任廣義肥料功能之產品 在土壤中利用活 體微生物之作用 以提供作物養分來源 增進土壤 養分有效性或改良土壤之理化 生物性質 藉以增 加作物產量及品質 應用相當普遍 微生物肥料類 肥料之所有微生物是原生於自然界或經人工誘變 且非屬基因改造微生物 二 微生物肥料登記管理相關法規增修訂重 點說明 市 微生物肥料管理現況 微生物肥料登記管理業務 經行政院農業委員 會前農糧處於 年委託中華土壤肥料學會協助 一 微生物肥料定義 辦理 草擬 微生物肥料種類品目及規格 微生 凡一切物料 不論其施於土壤或植物之葉部 物肥料製劑檢測技術 等相關資料 本項業務於 93 若能供作營養分或改良土壤之理化 生物性質 藉 年 3 月移交予農糧署繼續推動 農糧署於 年 以增加作物之產量或更改進產品之品質者 稱之為 委託國立中興大學協助評估微生物肥料各項檢驗方 肥料 廣義肥料指能增進作物產量與品質之物質 法之適用性及相關法規檢討修正 94 年召開 2 次會 健康農業 2012 NO.32 15

20 REGULATION & MANAGEMENT 議討論修正 ; 因應新增微生物肥料 6 個品目,95-96 年召開 4 次會議, 討論修正微生物肥料登記管理及相關法規增修訂草案 在微生物肥料檢驗方法訂定方面, 農糧署於 95 年 11 月 7 日將 微生物肥料製劑檢測技術 草案函送經濟部, 經濟部標準檢驗局國家標準審查委員會於 95 年 11 月民生分組會議決議通過, 同意增訂微生物肥料國家標準檢驗方法, 並於 年召開 4 次農業國家標準技術委員會審查, 經濟部於 98 年 11 月 24 日公告 7 種微生物肥料檢驗方法,99 年 1 月 5 日公告微生物菌種鑑定核醣體 DNA 序列分析方法 行政院農業委員會據以新增微生物肥料類肥料品目及規格, 同步增修訂微生物肥料登記管理相關法規, 將微生物肥料納入肥料管理規範, 肥料業者可以生產合法之微生物肥料產品, 微生物肥料邁向正規合法的新興產業 在微生物肥料登記管理方面, 經濟部公告微生物肥料檢驗方法國家標準, 農糧署隨即於 99 年 1 月 12 日召開微生物肥料相關法規增修訂檢討會議, 並於 2 月 10 日及 3 月 23 日召開 2 次公聽會, 依法制作業程序, 由行政院農業委員會於 99 年 7 月 29 日依 肥料管理法 修正 肥料種類品目及規格 公告增列微生物肥料類豆科根瘤菌肥料 游離固氮菌肥料 溶磷菌肥料 溶鉀菌肥料 複合微生物肥料及叢枝菌根菌肥料等 6 個肥料品目及規格 ; 並同步修正 肥料登記證申請及核發辦法 第 5 條 第 14 條及第 16 條, 增訂有關製造及輸入業者申請微生物肥料登記證時, 應檢附微生物肥料作物毒害 生物毒性及環境生態試驗報告等之規定 ; 同時修正 肥料查驗辦法 第 4 條及第 5 條, 增訂微生物肥料類肥料查驗 取樣及樣品運送 留存之規定 ; 另微生物肥料易因環境變動影響品質, 增列為應加強查驗肥料品質之產品, 維護肥料品質, 確保農友權益 ( 三 ) 簡化肥料業者申辦微生物肥料登記證申辦程序 依據 肥料登記證申請及核發辦法 規定, 肥料業者申請微生物肥料登記證, 應檢具 生物毒性及環境生態試驗報告, 但微生物為經鑑定對環境生態安全無虞之微生物肥料菌種, 並經行政院農業委員會公告為已被鑑定為安全之微生物肥料菌種者, 則可免附 因此, 農糧署擬具 已被鑑定為安全之微生物肥料菌種 草案,99 年 9 月 1 日召開會議討論修正,11 月 16 日函請相關單位提供意見,100 年 3 月 4 日審查會議決議 微生物肥料菌種 應同時符合 菌種係存在於國內自然環境者 菌種與人類健康之疾病無關 及 菌種對植物無病原性 等 3 項安全性評估審查原則, 並函請相關單位提供具體修正意見 農糧署 100 年 3 月 23 日再次函請肥料業者 專家學者 微生物研究單位及農業試驗改良場所提供 微生物肥料菌種 具體修正意見, 送農糧署彙辦 農糧署於 100 年 5 月 6 日邀請微生物肥料學者專家召開專家審查會, 會議決議細菌 8 個 真菌 4 個及酵母菌 4 個, 計 16 個微生物肥料菌種, 均符合 微生物肥料菌種 3 項安全性評估審查原則 依法制作業程序, 由行政院農業委員會 100 年 6 月 3 日公告 已被鑑定為安全之微生物肥料菌種, 屬於 16 個菌種之微生物肥料, 即可簡化申辦微生物肥料登記證程序 為利肥料業者依 肥料登記證申請及核發辦法 第 4 條 第 5 條及第 14 條規定, 申請肥料登記證, 行政院農業委員會於 100 年 7 月 7 日修正 肥料安全性試驗作業要點 及 7 月 29 日修正 肥料效果試驗作業要點 ; 為方便肥料業者申辦微生物肥料登記證, 另於 100 年 10 月 24 日整理 微生物肥料登記證申辦須知 公告於農糧署網站, 提供肥料業者依程序辦理 ( 四 ) 肥料種類品目及規格 增列微生物肥料類肥料品目訂定要義依行政院農業委員會各農業試驗改良場所及各 16 農業生技產業季刊

21 法規管理 大專院校試驗研究結果 微生物肥料可替代部分化 或液態每毫升不得超過 菌落形成數 雜菌率 學肥料 其中豆科根瘤菌及游離固氮菌將大氣中植 固態不得超過 15% 液態不得超過 5% 固態水分含 物無法利用之氮氣 經由固氮酵素轉化為銨態氮 量應在 35.0% 以下 包裝標示應加註水分含量 微 供應作物生長所需氮素養分 溶磷菌及溶鉀菌提高 生物肥料登記之容許範圍規定 菌落形成數或孢子 土壤中養分之有效性 菌根菌能促進根系之伸展 數上限為檢驗值之 10 倍 下限為檢驗值之 10% 上 幫助作物吸收養分 然而微生物之種類有數百萬個 市後 市售品查驗之容許範圍規定 菌落形成數或 菌種 在微生物肥料管理上 係以肥料功能及與作 孢子數無上限 下限為肥料登記值之 10% 微生物 物共生關係菌群為肥料品目訂定之依據 肥料品目 肥料之菌落形成數或孢子數應符合肥料品目規格限 包括豆科根瘤菌肥料 游離固氮菌肥料 溶磷菌肥 值規定 主管機關執行肥料查驗需抽取樣品時 微 料 溶鉀菌肥料 複合微生物肥料及叢枝菌根菌肥 生物肥料類肥料係整件抽取 不予拆封 所以肥料 料等 6 個肥料品目 未來因應微生物肥料研究發 業者陳列販賣微生物肥料之包裝 應有重量 20 公斤 展 將檢討新增或修改肥料品目 以下 容量 20 公升以下之產品 以配合主管機關肥 微生物肥料之微生物不能單獨存在 需添加或 附著於各類資材 微生物肥料申請肥料登記證應標 示添加劑或添加物質名稱 未達微生物肥料類規 料查驗 五 微生物肥料登記證之申請 格 即不得以微生物肥料名義販賣 已申請登記為 肥料種類品目及規格 所定微生物肥料類肥 微生物肥料 如同時符合第 1 至第 7 類之肥料規格 料係指其成分含具有活性微生物或休眠孢子 如細 時 則仍應登記為微生物肥料類 肥料品目之規格 菌 放線菌 真菌 藻類及其代謝產物之特定製劑 包括適用範圍 性狀 主成分 有害成分 限制事 應用於作物生產具有提供植物養分或促進養分利用 項或檢驗項目等 適用範圍依據肥料品目名稱訂定 等功效之物品 所有微生物是原生於自然界或經人 菌群特性 主成分依據菌群特性訂定其有效活菌數 工誘變 且非屬基因改造微生物 微生物肥料登記 量及其他肥料成分含量 有害成分依據添加劑或添 須辦理生物毒性 環境生態試驗 微生物經鑑定對 加物質可能含有之重金屬 比照有機質肥料品目訂 環境生態安全無虞之微生物肥料菌種 經由行政院 定砷不得超過 25.0 mg/kg 鎘不得超過 2.0 mg/kg 農業委員會公告者 得免附生物毒性 環境生態試 鉻不得超過 150 mg/kg 銅不得超過 100 mg/kg 汞 驗資料 本類肥料應標示添加劑或添加物質名稱 不得超過 1.0 mg/kg 鎳不得超過 25.0 mg/kg 鉛不 本類肥料陳列販賣之包裝 應有重量 20 公斤以下 得超過 150 mg/kg 鋅不得超過 250 mg/kg 容量 20 公升以下之產品 俾供肥料查驗 申請登記為微生物肥料產品 菌種須具備該登 肥料業者申請微生物肥料登記證應依 肥料登 記肥料品目之特定活性 有效活菌數固態者每公克 記證申請及核發辦法 規定辦理 其流程及檢附文 菌落形成數以上 液態者每毫升 菌落形 件資料如同一般肥料登記證之申請方式 有關肥料 成數以上 另針對叢枝菌根菌肥料則要求每公克製 登記管理事宜 可上行政院農業委員會農糧署網站 劑經以無菌砂或不含養分之介質稀釋 10 倍後 須可 ( 首頁 農糧業者資訊 土壤 與百喜草 玉米或紅豆幼苗於 14 天內形成叢枝菌根 肥料專區 肥料登記申辦須知 微生物肥料登記證 菌之菌根 或是產品中孢子數每公克 1 10 以上 申辦須知 下載參閱 應檢送之肥料說明書 肥料 2 為健全肥料管理及維護微生物肥料品質 微生 規格 有害成分 作物毒害等試驗報告 不得超過 物肥料訂定限制事項 包括大腸桿菌群固態每公克 出具日期起一年之期間 微生物肥料之生物毒性及 健康農業 2012 NO.32 17

22 REGULATION & MANAGEMENT 環境生態試驗報告 文件有效期限依核發機關 ( 構 ) 10,000 公頃 由各農業試驗改良場所示範推廣 輔 之認定為準 導落花生 紅豆 毛豆等豆科作物接種根瘤菌 可 微生物肥料產品之菌種登錄於 臺灣物種名 節省氮肥約 30% 增產約 4-15% 另瓜果作物接種 錄 係存在於國內自然環境者之菌種 得免附環境 菌根菌及溶磷菌 可減施化學肥料 20-47% 微生物 生態試驗報告 屬於行政院農業委員會 100 年 6 月 肥料的推廣 除了可節省化學肥料投入 並可充分 3 日公告 已被鑑定為安全之微生物肥料菌種 且 運用微生物資源 減緩土壤酸化 及降低農業生產 申請登記微生物肥料屬 肥料種類品目及規格 微 對自然生態平衡與污染環境之衝擊 進而提高單位 生物肥料種類品目者 申請登記時 得免附生物毒 面積產量 增加農友收益 達到合理化施肥之目的 性試驗報告 微生物肥料產品申請登記 肥料種類 品目及規格 微生物肥料種類品目者 申請登記時 得免附肥料效果試驗報告 二 微生物肥料產品開發 目前國內微生物肥料產業尚屬新興產業 產品 肥料業者申請微生物肥料登記時 應依 肥料 開發主要為根瘤菌 溶磷菌及菌根菌等 成品主要 登記證申請及核發辦法 及 微生物肥料登記證申 以液體或固體醱酵方式產製 業者多屬小型企業經 辦須知 規定檢具各項文件 向行政院農業委員 營為主 研發人力及資金仍顯不足 亟需透過與學 會 農糧署 提出申請 申辦流程如圖一 研界合作開發創新產品 以提升產品開發能力 行 微生物肥料產業輔導及展望 一 微生物肥料推廣 根據農業試驗改良場所及各大專院校進行試驗 生物性肥料之開發與利用研究顯示 生物菌劑可替 代部分化學肥料 供應作物養分 提高土壤中養分 政院農業委員會農糧署生物性肥料科技計畫項下 各農業試驗改良場所及大專院校微生物肥料研究團 隊進行相關研究及產學合作 研發多項微生物肥料 生產技術 例如已有落花生溶磷根瘤菌 油脂乳化 菌 溶磷分解菌 溶鐵磷菌群微生物 桿菌群溶磷 微生物 有機質分解菌 鹽鹼土改良菌及固氮溶磷 之有效性 近年已研發根瘤菌 溶磷菌及菌根菌 微生物等微生物肥料菌株培養繁殖配方及技術之 8 並分年分區示範輔導推廣豆科作物根瘤菌 蔬果作 件技術移轉 並有噴霧水耕法及砂耕法生產菌根菌 物菌根菌及溶磷菌等生物菌劑 並加強開發各種作 技術等技術移轉 目前已有 4 家業者申請取得微生 物新興生物性肥料 辦理生物菌劑使用示範推廣 物肥料登記證 5 個品牌微生物肥料量產銷售 其他 將應用知識與技術轉移予農民 充分運用微生物資 多項微生物肥料生產技術 刻正將技術轉移給肥料 源 促使農民能普遍使用微生物肥料於農業生產 業者 開發創新微生物肥料產品 陸續辦理登記 提高作物產量及品質 減少使用肥料 減少對環境 預備上市 之污染 微生物之種類有數百萬個菌種 在微生物肥料 生物菌劑應用推廣 每年豆科根瘤菌接種示範 管理上 係以肥料功能及與作物共生關係菌群為 推廣 3,000 公頃 瓜類 茄科作物菌根菌示範推廣 肥料品目訂定之依據 未來因應微生物肥料研究發 3,000 公頃 蔬菜 花卉 糧食及果樹溶磷菌示範 展 配合新興農業及微生物肥料產業發展 將檢討 推廣 3,000 公頃 草莓 釋迦 鳳梨 荔枝 柑橘 新增或修改肥料品目 加速審查微生物安全性 增 番石榴 木瓜等 17 種蔬果作物於育苗時接種內生菌 列公告安全微生物肥料菌種 簡化業者申辦微生物 根菌 大量培育內生菌根菌種苗給農民種植 推廣 肥料登記證程序 輔導業者生產符合肥料品目規範 面積 1,000 公頃 上述生物菌劑使用示範推廣共計 之微生物肥料 加速生物性肥料技術轉移 開發創 18 農業生技產業季刊

23 法規管理 圖一 微生物肥料登記證申辦流程 健康農業 2012 NO.32 19

24 REGULATION & MANAGEMENT 新微生物肥料產品 民農業 有效利用生物資源 選擇合法登記之微生 肥料是農業生產不可或缺的重要資材 市場廣 物肥料產品 充分運用微生物資源 生產優質安全 大 國內微生物肥料研發及應用已有相當的基礎 農產品 減少化學肥料使用 減輕環境污染 確保 具有世界之競爭力 有機農業 茶葉 果樹等栽培 作物及土壤品質健康 以達農地永續利用 促進農 高經濟價值作物之農民對微生物肥料產品接受度較 業永續經營 在政策支持和市場管理機制逐步健全 高 農民為提高作物產量及品質 普遍使用微生物 的帶動下 國內微生物肥料市場的發展前景將更具 肥料於農業生產 由網站可查之資料 目前臺灣有 可看性 成為未來農業發展的新亮點 超過 20 家公司研發生產微生物相關產品 然而微生 結語 物肥料已經納入肥料管理規範 因此肥料業者必須 辦理微生物肥料登記證 始得製造 販賣合法之微 生物肥料產品 臺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 三 微生物肥料之展望 土壤中所含植物營養要素之有效性受到很大的限 過去微生物肥料 無法可管 市場商品良莠不 制 如土壤中磷與鐵 鋁 鈣等結合成不溶解性物質 齊之劣品充斥 又有不明菌種及內含病原菌的污染 等 因此 如能適當利用自然資源 篩選土壤中有益 問題 甚至有非微生物肥料冒名的偽品 導致 劣幣 微生物 發展微生物肥料 推廣應用於農業生產 驅逐良幣 的問題 對購買之農民缺乏產品功能保 維護土壤肥力 並替代部分化學肥料之施用 紓減 障 對農產品的消費者及對土壤環境都產生嚴重衝 農業生產對環境之衝擊 對農業永續發展當有很大 擊 為改善上述問題 行政院農業委員會已增修訂 的助益 微生物肥料登記管理相關法規 將微生物肥料納入 依各農業試驗改良場所及各大專院校試驗研究 肥料登記管理 建立一套依法可循的管理制度 肥 結果 微生物肥料可替代部分化學肥料 供應作物 料業者可以生產合法之微生物肥料產品 達成微生 所需養分及提高土壤中養分之有效性 現已增修訂 物肥料之產業合法化及正規化 微生物肥料登記管理相關法規 將微生物肥料納入 臺灣每年肥料使用量約為 120 萬公噸 產值約 肥料管理 輔導業者生產符合肥料品目規範之微生 有新臺幣 120 億元 微生物肥料可替代部分化學 物肥料 並提供農民選用替代部分化學肥料 另微 肥料 供應作物所需養分及提高土壤中養分之有效 生物肥料如符合有機驗證基準可用資材之肥料種 性 微生物肥料產業發展是永續農業的基礎 國內 類 則可提供有機農業經營者選用 有良好的醱酵工業基礎 有利於快速發展量產微 微生物肥料已經納入肥料管理規範 有利於微 生物肥料 加上東南亞之市場大 華人對臺灣農業 生物肥料的品質維護及管理 成為正規合法的新興 生物科技深具信心及親和力 有利快速拓展海外市 產品 提高企業界加入微生物肥料之研究及開發行 場 此外 國內研發專業人才技術水準高 經驗豐 列 更有利於國內外市場之競爭力 將使農業邁向 富 可創造利多產品 若配合產 官 學合作之機 永續經營之方向前進 達成農業優質 生態 安全 制 結合人才 資金及設備 以技術轉移協助微生 及健康的目標 物肥料之產業發展 將是發展微生物肥料之重要未 李英明 來方向 展望未來 推動 健康 效率 永續經營 之全 20 農業生技產業季刊 行政院農業委員會 AgBIO 農糧署農業資材組 專員

25 法規管理 生物農藥產品研發及其 登記案例分享 撰文/許嘉伊 邱安隆 前言 我國鼓勵生物農藥研發多年 累積相當多的研 發能量 且已有產官學研的合作模式 完成微生物 製劑產品開發的成功案例 為進一步促進學研單位 的研究朝向商品化方向發展 將研發成果導入產業 應用 行政院農業委員會動植物防疫檢疫局 簡稱 防檢局 委請台灣經濟研究院生物科技產業研究中 心 簡稱台經院 於 101 年 10 月 23 日舉辦 生物農 藥產品研發及其登記案例分享座談會 邀請學界及 業界講師說明生物農藥產品登記要件 本土蘇力菌 產品開發的歷程 技轉及成功上市經驗分享 引導 產官學研各界從法規面至個案執行面做深入淺出的 探討 引發與會者的熱絡討論 並藉以提升研發人 員對生物農藥管理制度之認知 促進應用導向之研 農委會動植物防疫檢疫局馮副局長海東致詞 究開發及產業發展 座談會當天邀請防檢局馮副局長海東致詞 並 表示政府相當重視安全農業議題 生物農藥又屬於 未來研提研發項目之參考 藉以縮短商品化時程 安全農業範疇 因此於施政規畫上將生物農藥的研 此外 我國部份業者也已放眼國際市場 而農政單 發及應用列為達成安全農業的方法之一 並列為科 位則藉由國內外登記制度接軌 使臺灣上市的產品 技研發的重點項目 期望生物農藥應用可逐年增加 也可銷售至國外 造福全人類 另台經院孫主任智 並取代部分化學農藥 目前國內市場每年農藥用量 麗亦於致詞指出 雖然目前全球生物農藥市場規模 約 8 千多公噸 生物農藥僅占其中約 5 顯示仍有 約占農藥市場的 5% 但相較於化學農藥 生物農藥 很大的成長空間 防檢局曾委請台經院盤點研發成 的研發 登記費用與時程皆較少 且應用時較無殘 果獲知我國研發計畫已累積許多成果 但真正進入 留問題 依此預估未來在化學農藥減半及有機農業 產品化者卻僅如冰山一角 因此期望透過宣導及討 等政策的推動下 預期生物農藥產業仍有極大的成 論的方式 促進研發人員了解產品上市程序 以利 長空間 健康農業 2012 NO.32 21

26 REGULATION & MANAGEMENT 生物農藥產品登記制度簡介與關鍵點說明座談會首先由行政院農業委員會農業藥物毒物試驗所 ( 簡稱藥毒所 ) 蔡組長韙任進行 生物農藥產品登記制度簡介與關鍵點說明, 介紹生物農藥種類 研發關鍵點 登記流程與要件, 並指出生物資材產品化常見的問題, 如國內外對生物農藥的分類不盡相同, 以美國為例其生物農藥分為微生物製劑 生化製劑及植物保護類的基改作物 PIPs (plantincorporated protectants), 而國內則是包括微生物製劑 生化製劑及天然素材 生物農藥產品從研發階段就必需注意登記規定, 以國外案例, 於研發前二年時, 需在實驗室做有效性試驗, 再到溫室進行藥效測試, 有效性還包含確認有效成分 指標成分 ; 除了有效性以外, 安全性也是研發時應納入考量的重點, 若發現研究的物質具有毒性或對人體有致變異性, 放棄繼續研發的機會極高 ; 此外, 還需進行市場調查, 以了解市場需求, 評估產品對市場是否具有吸引力, 而產品本身的儲架壽命及生產成本也是研發時要考量的項目 ; 另外, 智慧財產權的檢視常被研發人員忽略, 較為正確的觀念應是研發初期就確認該物質是否為已被申請專利保護的範圍 若經上述評估後具有開發成產品的價值, 接續需花三至五年進行對人體健康安全方面的評估, 也就是動物毒理測試, 及環境安全方面的評估, 例如對水生動物 鳥禽類的安全性評估等, 另外還需進行大規模田間試驗 ; 待上述資料齊備後可進行產品登記 由此可知, 生物農藥的有效性及安全性為產品上市審查的關鍵點, 安全性方面, 例如天然素材可能要考量其中所含植物鹼的毒性是否超過化學農藥? 微生物經過醱酵放大培養, 要考量是否產生變異與致病性, 或是代謝產物是否具毒性 而生化製劑中是否含其他代謝產物與毒素? 此外, 如該物質的作用機制是非物理性, 也就是與神經傳導有關, 如賜諾殺, 則管理單位會視為化學農藥來管理 若研發計畫以商品化為目標, 則研發人員應了解相關法規的規範, 才能在研發過程中整理 保留登記所 需的資料, 以達事半功倍 另目前國內登記資料規範, 可至防檢局 農藥資訊服務網 或藥毒所網站查詢 近年防檢局與藥毒所正規劃成立專業輔導平台, 包括提供產品登記前諮商會議, 以協助產品順利登記上市 生物農藥研發歷程經驗談藥毒所曾組長經洲以本土第一個成功登記上市的生物性殺蟲劑 - 庫斯蘇力菌 E-911 為例, 說明蘇力菌 E-911 是由藥毒所開發, 福壽實業股份有限公司承接後續產品登記及商品化 因臺灣地理及氣候等因素, 使蘇力菌與其他生物一樣具有特別高的生物多樣性 藥毒所多年來採集全台樣品, 進行菌株分離 多層次的殺蟲基因型式鑑定 生物活性檢定, 從事具開發價值之本土蘇力菌菌株及新穎殺蟲基因之探討, 目前已分離鑑定保存逾一千株以上 本土蘇力菌多具有異於進口蘇力菌之殺蟲晶體蛋白基因 (insecticidal crystal protein gene, 簡稱 cry) 組合, 且許多菌株的生物活性更優於外來種, 值得開發利用 雖然目前市場已有防治小菜蛾及紋白蝶的蘇力菌產品, 但蘇力菌 E-911 因為 cry 基因組成不同, 具有獨特性, 藥毒所已將該菌株申請我國 美國及中國的發明專利, 其中美國已獲准 藥毒所開發此產品時便著手預備微生物農藥註冊登記資料, 包括產品菌種鑑定試驗 生物特性 產製過程 毒理 理化性質 品質管制及田間試驗報告, 其中田間試驗是在先導型試量產階段就進行, 先在實驗室測定有效力價, 再以三種不同的濃度於田間驗證適合的施用量 整套產品開發所涉及的內涵則包含菌種 註冊登記資料 醱酵量產 製劑配方及品質管制等技術與文件, 這些技術開發及資料製備, 除了藥毒所投入的研發外, 部分項目則於技轉予福壽實業公司後陸續完成, 簡言之, 學研單位技術移轉給業者後, 雙方仍需保持密切合作, 藉以協助業者完成產品登記上市 藥毒所規劃於 102 年啟動資材產業化的輔導平 22 農業生技產業季刊

27 法規管理 安全食糧的使命感穩健經營 供應食糧 飼糧及 農業資材等商品及服務 而如此的使命感也是公司 投入生物農藥開發的動機 經由事前的市場評估 福壽公司訂出投資標的所需具備的條件應包括效果 穩定 耐儲藏 可量產且具經濟效益 基於這些條 件 公司將標的鎖定為蘇力菌 由於藥毒所研發的 蘇力菌 E-911 可進行專利申請 有助於未來海外市 場拓展 符合公司所需 因此福壽公司從民國 94 年 開始參與農委會的產學合作計畫 除了繼續準備登 記資料外 也完成初步量產培養基開發 此時 即 便已開始投入研發 福壽公司仍不斷評估標的產品 與國外產品相較是否具優勢 由於公司認為 蘇力 菌 E-911 菌株活性較國外大廠產品佳 且已建構相 台 以加速高安全性的植物保護資材之商品化 其 目標以整合 農藥登記管理 安全評估 生物 科技 田間應用 農藥製劑 毒理及理化試驗 及 品質規格與檢驗鑑定 等領域專家 將技術面 及法規管理面直接導入產業面 協助解決生物農藥 及其他安全性植物保護資材等商品化之關鍵缺口 此外 針對已有具體成果 待完成關鍵缺口補齊即 可登記上市之產品 將整合團隊成員 強化商業量 產及製劑技術 建構符合 GLP 規範之登記資料製 備能力 以加速實現國內研發產品合法上市及進軍 國際市場 生物農藥產品登記成功案例分享 當的登記資料 而公司本身已建立醱酵量產 小菜 蛾飼育 生物檢定 品質控管及田間試驗分析等技 術 加上在地生產 成本具競爭力 因此決定將其 開發成商品 福壽公司於 95 年由藥毒所技轉蘇力菌 E-911 同年取得經濟部工業局農業生技產業化技術推廣計 畫補助 96 年取得生物農藥生產許可登記及工廠登 記證 97 年提出生物農藥登記申請 98 至 99 年進 行田間試驗 並於 100 年取得農藥原體及成品登記 證 成功將國內第一支本土蘇力菌商品 速力寶 推 展上市 另該產品於商品化過程 公司需克服三大 問題 (1) 成本需低於國外進口產品 因此要改善醱 酵技術 包括降低醱酵培養基成本並提高有效活性 技轉蘇力菌 E-911 的福壽實業股份有限公司成 (2) 產品規格要完全符合法規要求 例如產品要符合 立於 1955 年 目前實收資本額約新臺幣 30.7 億元 有效活性及劑型要求規範等 (3) 國內生物農藥劑型 營業項目包括畜產飼料 水產飼料 寵物食品 與 技術較缺乏 學研界著墨不多 需由公司自行開發 植物食用油 穀類食品 有機肥料與微生物製劑 微生物製劑商品整體開發流程包括市場評估 選 營收超過九成來自飼料 油脂與食品類的產品 為 擇開發標的 收集菌株 篩選標的菌株 功能性分 國內重要的飼料 油脂 有機肥料生產供應商 然 析 小型溫室試驗 開發微生物量產製程 開發成 而一個飼料 油脂大廠如何切入生物農藥領域 由 品製程 產品登記及產品上市 若由國內業者自行 福壽實業股份有限公司陳副理裕才藉由 生物農藥 從頭做到尾則相當辛苦 建議學研界應從市場評估 產品登記成功案例分享 提出該公司的經營理念 做到小型溫室試驗 廠商則接續從微生物量產製程 和與會者交流 他表示福壽公司秉持提供全民健康 開發 直到產品登記上市 針對學研界部分 建議 健康農業 2012 NO.32 23

28 REGULATION & MANAGEMENT 研發計畫至少要完成小型溫室試驗 而且如果已完 件後可再重新提出申請 改變舊制度允許邊審編補 成毒理試驗則廠商技轉意願會更高 因為廠商寧願 件的狀況 可避免外界對農藥審查時程的誤解 另 花更高的金額技轉較完整的成果 此外 於選擇開 藥毒所也提供預審制度 預審時啟動相同的團隊審 發標的時應進行專利檢索 最好開發標的後仍具有 查 但預審並非正式審查 不計入審查時程 申請者 申請專利的潛能 至於業者部分 於產品開發各階 可善用預審制度檢視資料是否備齊 再正式提出申 段需不斷評估 首先要慎選開發標的 藉由廣結善 請 費所長接著提到 國內生物製劑市場有限 業 緣 密切與學研界建立合作關係 增加獲得研發成 者必需以國際市場為發展方向 未來成立的農業科 果資訊的機會 並借力使力 善用政府資源 挹注 技研究院將持續推動生物農藥商品化暨產業化 將 研發資金 最後提出綜論供大家參考 包括 (1) 菌種 海外布局提前納入規劃 預期將有助於業者拓展國 不等於商品 (2) 確定開發標的方向 應從市場面考 際市場 量往回推 確定應用方向再回頭找標的 (3) 技轉年 許嘉伊 邱安隆 限須考量登記時程 以免產品上市時技轉期間已到 期 (4) 好的微生物很多 但劑型技術卻是業界所缺 乏的 以上提供相關建議供各界參考 結語 座談會除了邀請防檢局長官及三位講師與會 外 藥毒所費所長雯綺及各組組長亦蒞臨指導 於 精采的演講後 引發與會人士熱絡的交流 相關的 提問包括學研界對於生物農藥作用機制不明確是否 無法登記 從研發到登記成功上市所花時間及其困 難點 如何確認菌種獨特性 蘇力菌 E-911 當初是 考量那些層面而決定朝商品化發展 蘇力菌 E-911 的 cry 基因組成於防治蟲害上的意義 及植物性防 治資材的缺口為何等 經由討論以釐清與會者的疑 慮 並深化以應用導向為研發的觀念 其中 關於 作用機制不明的產品化難題方面 藥毒所基於輔導 研發的立場 建議可增加重覆暴露毒性試驗以確保 對人體健康的安全性 然而現階段在產品登記審查 上並無明確規定 因此可能的作法為透過提出建議 案 由農藥諮議會的毒理組進行討論 以研議可行 的做法 業者方面則較關切登記細節及登記時程的問 題 費所長特別說明農藥審查登記制度已於民國 99 年改為新制 現行制度僅能補件一次 若屆期未補 正或補正不全者 則駁回申請案 業者備齊相關文 24 農業生技產業季刊 AgBIO 台灣經濟研究院 生物科技產業研究中心 專案經理 行政院農業委員會 動植物防疫檢疫局 技正

29 研發 創新 全球微生物肥料研究發 展趨勢分析 撰文/ 許嘉伊 楊玉婷 余祁暐 前言 微生物肥料是指其成分含具有活性微生物或 休眠孢子及其代謝產物之特定製劑 以提供植物養 分或促進養分利用等功效之物品 於微生物肥料的 發展方面 早期農民發現將種植豆科植物的土壤拿 來與要耕種作物的土壤混合 將有助於增加作物產 量 而 19 世紀末則開始出現培養純菌添加至土壤 中 以促進植物生長的研究 西元 1896 年 Nobbe 與 Hiltner 發表 其關於接 種 根 瘤 菌以促 進 豆科 植 物生長的研究 而他們也於 1895 年將此技術申請 英國及美國專利 英國專利號 美國專利號 並利用此專利技術推出名為 Nitragin 的產 則利用高被引用次數篩選第一階段結果 取得全 球重要微生物肥料研究共 345 筆 並依出版年 國 別 作者 被引用次數 學科類別 (ISI 分類 ) 期 刊別等欄位建立分析樣本資料庫 進行全球微生物 肥料之研究趨勢 國家 跨領域情形等統計分析 此外 運用書目對分析 (bibliographic coupling) 以 論文共同引用同篇文獻的程度進行研究主題分類 將分析樣本資料庫中的論文分類為 95 個研究主題 (cluster) 並進行共現字分析 (co-word analysis) 由 被引用總數最高者 或由論文數前五大之主題 且 被引用總數較高者 解讀微生物肥料熱門之前沿研 究 以掌握此科技領域之全球發展趨勢 品 由一家德國公司銷售 成為全球第一個商品化 的微生物肥料 於此之後 隨著各地的試驗與研究 進展 根瘤菌的接種應用也更加普遍 而除了根瘤 菌 其他微生物的應用研究也持續展開 至今已發 展出各種促進植物生長的微生物肥料產品 由於科學研究為科技發展與產業應用之基礎 因此本報告以微生物肥料為標的 探索微生物肥 料 前 沿 研 究 (research front) 內 涵 剖 析 近 年 科 學 發展的熱門焦點 首先 由微生物肥料技術關聯 圖 圖一 訂定初步檢索策略 進行 年 Thomson ISI Web of Science 期刊論文之兩階段篩 選 第一階段為先設定初步檢索策略 透過多次反 覆檢索及抽驗後 再建立最終檢索策略 第二階段 資料來源 農業生物技術產業化發展方案 圖一 微生物肥料之技術關聯圖 健康農業 2012 NO.32 25

30 RESEARCH & DEVELOPMENT 經 年 Thomson ISI Web of Science 表一 重要微生物肥料研究數前十國被引用分析 期刊論文之兩階段篩選 取得近十年 重要微生物 國別 肥料研究 共 345 筆 近十年重要微生物肥料研究 論文篇數 占總論文篇 數比例 每篇平均被 引用數 數目呈現成長趨勢 以後期 年的產出較 1 印度 % 3.1 多 約由 平均每年的 22 篇上升至 巴西 27 8% 西班牙 15 4% 美國 15 4% 中國 11 3% 義大利 9 3% 8.2 半 占整體的 51% 遠超過位居第二的巴西 巴西 7 埃及 9 3% 6.3 為 27 篇 占整體的 8% 表一 然而印度與巴西的 8 巴基斯坦 9 3% 加拿大 8 2% 次 而印度的 177 篇論文則有 5 篇被引用次數超 10 日本 8 2% 2.8 過 20 次 另 12 篇被引用次數介於 次之間 排 - 台灣 5 1% 其他 % 平均每年的 64 篇 就單一年度而言 後期篇數 約增加 3 倍 圖二 重要微生物肥料研究國家別分析 於重要微生物肥料研究數排名前十大的國家 中 印度 177 篇不僅名列第一 且論文數量超過一 每篇論文平均被引用數卻不高 分別為印度 3.1 次與 巴西 1.5 次 其中巴西的 27 篇論文被引用數皆低於 名第三至五的國家為西班牙 美國 中國 論文數 依序為 篇 此三國的每篇論文平均被引 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 用數相對較佳 尤其是美國與中國皆接近 10 綜合 而言 印度貢獻大量的研究發表 但多數被引用情 形低 而美國 中國等國家的篇數不少 且被引用情 重要微生物肥料研究平均被引用次數前 二十國 形佳 研究品質較高 若以各國論文的每篇平均被引用次數排序 最 高者為烏拉圭 平均被引用數為 33 貢獻自 1 篇論 文 排名第二 三位者為奧地利與希臘 平均被引用 數為分別為 29 及 26 也都只來自 1 篇論文 前三名 的平均被引用次數差異不大 表二 烏拉圭發表的 論文是有關藍綠藻 (cyanobacteria) 於烏拉圭稻米田 之多樣性 固氮能力 與其對除草劑及結合氮之耐 受性 奧地利的論文是與芬蘭共同發表 內容關於 推肥處理之 土壤的氨氧化 (ammonia-oxidizing) 細 菌之群落組成 希臘的論文是關於橄欖油廠廢水之 生物處理 以固氮菌 Azotobacter vinelandii 處理後 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖二 重要微生物肥料研究趨勢分析 26 農業生技產業季刊 之化學組成改變研究 若僅就單篇論文被引用數而 言 最高者為中國一篇關於生物肥料中含有叢枝菌

31 研發 創新 根菌 (arbuscular mycorrhizal fungi, AMF) 固氮菌 溶磷菌 溶鉀菌對玉米生長影響之試驗 此篇論文 被引用數為 47 最高 重要微生物肥料研究跨領域分析 本研究之跨領域分析結果為 21% 歸類至農藝 學 19% 為生物科技及應用微生物學之研究 其次 同時名列論文數前十大及平均被引用數前二十 的國家有中國 美國 加拿大 巴基斯坦 義大利 則為農業綜合類 (17%) 植物科學 (14%) 土壤科學 (10%) 微生物學 (10%) 表三 這些國家的發表相對而言較兼具量與質 前十國重要微生物肥料研究趨勢分析 印度占整體研究數量的一半 每年度發表篇數 表二 重要微生物肥料研究被引用次數前20國 國別 每篇平均 被引用數 總引用數 篇數 1 烏拉圭 奧地利 希臘 尼加拉瓜 瑞士 芬蘭 坦尚尼亞 瑞典 法國 中國 美國 德國 摩洛哥 加拿大 15 皆大幅高於其他國家 如同整體成長趨勢 印度的 產出也以 年較多 此外 巴西於 2007 年 的表現也較為突出 有 11 篇論文 其他國家每年發 表篇數都未超過 5 篇 圖三 重要微生物肥料研究平均被引用趨勢分析 比較各國當年度的平均被引用數與當年度整體 平均水準之差異 大於 1 者為表現高過整體水準 小於 1 者則屬表現落後者 圖四 論文數最多的 表三 重要微生物肥料研究跨領域分析 論文篇數 占總論文 篇數比例 Agronomy 74 21% 3 Biotechnology & Applied Microbiology 65 19% 9 1 Agriculture, Multidisciplinary 59 17% Plant Sciences 49 14% 巴基斯坦 Soil Science 36 10% 16 義大利 Microbiology 33 10% 17 南韓 澳洲 Environmental Sciences 28 8% 19 祕魯 Energy & Fuels 19 6% 20 智利 Horticulture 18 5% - 台灣 Agricultural Engineering 18 5% 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 領域別 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 健康農業 2012 NO.32 27

32 RESEARCH & DEVELOPMENT 進行自西班牙中部的地中海豆科灌木分離之根瘤菌 (root-nodulating bacteria) 的抗逆境 共生特性與遺 傳分析等研究 美國和加拿大則以 年表 現最突出 美加議題包含分析由不同油菜田根圈分 離之假單胞菌 (pseudomonads) 的多樣性 西亞及北 非之土壤碳吸存研究 廢水汙泥於根瘤菌培養之應 用 比較不同根圈菌 (rhizobacteria) 配方對珍珠粟生 長及對抗露菌病之效果 中國及埃及皆以 2005 年的表現最好 當年中 國 埃及與美國共同發表一篇關於根瘤菌 (rhizobia) 對促進稻米生長及其內生現象之探討的論文 義大 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖三 前十國重要微生物肥料研究趨勢分析 利 2001 年的平均被引用數明顯優於各國 是進行胞 外多醣 (extracellular polysaccharides) 對於巴西固氮 螺旋菌 (Azospirillum brasilense) 根瘤菌 Rhizobium 印度 其各年度被引用情形皆不及整體平均 巴西 leguminosarum 依 附 於 叢 枝 菌 根 菌 (AMF) 之角色 也是大致皆低於整體平均 西班牙以 研究 義大利 2006 年與巴基斯坦並列平均數最高 及 2009 年的表現較佳 論文是關於苜蓿中華根瘤 者 當年度義大利與澳洲共同發表商品化木黴菌 菌 (Sinorhizobium meliloti) 與叢枝菌根菌 (AMF) 的 T22 與 T39 於拮抗病原菌產生之二次代謝物研究 交互作用對非豆科植物生長促進之影響 木黴菌細 巴基斯坦則發表 ACC 乙烯前驅物 去胺酶 (ACC- 胞壁蛋白對於細胞保護及依附於疏水表面之分析 deaminase) 性狀可作為篩選促進植物生長之根圈菌 註 [各國年度被引用數/各國年度篇數] [年度總被引用數/年度總篇數] 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖四 重要微生物肥料研究平均被引用趨勢分析 28 農業生技產業季刊

33 研發 創新 (plant growth promoting rhizobacteria, PGPR) 的 指 前五大之主題 且被引用總數較高者 為近十年最 標等研究 日本大致僅 2008 年稍微優於整體表現 熱門之研究主題 熱門主題依論文標題與摘要之特 但並非最突出者 徵詞 字頻分析 進行解讀 並以其中被引用次數 最高者作為該主題之代表論文 前沿研究分析結果 1. 近十年最熱門主題一 將 345 篇重要微生物肥料論文 (item) 排除綜合 總被引用次數為 61 次 主題總篇數為 5 篇 從 評論論文 (review paper) 後 以論文共同引用同篇 中挑選 1 篇作為代表論文 表五 代表論文為 生 文獻之程度進行研究分類 共分為 95 個研究主題 物肥 料中含有 叢 枝菌根菌 (arbuscular mycorrhizal (cluster) 表四 再以被引用總數最高者 或論文數 fungi, AMF) 固 氮 菌 溶 磷 菌 溶 鉀 菌 對 玉 米 生 長 影 響 之 試 驗 於 溫 室 中 進 行 試 驗 以 評 表四 前沿研究分析結果 估 4 種生物肥料對土壤性質及玉米生長之影響 此 4 種 生物肥 料 各含有一種 叢 枝菌根菌 (Glomus 主題數量(cluster) 論文數量(item) 肥料或有機質肥料 (organic fertilizer) 或其他兩種 4 5 生物肥料者作為比較 結果顯示同時添加叢枝菌根 6 4 菌 固氮菌 溶磷菌 溶鉀菌者 可明顯促進玉米 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 mosseae 或 Glomus intraradices) 並含有 或不含固 氮 菌 (Azotobacter chroococcum) 溶 磷 菌 (Bacillus megaterium) 溶鉀菌 (Bacillus mucilaginous) 此試 驗以不添加肥料者作為對照組 另外有僅添加化學 生長 且其中含有 Glomus mosseae 之組合者對增 加產量的成效最佳 此試驗也顯示生物肥料僅需一 半用量即可達到與有機質肥料及化學肥料相當的效 果 微生物接種不僅可促進植物吸收營養物質 也 可改善土壤性質 例如土壤中的有機質含量與土壤 全氮等 此外 當同時接種上述細菌時 叢枝菌根 菌對根部的感染率更佳 但相反的 叢枝菌根菌似 乎對溶磷菌造成抑制作用 2. 近十年最熱門主題二 總被引用次數為 51 次 主題總篇數為 6 篇 從 中挑選 1 篇作為代表論文 表六 代表論文為 接 種固氮菌及溶磷菌對甜菜及大麥產量之影響 固 氮菌及溶磷菌可促進植物吸收氮磷營養素 屬於 註 數字為95個研究主題之編號 資料來源 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖五 前沿研究主題分類圖 促 進 植 物 生 長 之 根 圈 菌 (plant growth promoting rhizobacteria, PGPR) 於生物肥料中扮演重要角色 研究以含有不同組合的固氮菌 (Bacillus OSU-140 或 健康農業 2012 NO.32 29

34 RESEARCH & DEVELOPMENT 表五近十年微生物肥料最熱門主題一 標題發表年國家機構引用次數 Separation of plant hormones from biofertilizer by capillary electrophoresis using a capillary coated dynamically with polycationic polymers 2006 China Ocean Univ Qingdao, Chinese Acad Sci, Peoples R China 6 Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on maize growth: a greenhouse trial 2005 China Hong Kong Baptist Univ, Hong Kong Baptist Univ, Chinese Acad Sci, Peoples R China 47 Revegetation of a lakeside barren area by the application of plant growth-promoting rhizobacteria 2007 South Korea Kangwon Natl Univ, Kunsan Natl Univ, Seoul Natl Univ, Kangwon Natl Univ, South Korea 1 Poultry manure and banana waste are effective biofertilizer carriers for promoting plant growth and soil sustainability in banana crops 2008 Spain, Mexico CSIC Ctr Edafol & Biol Aplicada Segura, Spain; Univ Autonoma Guadalajara, Mexico; Col Postgrad, Mexico 4 Effect of inoculation with putative plant growthpromoting rhizobacteria isolated from Pinus spp. on Pinus pinea growth, mycorrhization and rhizosphere microbial communities 2008 Spain Univ San Pablo CEU, Spain; IFAPA, Spain 3 資料來源 : 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 表六近十年微生物肥料最熱門主題二 標題發表年國家機構引用次數 Effects of mineral and biofertilizers on barley growth on compacted soil 2006 Turkey Ataturk Univ, Turkey; Yeditepe Univ, Turkey 0 The influence of plant growth-promoting rhizobacteria on growth and enzyme activities in wheat and spinach plants 2007 Turkey Ataturk Univ, Turkey 12 Influence of nitrogen fixing and phosphorus solubilizing bacteria on the nodulation, plant growth, and yield of chickpea 2008 Turkey Ataturk Univ, Turkey; Yeditepe Univ, Turkey 5 Sugar beet and barley yields in relation to inoculation with N 2 -fixing and phosphate solubilizing bacteria 2004 Turkey Ataturk Univ, Turkey; Tech Vocat Sch Ispir, Turkey 29 Yield response of wheat and barley to inoculation of plant growth promoting rhizobacteria at various levels of nitrogen fertilization 2003 Turkey Ataturk Univ, Turkey 5 Growth and yield response of spring wheat (Triticum aestivum L.) to inoculation with rhizobacteria 2006 Turkey Ataturk Univ, Turkey; Cent Res Inst Field Crops, Turkey 0 資料來源 : 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 30 農業生技產業季刊

35 研發 創新 Bacillus OSU-142) 及溶磷菌 (Bacillus M-13) 進行試 近十年最熱門主題研究內容皆與複合微生物 驗 評估不同組合之微生物肥料對甜菜及大麥生長 肥料有關 為了增加肥效 如同化學肥料由單一化 之影響 並以不添加肥料者作為對照組 另外以添 肥朝向複合成分發展一樣 微生物肥料也趨向將不 加氮磷化肥者作為比較 結果相較於對照組 有添 同菌種複合使用 例如分別將固氮菌 溶磷菌 溶 加肥料的各組皆可明顯增加甜菜及大麥產量 即使 鉀菌 叢枝菌根菌混合 找出促進植物生長之最適 僅添加一種固氮菌也可比對照組增加 % 的甜 配方 雖然同時施用不同微生物之目的是希望可同 菜根與大麥產量 或僅添加溶磷菌則增加 % 時發揮各菌種之功效 甚至出現綜效 然而微生物 此外 若混合使用上述 2 種或 3 種菌 則可增加產 肥料含有活菌 微生物間的拮抗作用與養分競爭也 量 % 而添加氮磷化肥的組合則可增加 是必需考量的因素 複合微生物肥料已成為發展趨 25.9% 然而進一步分析發現 含有固氮菌 OSU-140 勢 然而其中菌種間的交互作用及土壤環境 植物 與溶磷菌 M-13 的組合 其增加產量的成效卻僅與 種類等因素皆會影響使用成效 成為產品開發應探 添加固氮菌的配方相當 可見微生物混合應用雖然 究的複雜問題 可能造成綜效 但也可能形成互相競爭營養的現 許嘉伊 楊玉婷 象 甚至因交互作用而抑制其功能 而微生物促進 植物生長之成效會受到環境條件 微生物品種 植 余祁暐 台灣經濟研究院 台灣經濟研究院 助理研究員 台灣經濟研究院 AgBIO 生物科技產業研究中心 生物科技產業研究中心 專案經理 生物科技產業研究中心 組長 物及土壤條件等影響 參考文獻 1. Fred, E. B., Baldwin, I. L., and McCoy, E. (1932) Natural and artificial inoculation. Root nodule bacteria and leguminous plants: Thomson ISI Web of Science. 健康農業 2012 NO.32 31

36 RESEARCH & DEVELOPMENT 微生物應用於農藥及肥 料之開發與展望 撰文/ 雷中和 邱安隆 李英明 陳添進 因應時代的變革-生物農藥及肥料的崛起 1960 年代的綠色革命時代 發展出以化學農藥 表一 全球農藥市場規模及成長趨勢 單位 億美元 2009年 2014年 年複合成長率 合成化學農藥 % 化學工業成熟的關係 價格為多數農民所能接受 生物農藥 % 但因近年來化學農藥引發的病蟲害抗藥性 農藥殘 總和 % 3.7% 6.5% - 及肥料為主的農業生產架構 化學農藥及肥料使用 方便 效果穩定且需時較短 也因發展時間較久且 留所衍生的食品安全問題 對於非標的生物的毒殺 農藥類別 生物農藥比重 性較高而導致生態失衡 過量施肥衍生土壤酸化及 水源汙染等問題 經媒體報告引起大眾關注後 激 發民眾對農產品衛生安全意識抬頭 再加上以生物 註 年複合成長率(Compound Annual Growth Rate, CAGR) 資料來源 BCC Research (2010) 台灣經濟研究院生物科技產 業研究中心整理 農藥及肥料輔助或替代部分化學農用品的策略一再 被提起 全球各國也多以政策推動的方式來減少化 學農藥及肥料的使用量 並逐步禁止高毒性及汙染 性的產品 使得生物製劑產品持續進行研發與登記 上市 現在已有部分農友逐漸採取對環境友善的耕 作方法 不僅栽種出無毒且高品質的作物外 也帶 動農藥及肥料生產業者投入生物製劑市場 並逐漸 開發出多樣化的產品 形成新興生物農用品產業 生物農藥及肥料產業的成長趨勢 在全球市場方面 BCC Research 統計植物保護 製劑產業在 2009 年的產值共為 428 億美元 其中 1,301 億美元 2015 年達 1,716 億美元 表二 產業 整體年複合成長率 5.7% 而根據 98 年度農業生物 技術領域產業發展現況及規劃報告 指出生物肥料 在 2009 年估計產值已超過 35 億美元 相信在未來 也會有高幅度的成長 在國內市場方面 農委會統 計資料指出 2010 年國內成品農藥銷售額約莫 2.95 億美元 而國內肥料產值為 3.35 億美元 台灣經濟 研究院生物科技產業研究中心調查顯示其中生物農 藥與生物肥料產值約各占其 3.9% 與 5.3% 與國際 趨勢相近 生物農藥約占 3.7% 預估於 2014 年植物保護製劑 近年來環境永續經營的議題不斷被提起 同時 之全球產值將達到 511 億美元 生物農藥的比例也 食品安全的問題也不斷發生 因此永續農業與有機 會提升至 6.5% 表一 年複合成長率達 15.6% 此 農業等經營模式逐漸擴張 生物農藥及肥料產業自 外 根據 Reportink 估計 全球肥料產值 2010 年約 然因應而生 所謂永續農業是結合高產能高品質與 32 農業生技產業季刊

37 研發 創新 表二 全球肥料市場規模及成長趨勢 2010年 2015年 年複合成長率 市場規模 億美元 % 市場規模 百萬頓 % 肥料 註 年複合成長率(Compound Annual Growth Rate, CAGR) 資料來源 ReportLink (2011) 農業生物技術產業化推動辦公 室整理 抗 逆境的品種 營養綜合管 理 (integrated nutrient management, INM) 病 蟲 害 綜 合 管 理 (integrated 圖一 微生物製劑開發流程魚骨圖 pest management, IPM) 與適當的 耕作制度 整合運 作 以利維持糧食供給與環境的永續 其中營養綜 保存方式以解決倉儲之問題 待確認該雛型產品具 合管理與病蟲害綜合管理就包含了施用生物農藥及 市場潛力後 再進行理化 毒性 安定性等檢驗及田 肥料以取代部分化學農用品 有機農業更是嚴格 間試驗 完備產品登記資料以準備進入市場 現在 因為完全不使用化學農藥及肥料 除了良好的耕作 農藥許可證核發業務之主管機關是行政院農業委員 制度外 生物農藥及肥料是維持農產品產量與品質 會動植物防疫檢疫局 以下簡稱防檢局 申請農藥 的方法之一 臺灣的有機栽培面積由 2001 年至 2010 登記程序係先經農業藥物毒物試驗所 以下簡稱藥 年的複合成長率高達 18.2% 這也連帶造就了生物 毒所 為單一受理窗口 經檢核書面登記文件後 製劑產業的大幅度成長 提送農藥諮議委員會討論通過 防檢局才核發許可 國內微生物應用於農藥及肥料商品化發展 及其建議 證 微生物肥料登記證核發業務之主管機關則為行 生物農藥及肥料的成分種類甚多 其中微生 委員審查通過後 農糧署才核發登記證 微生物農 物具有易於發酵量產的特性 可有效的降低生產成 藥及肥料是新穎的產業 法條規範近期已完備 政 本 因此是產業重點開發的主要標的 臺灣本土微 府為了配合推動政策已將微生物製劑的登記流程及 生物資源相當豐富 且國內對微生物之研究傳承持 檢驗項目簡化許多 目前皆有成功上市的商品供農 續不間斷 已累積相當豐碩的成果可供產業承接 友選購 顯示政府推動此產業之堅定決心 政院農業委員會農糧署 經由肥料諮議委員會專家 加上近年來政府參考國外生物農藥及肥料相關法 以現在臺灣微生物製劑市場的產品分佈來看 規 依據國內產業現況 目前已逐步建立適合企業 目前在臺灣取得許可證的微生物農藥共有 44 項 成長之產業環境 主要為殺蟲劑與殺菌劑 分屬於 8 種有效成分所構 生物農藥及肥料的研究成果商品化已建立一定 成 殺菌劑皆是由國內自行研發之商品化成果 殺 的開發流程 圖一 基本皆從微生物的篩選及功效 蟲劑則多為國外引入之產品 微生物肥料取得登記 確認與作用機轉的研發進行 藉由篩選特定菌種或 證的產品共有 4 項 皆為溶磷菌肥料 也都是國內 代謝物 進而開發量產製程 以提供大量的原料進 自行研發之成果 整體而言對應化學農用品數量相 行研究及開發 調整最佳劑型配方及施用方法 並 對較少 其功能性也較侷限 而使用量最大的蘇力 降低生產成本以達成商業目標 且設計包裝資材及 菌製劑 絕大多數都是由國外引進之成品製劑或是 健康農業 2012 NO.32 33

38 RESEARCH & DEVELOPMENT 引入原體自行調製 顯示國內對於生物農藥及肥料 估 了解生物農藥在全球農藥市場比重逐年提升 的確有其需求 國內相關產業仍有發展的空間 此 其中以蘇力菌產品因其效果及殺蟲專一性而最受矚 外 由於生物農藥及肥料是近年來趨近熱絡的產業 目 於 2006 年約占全球生物農藥的 61% 才確立了 範疇 國內投入公司多由傳統公司轉型或轉投資 首要開發的目標產品 福壽公司於 2006 年承接藥毒 其研發能量尚在累積 對於取得許可證 登記證之 所的本土蘇力菌 E-911 生物農藥技術移轉 繼續擴 流程也較不熟悉 且銷售管道與推廣工作尚在佈 大量產與製劑開發 期間經過經濟部工業局及藥毒 局 這些國內產業發展所面臨的問題 還有賴與公 所的輔導 產品完成了嚴密的各項實驗 歷經田間 部門雙向溝通 協力促使廠商通過認證 並持續修 試驗及農藥申請登記審查 圖二 於 2011 年獲得 訂相關產業規範 以政策強化化學農藥及肥料減量 農藥許可證 開發出首件國產的蘇力菌製劑 - 速力 與有機農業等政策之推動 才能促成生物農藥及肥 寶 蘇力菌 E-911 可濕性粉劑 同時更將原有的有 料產業與基層農業相輔相成的局面 機肥料工廠擴充 增設生物農藥工廠 積極投入生 國產微生物殺蟲劑之開發 蘇力菌E-911 產 並計畫行銷海外市場 福壽實業股份有限公司長年來深耕農產業 但 福壽公司並未滿足於現階段的成果 配合藥毒 自從臺灣農業資材開放自由競爭之際 原有的市場 所已在臺灣 中國大陸與美國 針對此菌株特殊基 及利基皆受到衝擊 因此從原來偏重傳統產業的經 因組成申請專利 展露出積極開發國外市場的企圖 營模式 開始投入生技研發 以便應用其他領域開 心 且在蘇力菌 E-911 登記上市後 仍與技轉單位 發出高附加價值的產品 福壽公司首先進行市場評 藥毒所保持良好的夥伴關係 配合市場需求延伸開 小菜蛾防治率 品項及稀釋倍數 臺中 臺南 高雄 E-911 1,000X 89.9% 65.6% 84.2% E-911 2,000X 71.9% 63.5% 78.5% 40% 蘇力菌 1,500X 72.1% 62.9% 73.6% 11.9% 賜諾殺 3,000X 84.1% 71% 72% 對照組 CK 臺中 臺南及高雄三地區之甘藍菜小菜蛾防治試驗 左圖為田區試驗實地狀況 右列甘藍未經噴施蘇力菌E-911製劑 明顯遭小菜蛾啃 食情況嚴重 右表為經二次施藥後之小菜蛾防治率 整體以E-911稀釋1,000X施用效果最佳 資料來源 福壽實業股份有限公司 圖二 蘇力菌E-911田間試驗 34 農業生技產業季刊

39 研發 創新 發其他蘇力菌與劑型開發 並繼續擴大量能以降低 台肥公司目前已選定與藥毒所合作開發液化澱 生產成本 使微生物製劑的量產優勢發揮到最大 粉芽孢桿菌 (Bacillus amyloliquefaciens) Ba-BPD1 先逐步取代進口產品 提高國內市場市占率 待產 此菌種具有溶磷之功效 並可產生大量的纖維素 銷成熟再進入亞太市場 此等的產業創新模式之運 澱粉 蛋白質及脂質等分解酵素以提高植物對於養 用 值得有意往該領域發展的公司借鏡 份的吸收 又能產生內孢子延長商品儲架壽命 具 備作為微生物肥料的基本條件 經田間試驗確實具 微生物農藥及肥料的雙效研發 液化澱粉 芽孢桿菌 有促進作物生長之功效 圖三 此外 該菌種還可 根據台灣肥料股份有限公司統計臺灣肥料每 成生物農藥的潛力 目前已針對篩選出的優良菌株 年銷售金額約為 100 億元新臺幣 目前市面上化學 提出臺灣 中國大陸與美國專利保護之申請 未來 肥料與有機肥料的銷售金額比約為八比二 但預估 如開發出產品皆能獲得智慧財產權保護 由學研界 生物肥料發展成熟後約可占國內市場的 20% 屬高 研發出潛力菌株 與企業合作開發量產製程 並調 潛力待開發的市場 因此決定即時切入佈局 目前 製製劑配方與確認功效 最後備齊登記資料準備審 已有多種細菌已被證實具有殺菌除蟲的功能 適合 查上市 於此良好的產學研合作模式下 相信在不 被開發作為微生物農藥 但有些細菌同時具有促進 久的將來 市面上將新增更多臺灣本土菌種的微生 植物生長 增進土壤養分 提供植物養份等多種功 物肥料及農藥 產生對多種病原菌具抑制作用之抗生物質 具開發 效 若開發為微生物肥料 可提升土壤養分的利用 效率 進而遞減化學肥料的施用量 以利永續經營 農業且維護環境平衡 分別以 A 契作慣行資材 B 液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1發酵液 C 木黴菌T212處理草莓田試驗 左圖為各組處理之果實外 觀 右圖為各組處理之果實粒數 其中以 B 之平均效果最佳 資料來源 行政院農業委員會農業藥物毒物試驗所 圖三 生物肥料對草莓促進生長之肥效 健康農業 2012 NO.32 35

40 RESEARCH & DEVELOPMENT 國內微生物農藥及肥料的未來展望微生物農藥及肥料是近年來受到矚目的議題, 學研界的先期研究工作已持續多年, 產業適用的法條規範陸續完備, 政府部門的政策推動, 國內指標性業者如百泰 福壽 沅渼 興農及台肥等公司積極開發新產品, 並透過示範推廣建置銷售通路及完善國內市場的供銷, 故需產官學研密切合作結合以將此新興產業再提升 另我國雖以農立國, 但栽種面積畢竟有限, 業者應關注全球市場, 首先朝亞太農業大國或農業資材使用量多者之地區, 以產品品 質及價格站穩海外灘頭堡, 待品牌及通路成熟後, 再考慮進軍環保意識較成熟的國家或有機農業面積 大的地區, 將臺灣農業生技產業推向國際化的高峰 致謝 感謝福壽實業股份有限公司陳裕才課長 行政 院農業委員會農業藥物毒物試驗所曾經洲研究員與 謝奉家副研究員, 費心指教給予意見 AgBIO 雷中和農業生物技術產業化推動辦公室企劃分析師邱安隆行政院農業委員會動植物防疫檢疫局植物防疫組技正李英明行政院農業委員會農糧署農業資材組專員陳添進農業生物技術產業化推動辦公室資深博士後研究員 參考文獻 1. 農業生技產業資訊網 (2009) 產業概況 - 生物性肥料 98 年度農業生物技術領域產業發展現況及規劃報告 2. 農業生技產業資訊網 (2009) 產業概況 - 生物性農藥 98 年度農業生物技術領域產業發展現況及規劃報告 3. 行政院農業委員會動植物防疫檢疫局 農藥資訊服務網,From aspx 4. 行政院農業委員會農糧署 肥料登記證管理系統,From 5. 行政院農業委員會 農業統計資料查詢,From 6. 農業生物技術產業化發展方案 7. ReportLink (2011) Fertlilzer: Global Industry Guide. 8. BCC Research (2010) Biopesticides: The Global market. 36 農業生技產業季刊

41 研發 創新 多功能非共生固氮細菌 Azotobacter 屬之介 紹與應用 撰文/ 簡宣裕 張明暉 林素禎 前言 臺灣每年肥料的用量已有過度施用的問題 故 行政院農業委員會正大力推動合理化施肥 以減少 肥料過量不當使用對土壤 空氣 水質及生態造成 負面之衝擊 又化學肥料製造過程需要耗費大量能 源 石油能源是珍貴與有限的 化學氮肥的價格在 可見的未來 會因為能源成本的提高而大幅上漲 而連帶的影響到農業生產成本與糧食價格上漲 因 此有必要開發供應作物生長所需氮素的新來源 大 氣中充滿著氮氣 藉由微生物固氮酵素的作用可將 氮氣 N2(g) 固定 為生物性氮 肥 而 Azotobacter 圖 圖一 非共生固氮細菌Azotobacter sp.於無氮固體 培養基生長情形 一 為兼具固氮能力與分泌促進作物生長物質 圖二 等功能之菌屬 應用於產製生物性肥料及多功能有 機質肥料 可提供農民另一種氮肥的選擇 以避免 對化學氮肥的過度依賴 非共生固氮細菌Azotobacter屬之介紹 一 Azotobacter 的分類 (Azotobacteraceae) 短桿固氮細菌屬 (Azotaobacter) 第一個短桿固氮細菌是由荷蘭微生物學家 Martinus Beijerinck 於西元 1901 年所發現的 菌種名為色球 短桿固氮細菌 (Azotaobacter chroococcum) 至目前 為止短桿固氮細菌屬至少有 11 種 分別為亞美尼 亞短桿固氮細菌 (A. armeniacus) AR 短桿固氮細 Azotobacter 屬於細菌界 (Bacteria) 變形細菌門 菌 (Azotobacter sp. AR) 倍傑林克短桿固氮細菌 (A. (Proteobacteria) γ 變形細菌綱 (Gammaproteobacteria) beijerinckii) 色球短桿固氮細菌 (A. chroococcum) 假 單 胞 菌 目 (Pseudomonadales) 短 桿 固 氮 細 菌 科 DCU26 短 桿 固 氮 細 菌 (Azotobacter sp. DCU26) 健康農業 2012 NO.32 37

42 RESEARCH & DEVELOPMENT 形 但是有時候為桿狀 球狀及各種形狀 於顯微 鏡觀察時 可以看到分散的單一細胞 不規則串狀 或不同長度鏈狀 以及含有脂肪的包含體 (inclusion body) 培 養 基 中 蛋白腖 (peptone) 成 分 的 甘 胺 酸 (glycine) 通常會影響細胞的形狀 Azotobacter 屬細 胞的大小為 2-10 x μm (Vela, 1972; Tchan and New, 1984; Sharma, 2002) 四 Azotobacter 屬的生理特性 1. 對碳源的利用及運動方式 圖中顏色愈深表示IAA的濃度愈高 圖二 非共生固氮細菌Azotobacter spp.產出iaa Azotobacter 屬是好氧性微生物 能利用簡單醣 類 醇類 有機酸鹽類等有機化合物做為碳源 提 供電子以進行氧化還原反應 並獲得能量 年輕的 FA8 短桿固氮細菌 (Azotobacter sp. FA8) 黑色短桿 固氮細菌 (A. nigricans) 百喜草短桿固氮細菌 (A. paspali) 鹽分短桿固氮細菌 (A. salinestris) 熱帶短 桿固氮細菌 (A. tropicalis) 及葡萄園短桿固氮細菌 (A. vinelandii) 二 Azotobacter 屬的分佈 細胞利用周鞭毛 (peritrichous flagella) 運 動 老細 胞會轉變為沒有運動性的囊胞 (cyst) (Baillie et al., 1962; Tchan and New, 1984) 2. 囊胞的形成及特性 Azotobacter 屬培養過久之後細胞的老化及細胞 在不利的環境條件下 營養細胞 (vegetative cell) 會 產生一層厚黏液的莢膜 (capsule) 進而形成囊胞 Azotobacter 屬是游 離 性 (free living) 細 菌 通 此外改變培養基中養分的濃度與添加某些有機物 常生長於中性至微鹼性土壤 但在寒冷氣候 作物 質 譬如乙醇 正丁醇或 β- 羥基丁酸鹽 也會使營 生長季短及低 ph 值的北極與南極土壤也可以發現 養細胞轉變為囊胞 Azotobacter 屬的囊胞是比營養 它的存在 Azotobacter 屬於淡水與海水中 植物根 細胞更能抵抗不利的環境因子 更特別的是抵抗紫 圈及蚯蚓 (Eisenia fetida) 的卵囊亦可被發現 由大 外線的能力是營養細胞的 2 倍 囊胞也能抗乾旱 多數的土壤可以分離出色球固氮細菌 敏捷固氮細 超音波及 γ 射線與太陽光的照射 囊胞能在乾土中 菌 百喜草固氮細菌及葡萄園固氮細菌 每公克土 存活 24 年 當環境有適當的酸鹼值 溫度及碳源時 壤 Azotobacter 屬 的 族 群 數 為 個 族 群 數 囊胞就會萌芽 通常形成新的營養細胞需要 4-6 小 會受到土壤中其他微生物的影響 例如頭孢子菌 時 (Socolofsky and Wyss, 1962; Layne and Johnson, 屬 (Cephallosporium) 會抑制 Azotobacter 屬的生長 (Gandora et al., 1998; Sharma, 2002; Matyniuk, 2003; Tjera et al., 2005; Kumar et al., 2007) 三 Azotobacter 屬的外觀形態與細胞大小 1964; Sadoff, 1975; Tchan and New, 1984) 3. 產生色素 當 Azotobacter 屬在固體培養基生長時可以產 生扁平且膏狀 大小約 5-10 mm 的菌落 菌落的顏 Azotobacter 屬的細胞經革蘭氏染色後呈現陰性 色依菌種的不同而有黑棕色 綠色及其它顏色 也 (Gram negative) 外觀為多變的形態 通常為卵圓 可 能 為 無 色 (Jensen, 1954; Johnstone, 1955; Tchan 38 農業生技產業季刊

43 研發 創新 and New, 1984) 與多醣體 (Emtiazia, 2004) 包含體內含有聚 β- 羥 4. 適合生長的酸鹼值與溫度 基丁酸酯 (poly β-hydroxybutyrate, PHB) (Tchan and 較適合 Azotobacter 屬細胞生長與固氮作用的 酸鹼值為 ph 但是細胞在 ph 範圍內 皆可以生長 較適合 Azotobacter 生長的溫度為 2030ºC 溫度超過 35ºC 則不利於細胞生長 (Tchan and New, 1984; George, 2005) Azotobacter屬的功能與應用 一 Azotobacter 屬的功能 1. 可以固定大氣中的氮(N2) New, 1984; Diaz-Barrera and Soto, 2010) 二 於食品產業 環境復育及醫藥上之應用 Azotobacter 屬能促 進 土壤中重金 屬如鎘 汞 及鉛的移動性增加 故可以應用於土壤之生物復 育 (Chen et al., 1995) 一 些 Azotobacter 屬 可 以 降 解含氯芳香族化合物的殺菌劑 殺蟲劑及殺草劑 如 2,4,6- 三氯酚等 (Li et al., 1991) Azotobacter 屬能 產 出 藻 酸 (Diaz-Barrera and Soto, 2010; Page et al., 2001; Ahmed M. and Ahmed N, 2007; Galindo et al., Azotobacter 屬能進行固氮作用 利用大氣中的 2007) 可應用於醫藥上當作制酸劑 (Diaz-Barrera 氮合成細胞蛋白質 當細胞死亡後 經礦質化作用 and Soto, 2010) Azotobacter 屬細胞外的多醣體 能 (mineralization) 釋 出 有 效 性 氮 (available nitrogen) 應用於食品產業當做冰淇淋 布丁及奶油的添加物 銨 可供作物吸收利用 故於自然界氮循環扮演重 (Hans et al., 1993) 應用於工業作為吸附金屬的生物 要的角色 Azotobacter 屬於不含氮源培養基中每利 吸附劑 (biosorbent) (Emtiazia et al., 2004) 以及生 用1 mg 碳源 如蔗糖 可以固定 μg 氮 (Tchan 物可分解塑膠 (biodegradable plastics) 的材料 (Diaz- and New, 1984; Sharma, 2002) 當土壤中的有機質 Barrera and Soto, 2010) 含量較多時 固定於土壤中的氮量就愈多 於田間 土壤情況下 Azotobacter 屬固定空氣中的氮 除了 需利用簡單醣類或碳酸鹽化合物當作碳源進行代謝 三 Azotobacter 屬於農業上之應用 Azotobacter 屬能產出促進植物生長的物質 載 之外 土壤中還需要有豐富的鈣才能讓 Azotobacter 鐵物質及拮抗有害微生物的物質 且具固定大氣中 屬細胞有較好的固氮能力 而適量濃度的微量元素 氮氣的能力 有利於農業的生產 茲將其在農業上 及鹽類可以促進此菌屬的固氮能力 (Tchan and New, 的應用分述於下 1984; Sharma, 2002) 1. 促進作物種子萌芽 生長及產量的增加 2. 產出有用的代謝產物 (1) 促進作物種子萌芽與養分的吸收 Azotobacter 屬會生成一些可以抑制鏈 格菌屬 Azotobacter 屬接種於水稻 玉米 小麥 高粱 (Alternaria) 鐮 胞 菌 屬 (Fusarium) 及 長 蠕 孢 黴 菌 (Sigh, 2006) 綠 豆 鷹 嘴 豆 (Cicer arietinum) 短 屬 (Helminthosporium) 等病原菌生長的物質 (Mahdi 莢 飯 豆 (Vigna catjang) 種子 (Brown, 1975; Saharan et al., 2010) 產 生 維 生 素 B 核 黃 素 (riboflavin) and Nehra, 2011) 可以促 進 種子萌 芽 作 物 接 種 菸鹼酸 (niacin) 吲哚乙酸 激勃素 細胞分裂素 Azotobacter 屬可以增進根部對水分與養分的吸收速 (Martinez et al., 1988; Revillas et al., 2000; Ahmad 率 與量 (Bretrand et al., 2000; Narula et al., 2000) et al., 2008; Kamlesh et al., 2004) 及 拮 抗 微 生 物 Azotobacter 屬能分泌有機酸與螯合物質 (chelating 物質 (Verma, 2001) 此外也會產生胞外載鐵物質 substances) 使 土壤中被固定 的 磷 化合 物 溶解度 (siderophore) (Suneja et al., 1996; Tindale et al., 2000) 增 加 產 生有 效性磷供作物吸收利用 (Illmer and 健康農業 2012 NO.32 39

44 RESEARCH & DEVELOPMENT Schinner, 1995; Kumar and Narula, 1999; Deubel and Merbach, 2005) (2) 增加作物的產量水稻種子接種 Azotobacter chroococcum 能增加 % 穀粒產量 (Sigh, 2006) 小麥種子接種 Azotobacter chroococcum 可以增產 13% 穀粒重 (Hamid, 2008) 或 74% 穀粒產量 (MiloŠević, 2012) Azotobacter sp. 與 Azospirillum sp.( 固氮螺旋細菌 ) 一起接種於珍珠粟種子處理的穀粒產量, 比種子不接種菌處理者高 13.7% (Latake et al., 2009) 玉米種子接種 Azotobacter sp. 處理, 可使產量比未接種菌處理者多 % (Raouf et al., 2011; Faramarzi et al., 2012; Sarajoughi et al., 2012) 油菜種子接種 Azotobacter chroococcum, 於收穫時油菜植株的鮮重產量比未接種菌處理者多 20.9% (Ebrahimi et al., 2007) Paul 等人 (2011) 將 4 株 Azotobacter spp. 接種於棉花種子, 棉花子 (seed cotton) 的產量可比未接種菌理者多 % 南非醉茄( 埃及人蔘,Withania somnifera) 接種 Azotobacter chroococcum, 每公頃人蔘根部的產量比未接種菌處理者多 19.4% (Kumar et al., 2009) 2. 減少作物土生性病害的發生 Cavaglieri 等人 (2004) 將玉米種子置入 Azotobacter armeniacus RC2 菌液 ( cell/ml) 浸潤後, 取出種植於盆栽介質, 可以完全抑制 Fusarium verticillioides 於玉米根部的生長 Deepak 與 Lal (2009) 將 Azotobacter sp. 菌劑以 40 kg/ha 施用於土壤, 可使小茴香感染 Fusarium oxysporum f. sp. 的百分率降低 19.4% Mali 與 Bodhankar (2009) 由落花生根圈分離出 Azotobacter chroococcum KG2 KG3 及 KG5, 此 3 株菌可以有效抑制 Fusarium oxysporium 與 Alternaria alternate 生長 3. 增加水產養殖漁穫量 A. chroococcum 接種在養殖池中可提高池塘的固氮活性 固氮量 浮游生物 (plankton) 的生質量, 及增加養殖池的漁穫量 (Garg et al., 1998) Garg 與 Bhatnagar (2002) 將乳牛糞 1,000 kg ha/year 施入養殖池, 配合接種 Azotobacter sp., 可以顯著比未接種 Azotobacter sp. 處理者增加養殖池中浮游生物數量與魚的生長速率 Ali 等人 (2011) 將 Azotobacter chroococcum 與 Azospirillum brasilense 當作益生菌 (probiotics) 接種於養殖池中, 可使水體中的溶氧量 生物需氧量 (biological oxygen demand) 硝酸鹽與磷酸鹽量, 及尼羅魚 (Oreochromis niloticus) 的淨初產量 (NPP, net primary production) 及比生長速率 (specific growth rate) 顯著增加 4. 於國內洋香瓜產區施用非共生固氮細菌 Azotobacter sp. 對於洋香瓜產量與品質之效益 (1) 試驗處理及田間肥料施用量田間試驗之施肥處理有 3 種 :(1) 對照處理 ( 試驗地農民慣行之肥料施用量 );(2) A 處理 : 減施 20% 化學肥料配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液 ;(3) B 處理 : 減施 20% 化學肥料配合灌澆培養基 每處理有 2 重複之試驗小區, 試驗小區之畦寬度 2 公尺, 洋香瓜株距 42 公分, 種植 2 排, 每排種植 25 株藍寶石洋香瓜苗, 搭網架直立栽培洋香瓜, 每植株留 1 個瓜果實 對照處理試驗區相當於每分地施用 120 公斤台肥 43 號化學肥料與 450 公斤牛糞堆肥 ;A 處理試驗區相當於每分地施用 96 公斤台肥 43 號化學肥料與 450 公斤牛糞堆肥, 及於每株洋香瓜根部灌澆 100 毫升稀釋 1/1,000 的 Azotobacter sp. 菌液 ;B 處理試驗區相當於每分地施用 96 公斤台肥 43 號化學肥料與 450 公斤牛糞堆肥, 及於每株洋香瓜根部灌澆 100 毫升稀釋 1/1,000 的培養基 對照處理試驗區 A 處理試驗區及 B 處理試驗區, 於瓜苗定植時 定植後 1 星期與 2 星期時各分別灌澆水 Azotobacter sp. 菌液及培養基 (2) 施用非共生固氮細菌 Azotobacter sp. 對洋香瓜生長 產量與品質之效益 1. 施用 Azotobacter sp. 對洋香瓜生長勢之效益 40 農業生技產業季刊

45 研發 創新 於洋香瓜定植後 第 4 星期與 7 星期分別進行 之肥料施用量試驗區為 12.2 ºBrix 和減施 20% 化 植株高度之測定 試驗結果顯示 定植後第 4 星期 學肥料並配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液試驗區與減 時 農民慣行之肥料施用量試驗區的植株高度比減 施 20% 化學肥料並配合灌澆培養基試驗區的差異 施 20% 化學肥料並配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液試 不顯著 減施 20% 化學肥料並配合灌澆 Azotobacter 驗區 與減施 20% 化學肥料並配合灌澆培養基試驗 sp. 菌液試驗區的洋香瓜 每顆瓜橫切面的平均直徑 區者較高 但差異不顯著 而於定植後第 7 星期時 為 39.7 公分 大於減施 20% 化學肥料並配合灌澆 減施 20% 化學肥料並配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液 培養基試驗區與農民慣行之肥料施用量試驗區 表 試驗區的植株高度 分別高於農民慣行之肥料施用 三 量試驗區與減施 20% 化學肥料並配合灌澆培養基 試驗區者 表一 於定植後第 9 星期時 洋香瓜第 三葉片的相對葉綠素含量 以減施 20% 化學肥料並 配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液試驗區與減施 20% 化 學肥料並配合灌澆培養基試驗區 高於農民慣行之 表三 施用游離固氮菌液並配合減施化學肥料對藍寶石洋香瓜 果徑 粒重 產量及甜度的影響 瓜果鮮粒重 (公克) 果徑 (公分) 產量 (公斤/公頃) 甜度 (ºBrix) 38.5 ± ,555 ± ± 1.2 A 處理試驗區 1,051 ± ± ,867 ± ± 1.7 B 處理試驗區 1,024 ± ± ,408 ± ± 1.6 對照處理試驗區 915 ± 132 肥料施用量試驗區 表二 2. 施用 Azotobacter sp. 對洋香瓜果徑 粒重 產量及甜度之效益 洋香瓜於定植 12 星期時 進行採收 以減 施 20% 化學肥料並配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液試驗 區每顆瓜平均重量 1,051 公克 相當於每公頃的產量 為 17,867 公斤 分別是減施 20% 化學肥料並配合 3. 施用 Azotobacter sp. 對洋香瓜合理化施肥之 經濟效益評估 灌澆培養基試驗區與農民慣行之肥料施用量試驗區 對照試驗區每分地施用台肥 43 號化學肥料 120 的 1.03 倍與 1.15 倍 至於洋香瓜的甜度 農民慣行 公斤 而 A 處理試驗區 減施 20% 化學肥料並配合 灌澆 Azotobacter sp. 菌液試驗區 與 B 處理試驗區 表一 藍寶石洋香瓜苗定植7星期時之植株高度 公分 對照處理試驗區 198 ± 17 A處理試驗區 B處理試驗區 201 ± ± 12 減施 20% 化學肥料並配合灌澆培養基試驗區 每 分地施用台肥 43 號化學肥料 96 公斤 此兩試驗區 相當於每公頃減施 240 公斤化肥 若每包 40 公斤 台肥 43 號化學肥料價格為 445 元 則此兩試驗區的 肥料支出 相當於每公頃皆可節省新臺幣 2,670 元 減施 20% 化學肥料並配合灌澆 Azotobacter sp. 菌液 表二 藍寶石洋香瓜苗定植9星期時第三葉片的相對 葉綠素含量 試驗區 洋香瓜的產量相當於 17,867 公斤 / 公頃 農民慣行之肥料施用量試驗區的產量相當於 15,555 對照處理試驗區 A處理試驗區 B處理試驗區 I 48.9 ± ± ± 2.9 則減施 20% 化學肥料並配合灌澆 Azotobacter sp. 菌 II 48.9 ± ± ± 2.7 液試驗區每公頃出售瓜的收益 可比對農民慣行之 平均值 48.9 ± ± ± 2.8 公斤 / 公頃 若藍寶石洋香瓜售價為 50 元 / 公斤 肥料施用量試驗區多新臺幣 115,600 元 本文之資 料為進行一次田間試驗的結果 此 健康農業 2012 NO.32 41

46 RESEARCH & DEVELOPMENT 試驗顯示灌澆 非共生固氮細 菌 Azotobacter sp. 菌 病害 增進作物的生長 品質及產量 Azotobacter 液對藍寶石洋香瓜的生長勢與產量有效益 但由 菌屬是環境友善的微生物 適宜施用於耕地土壤與 於全國各主要洋香瓜產區耕地土壤具有差異 灌澆 水產養殖環境 為多功能的有益微生物 其應用範 Azotobacter sp. 菌液於藍寶石洋香瓜根部是否會有一 疇有很寬廣的潛力 臺灣許多耕地已長久不合理的 致之效果 則需進行廣泛田間試驗加以確認 過度施用化學肥料或有機質肥料 應透過土壤診斷 分析 瞭解耕地的肥力狀態 若土壤肥力非常好 結 語 Azotobacter 菌屬能產出胞外多醣體 藻酸及胞 內聚 β- 羥基丁酸酯 可以應用於食品加工 藥品及 環保產業 本菌屬也能分泌促進作物生長物質 載 鐵物質 拮抗微生物物質 並具固定大氣中氮的能 力 能增加養殖池魚生長速率與漁穫量 防治作物 於栽培作物時 則必須認真思考減少肥料的施用 量 此外 配合施用綠能肥料 微生物肥料 如非 共生固氮細菌 Azotobacter spp. 以減少慣行肥料的 施用量 亦是一種值得嘗試的選擇 簡宣裕 張明暉 林素禎 行政院農業委員會 行政院農業委員會 行政院農業委員會 農業試驗所 農業試驗所 農業試驗所 AgBIO 研究員 助理研究員 助理研究員 參考文獻 1. Ahmad, F., Ahmad, I. and Khan, M. S. (2005) Indole acetic acid production by the indigenous isolates of Azotobacter and fluorescent Pseudomonas in the presence and absence of tryptophan. Turkish Journal of Biology (29): Ahmed, M. and Ahmed, N. (2007) Genetics of bacterial alginate: alginate genes distribution, organization and biosynthesis in bacteria. Current Genomics 8 (3): Ali Sayeda, M., Mohamed, I. A. and Wafaa, T. A. (2011) Evaluation of Azotobacter and Azospirillum biofertilizers as a probiotics in Oreochromis niloticus aquaculture. Journal of Fisheries and Aquatic Science 6 (5): Baillie, A., Hodgkiss, W. and. Norris, J. R (1962) Flagellation of Azotobacter spp. as demonstrated by electron microscopy. Journal of Applied Microbiology 25 (1): Bretrand, H., Plassard, C., Pinochet, X., Toraine, B., Normand, P., and Cleyet-Marel, J. C. (2000) Stimulation of the ionic transport system in Brassica napus by a plant growth-promoting rhizobacterium (Achromobacter sp.). Canadian Journal of Microbiology 46: Brown, M.E. (1975) Rhizosphere microorganisms opportunist bandits or benefactors. In Soil Microbiology. N. Walker (Ed). Buterworths pp: Cavaglieri, L., Passone, A. and Etcheverry, M. (2004) Screening procedures for selecting rhizobacteria with biocontrol effects upon Fusarium vericillioides growth and fumonisin B1 production. Research in Microbiology 155: Cavaglieri, L.R., Passone, A. and Etcheverry, M.G. (2004) Correlation between screening procedures to select root endophytes for biological control of Fusarium verticillioides in Zea mays L. Biological Control 31: Chen, J. H., Czajka, D. R., Lion, L. W.,. Shuler, M. L, and Ghiorse, W. C. (1995) Trace metal mobilization in soil by bacterial polymers. Environmental Health Perspectives 103 (1): Deepak, and Lal, G. (2009) Integrated strategy to control wilt disease of cumin (Cuminum cyminum L.) caused by Fusarium oxysporum f. sp. cumini (Schlecht) Prasad & Patel. Journal of Spices and Aromatic Crops 18 (1): Deubel, A. and Merbach, W. (2005) Influence of microorganisms on phosphorus bioavailability in soils. In Soil Biology v(3): Microorganisms in soils and roles in genesis and functions pp: Ed. by F. Buscot and A. Varma. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg. 42 農業生技產業季刊

47 研發創新 參考文獻 12. Diaz-Barrera, A. and Soto, E. (2010) Biotechnological uses of Azotobacter vinelandii: Current state, limits and prospects. African Journal of Biotechnology 33: Ebrahimi, S., Nejad, H. I., Rad, A. H. S., Akbari, G. A., Amiry R. and Sanavy, S. A.M. M. (2007) Effect of Azotobacter chroococcum application on quantity and quality forage of rapeseed cultivars. Pakistan Journal of Biological Sciences 10 (18): Emtiazia, G., Ethemadifara, Z. and Habibib, M. H. (2004) Production of extra-cellular polymer in Azotobacter and biosorption of metal by exopolymer. African Journal of Biotechnology 3 (6): Faramarzi, A., Pourgorban, M. A., Ansari, M. H.and Taghizadeh, R. (2012) The effects of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) inoculation on the yield and yield components of grain corn (Zea mays L.) in Astara, Iran. Journal of Food, Agriculture and Environment 10(1): Galindo, E., Peña, C., Núñez, C., Segura, D.and Espín, G. (2007) Molecular and bioengineering strategies to improve alginate and polydydroxyalkanoate production by Azotobacter vinelandii. Microbial Cell Factories 6 (7): Gandora, V., Gupta R. D., and Bhardwaj, K. K. R. (1998) Abundance of Azotobacter in great soil groups of north-west Himalayas. Journal of the Indian Society of Soil Science 46 (3): George, M., Garrity (2005) Part B: The Gammaproteobacteria. Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. The Proteobacteria (2 ed.). New York: Springer. ISBN Garg, S.K., Bhatnagar, A. and Narula, N. (1998) Application of Azotobacter enhances pond productivity and fish biomass in still water ponds. Aquaculture International 6: Garg S.K. and Bhatnagar, A. (2002) Determination of dosage of Azotobacter and organic fertilizer for optimum nutrient release, net primary productivity and fish growth in fresh water fish ponds. Aquaculture International 10(2): Hamid Abbaskokht. (2008) The study of Azotobacter-chroococum inoculation on yield and post harvest quality of wheat (Triticum aestivum). International meeting on soil fertility land management and agroclimatology. Turkey. pp: Hans Günter Schlegel, Zaborosch, C. and Kogut, M. (1993) General microbiology. Cambridge University Press. p ISBN Illmer, P. and Schinner, F. (1995) Solubilization of inorganic calcium phosphates - solubilization mechanisms. Soil Biology and Biochemistry 27: Jensen, H. L. (1954) The Azotobacteriaceae. Bacteriological Reviews 18 (4): Johnstone, D. B. (1955) Azotobacter Fluorescence. Journal of Bacteriology 69 (4): Kamlesh, K., Suneja, S., Goyal, S. and Narula, N. (2004) Phytochrome production by Azotobacter - A review. Agric. Rev. 25 (1): Kumar, V. and Narula; B.(1999) Solubilization of inorganic phosphates and growth emergence of wheat as affected by A. chroococcum mutants. Biology and Fertility of Soils 28: Kumar, V., Behl, R. K. and Narula, N. (2001) a. Establishment of phosphate solubilizing strains of Azotobacter chroococcum in rhizosphere and their effect on wheat under green house conditions. Microbial Research 156: Kumar, R., Bhatia, R., Kukreja, K., Behl, R. K., Dudeja, S. S. and Narula, N. (2007) Establishment of Azotobacter on plant roots: chemotactic response, development and analysis of root exudates of cotton (Gossypium hirsutum L.) and wheat (Triticum aestivum L.). Journal of Basic Microbiology 47 (5): Kumar, V., Solanki, A. S. and Sharma, S. (2009) Yield and economics of Withania somnifera influenced by dual inoculation of Azotobacter chroococcum and Pesudomonas putida. Turk J Biol. 33: Latake, S. B., Shinde, D. B. and Bhosale, D. M. (2009) Effect of inoculation of beneficial microorganisms on growth and yield of pearl millet. Indian J. Agric. Res. 43(1): Layne, J. S and Johnson, E. J. (1964) Natural factors involved in the induction of cyst formation in Azotobacter. Journal of 健康農業 2012 NO.32 43

48 RESEARCH & DEVELOPMENT 參考文獻 Bacteriology 87 (3): Li, D. Y., Eberspächer, J., Wagner, B., Kuntzer, J.and Lingens, F. (1991) Degradation of 2,4,6-trichlorophenol by Azotobacter sp. strain GP1. Applied and Environmental Microbiology 57 (7): Mahdi, S. S., Hassan, G. I., Samoon, S. A., Rather, H. A., Showkat, A. D. and Zehra, B. (2010) Bio-fertilizers in organic agriculture. Journal of Phytology 2(10): Mail, G.V. and Bodhankar, M.G. (2009) Antifungal and phytohormone production potential of Azotobacter chroococcum isolates from groundnut (Arachis hypogea L. Rhizosphere). Asian J. Exp. Sci. 23(1)1: Martinez-Toledo, M.V., de La Rubta, T., Moreno J. and Gonzalez Lopez, J. (1988) Root exudates of Zea mays and production of auxins, gibberellins and cytokinins by A. chroococcum. Plant and Soil 110: Martyniuk, S. and Martyniuk, M. (2003) Occurrence of Azotobacter spp. in some Polish soils. Polish Journal of Environmental Studies 12 (3): Milosevic, N., Tintor, B., Protic, R., Cvijanoic, G. and Dimitrijevic, T. (2012) Effect of inoculation with Azotobacter chroococcum on wheat yield and seed quality. Romanian Biotechnological Lrtters 17(3). 39. Modarres Sanavy. (2007) Effect of Azotobacter chroococcum application on quantity and quality forage of rapeseed cultivars. Pakistan Journal of Biological Sciences 10 (18): Narula, N., Kumar, V., Behl, R. K., Deubel, A., Gransee, A. and Merbach, W. (2000) Effect of P-solubilizing A. chroococcum on N, P, K uptake in P responsive wheat genotypes under green house conditions. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 163: Page, W. J., Tindale, A., Chandra M. and Kwon, E. (2001) Alginate formation in Azotobacter vinelandii UWD during stationary phase and the turnover of poly-β-hydroxybutyrate. Microbiology 147 (Pt 2): Paul, S., Maheshwar, S. R. and Satya, P. T. (2011) Interactive effect with AM fungi and Azotobacter inoculated seed on germination, plant growth and yield in cotton (Gossypium hirsutum). Indian Journal of Agricultural Sciences 81 (11): Raouf, S. S., Kazem, K. and Abdolghayoum, G. (2011) Effect of seed priming with plant growth promoting Rhizobacteria (PGPR) on dry matter accumulation and yield of maize (Zea mays L.) hybrids. International Research Journal of Biochemistry and Bioinformatics 1(3): Revillas, J.J., Rodelas, B., Pozo, C., Martínez-Toledo M. V. and González-López, J. (2000) Production of B-group vitamins by two Azotobacter strains with phenolic compounds as sole carbon source under diazotrophic and adiazotrophic conditions. J. Appl. Microbiol. 89(3): Sadoff, H. L. (1975) Encystment and germination in Azotobacter vinelandii. Microbiological Reviews 39 (4): Saharan, B.S and Nehra, V. (2011) Plant growth promoting rhizobacteria : A critical review. Life sciences and Medicine Research LSMR Sarajupghi, M., Mohammad, R. A., Ghorban, N., Ali, K., Farhad, R. and Saeedi, M. (2012) Response of yield and yield components of maize (Zea mays L.) to different biofertlizers and chemical fertilizers. American-Eurasian J, Agric. and Environ. Sci. 12(3): Sharma, A. K. (2002) Biofertilizers for sustainable agriculture. Agrobios, India pp.: Singh, M.S. (2006) Cereal crops response to Azotobacter - A review. Agric. Rev. 27 (3): Socolofsky, M. D and Wyss, O. (1962) Resistance of the Azotobacter cyst. Journal of Bacteriology 84: Suneja, S., Narula, N., Anand, R. C. and Lakshminyana, K. (1996) Relationship of Azotobacter chroococcum siderophores with nitrogen fixation. Folia Microbiology 41: Tchan, Y. T. and New, P. B. (1984) Key to the genera of the family Azotobacteraceae genus I. Azotobacter. In: Bergey s manual of systematic bacteriology volume 1: Ed. by Krieg N. R. and G. H. John. William and Wilkins, Baltimore, USA. 53. Tejera, N., Lluch, C., Martínez-Toledo, M. V. and González-López, J. (2005) Isolation and characterization of Azotobacter and 44 農業生技產業季刊

49 研發創新 參考文獻 Azospirillum strains from the sugarcane rhizosphere. Plant and Soil 270 (1 2): Tindale, A. E., Mehrotra, M., Ottem, D. and Page, W. J. (2000) Dual regulation of catercholate siderophore biosynthesis in Azotobacter vinelandii by iron and oxidative stress. Microbiology 146: Vela, G. R. And Rosenthal, R. S. (1972) Effect of peptone on Azotobacter morphology. Journal of Bacteriology 111 (1): Verma, S., kumar, V., Narula N. and Merbach, W. (2001) Studies on in vitro production of antimicrobial substances by Azotobacter chroococcum isolates/mutants. Journal of Plants Diseases and Protection 108: 健康農業 2012 NO.32 45

50 RESEARCH & DEVELOPMENT 具商品化潛力之多功能 液化澱粉芽孢桿菌 撰文/ 謝奉家 前言 在臺灣 許多人提到生物殺菌劑中的芽孢桿 菌 (Bacillus spp.) 常只 聯 想 到 枯 草 桿 菌 (Bacillus subtilis) 單一菌種 但事實上 還有其它具有抑菌 功 能 的芽 孢 桿 菌屬菌株已 經 陸 續 研 發 並準 備 在 臺灣上市 同樣的 許多人也認為上 述 芽 孢桿菌 屬菌株主要功能就是殺菌或抑菌 但筆者研究團 隊已針對枯草桿菌與液化澱粉芽孢桿菌 (Bacillus amyloliquefaciens) 進行多功能的探討與研發 並已 挑選具研發潛力的液化澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1 申請 中國大陸 中華民國與美國的專利 由於產生多種 抗生物質 有抑菌的功能 所以可作為生物殺菌劑 有溶磷或產生植物激素吲哚乙酸 (indole acetic acid, IAA) 等功能 可促進作物生長 所以可作為微生物 肥料 可產生多種消化酵素與抑菌物質 所以可作 為動物飼料添加物 若一種微生物具有多種能力但 僅應用於一種領域 此微生物的經濟效益將無法彰 顯 許多菌株應用範圍都可以從植物保護用的生物 農藥與微生物肥料 擴大至雞 豬等動物飼料添加 物及應用於水產養殖業 將單一菌種跨領域研發與 創新加值 可開闢更多發展方向 本文係針對具商 品化潛力之多功能液化澱粉芽孢桿菌進行相關資訊 與心得分享 液化澱粉芽孢桿菌簡介 液化澱粉芽孢桿菌是不是枯草桿菌的一種? 最 46 農業生技產業季刊 近臺灣已有廠商進行液化澱粉芽孢桿菌的產品開 發 但仍有不少研發人員認為液化澱粉芽孢桿菌就 是枯草桿菌 事實並不然 液化澱粉芽孢桿菌 1943 年由日本學者 Fukomoto 發現 此菌種可產生大量 的 α-amylase 及 protease 在一開始時 由於此菌種 外觀及表現特徵和枯草桿菌極為相似 因此當時暫 將液化澱粉芽孢桿菌列為枯草桿菌的亞種之一 但 在 1967 年 Welker 與 Compbell 利用 DNA 雜交方法 發現枯草桿菌和液化澱粉芽孢桿菌之基因相似度只 有 % 之間 枯草桿菌的 DNA guanine-pluscytosine 成份 (G+C%) 是 % 而 液化 澱 粉 芽孢桿菌的 G+C% 是 % 由此可以判斷枯 草桿菌和液化澱粉芽孢桿菌是為不同的品種 除了 分子基因上可證明枯草桿菌和液化澱粉芽孢桿菌不 同 另外在其它如枯草桿菌和液化澱粉芽孢桿菌所 產生的 α-amylase 特性上也有相當大的差異 1986 年 在 Bergey's Manual of Systematic Bacteriology 書中 將液化澱 粉芽孢桿菌分類 為一獨立菌株 Priest 在 1987 年正式發表期刊 至此液化澱粉芽孢 桿菌才真正被定義出來 目前利用 API (analytical profile index) 簡易鑑定套組與 gyr B 基因定序也可 將液化澱粉芽孢桿菌 枯草桿菌 地衣芽孢桿菌 (Bacillus licheniformis) 及 短 小 芽 孢 桿 菌 (Bacillus pumilus) 等四株表現型接近的菌種鑑別出來 吳文希教授 已從臺大退休 曾從臺灣分離篩 選到 2 株液化澱粉芽孢桿菌 編號分別為 B128 與

51 研發 創新 B190 吳教授主要從百合植株上分離 700 株微生 養 鑑 定 及保 存 與開發 Ba-BPD1 菌株具有 高 產 物 再與百合灰黴病菌進行對峙及共同培養 最後 率並同時產生抗生物質伊枯草菌素 (iturin) 表面 篩選出對灰黴病菌具有明顯拮抗能力之拮抗菌株 活 性 素 (surfactin) 與 豐 原 素 (fengycin) 的 能 力 研究結果顯示 B190 菌株與 23 種植物病原菌進行 用 以 抑 制 真 菌 或 細 菌 生 長 在 真 菌 方 面 可 抑 對峙及共同培養 可顯著性地 (p=0.05) 抑制其中 16 制 百合灰 黴 病 菌 (Botrytis elliptica) 玫 瑰 灰 黴 病 種病原菌 尤其值得注意的是能特別有效抑制百合 菌 (Botrytis cinerea) 檬 果 炭 疽 病 菌 (Glomerella 灰黴病菌 cingulata) 香蕉炭疽病菌 (Colletotrichum musae) 筆者在行政院農業委員會農業藥物毒物試驗 甜 柿 炭 疽 病 菌 (Colletotrichum gloeosporioides) 所 以下簡稱藥毒所 的研究團隊也從臺灣本土篩 水 稻 立 枯 絲 核 菌 (Rhizoctonia solani) 豌 豆 鐮 選到液化澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1 深具開發潛力 胞 菌 (Fusarium oxysporum f. sp. pisi) 番 茄 鐮 經委託亞太智財科技服務有限公司詳細進行專利蒐 胞 尋和佈局之後 已申請美國 中國大陸與中華民國 蘭 花 鐮 胞 菌 (Fusarium solani) 荔 枝 鐮 胞 菌 專利中 有下列多項功能 具有伊枯草菌素 (iturin) (Fusarium solani) 百合白絹病菌 (Sclerotium rolfsii 與表面活性素 (surfactin) 等抗生物質的高產率能力 Saccardo) 蘋果褐斑病菌 (Alternaria mali) 甜椒疫 具有抑制多種細菌生長的效果 具有抑制多種真菌 菌 (Phytophthora capsici) 洋蔥黑麴菌 (Aspergillus 生長的效果 具有多種酵素活性 圖一 筆者的研 niger) 柑 桔 青 黴 菌 (Penicillium italicum) 蓮 霧 究團隊已與國內不同領域廠商洽談技術移轉 以下 果 腐 菌 (Pestalotiopsis eugeniae) 及 檬 果 蒂 腐 菌 分別以生物農藥 微生物肥料 益生菌飼料添加物 (Botryodiplodia theobromae) 等 圖二 在 細 菌方 與未來展望 分述如下 面 可抑制細菌性軟腐桿菌 (Erwinia chrysanthemi 液化澱粉芽孢桿菌的生物農藥功能 及 Erwinia carotovora subsp. carotovora) 瓜 類 細 本 土 液 化 澱 粉 芽 孢 桿 菌 Ba-BPD1 是 由 藥 毒 所自臺 中 梨 山 的 土壤 篩 選 出 來 並 且 進 一 步 培 菌 (Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici) 菌 性 斑 點 菌 (Acidovorax avenae subsp. citrulli) 癌 腫 菌 (Agrobacterium tumefaciens) 石 竹 科 花 卉 細 菌 性 萎 凋 菌 (Burholderia caryophylli) 茭 白 細 菌 性 基 腐 菌 (Enterobactor cloaceae) 楊 桃 細 菌 性 斑 點 菌 (Pseudomonas syringae) 青 枯 病 菌 (Ralstonia solanacearum) 柑桔潰瘍菌(Xanthomonas axonopodis pv. cirti) 茄 科 植 物 細 菌 性 斑 點 菌 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria) 十 字 花 科黑腐菌 (Xanthomonas campestris pv. compestris) 水稻白葉枯菌 (Xanthomonas oryzae pv. oryzae) 等 筆者研究團隊已進行草莓灰黴病的田間防治評估 Ba-BPD1 菌液於大湖草莓田間每週施用 1 次 持續 施用 4 次之後 對於草莓灰黴病有一定的防治效果 至少降低罹病率 36% 另於國姓草莓田間試驗結果 顯示 Ba-BPD1 對草莓果腐病的預防效果也很顯著 圖一 液化澱粉芽孢桿菌的多功能示意圖 水稻紋枯病初步田間防治結果顯示施用 Ba-BPD1 健康農業 2012 NO.32 47

52 RESEARCH & DEVELOPMENT 能之微生物殺菌劑成品 與市售只注重孢子數或預 防功能的一般商品有所區隔 液化澱粉芽孢桿菌的微生物肥料功能 依照過去肥料登記制度 含有機質成分及微生 物之肥料產品 僅能籠統的登記於有機質肥料品目 之下 而且 肥料種類品目及規格 規範當中並無單 獨 微生物肥料 之品目 因此民國 99 年 7 月以前 所有市面上販賣的 微生物肥料 不論其是否符合 檢測規定 皆屬 無法可管 的階段 有鑑於此 行 政院農業委員會於民國 99 年 7 月 29 日公告修正 肥 料種類品目及規格 肥料種類分為氮肥類 磷肥 類 鉀肥類 次微量要素肥料類 有機質肥料類 複合肥料類 植物生長輔助劑類 微生物肥料類及 其他肥料類 共九類 其中新增微生物肥料類 至 於微生物肥料類可再分為以下六項 (1) 豆科根瘤菌 註 左邊平板為試驗組 右邊平板為對照組 Ba Bacillus amyloliquefaciens Ba-BPD1 FSO Fusarium solani Cg-T4044 Colletotrichum gloeosporioides Cg-T4018 Colletotrichum gloeosporioides Bot Botryodiplodia theobromae Pi28 Penicillium italicum Am Alternaria mali F308 Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici Gc Glomerella cingulata 圖二 液化澱粉芽孢桿菌Ba-BPD1對於多種植物病 原真菌的平板對峙效果 肥料 (2) 游離固氮菌肥料 (3) 溶磷菌肥料 (4) 溶鉀菌 肥料 (5) 複合微生物肥料 (6) 叢枝菌根菌肥料 筆 者的研究團隊所研發液化澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1 分析顯示具有螯鐵蛋白 (siderophore) IAA 與 ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) 去 胺 酵 素 (ACC deaminase) 等促進作物生長的多項因子 經田 間試驗對於草莓植株的生長具有正面的幫助 其中 對於果實數量以及果實之甜度效果更為顯著 由於 菌液共 8 次後 相較於對照組 罹病度降低約 3040% 具有 5% 顯著差異 蝴蝶蘭黃葉病 (Fusarium solani) 之溫室盆栽防治試驗顯示 經過 10 週施藥 可明顯降低黃葉病的罹病率約達 58% 尤其對蝴蝶 蘭具有內生的能力 不需持續補充菌源 菌體仍可 存在於植株內 藥毒所已與台灣肥料股份有限公司 具有溶磷功能 依現行法規可以申請為微生物肥料 類的溶磷菌肥料 液化澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1 是本 土生物製劑的新一代具商業發展潛力菌種 由於同 時具有預防與治療功能 及促進作物生長之效能 不僅預防與治療雙效合一 更可解決傳統農藥只有 病害防治或肥料只有促進作物生長的問題 相信藥 毒所此項農藥與肥料雙效無毒生物製劑的研發成果 完成 3 年期的產學合作計畫 為與市面類似產品有 可以促進本土安全農業與無毒農業的發展 藥毒所 差異化的區隔 除了孢子數提升外 亦提升主要抗 已與台灣肥料股份有限公司完成 3 年期的產學合作 生物質伊枯草菌素 (iturin) 的含量 達到治療與預防 計畫 目前該公司已有意願洽談相關技術移轉 預 的雙效功能 目前該公司已有意願洽談相關技術移 期技轉後 1 年內可完成具溶磷功能的微生物肥料產 轉 預期技轉後 2 年內可完成治療與預防的雙效功 品登記 48 農業生技產業季刊

53 研發 創新 液化澱粉芽孢桿菌的益生菌飼料添加物功 能 抗生素可以抑制家禽病原菌 防止疾病產生 然而過度廣泛的使用這些化學藥品會造成耐藥菌 株的產生 並伴隨著在畜群產品中的殘留與二次感 染等問題 抗生素殘留問題已經受到國際社會普遍 的關注與擔憂 歐盟自 2006 年已全面禁止抗生素 作為飼料添加物的使用 因此尋找抗生素的替代物 就顯得相當重要 像是疫苗的開發 益生菌與中草 藥的發展 即是取代抗生素的一條途徑 根據農委 會民國 99 年農業統計年報資料顯示 國內雞隻屠 註 左邊平板為試驗組 右邊平板為對照組 宰總隻數約為 3.3 億隻 其產值約為新臺幣 367 億 圖三 液化澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1可以產生至少4 種主要酵素的分解能力 元 占全國畜牧業總產值 25.3% 而國內豬隻全年 供應屠宰數約為 858 萬頭 產值約為新臺幣 707 億 元 占全國畜牧業總產值 48.7% 上述統計資料顯 示人們對於禽畜動物的需求很大 而其養殖所需之 動物用藥 動物用疫苗 飼料添加物及其他應用於 這些動物之產品皆有龐大商機 日本可爾必思公司 (Calpis) 所生產的可速必寧 (Calsporin ) 為枯草桿菌 寧 菌株 甚至優於 可速必寧 菌株 其中 在肉雞 蛋雞與保育豬試驗中 Ba-BPD1 菌株對於 換肉率 雞蛋品質 腸道菌相 血清中免疫球蛋白 IgG 與 IgA 含量 表一 等皆有顯著提升效果 上 述結果顯示 Ba-BPD1 菌株若開發為動物飼料添加物 單一菌種的動物飼料添加物產品 該知名產品已在 確實很有競爭力 足以與日本知名產品 - 可速必寧 美國 巴西 泰國與日本 廣泛應用於畜牧業 可增 (Calsporin ) 互相抗衡甚至超越 技轉後相信可以 加雞 豬的換肉率 育成率和減少畜產品污染 為 暢銷的動物飼料添加物 但進口單價約為 1 公斤新 臺幣 3,400 元 雖每公斤產品可使用於 1 公噸的飼料 量 禽畜業者長期使用的生產成本仍過高 無法負 建立臺灣自行研發之飼料添加物旗艦品牌 進行世 界性的行銷 藥毒所已與沅渼生物科技股份有限公 司完成產學合作計畫 目前該公司已有意願洽談相 關技術移轉 荷 因而轉為使用複合菌種或是價格低廉但品質不 穩定之產品 液化澱粉芽孢桿菌的國內發展現況與成果 為解決產業問題並考量產業技術發展趨勢 液化澱粉芽孢桿菌分離菌株 TCB428 是臺中區 筆者研究團隊進行動物飼料添加物的跨領域產學合 農業改良場從農田土壤篩選出的新型本土微生物菌 作計畫 主要進行保育豬 蛋雞與肉雞的生長相關 種之一 本菌種具有快速分解有機質之功能 並具 特性試驗 液化澱粉芽孢桿菌菌株 Ba-BPD1 具有 有適應性廣的特性 可以促進有機廢棄物分解 縮 產生纖維素分解酵素 (cellulase) 蛋白質分解酵素 短堆肥腐熟時程 適合應用在堆肥製作上 福壽實 (protease) 脂質分解酵素 (lipase) 澱 粉分解酵素 業股份有限公司於民國 98 年 11 月與臺中區農業改 (amylase) 圖三 與植酸分解酵素 (phytase) 等多種 良場簽署 製造生物性堆肥之液化澱粉芽孢桿菌種 酵素活性的能力 亦對大腸桿菌與沙門氏桿菌具有 TCB428 技術移轉授權合約 目前本技術已完成產 抑菌能力 Ba-BPD1 菌株有些功能不亞於 可速必 品正式量產及商品化 健康農業 2012 NO.32 49

54 RESEARCH & DEVELOPMENT 表一 藥毒所跨領域研發本土益生菌與日本益生菌飼料添 加物旗艦產品的比較 來 10 年有可能下降至目前使用量的 60% 而生物農 藥的利用則會增加 市場占有率可能接近 40% 至 於化學肥料每年銷售金額已達新臺幣 63 億元 有 機質肥料銷售金額約新臺幣 41 億元 未來微生物肥 料約可占國內肥料市場 20% 估計有新臺幣 10 億元 以上的銷售金額 另外 有鑒於化學農藥及抗生素 長期使用已形成生態環境的破壞 2000 年丹麥開始 禁用飼料添加抗菌劑後 各國開始跟進 2006 年歐 盟全面禁止飼料添加化學抗菌劑 目前已經成為全 世界潮流 整體而言 生物農藥 微生物肥料與益 生菌飼料添加物的市場開發潛力很大 目前臺灣的菌株篩選策略 幾乎都是不同領域 藥毒所近年來積極進行本土優良安全菌株液化 各自篩選該領域需要的菌株 例如 植物病理學系 澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1 的產業化研發 落實農業科 所主要篩選抑制作物病原菌效果較強者 土壤系所 技研發成果產業化及推動本土菌株產品上市之商品 主要篩選溶磷 固氮或促進作物生長較好者 禽畜 化政策 已有豐碩成果 但行政院農業委員會各地 系所主要篩選促進腸道消化或可使動物換肉率較佳 區的農業改良場 臺中區農業改良場 高雄區農業 者 水產業者主要篩選可使水質淨化或抑制水產病 改良場等 與大專院校 國立中興大學 國立屏東科 原菌效果較顯著者 因此 各自領域皆花費龐大的 技大學 國立高雄師範大學等 也逐年新篩獲很多 人力與物力 資源重複 甚為可惜 期望本文可以 具開發潛力的液化澱粉芽孢桿菌菌株 研發成果的 拋磚引玉 讓篩菌的研發人員重新思考如何從不同 商品化亦是指日可待 將可以讓農民有更多樣化的 角度深掘窮究單一菌株的潛在多功能特性 跨領域 產品選擇 連結或整合 發揮菌株的最大效益 筆者相信跨領 域且多功能的研發將是未來菌株開發的重要方向 未來願景 筆者研究團隊預期液化澱粉芽孢桿菌 Ba-BPD1 上述多功能研發成果可以在技轉後 2 年開發為生物 農藥產品 微生物肥料產品與益生菌動物飼料添加 物產品並成功上市 提供本地農民需求並擴展至海 外市場 對於有機栽培業者 可透過液化澱粉芽孢 桿菌增加抗病性與降低罹病率 促進作物發育及生 長 亦能促進作物對於土壤養份吸收 提高產量及 品質 也可配合吉園圃栽培生產 減少化學農藥與 化學肥料使用 改善化學農藥與化學肥料殘留於蔬 果 土壤與水源的問題 以及減少連作障礙 亦能減 少動物飼料抗生素的使用 增加畜產農戶的產值 提升消費者的健康保障 由於化學農藥的使用在未 50 農業生技產業季刊 AgBIO 謝奉家 行政院農業委員會 農業藥物毒物試驗所 副研究員

55 研發創新 參考文獻 1. 邱安隆 (2002) 應用生物製劑防治百合灰黴病 花蓮區農業專訊,42: 高穗生 (2010) 微生物農藥研發進展與產業潛力 農業生技產業季刊,24: 高穗生 謝奉家 (2010) 液化澱粉芽孢桿菌之生物農藥與生物肥料商品化產品開發 生物科技產學論壇,p 臺中, 中興大學 4. 許嘉伊 (2010) 全球生物農藥產業概況與未來展望 農業生技產業季刊,24: 曾德賜 (2010) 臺灣生物農藥開發與產業化應用之問題與展望 農業生技產業季刊,24: 謝奉家 李美珍 高穗生 (2003) 枯草桿菌菌體及其代謝產物對病原真菌之抑菌效果評估 植物保護學會會刊,45: 謝奉家 (2004) 本土生物農藥資源及其應用 ( 病害防治資材 )- 芽孢桿菌 植物保護論壇 農業生物技術國家型科技計畫辦公室 臺中 8. 謝奉家 (2005) 植物病害的殺手明星 - 枯草桿菌 科學發展月刊,391: 謝奉家 (2011) 臺灣芽孢桿菌生物殺菌劑的研發與應用現況 行政院農業委員會農業藥物毒物試驗所技術專刊,205: 謝奉家 (2012) 液化澱粉芽孢桿菌防治外銷蝴蝶蘭黃葉病之研發 農政與農情月刊,237:91-94 健康農業 2012 NO.32 51

56 RESEARCH & DEVELOPMENT 農業廢棄物資源化微生 物之研究 撰文/ 蔡宜峰 陳俊位 摘要 本研究目的為篩選出具有分解有機質能力的有 益微生物菌種 並建立應用於製作堆 液 肥及有 機介質之適當接種方法及相關控制條件等 以期研 發出新型生物性堆 液 肥及介質及相關應用技術 以供日後研究與應用之參考 經由有機農場土壤 作物根系及多種自製堆肥樣品中 已篩選分離出枯 草 桿 菌 (Bacillus sp.) 木 黴 菌 (Trichoderma sp.) 及 放線菌 (Streptomyces sp.) 等多株有益微生物菌種 並經研究鑑定具有分解有機質能力 目前已成功 研發將上述有益微生物菌種應用於蔗渣木屑堆肥 稻殼堆肥 牛糞堆肥 蔬果栽培介質 杏鮑菇栽培 介質 有機高效液肥等多項產品 當應用於堆 液 肥及有機介質製作時 具有快速增進堆肥化高溫 (60ºC) 縮短堆肥化時程 降低臭味之效益 且產 品品質穩定優良 而且應用枯草桿菌 木黴菌或放 線菌在製作堆 液 肥及有機介質 其產品中有效 菌數可達約 至 spore/g 本項新型生物性 堆 液 肥及有機介質製作技術已獲得中華民國發 明專利案計 10 項 經農委會審議同意已陸續辦理完 成技術移轉授權案計 27 件 相關產品已有多項正式 商品化 前言 業的生產過程 常常不知不覺中利用了自然 例如 利用森林貯存的流水 以及充滿養分的有機質土 壤 在農業生產中若加強自然資源之循環應用 則能兼具自然生態維護及農業產能提昇等多重效 益 ( 嚴 1989) 中國袓先很早即懂得種植作物 除 發展犁具以犁田並中耕除草等 並已懂得將動物排 泄廢棄物 植物之殘體 甚至收集野外植生加入農 田 綠肥 以永保土壤肥力 使之不至因耕作而消 耗 ( 吳 1990) 如此合乎自然永續的耕作制度自古 即相傳下來 一般而言 農業廢棄物均兼具污染性 及資源性 如妥為處理 將能轉化為農業生產系統 中的養分源 氮 磷 鉀 及能源 碳 (Chae and Tabatabai, 1986) 使農業廢棄物回歸于農田 不僅 合乎資源再利用的自然法則 也是現今消納如此大 量有機廢棄物之重要方向之一 然而施用未腐熟的 有機物 容易造成土壤過度還原性及釋出毒性物質 等 問 題 (Harada, 1990 Jokela, 1992) 因 此有 機 廢 棄物需經過適當的堆肥化處理 以除去不良有機成 分及毒性物質等限制作物生長的因子 (Harada et al., 1991 Inoko, 1982) 在堆肥化過程中 有機物基質 中所含碳水化合物會迅速被微生物作用而分解 同 時微生物之增殖必須吸收氮 磷等營養成份以合成 微 生 物 體 質 (biomass)(singh and Singh, 1986) 所 以堆肥化前有機物基質中應含有豐富的營養要素成 農為邦本 民以食為天 此兩句古諺充分 份 並需將堆肥化前有機物基質中各種成份調整至 說明農業在人類歷史及文化發展上的重要性 農 較適宜比例範圍內 以利於微生物進行堆肥化作用 52 農業生技產業季刊

57 研發 創新 所謂堆肥化作用即利用廣泛分佈於自然界之微 生物 在控制的條件下 將廢棄物中不穩定的有機 後 取單一菌落置於裝有 5 毫升無菌水之螺旋試管 中保存 組成分加以分解 轉換為安定的腐植質成份 即腐 木黴菌株則以水瓊脂 (Water agar, W.A.) 洋菜平 熟的堆肥 (De Bertoldi et al., 1985) 微生物在堆肥 板法進行微生物分離 由土壤分離者稱取 1 克土壤 化過程中 擔任有機物分解與堆肥穩定化之重要角 置於 10 毫升無菌水中經振盪後 取過濾液進行平板 色 不同的堆積材料如能接種適當的微生物菌種 劃線分離 作物根系分離者採根段分離法 將根段 可以加速堆肥醱酵 另一方面 在堆積材料環境中 洗淨後切取 0.5 公分小段後取 5 小段置於 W.A. 中 維持微生物最適宜之生長條件 使微生物充分的 堆肥資材樣品先細分成 0.5 公分小段後 取 5 小段 活動與繁殖 亦能加強堆肥材料的發酵與分解 因 置於 W.A. 中 以上每種類資材 5 個培養皿 各處理 此 針對不同有機物材料特性 施予適當的微生物 於 28ºC 培養箱中不照光培養 挑取片段菌絲尖端移 菌種 將是堆肥製作過程之重要步驟之一 其中關 到馬鈴薯葡萄糖培養基上 培養 7 天後觀察各菌絲 於利用微生物菌種的關鍵機制 包括篩選出適當的 生長形態 由其中挑取木黴菌菌絲形態之菌株 進 有益微生物菌種 建立有效率的菌種培養繁殖方法 行二次純系分離後 切取 0.5 cm 2 之菌絲塊置於裝 5 與應用於堆肥材料中的接種方法等 皆有助於使堆 毫升無菌水之螺旋試管中保存 肥效果達到最佳化 2. 菌種之鑑定 利用農業廢棄物資源化微生物案例 一 資源化有益微生物開發 1. 菌種分離與篩選 臺中區農業改良場自 90 年起持續辦理農業廢 以目前臺中場微生物實驗室分離篩選及純化 後 經鑑定出具有明確分解有機質功能之有益微生 物分離菌株 再檢送至食品科學發展研究所進行菌 種鑑定 目前已完成菌種鑑定工作合計 13 株 表 一 其中屬於枯草 桿 菌 (Bacillus sp.) 計 5 株 包 括 TCB428 TCB9401 TCB9407 TCB9722 及 棄物資源化有益微生物之開發與應用技術研究工 TCB10007 木黴菌 (Trichoderma sp.) 計 6 株 包括 作 其中有益微生物菌種分離與篩選係最基礎的研 TCT103 TCT111 TCT301 TCFO9409 TCFO9768 究工作 臺中場微生物實驗室由有機農場土壤 作 及 TCT10166 放線菌 (Streptomyces sp.) 計 2 株 包 物根系及各種自製堆肥採取樣品 枯草桿菌以營養 括 TCST9706 TCST9801 抽出物水瓊脂 (Nutrient agar N.A.) 洋菜平板法進行 微生物分離 首先由土壤及各種堆肥樣品分離者 稱取 1 克樣品置於 10 毫升無菌水中 經過 30 秒振 二 生物性堆肥之製作技術 1. 生物性蔗渣木屑堆肥 盪後 取過濾液進行平板劃線分離 作物根系分離 以 接 種 木 黴菌 (Trichoderma sp.) TCT111 製作 者採根段分離法 將根段洗淨後切取 0.5 公分小段 生物性蔗渣木屑堆肥為例 堆肥材料之各成分乾物 後取 5 小段置於 10 毫升無菌水中震盪 30 秒 取懸 重用量比例依序為蔗渣 35-45% 廢木屑 25-35% 浮液於 NA 平板畫線 以上每種類資材 5 個培養皿 豬糞 5-15% 及油粕 15-25% 將堆肥材料混合均勻 各處理於 30ºC 培養箱中不照光培養 挑取單一菌落 後再 取 用適 量木 黴菌 TCT111 有 效菌 數 約 移到營養抽出物 (Nutrient agar N.A.) 洋菜平板培養 spore/ml 先加水稀釋 200 倍成菌懸液 將菌稀釋液 基上 培養三天後觀察各菌落生長形態 由其中挑 混入堆肥材料中 最後將堆肥材料水份含量調整至 取似枯草桿菌菌落形態之菌株 進行二次純系分離 60% 堆積高度維持約 m 爾後立即進行堆 健康農業 2012 NO.32 53

58 RESEARCH & DEVELOPMENT 表一 已篩選及純化獲得之枯草桿菌 木黴菌及放線菌 分離菌株 菌種 分離菌株編號 初步功能鑑定 枯草桿菌 TCB428 可分解澱粉類 纖維類 拮抗作用 枯草桿菌 TCB9401 可分解澱粉類 纖維類 拮抗作用 枯草桿菌 TCB9407 可分解澱粉類 纖維類 拮抗作用 枯草桿菌 TCB9722 可分解澱粉類 纖維類 拮抗作用 枯草桿菌 TCB10007 可分解澱粉類 纖維類 拮抗作用 木黴菌 TCT103 可分解澱粉類 纖維類 木質類 木黴菌 TCT111 可分解澱粉類 纖維類 木質類 木黴菌 TCT301 可分解澱粉類 纖維類 木質類 未接種木黴菌之蔗渣木屑堆肥 在堆肥製作堆積第 木黴菌 TCFO9409 可分解澱粉類 纖維類 木質類 6-10 日 堆肥體溫度上升到 60 C 以上 最高可達到 木黴菌 TCFO9768 可分解澱粉類 纖維類 木質類 木黴菌 TCT10166 可分解澱粉類 纖維類 木質類 種木黴菌處理之蔗渣木屑堆肥可以提早 4-7 日達到 放線菌 TCST9706 可分解蛋白質類 澱粉類 纖維類 腐熟階段 放線菌 TCST9801 可分解蛋白質類 澱粉類 纖維類 圖一 木黴菌(Trichoderma sp.) TCT C 約第 日 堆肥溫度約 50 C 左右 約第 日 堆肥溫度才降低至約 46 C 左右 顯示接 由 接 種 木 黴 菌 (TCT111) 對 蔗 渣 木 屑 堆 肥 養 分含量之影響結果顯示 表三 其中接種木黴菌 (TCT111) 之 蔗 渣 木 屑堆 肥 氮含 量 約 2.11% 磷 含 積製作 堆肥化期間約間隔 5-7 日 利用鏟裝機翻堆 量約 1.01% 鉀含量約 1.78% 鈣含量約 1.12% 鎂 乙次 一直持續到堆肥腐熟為止 表二係為堆肥化 含量約 0.81% 有機質含量約 64.6% 鋅含量約 78 過程的溫度效應 CK 係為未接種木黴菌之對照組 ppm 銅含量約 16 ppm 未接種木黴菌 (CK) 之蔗 在有接種木黴菌的蔗渣木屑堆肥製作堆積第 0-5日 渣木屑堆肥氮含量約 1.96% 磷含量約 0.95% 鉀含 堆肥體溫度上升到 60 C 以上 最高可達到 70 C 此 量約 1.75% 鈣含量約 1.06% 鎂含量約 0.78% 有 高溫期 >60 C 約維持 10~15 日 爾後溫度逐漸降 機質含量約 65.1% 鋅含量約 80 ppm 銅含量約 15 低 約第 日 堆肥溫度降低至約 46 C 左右 ppm 顯然有無接種木黴菌 (TCT111) 之蔗渣木屑堆 約 第 日 堆 肥溫 度 可 降低 至 約 41 C 左 右 肥的養分含量未有顯著差異 且堆肥養分含量均維 表二 接種木黴菌(TCT111)對生物性蔗渣木屑堆肥溫度之影響 單位 處理/日數 接種TCT CK 註:CK為未接種菌之對照組 54 農業生技產業季刊

59 研發 創新 表三 接種木黴菌(TCT111)對生物性蔗渣木屑堆肥養分含量之影響 處理/日數 氮 磷 鉀 鈣 鎂 有機質 鋅 銅 (%) (%) (%) (%) (%) (%) (mg/kg) (mg/kg) 接種TCT CK 註:CK為未接種菌之對照組 表四 接種枯草桿菌(Bacillus sp.) TCB428對生物性稻殼堆肥溫度之影響 單位 處理/日數 接種TCB CK 註:CK為未接種菌之對照組 持穩定 有接種木黴菌 (TCT111) 菌種於堆肥製作過 程中 以及蔗渣木屑堆肥等製成品中 可分離出所 添加之菌種 分離率約為 至 spore/g 顯 示所添加之木黴菌菌種可在堆肥化過程及堆肥成品 中存活 2. 生物性稻殼堆肥 以接種枯草桿菌 (Bacillus sp.) TCB428 製作生 物性稻殼堆肥為例 將堆肥材料依稻殼 60-70% 豆 粕 20-30% 米糠 10-20% 比例配方混合均勻後 再 取用適量枯草桿菌菌種 TCB428 有效菌數約 cfu/ml 先加水稀釋 200 倍成菌懸液 再以堆肥材料 圖二 枯草桿菌(Bacillus sp.) TCB428 1 m3 與菌懸液 20 公升之比率 將菌稀釋液混入堆肥 材料中 最後將堆肥材料水份含量調整至 60% 堆 菌種之稻殼堆肥 在堆肥堆積第 6-10 日 堆肥體溫 積高度維持約 m 爾後立即進行堆積製作 度上升到 60 C 以上 最高可達到 63 C 約第 堆肥化期間約間隔 5-7 日 利用鏟裝機翻堆乙次 日 堆肥溫度才降低至約 48 C 左右 一直持續到堆肥腐熟為止 接種枯草桿菌處理之稻 由接種枯草桿菌 (TCB428) 對稻殼堆肥之養分 殼堆肥在堆積第 0-5 日 堆肥體溫度上升到 60 C 以 含量分析結果顯示 表五 接種枯草桿菌菌種之 上 表四 最高可達到 68 C 此高溫期 (>60 C) 約 稻殼堆肥氮含量約 1.62% 磷含量約 0.45% 鉀含 維持 日 爾後溫度逐漸降低 約第 日 量 約 1.15% 鈣 含 量 約 1.87% 鎂 含 量 約 0.89% 堆肥溫度可降低至約 46 C 左右 未接種枯草桿菌 有機質含 量 約 66.3% 鋅 含 量 約 76 ppm 銅含 量 健康農業 2012 NO.32 55

60 RESEARCH & DEVELOPMENT 表五 接種枯草桿菌(TCB428)對生物性稻殼堆肥養分含量之影響 處理/日數 氮 磷 鉀 鈣 鎂 有機質 鋅 銅 (%) (%) (%) (%) (%) (%) (mg/kg) (mg/kg) 接種TCB CK 註:CK為未接種菌之對照組 約 18 ppm 未接菌之稻殼堆肥氮含量約 1.57% 磷 含量約 0.41% 鉀含量約 1.14% 鈣含量約 1.82% 鎂含量約 0.88% 有機質含量約 65.7% 鋅含量約 79 ppm 銅含量約 17 ppm 另有接種枯草桿菌菌種 (Bacillus sp.tcb428) 之稻殼堆肥等成品中 可分離 出所添加之菌種 分離率約為 至 cfu/g 顯示所添加之枯草桿菌菌種 (Bacillus sp.tcb428) 可 在堆肥化過程及堆肥成品中存活 三 生物性有機液肥之製作技術 以接種放線菌 (Streptomyces sp.) TCST9801 製 圖三 放線菌(Streptomyces sp.) TCST9801 作生物性有機液肥為例 取 50 公升塑膠桶置入有機 材料依豆粕類 2-3 公斤 米糠 公斤 糖蜜 2-3 公斤等比例配方 再取用含有效菌數約 cfu/ml 釋約 100 倍 可供作物生育後期使用 以上之放線菌 (TCST9801) 菌液 公升 加水 四 杏鮑菇栽培木屑介質技術 至 公升 並盡量攪拌均勻 其後每日攪拌 1-2 以接種木黴菌 (Trichoderma sp.) TCFO9409 製 次 約 3-4 週後可完熟供使用 如施用打氣裝置以 作杏鮑菇栽培木屑介質為例 將實驗分為三組 各 增加溶氧量 可以加速分解 生物性有機液肥以供 組堆積材料之各成分乾物重用量比例依序為 新鮮 應速效性養分為主 成品中有益微生物菌種之分離 木屑 75% 杏鮑菇栽培後廢舊木屑 25% 接種木黴 率約為 至 cfu/g 一般於作物生育期間作追肥 及土壤灌注使用 並能培育 適當有益微生物菌種 兼具 土壤改良功能 完熟之生物 性有機液肥加水稀釋約 300 倍 可供作物苗期使用 加 水稀釋約 倍 可供 作物生育中期使用 加水稀 56 農業生技產業季刊 表六 接種木黴菌(TCFO9409)對杏鮑菇栽培木屑介質溫度之影響 單位 處理/日數 接菌 舊木屑 接種TCFO CK 註:CK為未接種菌之對照組

61 研發 創新 表七 接種木黴菌(TCFO9409)對堆積第75日杏鮑菇栽培木屑介質養分含量之影響 氮 磷 鉀 鈣 鎂 C/N (%) (%) (%) (%) (%) 接菌 舊木屑 接種TCFO CK 處理/日數 註:CK為未接種菌之對照組 下 由堆積第 75 日杏鮑菇栽培木屑介質養分含量之 分析結果顯示 添加杏鮑菇栽培後廢舊木屑 25% 處 理 可以增加杏鮑菇栽培木屑介質中氮 磷 鉀 鈣 及鎂等養分含量 且顯著降低杏鮑菇栽培木屑介質 中碳氮比 顯然木黴菌 (TCFO9409) 與添加舊木屑 等處理均有快速增溫與加速分解功效 本試驗產出 木屑介質經調配成杏鮑菇栽培太空包予以栽種杏鮑 菇 結果顯示產出之杏鮑菇產量與品質與一般傳統 木屑介質產出者並無差異 因此 可確定本試驗利 用木黴菌 (Trichoderma sp.) TCFO9409 及添加廢舊 圖四 接種木黴菌(TCT111)製作生物性堆肥製作情形 木屑等處理 適用於製作杏鮑菇栽培木屑介質 且 相較一般傳統木屑介質製程 75 日以上 本技術除了 菌 新鮮木屑 100% 並接種木黴菌 新鮮木屑 100% 可縮短至 60 日以內 另具有回收舊木屑再生利用之 (CK) 接菌處理區將堆積材料混合均勻後再取用適 功效 量木黴菌 TCFO9409 有效菌數約 spore/ml 結語 先加水稀釋 200 倍成菌懸液 將菌稀釋液混入堆積 農業廢棄物包括禽畜排泄物 蔗渣 稻草及稻 材料中 最後將堆積材料水份含量調整至 60% 堆 殼等大宗生物質量未能妥善利用 常以燃燒或掩埋 積高度維持約 m 爾後立即進行堆積製作 等方式處理 不僅浪費資源 也造成環境污染 如 堆積發酵期間約間隔 5-7 日 利用鏟裝機翻堆乙次 能將之資源化作為有機肥循環利用不僅有助於改 一直持續到約 75 日為止 表六係為堆積過程中溫度 善土壤生態 也有助於建立永續農業經營模式 堆 之變化效應 在開始堆積至第 45 日期間 各處理間 肥施入土壤中 必須經過微生物的分解作用 才能 以接種木黴菌 (TCFO9409) 且加入舊木屑處理之溫 礦化釋出養分供作物吸收利用 同時也會影響到土 度較高 其次為接種木黴菌 (TCFO9409) 處理 以 壤理化性及生物性等 然則當有機質礦化釋出養分 新鮮木屑 100% 且不接菌對照 (CK) 處理之溫度相對 太早 或累積太多 或待作物生長旺期過後才釋出 較低 其中接種木黴菌 (TCFO9409) 且加入舊木屑 者 皆不利作物生長 (Hendrix et al., 1992; Morachan 處理之溫度在堆積第 日均溫已降低至 45 C 以 et al., 1972) 所以必須確實瞭解施用堆肥之目的及 健康農業 2012 NO.32 57

62 RESEARCH & DEVELOPMENT 原則 並掌握正確的施用堆肥技術 以使堆肥的效 臺中區農業改良場經過多年來的研究 已經成 功分離及培養出多種具有機質分解功能之有益微生 益發揮最大 施用堆肥最直接的效益是增進土壤有機質含 物菌種 並且已分別與多家廠商等法人團體合作辦 量 事實上 土壤有機質是植物養分的寶庫 如氮 理 新型生物性堆肥研發 技術移轉授權 並已與 磷 硫及微量元素大都和有機質結合 (Martin and 多項生物性堆 液 肥產品完成商品化上市 本項 Focht,1977) 施用有機資材具有增加土壤有機質含 新型生物性堆 液 肥產品可以兼具改善土壤微生 量 的直 接 效 果 ( 莊與 楊, 1992; Sommerfeldt et al., 物性與堆 液 肥之雙重功效 由多項田間栽培試 1988) 施用有機質肥料可增加土壤中容易被固定養 驗結果顯示 使用新型生物性堆 液 肥應用在玫 分如磷之有效性及移動性 增進作物吸收 (Bationo 瑰 草莓 彩色海芋 葡萄 甜椒 番茄 小胡瓜 and Mokwunye,1991) 且許多微量元素經由有機質 玉米及枇杷等多種作物栽培 不僅能夠增加土壤有 之帶入及保持 (Chang et al.,1991) 此接為一般化學 機質含量及磷 鉀含量等土壤肥力 且能增進作物 肥料無法具有之優點 林等 (1973) 研究指出在長期 生長 產量及養分吸收等效益 將可提供農友栽培 施用堆肥區土壤氮素的蓄積約倍增於化學氮肥區 應用之參考 且堆肥區土壤有機碳含量高於化肥區 可見增加土 蔡宜峰 壤有機質可提高土壤穩定供應養分 陳俊位 行政院農業委員會 研究員兼分場長 行政院農業委員會 AgBIO 臺中區農業改良場埔里分場 臺中區農業改良場 副研究員 參考文獻 1. 吳聰賢 (1990) 農業史 p 黎明文化事業出版 2. 林家棻 李子純 張愛華 陳卿英 (1973) 長期連用同樣肥料對於土壤化學性質與稻谷收量之影響 農業研究 22(4): 莊作權 張宇旭 陳鴻基 (1993) 有機質肥料養分供應能力之評估 中華生質能源學會會誌 3-4: 黃山內 (1991) 豬糞堆肥在作物生產之利用 豬糞處理 堆肥製造使用及管理研討會論文專輯 p.1-18 臺灣省畜產試驗所編印 5. 簡宣裕 吳繼光 (1994) 溶磷真菌的溶磷機制 微生物肥料之開發與利用研討會專刊 p 臺灣省農業試驗所嘉義分所編 印 6. 雷通明 (1987) 從土壤學觀點談農業現代化 中華水土保持學報 18: 蔡宜峰 莊作權 黃裕銘 (1998) 利用碳酸銨萃取法估算堆肥有效氮含量應用在玉米栽培之研究 中國農業化學會誌 36(5): 蔡宜峰 莊作權 黃裕銘 (1995) 堆肥有效養分潛能估測之研究 有機質肥料合理施用技術研討會專刊 p 臺灣省農業 試驗所特刊第50號 9. 嚴式清 (1989) 畜牧廢棄物在有機農業之利用 有機農業研討會專集 p 臺中區農業改良場特刊16號 10. Carpenter- Boggs, L., Kennedy, A. C., and Reganold, J. P. (2000) Organic and biodynamic management: Effects on soil biology. Soil Sci. Soc. Am. J. 64: Chae, Y. M., and Tabatabai, M. A. (1986) Mineralization of nitrogen in soil amended with organic wastes. J. Environ. Qual. 15: De Bertoldi, M., Vallint, G., Pera, A. and Zucconi, F. (1985) Technological aspects of composting including moddling and microbiology. p In J.K.R.Gasser.13.Hendrix, P. F., Coleman, D. C. and Crossley, D. A., Jr. (1992) Using knowledge of soil nutrient cycling processes to design sustainable agriculture. Integrating Sustainable Agriculture, Ecology, and Environmental Policy 2: 農業生技產業季刊

63 研發創新 參考文獻 13. Harada, Y., Haga, K., Osada, T. and Koshino, M. (1991) Quality aspects of animal waste composts. p Proceedings of symposium on pig waste treatment and compostingⅡtaiwan Livestock Research Institute. 14. Harada, Y. (1990) Composting and application of animal wastes. ASPAC/FFTC Extension Bulletin No.311: Hendrix, P. F., Coleman, D. C. and Crossley, D. A., Jr. (1992) Using knowledge of soil nutrient cycling processes to design sustainable agriculture. Integrating Sustainable Agriculture, Ecology, and Environmental Policy 2: Inoko, A. (1982) The composting of organic materials and associated maturity problems. ASPAC/FFTC Technical Bulletin No.71: Hons, H. M., Moresw, R. F., Wiedenfeld, R. P. and Cothren, J. T. (1986) Applied nitrogen and phosphorus effects on yield and nutrient uptake by high-energy sorghum produced for grain and biomass. Agron. J. 78: Jokela, W. E. (1992) Nitrogen fertilizer and dairy manure effects on corn yield and soil nitrate. Soil Sci. Soc. Am. J. 56: Martin, J. P. and Focht, D. D.(1977) Biological properties of soil. p In Elliott, L.F., et al. (ed.) Soils for management of organic wastes and waste water. Madison, Wisconsin. USA. 20. Morachan, Y. B., Moldenhauer, W. C. and Larson, W. E. (1972) Effects of increasing amounts of organic residues on continuous corn.Ⅰ.yields and soil physical properties. Agron. J. 64: Singh, Y. P. and Singh, C.P. (1986) Effect of different carbonaceous compound on the transformation of soil nutrients.Ⅰ.immobilization and mineralization of applied nitrogen. Biol. Agric. Horti. 4: White, R. H. (1979) Nutrient cycling. p In Introduction to the principles and practice of soil science. Blackwell Scientific Publications. Oxford. London. 健康農業 2012 NO.32 59

64 STRATEGY ANALYSIS 有機農產品行銷與農夫 市集 撰文/董時叡 有機農產品行銷通路 九月的每 個星期六 在臺中中興大學的校園 內 興大有機農夫市集的 40 幾個農場 以及累積超 過 6,000 個消費者會員 接連舉辦各種飲食講座 農產品說故事 健康講座義診 音樂藝術表演 以 及農場參訪等活動 慶祝成立五週年 從 2007 年中 興大學成立第一個有機農夫市集 5 年的時間過去 了 農夫市集的觀念和實踐已經在臺灣各地遍地開 花 估計有將近 40 個各類型的農夫市集 正在臺灣 北中南東各縣市提供消費者另類的購物經驗 也嘗 試為臺灣的有機農民提供另一個行銷的管道 中興大學有機農夫市集入口意象 臺灣的有機農業近年來可說相當穩定地成長 不只消費有機農產品的人數和販售點不斷增加 投 入有機農業生產的人數和栽培面積也持續增長 根 也牽動知識的分享 目前有機農產品之行銷管道主 據行政院農業委員會之統計資料 臺灣有機農業耕 要有直銷 含自送 宅配 農產販售 展售會 自行 作面積從 1996 年開始推廣時的 公頃 至 2011 開店和市場自售等 透過消費群體 銷售點 透 年短短十五年內 有機驗證面積已達 5, 公頃 過銷售組織和透過中介服務組織銷售等 直銷的方 年產值達新臺幣 30 億元 這些都反映出有機農業 式相對上價格較高 但是量較小 運輸成本亦較高 在臺灣已漸進入了穩定成長期 但是在生產面積和 而透過中介服務組織銷售 雖然可以有較大的出貨 生產量不斷擴張之際 如何去化產品 為有機農產 量 運輸成本亦較低 但銷售價格較低 透過消費 品找尋行銷通路 是生產者和農政主管單位必須正 群體和透過銷售組織的成本和價格則是居中的 其 視的問題 中直銷通路或直效行銷 (direct marketing) 的興起 就個別的生產者或消費者而言 有機農產品行 讓有機農產品之通路更為多元 也發揮了很好的去 銷通路 是一種由行動者 個人 團體或組織 所 化產品的效果 尤其是近幾年來風起雲湧的農夫市 建構出來的社會關係結構 不只牽涉產品的流通 集 更為直銷通路注入了一股新的動力 60 農業生技產業季刊

65 策略分析 農夫市集與在地農業的興起相對而言, 農產品直銷是目前臺灣以小農為主的有機農業發展的重要方向, 而以在地的居民為主要對象的在地化行銷, 更是未來臺灣眾多有機小農應該走的路 美國的一個學者曾經以一個有趣的例子說明科技現代化和全球化的便利為消費者帶來哪些改變 : 在 1970 年代, 當美國家庭主婦在超市購得冷凍豌豆仁時, 她們便不再購買新鮮的豌豆莢回家, 於是小孩們不再曉得新鮮豌豆仁的口感為何, 更不會對豌豆仁植株長像如何, 是如何生產 由誰生產及在何處購得產生興趣 造成人與食物關係改變的因素, 在於空運 海運的方便 高速公路的興建及冷藏車設備的改善, 增進了食物的長程運輸與保存科技, 讓農產品得以快速經長途被帶進都市 當人們不用天天採購當日所需的食物, 而是利用冷藏設備儲存一段時間所需消耗的量, 就改變了每日採買蔬果的習慣, 食物和人 農業的關係也就日益疏離 於是消費者開始必須負擔食物生產上因資訊缺乏所造成的風險, 近年來美國發生的蔬菜感染大腸桿菌以及牛肉含過量瘦肉精 狂牛病毒等食品安全事件, 就是這種全球化 現代化發展的後果 這些社會現象都顯示回歸到人與人對話, 追求生鮮自然的生產銷售環境, 以及強調在地生產 真正的食物, 是消費者日漸重視的農產品生產銷售方式, 這一方式與過去獨霸市場的全球化貿易 強調超市 大賣場的銷售方式迥然不同, 也正是在地農業所追求的精神 面對過去數十年全球化農業所造成的環境和農業生產 消費方式的負面衝擊, 近年來全世界正興起一股在地化的農業運動反思, 以彌補全球化農業貿易所造成的能源過度消耗和過度排碳的生態危機, 以及農業生產上的過度依賴化學資材問題 此一運動的主要實踐方式, 主要是呈現在兩個農業或鄉村社會運動上, 一個是農夫市集 (farmers market), 一個是社群支持型農業 (communitysupported agriculture, 簡稱 CSA) 這兩種形式的新農業運動在全球各地可說風起雲湧, 帶動一股鄉村改造運動的風潮 而農夫市集和社群支持型農業的經營方式都是在地農業之重要實踐方式, 兩者在功能上可說相輔相成, 對於弱勢的農民和永續鄉村發展都是很重要的改造運動, 尤其對於臺灣以小農為主 地理區域分散的有機農業發展更是具有重大意義 基本上, 在地農業或公民農業是一種對抗於目前主流的商業化農業 工業化農業的思維, 與目前主流農業思想所強調的大規模農場 跨國貿易 標準化生產流程和規格, 偏好高效率的化學農藥 肥料以及偏重於超市大賣場的制式行銷方式, 可說截然不同 相對上, 它是以關心弱勢的小農和鄉村環境為出發點, 以在地社區為農業生產之所繫, 主要遵循幾個原則 :(1) 強調在地生產 在地消費的節能減碳產銷方式 ;(2) 重視有機或自然方式生產, 避免人工介入生產 ;(3) 鼓勵消費者與生產者建立直接的對話和銷售關係, 一方面藉由直接溝通建立彼此互信, 另一方面也以直銷方式, 減少中間商的費用, 讓消費者獲得較合理的價格, 生產者獲得較高的利潤 什麼是農夫市集? 農夫市集一詞, 國內也有翻譯成農民市集或農學市集的, 日本則使用農民市場一詞, 但其經營型態和歐美的 farmers market 有很大的不同 農夫市集所以特別冠上 農夫 一詞, 就是強調在這個銷售場中, 農民是長期親自在市集現場做解說和販售的工作, 和消費大眾做面對面接觸 實際上, 農夫市集並不是一個新的行銷方式, 在幾十年前臺灣各地都有市集, 因此 趕集 是當時生產者和消費者日常生活中的重要活動 只是隨著超市和量販店的興起, 傳統市集已經完全沒落, 而現今的傳統菜市場, 大多不是由農民親自販售, 因此也稱不上是農夫市集 美國稱現在的農夫市集為 新世代農夫市集, 就是標示現在興起的農夫市集, 呈現的已經是 健康農業 2012 NO.32 61

66 STRATEGY ANALYSIS 新的風貌和完全有別於傳統市集的經營理念 農夫市集的經營就行銷學上來看 屬於一種直 銷的方式 是一種農民直接銷售農產品給消費者的 方式 簡單的說 就是一種 以小農為主 於固定時 間在固定地點舉行 由農民親自販售農產品的行銷 經營組織 一個市集的產生 基本上需要一群具有 相同理念且能長期經營合作的農民 一個適當的場 地 可吸引人潮和交通方便 和設備 帳篷 桌椅和 廣告看板等 一個有熱忱的經營團隊 包括經理人 和少數工作人員 以及許多具有愛心耐心的志工 農夫市集是農民與消費者間最好的互動平台 才能使市集有效運作 而經營團隊必須擬定長期的 經營計畫和有效的分派工作任務 包括媒體宣傳 場地佈置和教育訓練等 都得有完善的實施目標和 時程 才能有事半功倍的效果 比起超市或大賣場 農夫市集在有機農產品行銷 上具有下列之優勢 8. 相對上較合理的價格和收入 由於農民將產品直 接售予消費者 減去中間商人的費用 因此銷售價 格和利潤會提高 9. 消費者快速直接的意見回饋 任何消費者對於農 1. 提供當季 鮮採 甚至是 在欉紅 的農產品 讓 產品和農民的意見 都在兩者的對話過程中 直接 消費者可享受到新鮮 風味最好又自然成熟的農 且立即的溝通 可建立彼此的互信 成為朋友關 產品 係 2. 小農場生產的農產品 有些品項由於產量很小 以 10. 可作為農民與消費者 通路商和店家的接觸平 往都只是由農場主或其親朋好友享用 很少有機 台 在市集中農民與消費者 通路商和店家可經 會被送到超市賣場 在市集就可成為賣點 成為消 由溝通建立對農產品品質和價格之共識 一旦 費者購物時的樂趣 互信建立 亦可採取宅配方式交易 不必親臨市 3. 有任何關於農產品生產 處理 烹調之問題 可當 場與農民討論 4. 有別於超市大賣場之統一擺設風格 每個攤位都 是不同的設計風格和產品類別 集 建立另一個銷售管道 小結 在地農業才是有機小農的出路 整體而言 面對規模化經營的慣行農業之競 5. 較低的行銷起始成本 除了繳納固定租金外 加入 爭 在地農業的發展方式 是未來臺灣有機農業發 農夫市集一般不需要店面或昂貴的賣場設備 成 展重要的追求方向 因為有機農場目前規模都不大 本較低 而且分散各地 不容易發揮規模效益 如果能夠借 6. 在生產規格和包裝上具有最大彈性 參與市集的 重社區的力量和透過社區人際網絡 使生產者和消 農民可以販售任何大小的農產品 在包裝上可自 費者因密切互動而互利 必能使臺灣有機農業之發 由發揮創意 展因在地化而覓得一線生機 7. 包裝 廣告和行銷成本很低 由於農夫市集是以在 以農夫市集的經營方式來看 長久而言 必可 地社區居民為行銷對象 主張包裝最簡化 因此 讓鄉村社區 自然環境 農民和消費者都受益 對 成本相對較低 於小農來說 不僅可以減少中間商的價差損失 增 62 農業生技產業季刊

67 策略分析 加農家的收入 更可以提升農民的交際能力和自 信 同時對於農民的交際應對 以及解說服務能 力 是一個很好的訓練場合 因此農夫市集 不只 農業生技產業季刊 徵稿啟事 是為小農尋覓一個行銷出路 為消費者提供真正的 食物 (real food) 更因為減少食物里程 有助於社區 之永續發展 放眼未來 是臺灣農業和鄉村發展應 該走的路之一 對參與市集的生產者而言 除了合理 的銷售利潤 以及曝光率增加所帶來的外部訂單等 經濟效益 經由直接面對消費者及其他生產者所產 生的社會鑲嵌 農夫市集對於農民更具有建立信任 關係 累積產銷知識等社會效益 不過長期而言 支持小農制度 建立在地食物網絡 厚植有機或生 態農耕方法和社區永續發展 才是農夫市集發展的 AgBIO 真正永續效益 董時叡 國立中興大學 生物產業管理研究所 教授 農業生技產業季刊 之發行 目的在於建構一 資訊交流平台 累積農業生技產業發展知識庫 提 供產 官 學 研各界進行決策時之重要參考 刊物內容涵蓋 產業暨市場概況 政策法規 與管理 科技發展趨勢 研發與創新 廠商動向 及 國內外重要訊息 等專題 期能 以全方位角度探討農業生技相關主題產業 若您或貴單位 有符合農業生技產業主題的相關 文章願意分享予所有讀者 請將文稿 至本 EXT. 526 許嘉伊主編 學習無界限 知識樂分享 農業生技產業季刊 歡迎大家踴躍賜稿 農業生技產業季刊滿意度及 需求調查 親愛的讀者 您好 感謝您閱讀農業生技產業季刊 編輯部邀請 您撥冗三分鐘進行農業生技產業季刊滿意度及需 求調查 目的希望了解您對於農業生技產業資訊 的需求 以及對本季刊的滿意度 您寶貴的意見 將成為我們改進的重要依據 為感謝您的支持 凡成功完成問卷者即贈送兩期季刊 即刻至 agbio.coa.gov.tw/ 下載問卷 敬請把握機會儘速 填答 農業生技產業季刊編輯部 敬啟 健康農業 2012 NO.32 63

68 POLICY FORESIGHT 德國巴伐利亞州農業環 境補貼政策 撰文/張聖函 前言 歐盟共同農業政策迄今已經走過了五十幾個 年頭 它的發展起源是為了解決戰後的糧食供應所 面臨短缺危機 以透過補助及保證糧食價格來刺激 提高產量 以滿足市場上對糧食的需求 從八 年 代開始出現農產品過剩 農業從業人口迅速減少等 現象 傳統的價格支持政策已經成為龐大的財政 負擔 除了農業政策的補貼成本上升 為了提高產 量而增加對農藥和化肥的依賴 不僅造成地下水汙 染 危及環境和農村 增加家庭農場的風險 也損 害農村地區的發展 在歐盟共同農業政策的框架之下 德國在實踐 中發展出一套具有自身特色且富成效的農業發展策 略 德國不僅是一個高度發達的工業國家 也是一 個農業強國 在農業政策的制訂和實踐方面 尤其 以巴伐利亞州更加出色 身為德國最富裕且低失業 率的州之一 農業並沒有因為工業發展而被犧牲 中小型的家庭農場是農業結構中最重要的組成部 分 本文將介紹德國農業政策方向 並針對巴伐利 亞農業環境補貼政策作深入探討 歐盟共同農業政策發展軌跡 責 因此在 1992 年的 MacSharry 改革 為了抑制產 量 大幅度地削減價格支持的措施 將生產與收入 補貼脫鉤 並將早期維護糧食安全的目標轉向農業 多功能性的概念 又在 2000 年議程 Agenda2000 中將環境保護 鄉村發展列為共同農業政策的第二 支柱 2003 年的農業改革目標在於提高農村競爭力 改善鄉村環境與促進鄉村綜合發展 歐盟成員國 必須開始強制執行農業環境計畫 主要改革項目是 引入與生產脫鉤的單一給付計畫 (Single Payment Scheme, SPS) 將原來按照固定種植面積和固定牲 畜頭數的直接補貼 轉變為與農業生產行為無關 的直接補貼 意思是無論農民的生產規模如何 農 民都可以獲得收入補貼 將生產與所得分離的項目 之下 許多農場一樣可以得到與改革之前相同的支 付 而不需要像以前 必須生產特定的農作物 以 產量的多寡來得到給付 在 WTO 的協議之下 除了綠箱 (Green Box)1 措 施以外的所有任何會導致市場扭曲的農業支持措施 都必須納入削減的範圍 因此歐盟也已經將原有的 藍箱 (Blue Box) 政策轉入到綠箱政策 單一給付計 畫 (SPS) 必須符合交叉遵守 (Cross Compliance) 的 在 年 間 歐 盟 共 同 農 業 政 策 規定 意指所有接受單一農場給付補貼計畫的農民 (Common Agricultural Policy, CAP) 的 資 金 運 用 都 也必須同時遵守相關環境法規 保持土地的良好狀 在市場支持方面 雖然達成產量目標 但在後期卻 態 並達到環境保護 動物福利 植物健康等標準 因產量過剩和所造成的環境問題普遍受到大眾的譴 圖一顯示歐盟共同農業政策的預算從 1970 年 1 WTO在農業協議上將國內的支持措施分為 黃箱 藍箱 與 綠箱 三類措施 黃箱措施是指對農產品的價格補貼和價格干預 對農產品貿易易造成扭曲 成員國須承擔削 減的義務 藍箱措施是指與限制生產計畫相關的直接給付措施 綠箱措施指對農產品貿易和農業生產不會造成扭曲影響的措施 64 農業生技產業季刊

69 趨 勢 前 瞻 障與基礎 一 農業多功能性 (Multi-functional Agriculture) 當前德國積極發展的農業領域為 永續性的 生態農業與有機農業 穩定農民收入 國家糧食安 全 確保食品安全 發展可再生能源 發展農業機 械 保護動物福利 德國政府認為 農業除了為國 資料來源 Heissenhuber, A. (2008) 家供應足夠的糧食之外 還具有下列功能 圖一 共同農業政策(CAP)預算項目占比演變 1. 保護環境與自然資源 鼓勵農民採取低農藥 低 ( ) 化肥投入的農耕方式 循序漸進地發展生態農業 及有機農業 減少對地下水的汙染 增加生物多樣 代起 從著重在市場面的出口補貼 價格支持 一 路演變到目前以脫鉤給付與鄉村發展為主 總而言 之 當前的共同農業政策 (CAP) 包含兩個部分 第 一支柱是以農業市場支持為目標 直接給付 市場 措施 交叉遵守 第二支柱是以農業多功能性 鄉 村發展政策 公共財 (public goods) 與服務 為目標 旨在改善競爭力 改善環境和鄉村地區 改善鄉村 生活品質和鄉村經濟多樣性 與建立區域發展計畫 促進當地就業和多元性 第二支柱的資金主要是透 過削減第一支柱的預算來獲得 第一支柱的資金全 部來自於歐盟財政 第二支柱的資金除了來自於歐 盟的歐洲農村發展基金之外 成員國也必須提供相 對應的資金 在歐盟的老成員國 農業環境措施得 到農民和社會大眾普遍的支持 德國的農業政策 德國有諸多在土地利用與區域管裡方面的措施 來支持農民 德國政府在 1955 年制訂的 農業法 允許土地自由買賣和出租 鼓勵農地合併 之後實 施的 土地整治法 整合零星的小塊土地創造出較 大的耕作面積 有助於提高土地經營規模與生產效 率 除此之外 德國政府鼓勵無心或無力務農的農 民出讓土地 並以獎勵 信用貸款與補貼等經濟的 手段來調整土地結構 另外還有補貼農機合作社等 組織 例如農機環 2 方案 提供現代化農業生產的保 2 性 保護土壤 實施動物福利制度等 2. 鄉村/區域發展 土地整合 基礎設施建設 道路 建設等多種措施來改善生活就業條件 避免鄉村 人口流失 具多功能性的鄉村空間可讓農企業與 居民同獲利 3. 能源作物 以種植能源作物的方式 為工業提供能 源材料 或利用農業廢棄物及廢棄木屑提供可再 生能源的材料 4. 保存農村景觀 農業仍是許多鄉村重要經濟活動 的組成要素 良好的環境和農耕景觀是屬於公共 財的一部分 整體農業市場的政策是由歐盟框架決定 而德 國則著重於改善農村生活與農業結構調整 德國從 發展規模化與機械化的現代農業 轉向注重生態保 育及食品安全的發展 其目前農業政策方針如下 1. 將價格補貼與品種補貼改為按面積補貼 並且一 般都有相應的環境保護措施 2. 發展生態農業/有機農業 農民的角色轉換為自然 環境保護與農耕景觀維護者 3. 促進鄉村發展 建設基礎設施 將鄉村的生活水 準提升到與城市相當的水平 4. 鼓勵農民參與農民協會與農業組織 提高農民自 主化程度 5. 建立農村社會保險制度 使農民生活有保障 農機環是德國的農機合作社組織 由農民自願參加合作購買大型機械 政府提供相關補助措施 會員可享有組織的服務 健康農業 2012 NO.32 65

70 POLICY FORESIGHT 二 巴伐利亞州的農業政策 來源有四 歐盟的單一給付計畫 (SPS) 參與農耕 德國農業政策的實施主要由州的一級政府負 景 觀 方 案 (Kulturlandschaftsprogramm, KULAP) 責 德國由十六個聯邦州組成 其中以巴伐利亞州 的 補 貼 核 心 計 畫 處 於 發 展 條 件 不 利 地 區 對農業政策的制訂和實踐方面更加出色 在此以巴 (Ausgleichszulage in benachteiligten Gebieten, AGZ) 伐利亞為例 探討其山川秀麗的農耕景觀背後 所 的補貼 與自願加入自然保護協訂計畫 (Bayerisches 擁有縝密周詳且具備一定延續性的農業政策 Vertragsnaturschutzprogramm,VNP) 所獲得的補貼 巴伐利亞面積占德國的五分之一 約七百萬公 補貼的申請人必須是農民 除了對農民自願以友善 頃 其中約 86% 為 鄉 村 地區 其中 60% 被 歸 類 環境的方式進行生產來給予獎勵 也補償他們在生 為山區 巴伐利亞的人口約一千兩百萬人 只有約 產上的收益損失 讓農民繼續維持農耕 對社會和 二十一萬人 約總人口的 1.75% 從事農業工作 巴 環境都有很大的貢獻和幫助 目前約有 70% 的農民 伐利亞的農民有半數以上都是兼業農民 德國生態 加入 KULAP 農耕景觀方案 加入者多為中小型農 農夫的數量約三分之一在巴伐利亞 其平均農場面 企業 積從戰後 1949 年的每戶 9.4 公頃成長到 2009 年的 圖二顯示農場內功能性結構元素所占比例 ( 橫 每戶平均 28.4 公頃 巴伐利亞在可再生能源的發展 軸 ) 與每公頃經營管理成本 ( 縱軸 ) 之間的關係 方面也是處於領先的地位 為了不造成生產過剩 德國農 業 政 策國策 顧問 暨 慕尼 黑工業 大學 教 授 且可維持農地繼續經營 維護農耕景觀與保護環境 Heissenhuber 研究指出 圖二中左圖農場種植單一 的功能 巴伐利亞鼓勵農民採取粗放式的經營方式 作物 擁有約 1-2% 的結構元素 所需經營管理成 由於地形關係 巴伐利亞自 1970 年代起 就已 本較低 右圖中的結構元素所占比例增加至 10% 經注重對山區牧草地的管理 對土地和土壤作分級 可耕種面積變少 所需工時較久 成本自然提高 管理 根據土地和土壤等級分出農耕的難易度來作 農民若願意經營管理多樣化的作物 增加農場的 補貼 巴伐利亞將發展條件不利地區 (Less favoured 結構元素 不僅對塑造風光秀麗的農耕景觀與生物 area, LFA) 分為四類 山岳地區 (Berggebiet) 條件 多樣性有重要的貢獻 也同時具備防洪 水資源保 不利農業地區 (Benachteiligte Agrazone) 核心地區 護 防止土壤侵蝕 提供動物棲息地等功能 上述 (Kerngebiet) 與小地區 (Kleine Gebiete) 功能皆屬於公共財範疇 因此在政策上應針對農民 巴伐利亞的農業政策是以維護多樣性的自然農 耕景觀 保護土壤與環境 對動物友好的畜牧生產 方式 創造具吸引力的鄉村生活空間 農村經濟多 樣化 以及提高中小型家庭農場的競爭力為核心 其中維護多樣性的農耕景觀必須得到農民的支持 與合作才能達成 在當前 Public money for public goods 的思潮之下 農民為維護自然環境所付出的 貢獻 自然應當得到補償 在 年擔任巴伐 利亞農業部長的 Hans Eisenmann 先生 卻早已有如 此先進的思維 為巴伐利亞的環境農業紮下穩固的 資料來源 Heissenhuber A. (2010) 基礎 圖二 多樣化農耕景觀的結構元素(Structural 目前巴伐利亞州農民在農業補貼收入的主要 66 農業生技產業季刊 elements)

71 趨 勢 前 瞻 身為自然環境管理者的角色給予支持 獎勵其對環 公頃285歐元補助 用來種植園藝作物及多年生 境的貢獻並補貼其損失 補貼金額多寡可根據農場 作物的土地每公頃可得到475歐元補助 德國其 結構元素比例 作物種類 產量 工時等參數來計 它聯邦並沒有像巴伐利亞對有機農業如此的補 算評量 貼方式 三 巴伐利亞農耕景觀方案(KULAP)補貼方 式 自 1988 年 實 施 的 農 耕 景 觀 方 案 (Kulturlandschaftsprogramm, KULAP) 是 巴伐 利 亞 州 農業政策的核心 申請人必須符合下列四個條件 1. 申請人必須管理自己的農田至少超過三公頃 領 2. 對牧草地的措施 農場經營相關 個別面積單位 相關 牧草地占巴伐利亞農業面積的 35% 其主要用 途都是由酪農所利用 牧草地於畜牧環境扮演重要 角色 也提供了防止土壤沖蝕與環境保護的功能 2.1 在農場經營相關項目下 提供農民參與 環境導 向的多年生牧草地利用 每年6月15日之後至少 取農場退休補貼或養老金者不可納入此方案 可以使用5% 延遲牧草地使用時間是為了可以 2. 所管理的農地必須位於巴伐利亞 根據規定進行 讓其它的野生動物和蜜蜂受惠 唯有遵守禁止在 對生產要素(土地 牲畜)的管理 3. 方案計畫一期五年 必須遵守農業環境政策 如農 業汙水汙泥 糞便 等農田廢棄物處理規則 牧草地上耕作 禁止使用化學農藥 並定時記錄 有機肥的使用數量與施行面積者才可得到每公 頃50歐元的補貼 4. 遵守 交叉遵守規定 (Cross Compliance)中的兩 2.2 在農場經營相關項目下 提供農民參與 放棄化 大要素 優良農業與環境條件(Good Agricultural 學肥料的牧草地經營 每公頃農作物種植區 and Environmental Condition, GAEC) 法定管 (Landwirtschaftlich genutzte Fläche, LF)的家畜 理要求(Statutory Management Requirements, 單位 (Grossvieheinheit, GV) 3在1.76以內者每年 SMR) 每公頃可得120歐元 每公頃農作物種植區(LF) 相 較 於 交 叉 遵 守 規 定 農 耕 景 觀 方 案 (KULAP) 要求更高 補貼方式與項目措施 ( 表一 ) 的家畜單位(GV)在1.40以內者 每年每公頃可得 170歐元 分為 (1) 整個農場進行有機耕作 (2) 對牧草地的措施 2.3 在個別面積單位相關項目下 提供參與 沿著水 (3) 對農耕地的措施 (4) 對特殊經營類型的補貼 按 域或其它敏感區域進行粗放經營牧草地 的農 照表格編號說明如下 民每年350歐元的補貼 所有使用農藥和化學肥 1. 整個農場進行有機耕作 料的行為在此區域是不被允許的 此措施可保護 全德國有近三分之一的農場位於巴伐利亞 擁 水源與自然生物聚落區 有 6,330 個有機農場及超過 2,500 間有機食品加工 2.4 在個別面積單位相關項目下 對陡坡牧草地的人 廠 政府保證耕地與牧草地可以得到每年每公頃 工收割 對坡度35-49%提供每公頃400歐元的 200 歐元的補助 用來種植園藝作物及多年生作物 補貼 對坡度超過50%提供每公頃600歐元的補 的土地每公頃可得到 400 歐元補助 在有機認證費 貼 用方面 對願意將整座農場進行有機耕作者 每年 2.5 在 個 別 面 積 單 位 相 關 項 目 下 以 綿 羊 和 山 每公頃補貼 35 歐元 最多補貼至 15 公頃 羊 為 主 的 粗 放 式 放 牧 每 公 頃 飼 料 種 植 區 1.1 在轉型期間的農場無法將所生產的農產品以有 (Hauptfutterfläche)的家畜單位(GV)最多不超過 機農產品出售 在此期間耕地與牧草地可得到每 1.2單位 每公頃補助110歐元 3 一個家畜單位(Grossvieheinheit, GV)相當於500公斤的重量 約一隻成牛的重量 計算方式 動物體重(公斤) / 500公斤 = 家畜單位(GV) 舉例 一隻成年乳牛為1GV 一隻馬約 0.8~1.5GV 一隻綿羊0.1GV 320隻蛋雞為1GV 健康農業 2012 NO.32 67

72 POLICY FORESIGHT 表一 Bayerisches Kulturlandschaftsprogramm (KULAP) 巴伐利亞農耕景觀方案, 補貼措施一覽表 (2012 年 ) 1. 對於整個農場的措施 2. 牧草地 3. 農耕地 1.1 整個農場進行有機耕作 - 農耕地 / 牧草地 200 歐元 / 公頃 - 園藝耕作及多年生作物 400 歐元 / 公頃 有機認證費用的補貼 : 參與 1.1 措施者, 每公頃補貼 35 歐元, 最多補貼至 15 公頃 對轉作有機耕作的新加入者兩年轉型期間補貼 - 農耕地 / 牧草地 285 歐元 / 公頃 - 園藝耕作及多年生作物 475 歐元 / 公頃 農場經營相關 2.1 環境導向的多年生牧草地利用 - 每年於 6 月 15 日之後, 允許使用至少 5% 的多年生牧草地 50 歐元 / 公頃適用領域 :- 禁止農耕 - 禁止使用化學農藥 - 記錄有機肥的使用時間 數量與面積 2.2 放棄化學肥料的牧草地粗放經營 - 家畜單位 1.76 以內 / 公頃 ( 農作物種植區 ) 補貼 120 歐元 / 公頃 - 家畜單位 1.4 以內 / 公頃 ( 農作物種植區 ) 補貼 170 歐元 / 公頃 農場經營相關 3.0 粗放化的輪作 - 玉米種植不得超過每年總耕作面積 20% - 玉米 小麥 甜菜 蔬菜等密集型作物限制在耕地面積的 33% - 依照種植種類補助 歐元 / 公頃 - 結合 歐元 / 公頃 3.1 多樣化的輪作 - 每年至少 5 種不同作物 85 歐元 / 公頃 - 結合 歐元 / 公頃 4. 特殊經營類型的措施以維持農耕景觀 4.1 經認定的高山牧場的放牧補貼 - 對經常性人員的照顧 : 牧草地 90 歐元 / 公頃每個高山牧場至少 675 歐元 / 年每個牧羊人最多 2,750 歐元 / 年 - 對非經常性人員的照顧 ( 以上減半 ) 4.2 分散的果樹園 - 每棵果樹 5 歐元每公頃上限為 100 顆 /500 歐元 資料來源 :Stmelf (2011). 個別面積單位相關 2.3 水域或其他敏感地區牧草地粗放經營 - 沿著此區域的農場 350 歐元 / 公頃 2.4 陡坡牧草地的收割 - 坡度 35-49% 400 歐元 / 公頃 - 坡度超過 50% 600 歐元 / 公頃 2.5 以綿羊和山羊的為主的粗放式放牧最多 1.2 家畜單位 / 公頃 ( 飼料作物種植區 ) 110 歐元 / 公頃 2.6 粗放牧草地的規範收割時間 - 每年放牧的時間只能在 3 月 15 日牧草生長期之前 - 收割期於每年的 7 月 1 日以後 280 歐元 / 公頃 2.7 農業生態的牧草地利用 - 區域產量評量指數 (EMZ) 2000 以下 110 歐元 / 公頃 - 每超過 100 EMZ 再給付 20 歐元 / 公 0 頃 個別面積單位相關 3.2 冬季綠化 80 歐元 / 公頃 結合 歐元 / 公頃 3.3 覆蓋式播種 100 歐元 / 公頃結合 歐元 / 公頃 3.4 農耕地轉作牧草地 ( 水域或敏感地區 ) 歐元 / 公頃 3.5 水域和水土保持的綠帶 - 沿水域或其他敏感地區種植 公尺寬的綠帶 920 歐元 / 公頃綠帶 3.6 農業生態農耕地使用與種植開花植物 - 取決於區域產量評量指數 (EMZ) EMZ 2000 以下 110 歐元 / 公頃 - 每超過 100 EMZ 再補 20 歐元 / 公頃 4.3 符合環境要求的葡萄種植 ( 針對山坡地與梯田 ) - 根據立地條件的工作難度 360-2,250 歐元 / 公頃 4.4 粗放化經營池塘養殖業 歐元 / 公頃養殖區 4.5 牛隻的夏季放牧 - 每年 5 月 15 日 11 月 15 日之間, 牛隻必須最少有 3 個月以上在牧草地 - 每公頃的畜養單位最多 補貼金額 30 歐元 / 畜養單位 4.6 以注射方式施行液態肥料 歐元 / 立方公尺 - 牧草地最高 22.5 歐元 / 家畜單位 / 年 - 農耕地最高 45 歐元 / 公頃 / 年 5. 投資照護灌木叢措施 5.1 灌木叢的照護補貼 歐元 /(100 平方公尺 ) 68 農業生技產業季刊

73 趨 勢 2.6 在個別面積單位相關項目下 規範了粗放經營牧 前 瞻 50歐元 3.3 在個別面積單位相關項目下 覆蓋式播種的方式 草地的收割時間 第一次割草的時間需在7月1日 之後 放牧的使用時間只能在秋天收割過後 和 意指在播種之前 不再對農地作翻土犁田等處理 春天3月15日之前 每公頃補貼280歐元 以賠償 工作 在農田上的覆蓋物可保護土壤並降低土壤 因為晚收割而使牧草品質降低的損失 被雨水沖蝕的風險 每公頃補助100歐元 同時 2.7 在個別面積單位相關項目下 對農業生態牧草 結合1.1項 每公頃補助60歐元 地利用的補貼為 區域產量評量指數(EMZ) 為 3.4 在個別面積單位相關項目下 在水域地區或敏感 2,000以下 每公頃可得110歐元 之後每超出100 地區進行農耕活動常會造成土壤流失和水汙染 區域產量評量指數(EMZ)每公頃再額外補貼20 的問題 如果農民願意將農耕地改為牧草地 則 歐元 補助其無法銷售農作物的損失 每公頃補助 對農耕地的措施 農場經營相關 個別面積單位 歐元 3.5 在個別面積單位相關項目下 沿著水域來種植 相關 巴伐利亞有 65% 的農地被用來作為農耕用途 10-30公尺寬的綠帶 每公頃綠帶補助920歐元 對永續的農業而言 農場的輪作對土地和環境都是 3.6 在個別面積單位相關項目下 農業生態的農耕地 正面的指標 但多數的農場因為經濟層面的考量 使用與種植多種的開花植物 可幫助蜜蜂和其它 都大面積地種植單一作物 如玉米 小麥 甜菜等 昆蟲得到更充足食物來源 也提供野生動物 鳥 這樣的單一種植方式不僅容易讓病蟲害擴散 過量 類的遮蔽空間 此措施的構想和規範是由農民 農藥和化肥的使用汙染環境 減低生物多樣性 或 和各個農業相關單位共同確定 每個農場最多補 可能導致土壤流失等風險 助5公頃 農耕地補助金額多寡取決於區域產量 3.0 在農場經營相關項目下 進行粗放式的輪作 並 評量指數(EMZ) EMZ在2,000以下每公頃補助 對特定作物限制耕作的比例 玉米不得超過總面 110歐元 之後EMZ每超過100單位 補助每公頃 積的20% 集約種植玉米 小麥 甜菜和田間蔬 20歐元 4. 特殊經營類型的措施 菜的比例不得超過33% 依照種植作物的種類 每公頃補貼42-152歐元 若同時結合1.1項 整個 在巴伐利亞 在山區經營的特殊形式保持了當 農場進行有機耕作 措施 每公頃補助21-76歐 地一種特殊的農業景觀 例如在山坡地的葡萄樹所 元 舉例來說 若種植馬鈴薯 黑麥 冬季大麥 形成的當地特色景觀 與開放式的高山森林放牧的 每公頃補助50歐元 若結合1.1項 每公頃補助為 牧群形成當地特色 為了以永續的方式保存這些傳 25歐元 若種植青貯飼料 蛋白質來源作物 香 統特色 維護自然資源的使用 巴伐利亞政府擬定 草植物 每公頃補助100歐元 若結合1.1項 每公 一套對這些特殊經營模式的補貼方式 頃補助僅50歐元 4.1 經過認定的開放式高山放牧補貼 對經常性工 3.1 在農場經營相關項目下 每年種植至少五種不同 作牧羊人的照顧 每公頃牧草地補貼90歐元 每 的作物 每公頃補貼85歐元 若同時結合1.1項 個農場最少補助675歐元 每位牧羊人最多可拿 每公頃補助為42歐元 2,750歐元補貼 若非經常性工作者 上述補助方 3.2 在個別面積單位相關項目下 冬季綠化目的主要 式減半 4.2 在許多地區 分散生長在草地上的果樹園 如蘋 在植被稀疏的期間 種植作物覆蓋土壤 每公頃 果樹 櫻桃樹 核桃樹等 與環境生態和地區性 補助80歐元 若同時結合1.1項 則每公頃補助僅 4 2 區域產量評量指數(Ertragsmesszahl, EMZ)計算方式 每100平方公尺為一個單位(Ar = 100 m )乘以農耕地生產力指數(Ackerzahl)等於區域產量評量指數(EMZ) 德國的農耕地 牧草 地 土壤都有分門別類的等級與指數 以農耕地為例 農耕地生產指數被歸類成 小於20的農耕地幾乎無法用來耕種 指數愈接近100則為愈優良的農耕地 舉例 農地大小 為3,000 m 農耕地生產力指數(Ackezahl)為35 則EMZ為3,000/100 x 35=1,050 2 健康農業 2012 NO.32 69

74 POLICY FORESIGHT 的經濟活動息息相關 但因為存在有荒廢的風 功能 每一平方公尺補助 100 歐元 險 透過這項果樹園補貼措施 期待農民能夠照 在查驗方面 所有參與補貼方案的農民們 每 料這些果樹 保存果樹園的景觀 每顆果樹補貼 年必須據實線上填寫申報農場資料或將數據帶到當 5歐元 每公頃最多只補貼100顆果樹 最多補貼 地農業部的辦公室建檔 作為 InVeKoS Datenbank 500歐元 數據庫調查分析使用 由於政府無法有足夠的人力 4.3 位在法蘭肯地區種植葡萄的山坡 是巴伐利亞 逐一檢驗調查眾多的農場 遂採取抽查的方式 5- 著名的酒鄉 但以慣行的化學農藥和化肥栽作 10% 隨機抽查 如被查獲沒有遵守合約和法規 農 經營方式會使土壤存在被雨水沖蝕的危險 更會 戶將依違約的程度被取消一定比例的補貼 舉例來 導致生態破壞 因此必須鼓勵葡萄農以環境友 說 如果農民達不到交叉遵守的標準 則獲得的單 善的方式種植葡萄 才能夠維護土壤與當地環 一支付補貼將會減少 10-90% 若違反德國農業環境 境及生物多樣性 補貼方式是根據立地條件和工 保護法規 造成水資源汙染等問題者 將處以監禁 作的難度 以及對環境無害的方式來決定補貼 或罰款 金額 每公頃補貼360歐元至2,250歐元 4.4 德國約有一半的池塘位在巴伐利亞 他們的鯉 結語 魚養殖已經有一千年的傳統 以粗放經營的方 農業多功能性在德國已有很具體的展現 過去 式來養殖才能控制池塘裡的最高養殖量 例如 農民的收入來源 主要來自於銷售農產品所得到的 每公頃不得超過500條 年齡為生長了兩個夏天 收入 在現今強調農業多功能性的結構下 農民的 的鯉魚 養殖農民必須放棄以石灰進行池塘消 收入來源除了糧食生產之外 還可從提供能源或提 毒 以改善水質和池塘生態 進而維護魚類的健 供公共財的服務 如維持農耕景觀 減緩氣候變遷 康 每公頃養殖區可補貼200歐元 保護水質 保護土壤 得到農業環境補貼等額外收 4.5 確保牛隻每年5月15日至11月15日期間至少有三個 入 月是在牧草地上放養 牛隻年齡在六個月到兩歲 巴伐利亞州政府出資設立的巴伐利亞農民協會 之間 家畜單位(GV)為0.6 兩年以上的肉牛和乳 (Bayerischer Bauernverband)5 由州政府支付工作人 牛 家畜單位為1.0 每公頃農作物種植區的家畜 員薪資 扮演中間人的角色 發揮協助農民調節市 單位(GV)不可超過2.4 每一家畜單位(GV)補貼 場的功能 例如分析市場作物經濟走向 協助農民 30歐元 與糧商談訂統一價格 以利農民得到穩定的市場收 4.6 以注射方式施行液態肥料有助於減少肥料流失 入 在協助農民產銷與訓練方面發揮很大的效果 每立方公尺補助1.5歐元 牧草地最高每年每家 巴伐利亞的農業政策已經成為一個典範 即使 畜單位(GV)補助22.5歐元 農耕地每年每公頃最 當地已有高度發展的汽車 (BMW AUDI) 電子 西 高補助45歐元 每年必須有認可的實驗室進行 門子 英飛凌 與機械產業 農業依舊保有強健的 液體肥料的氮和銨態氮的總含量調查 競爭力 農業與農產品加工業是僅次於汽車與機械 5. 投資照護灌木叢措施 的第三大產業 (Bayerischer Bauernverband, 2010) 灌木叢與矮樹籬在農業上扮演著多功能的角 在高度的工業發展之下 透過農業政策的支持 巴 色 作為防風林 在農耕地中對物種提供保護作 伐利亞還能夠保存百年來的農耕景觀 其已經成為 用 成為農業景觀的一個元素 每年須要定期照顧 德國最有特色的一州 養護 10 月 1 日至 2 月 28 日 這些灌木叢以維持其 5 目前全德國只有巴伐利亞州與巴登符騰堡州擁有由州政府出資營運的農民協會 70 農業生技產業季刊 台灣與巴伐利亞在農業面積上的經營規模雖然

75 趨 勢 前 瞻 不同, 但同樣都擁有高度發達的科技產業, 也以家 庭式的農企業為主 ( 主要經營人數為家庭成員一至 二人 ) 台灣或許可以參考巴伐利亞的農業環境政 策, 並做因地制宜的調整 無論農企業經營規模大 小, 只要能夠妥善的規劃, 就能對國家糧食安全作 出貢獻 若進一步考量到自然環境 生物多樣性 水資源保護等公共財功能, 相較於強調生產成本導 向 作物單一化 生產機械化的大型農企業, 小型 農企業反而能夠作更有彈性的生產, 並維持鄉村的 農耕景觀, 以對環境友善的永續性方式來進行生產 管理, 並將產品的經營多元化 特色化 張聖函慕尼黑工業大學農業經濟與農場管理研究所博士候選人 AgBIO 參考文獻 1. Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (2011) Das Kulturlandschaftsprogramm. From Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (2011) KULAP Massnahmenübersicht. From Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, different downloads and publications. From 4. Bayerischer Bauernverband (2010) Konsultation der Europäischen Kommission zur zukünftigen EU 2020-Strategie, European Commission.From 5. Heissenhuber, A. (2008) Perspektiven der Landwirtschaft, Berichte über Landwirtschaft, 217. Sonderheft, S Heissenhuber, A. (2012) Agrarpolitik im zeichen sich ändernder Rahmenbedingungen: Von eisenmann bis heute. From 健康農業 2012 NO.32 71

76 資訊情報 INFORMATION 國際農業生技年會ABIC 2012現場紀實 撰文/陳政忻 ABIC 2012簡介 Agricultural Biotechnology International Conference (ABIC) 從 1996 年初次於加拿大 Saskatchewan 省舉辦 後 成功獲得各界熱烈的迴響 第二屆 ABIC 於 1998 年再度獵取全球農業生技產業之目光 爾後相繼由北 美 歐洲 亞太 澳洲等地輪流舉辦 目的即是推動國 際農業生技產業交流 促進技術發展及商業活動 歷 屆 ABIC 會議鎖定農業生技相關議題 如植物生技 動 物生技 食品生技 海洋生技 生質能源 分子農場 基改法規等領域 提供一深入且精緻的交流平台 讓全 球農業生技相關人士快速瞭解現今農業生物技術之發 展 故吸引來自世界各地的傑出科學家 業者及研究機 台灣代表團 右起台糖公司研究所 鄭作林資深研 究員 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心 孫 智麗主任 農業生物技術產業化發展方案 吳金洌 總主持人 台灣經濟研究院生物科技產業研究中 心 陳政忻專案經理 構紛紛聚集至此參與這場盛會 從開始舉辦至今 ABIC 已成為全球相關專業人 士所必須參與的盛會 各國的科學家 企業 政策研究 者 政府單位及其他人士無不利用此機會 自省 洞察 與高度應用在其每日的例行工作 今 (2012) 年 ABIC 2012 於 9 月 2 日起 連續五天於 紐西蘭北島的 Rotorua 舉辦 以 Adapting to a Changing World 為主軸 廣邀全球農業生技領域專家 議程規 劃三大主題 (1) 環境變遷 (Environmental change) (2) 社 相關人士瞭解全球農業生技發展動態 研討會內容摘要 ABIC 係以研發成果產業化為主軸的研討會 各國 研究人員紛紛在本屆研討會發表各種農業生技產業化 之成果 充分展現農業生技之多元應用風貌 茲將相關 內容整理如下 一 農業生技投資再起 會變遷 (Social change) (3) 經濟變化 (Economic change) 全球知名的生技創投 Burrill 公司目前管理的資金 本屆 ABIC 大會由台灣經濟研究院生物科技產業 高達 180 億美元 總共投資超過一百家以上的生技公 研究中心孫智麗主任領軍 偕同農業生物技術產業化發 司 投資地區涵蓋中國 歐洲 印度 拉丁美洲 馬來 展方案吳金洌總主持人及台糖公司研究所鄭作林資深 西亞 中東 及美國 而農業生技亦是 Burrill 公司著重 研究員等人參與 透過 ABIC 大會之舉辦 有助於國內 的領域 同時 如 Monsanto Bayer CropScinece P&G 72 農業生技產業季刊

77 Kraft等相關產業重要公司亦為Burrill公司的策略夥伴 目 前 Burrill 公 司 的 農 業 生 技 投 資 基 金 為 Biogreentech 該基金的總經理 Roger Wyse 表示 旗下 目前管理的三檔創投資金 總額高達 8.12 億美元 現階 從過去這些成功案例中 農業生技領域的投資人 體認到以下重點 1. 此領域的開發成本及時間 與出場獲利金額相比是 不具吸引力的 段投資的綠色生技公司以能源與化學品開發為主 包 2. 關鍵在於所開發的產品必須要有需求 括 Akermin Chromatin Cobalt Codexis Gevo Glori 3. 少數IPO的農業生技公司發展仍為困頓 Mascoma Segetis Virdia LanzaTech 等 表一 4. 小型公司要將基改作物商品化的可能性極低 面臨全球生技作物種植面積的快速增加 Roger 5. 性狀基因或平台技術在早期階段難以創造價值 考量 Wyse 表示 生技作物目前開發的基因性狀少 且侷限 成本回收或後期負擔 採用授權將比自己開發來得 在特定作物 未來應開發其他作物 方可進一步擴大市 划算 場價值 然而 目前反對勢力仍是最重要的影響因素 6. 主事者是公司成功的重要關鍵 也造成法規費用高昂及上市難度提升 7. 公司需盡快有營收 對於投資人來說 從 1998 年到現在的農業生技投 對於農業生技未來發展機會 Roger Wyse 認為好 資 僅有少數的成功案例 且公司重組 法令規範 以 的科學成果 新用途 及新機會將是驅動農業生技發展 及反 GMO 團體的聲浪 造成市場的不確定性 此外 的要素 面對全球氣候變遷及永續經營的挑戰下 能源 產品上市途徑受限 如種原主要掌握在兩家公司手上 安全 食品及營養安全將備受重視 故利用農業及林業 及專利自由使用權 (FTO) 等因素 且亦無小型公司將 生產食品 纖維 飼料及可再生性原料會是農業生技得 生技作物性狀商品化之案例 以上種種因素導致 以著墨之處 2012 年間的創投資金步履維艱 多以失敗收場 僅有少 數案例成功 因此 現階段農業投資議題捲土重來 已有多家 創投開始投資農業 在可再生性生技產業方面 估計市 表一 Burrill公司投資之綠色生技公司 列舉 公司名稱 營運項目 Akermin 利用新型碳固定技術 分離及捕捉CO2 Chromatin 利用mini chromosome導入多個基因 培育新品種高粱 做為可再生性化學物質的原料 Cobalt 以獨特的生物反應器及蒸餾設備 生產使用於燃料及化學產業的正丁醇(n-butanol) Codexis 開發重組酵素 以滿足全球化學 燃料 製藥及可再生產業之應用 Gevo 從可再生性的原料中製造異丁醇(isobutanol) 並供作液體燃料及石化市場之用 Glori 提升產量下降或耗竭油田之復原力 Mascoma 利用生物製程 將生物質裂解為醣 並轉化為酒精 Segetis 應用新化學平台 將可再生性的甘油(glycerol)及果糖酸(Levulinic acid)產生的縮酮(ketal) 用於塑膠製品或溶劑之生 產 Virdia 應用具成本效益的專利技術 將木質纖維素 (lignocellulosic biomass)轉化為可做為發酵的醣類及高品質的木質素 LanzaTech 利用氣體發酵方式 將工業廢氣轉變為具經濟價值的低碳燃料及化學品 資料來源 Investing in agricultural innovation-past learnings, future opportunities, ABIC 2012 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 健康農業 2012 NO.32 73

78 資訊情報 INFORMATION 表二 早期農業生技成功範例 公司名稱 Plant Genetic Systems (PGS) 說明 PGS在1983年於比利時成立 專門開發抗蟲生技作物 1996年被AgrEvo以4.36億歐元收購 該公司又被Bayer收購 Walter De Logi於 擔任執行長一職 讓售PGS後 於1996年成立Ceres 並在2012年上市 Mycogen & Athenix Mycogen成立於1983年 並在1998年被Dow AgroScience以120億美元收購 Athenix成立於2000年 Bayer於2009年以7億美元收購 Jerry Caulder分別擔任Mycogen的執行長及Athenix董事長 並在2012年成為SG Biofuels的董事長 Mendel Biotechnology Mendel成立於1997年 同年成為Monsanto及ELM公司的策略夥伴 兩公司分別投資1,500萬美元 並取 得Mendel新性狀發現的專屬授權 同時 致力將植物性狀多元化 如在 年間 與Bayer合作開發增進作物性能之化學品 年與BP石油開發生物能源種子 年目標第二代生技性狀種子 當初授權給Monsanto的 性狀已接近商品化階段 Chromatin 成立於2000年 並在2007年成為Monsanto及Syngenta的策略夥伴 Monsanto取得玉米 棉花 大豆 及油菜的非專屬授權 Syngenta則取得玉米及大豆的非專屬授權 2009年 更將授權對象擴大至Syngenta Bayer及Dow 如Syngenta取得甘蔗的專屬授權 Bayer取得 棉花的非專屬授權 Dow取得可結合該公司EXZACT 技術之權利 2010年透過購併買下高粱種子生產商 藉以取得進入可再生性原料業務之門票 Agraquest Agraquest成立於1995年 為一開發防治植物害蟲之生物製劑製造商 2012年 Bayer以4.25億美元加上里程金收購 創辦人Pam Marrone亦在2006年成立 Marrone Bio Innovation 資料來源 Investing in agricultural innovation-past learnings, future opportunities, ABIC 2012 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 場規模高達 830 億美元 零售市場將會拉動需求 如富 最後 Roger Wyse 表示 以投資人的觀點來看 產 比世雜誌即指出 美國海軍預計 2020 年的一半燃油需 業雖創造大量的進展 但成果卻少於預期 而傳統農 求將來自可再生性能源 因此 低成本的木質纖維素原 業生物技術則是未來扎實的投資目標 投資機會乃存 料將成為關鍵 同時 以生物為主的技術多是美國及 在於可再生性化學物質的生產 或是存在於食品 飼料 歐洲地區所開發 因此未來這些技術勢必會朝向原料 及纖維產品的價值鏈中 而重要的關鍵在於走入資本 來源地區及新興市場移動 對於可再生性生物產業方 市場 並在投資人的預定期限內將產品上市 能在全球 面 市場需求強烈 基礎技術被廣泛使用 但量產技術 市場獲利的技術即是機會所在 現階段農業生技投資 方面 僅有某些技術可用於早期試量產階段 因此 需 再起 投資人仍舊保持樂觀 要大額投資將量產規模提升至 50 萬公噸 建立成功典 範 給予資本市場信心 二 紐西蘭乳品產業發展概況 未來農業生技的投資機會可分為兩部分 第一是 奶粉可分為全脂奶粉和脫脂奶粉 為重要的食品 以技術為主所發展出來的產品 如生物性農藥 生物性 原料 舉凡沖泡飲用 食品加工 製藥 鈣片 飼料 肥料 大規模資料探勘 (data mining) 抗性 / 耐受性的 有機肥料等皆有相關需求 依據聯合國糧農組織 (Food 新機制 後端製程 downstream processing 如純化 回 and Agriculture Organization, FAO) 的統計資料顯示 紐 收處理 等 第二部分 則為架構整合 將食品及生物 西蘭的全脂奶粉 (Milk Whole Dried) 出口量值均為世界 精煉之產業價值鏈進一步整合與控制 第一 2010 年全球全脂奶粉的出口量約為 萬公噸 74 農業生技產業季刊

79 單單紐西蘭即出口 96.5 萬公噸 約占當年度全球出口量 蘭乳牛的主要飼養地區為北島 約占總飼養頭數的六 的 41% 其他國家如荷蘭 阿根廷 澳洲等出口量分別 成 2011 年飼養的頭數為 萬頭 較 2010 年的 萬 12.9 萬 11.5 萬公噸 圖二 萬頭微幅增加 2.7% 南島於 2011 年飼養頭數為 萬 另從出口金額來看 2010 年全球全脂奶粉的總出 頭 但卻較 2010 年的 萬頭大幅增加 7.5% 進一步 口金額約為 80 億美元 其中紐西蘭的出口金額即高 分析 年紐西蘭乳牛的飼養頭數 則從 2007 年 達 31.2 億美元 約占當年度全球總出口金額的 39% 圖 的 萬頭 以每年 4.1% 的速度增長 顯示該國境內 三 荷蘭 阿根廷 澳洲分別以 6.8 億 4.6 億 4.1 億 乳牛產業的穩健發展 圖四 美元排名其後 無法與紐西蘭匹敵 在在顯示紐西蘭一 國對於全球乳品產業之影響力 奶粉主要是以牛乳為原料 經過消毒 脫脂 脫 水 乾燥等程序加工製成 依據紐西蘭統計局的資料 顯示 2011 年紐西蘭飼養的乳牛頭數為 萬頭 較 2010 年的 萬頭增加 4.4% 約增加 26 萬頭 紐西 資料來源 Statistics New Zealand 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖四 年紐西蘭乳牛飼養頭數 紐西蘭乳品產業始於 1814 年 當時引進短角牛 (Shorthorn) 因該品種之牛乳品質佳且肉質鮮美 並由 傳教士 Samuel Marsden 將一頭公牛及兩頭小母牛帶進 資料來源 FAOSTAT 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖二 年全球及紐西蘭全脂奶粉出口重量 紐西蘭後 輔以當地適宜的氣候條件促使該國的乳品 產業穩健成長 1840 年紐西蘭已建立短角牛畜群 成 為當時最流行的飼養品種 並以放牧方式飼養 最初單 一酪農所擁有的畜群規模小 但若靠近城鎮者則規模 較大 因其牛奶 奶油及起司 (Cheese) 等較容易銷售 紐西蘭的第一家合作社 (Co-operative) 為 1871 年在 Otago Peninsula 半島所成立一間起司 (cheese) 公司 以將 資源集中獲得益處 時至 20 世紀 紐西蘭的乳品合作 社擁有多數的乳品工廠 1930 年代更高達 400 家的合 作社 與此同時 乳品合作社開始在海外販售其乳製品 然而 這對數以百計的紐西蘭小型乳品公司而言 要將 資源投入服務海外市場是相當困難的 因此 1923 年政 資料來源 FAOSTAT 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 圖三 年全球及紐西蘭全脂奶粉出口金額 府設立乳品出口製造管控委員會 (Dairy Export Produce Control Board) 以控制所有的乳品出口 健康農業 2012 NO.32 75

80 資訊情報 INFORMATION 雖然紐西蘭政府開始管制乳品出口 但仍允許酪 農進行新市場的開發 以賺取更多的利潤 因此 紐西 蘭乳品產業於 年代間蓬勃發展 同時 乳品 業也開始進行整合 各合作社致力提升其效率 而運輸 及冷藏技術的改進更進一步提升效率 諸如在 1951 年 以集乳車 (tanker) 收集生乳 並於 1955 年導入在農場將 生乳冷卻之措施 到了 1960 年代 原本 400 家的合作 社已整併至 168 家 資料來源 van Bekkum, 從 1960 年代開始 紐西蘭乳品的出口市場及產品 圖五 紐西蘭乳品公司合併歷程 開始走向多樣化 英國原為紐西蘭乳品的最大出口市 場 但當英國決定加入歐盟後 紐西蘭乳品出口製造 管控委員會即開始尋找新出口市場 而在 1980 年代 紐西蘭乳品出口製造管控委員會的海外子公司高達 19 家 時至 1995 年相關企業更高達 80 家 紐西蘭乳品出 口製造管控委員會建立全球最大的乳品行銷網絡 同 時 紐西蘭乳品的合作社為了能更成功經營海外市場 更有效率 遂進一步的整併 到了 1996 年僅剩下 12 家 乳品合作社 當各合作社及乳品出口委員會在外擴展市場的同 時 新的乳製品也被開發出來 以增加酪農們的報酬 結語 紐西蘭位於太平洋西南部 為一島嶼國家 主要 包含南島與北島兩個島嶼 此外還有周圍一些小島 國 土面積為 26.8 萬平方公里 約為台灣的七倍大 紐西 蘭經濟發達 為已開發國家 估計 2012 年的總人口數 約為 444 萬人 另依據國際貨幣基金組織 (International Monetary Fund, IMF) 的資料顯示 2011 年紐西蘭的人均 國內生產毛額約為36,648美元 高於台灣的20,101美元 過去紐西蘭的經濟係以農業為主 現已成功轉型 為具有國際競爭力的工業化市場 然而 紐西蘭的農業 乳品業也開發一套消費者行銷基盤建設 並創造新品 勞動力只占 10% 但其畜牧業卻是國家經濟發展的重要 牌 原本紐西蘭的乳品合作社向英國出口的產品以奶油 基礎 農牧產品的出口總值約占全國一半 其羊毛 乳 和起司為主 然而於此時期已將其生產方向轉為生產奶 製品 奇異果等農產品更是行銷全球 粉 紐西蘭的牛乳及奇異果更是名聞遐邇 為該國帶 1996 年 紐西蘭政府決定轉移紐西蘭乳品出口製 來大量外匯收入 而一個地處南半球的島國 何以能將 造管控委員會的資產給該國各乳品合作社 乳品合作社 該國乳品及奇異果拓展至全球 成為一方之霸 亦是各 間又進一步整併 時至 2000 年底 95% 的紐西蘭乳業 國學者研究之課題 透過本次參與 ABIC 2012 大會參 由 New Zealand Dairy Group 及 Kiwi Co-operative Dairies 訪 可以了解紐西蘭在農業發展的扎實基礎 係來自於 兩間公司所把持 另外兩間合作社占剩餘的 5% 此 產業與技術發展緊密的結合 作為該國企業之後盾 外 在 1990 年間 撤銷出口管制聲浪逐漸興起 乳品 同時 紐西蘭政府不因地處偏遠而畫地自限 積極將其 業認為有為數眾多的選項可以管理此一變化 最終決 優勢農產品結合生物技術 解決農民所面臨的問題 過 定最好的方式即是整合為一間大型公司 以解決紐西 去台灣農業技術根基深厚 協助不少國家發展農業 應 蘭乳品公司間的激烈競爭問題 因此 Fonterra 遂於 2001 持續提升國內農業技術水準 或許未來可以農業生物 年 10 月成立 圖五 技術 協助周遭甚至遠方友邦人民獲得更好的生活 AgBIO 陳政忻 76 農業生技產業季刊 台灣經濟研究院 生物科技產業研究中心 專案經理

81 基因改造農業相關產品安全 管理制度現況與展望研討會 撰文/余祁暐 基因改造作物發展至今 全球已有約一成的農地 前國內管理制度發展現況 由農糧署顏雯玲技正 漁業 種植基改作物 種植面積平均年成長率超過 10% 而主 署繆自昌組長 畜牧處陳志維技正 動植物防疫檢疫局 要基改作物 如玉米 黃豆 棉花 油菜 的採用率全 劉雅方科長 食品工業發展研究所朱文深副主任 分別 球已超過一半 基改種子市場規模占全球商用種子市場 針對台灣基因改造作物 水產動物 畜禽 動物用疫苗 的三分之一 在基因改造科技快速發展與應用的國際潮 產品 基改食品等管理制度 進行上市法令規範 田間 流下 為使各界能進一步了解國內 外基改農業產品安 試驗管理 生態安全評估 食品安全評估等法規的詳 全管理制度與風險管理技術發展現況 行政院農業委 盡說明 員會特委託財團法人台灣經濟研究院生物科技產業研 第三場次 臺灣基因改造作物管理科技發展現況 究中心於 10 月11日下午舉辦 基因改造農業相關產品 則由農業試驗所吳明哲組長及種苗改良繁殖場沈翰祖 安全管理制度現況與展望研討會 副研究員 從風險管理科技層面 簡介國內基因改造作 行政院農業委員會科技處李紅曦副處長致詞時表 物生物安全評估作業模式與基因改造作物檢監測體系 示 農委會為落實 積極研發 有效管理 的基因改造 當日研討會邀集各界人士參與 超過 150人與會 科技管理政策 已逐步建置基因改造動植物及相關產 品之安全管理制度並強化其風險管理技術 並持續密 切掌握各國管理體系架構及發展動態 以做為國內法規 國際調和 以及各產業主管機關間協商或建立相關管 理制度時之參考 並期許此研討會能讓大眾對於國際 上以及台灣的基因改造農業相關產品管理體系能有更 除了讓與會者能了解國內外基改農業產品安全管理制 度與風險管理技術發展現況外 也提供了交流平台 讓 產 官 學 研界對基因改造產品之管理進行意見交換 AgBIO 與研討 余祁暐 台灣經濟研究院 生物科技產業研究中心 組長 表一 基因改造作物管理體系跨國比較分析 深入的了解 此研討會第一場次由台灣經濟研究院生物科技產 業研究中心進行 國際基因改造農業相關產品發展與 管理現況 簡報 針對全球基因改造農產品現況 聯合 國生物安全議定書發展現況 及美國 歐盟 澳洲 日 本 中國等主要國家之基因改造作物管理概況進行報 告 並進行基因改造作物生物安全政策立場 及管理體 系跨國比較分析 表一 第二場次 臺灣基因改造農業相關產品安全管理 體系 則邀集基因改造相關領域產業主管機關簡報目 *法規可明確對應至管理內容為 v 若部分相關為 Δ 資料來源 各國法規資料庫 台灣經濟研究院生物科技產業研究中心整理 健康農業 2012 NO.32 77

82 資訊情報 INFORMATION Bayer 併購美國生物農藥公司 AgraQuest Bayer 集團在 2012 年 7 月宣布以 4.25 億美元加上里程金 (milestone payments) 收購美國生物農藥公司 AgraQuest AgraQuest 在 16 年前成立於美國加州, 以開發生物性農藥為主要業務 Bayer 集團將 AgraQuest 併入旗下的 Bayer CropSciences (BCS), 增加 Bayer 的綠色產品生產線, 並整合 BCS 的作物保護和蟲害防治的開發平台 今年 Bayer 併購 AgraQuest 再度引起全球農業生技的關注, 此併購案將為 Bayer 建立一個領先的綠色產品技術平台 Bayer 集團在 2012 年 7 月宣布以 4.25 億美元加上里程金收購美國生物農藥公司 AgraQuest AgraQuest 在 16 年前成立於美國加州, 以開發生物性除真菌劑以及除蟲劑為主要業務, 其明星商品 Serenade 包含專利菌種 Bacillus subtilis, 根據該公司的說法, Serenade 可以產生 30 種活性物質來保護植物免受真菌和病菌的傷害 相較傳統單一成分的化學農藥, 生物農藥具有廣效的病蟲害防治效果, 比較不會造成抗藥性 為了擠身進入生物農藥的行列, Bayer 集團將 AgraQuest 併入旗下的 Bayer CropSciences, 增加 Bayer 的綠色產品生產線, 並且進一步整合 BCS 的作物保護和蟲害防治的開發平台 近年來, 全球性農業公司陸續併購小型生技公司, 例如 BASF Monsanto, 以及 Bayer 在 2010 年併購以色列生物農藥公司 AgroGreen 等案例, 今年 Bayer 併購 AgraQuest 又再度引起全球農業生技的關注, 此併購案將為 Bayer 建立一個領先的綠色產品技術平台 ( 資料來源 : 摘譯自 Nature biotechnology,2012/9/10) 歐美建立夥伴關係相互承認有機認證歐盟與美國宣布, 從 2012 年 6 月 1 日起, 經由歐洲或美國認證的有機產品將可允許於雙方的有機市場販售 估計歐美的有機市場規模大於 500 億美元, 且每年持續成長中 而這兩大有機市場的夥伴關係將有助於促進有機農業發展, 有利於有機產業成長 此夥伴關係的正式文件是於 2012 年 2 月 15 日在德國紐倫堡簽署, 由歐盟農業與農村發展委員 (European Commissioner for Agriculture and Rural Development) Dacian Ciolos 美國農業部副秘書長 (U.S. Agriculture Deputy Secretary) Kathleen Merrigan 與美國貿易代表署 (U.S. Trade Representative) Isi Siddiqui 大使, 於 BioFach 全球最大的有機展期間簽署 供大西洋兩岸的有機農夫與公司廣大的市場機會, 幫美國農夫與農場經營者開啟新市場, 且提供小企業更多機會 歐盟農業與農村發展委員 Dacian Ciolos 認為 : 此夥伴關係帶來雙重附加價值, 其一為有機農夫與有機食品生產者進入歐洲及美國市場的程序將更為簡便, 且成本更低 ; 另一方面是使有機標準更透明化, 將強化消費者信心, 提高產品辨識度 這項重要進展將使歐美農業貿易提升至新的合作層次 美國貿易代表署 Isi Siddiqui 大使也認為此為強化雙邊貿易關係的重要進展 : 這將促進歐美之間的農業貿易, 並為雙方創造更多工作機會 過去, 若於大西洋兩岸進行產品交易, 需各別依據歐美雙方的標準取得兩種有機認證, 等於是耗費雙重的費用 檢驗與文書作業 而此夥伴關係將有助消除這樣的障礙, 尤其是對中小型有機業者而言更是佳音 未來農產品只要符合此夥伴關係協議下的相關規範, 即可標示為經認證的有機產品 有機肉類 穀物 酒, 而進行交易 儘管歐美雙方的有機標準仍有些許差異, 但雙邊皆認為除了禁用抗生素的規範上有所不同外, 其他標準大致相同 美國農業部的有機規範禁止抗生素使用, 但可在蘋果及梨子果園用於防治侵入式細菌感染 - 火傷病 (fire blight); 而歐盟的有機規範則僅允許抗生素用於治療感染動物 不過, 於歐美雙邊的夥伴關係協議下, 有機認證將完全禁止使用抗生素, 且外銷時需附上有機出口認證, 該文件將記載生產地 認證機構 未使用禁用物質與方法之證明, 確保符合規範要求, 並供作銷售追蹤用 雙邊機構將致力於確保所有交易的有機產品皆符合該協議的要求, 定期討論 檢視對方的有機規範, 以維持從農場到市場的有機完整性 (organic integrity) 而歐盟執委會農業總署 (European Commission's Directorate General for Agriculture and Rural Development) 與美國農業部國家有機計畫 (U.S. Department of Agriculture's National Organic Program) 將扮演重要的監督角色 目前此協議僅涵蓋從美國或歐盟出口, 且經認證的有機產品 ( 資料來源 : 摘譯自 Nutraceuticals World, 2012/2/17) 美國農業部副秘書長 Kathleen Merrigan 表示 : 此夥伴關係提 78 農業生技產業季刊

83 日本有機農業修正法案加強對種苗之規範日本農林水產省於 2012 年 1 月 31 日召開 農林物資規格調查會議, 並公佈有機 JAS 規格 ( 有機農產品日本農林規格 ) 的法規修正案 主要修正內容為以下兩點 :1. 對於從種子開始栽培的農作物, 必須嚴格執行從種子階段就合乎有機栽培之原則 2. 新增 21 項適用的肥料 農藥等農用資材 有機 JAS 規格對於貼有 JAS 有機標章 的農產品 ( 含有機加工食品 有機畜產品 有機飼料等 ) 之生產方法均有規定, 每隔五年進行檢討 日本有機農業所使用的種苗, 雖然原則上要求要以有機方式所生產, 但由於農家自行採種技術上需要一定的技術, 大多數有機農家的種苗仰賴外購 ; 因此在既有的規定下, 若發生不易購得有機種苗的情況, 可使用慣行農法生產的種苗 本次法案修正後, 不只是米 雜糧以及播種栽培的蔬菜要使用有機種子, 從育苗栽培的農產品, 也要使用有機苗 然而茄科 葫蘆科的幼苗和蒟蒻吸芽由於難以購得, 暫定為例外品項 ; 且當發生天災 病蟲害 育苗失敗導致種苗短缺時, 也可以按照以往的方式外購 至於新核可的農業資材, 包括以人畜糞尿 蔬菜殘渣製作的甲烷發酵液肥, 但若以人糞為原料, 禁止灑佈於農作物的可食用部位 而農藥方面, 碳酸鈣可濕性粉劑僅限在防止銅劑藥害的情況下使用, 放線菌產出物賜諾殺 (Spinosad) 對於薊馬 潛蠅科 小菜蛾等害蟲的防治功效被認可, 還原澱粉糖化物與密滅汀 (Milbemectin) 則可用於防治葉蟎 此外, 收穫後經洗淨殺菌後的農業資材 ( 玉米桿等 ) 新增六項, 蕈類作物也和一般農產品加以區隔, 並公告 6 種可用於種菌培養的資材 ; 洋蔥育苗用土的黏度調整資材則得以延長續用 ( 資料來源 : 摘譯自日本農業新聞,2012/2/1) 更正啟事農業生技產業季刊第二十九期 植物種苗生技 p.15, 第 3 點 (1) 及 (2) 部分內容更正如下 : 非境內釋出行為 (Dealing NOT involving an Intentional Release, DNIR) 境內釋出行為 (Dealings involving an Intentional Release, DIR) 造成各位讀者不便之處, 敬請見諒 編輯組謹上 日本 農業環境技術研究所 開發出一種新型酵素製劑, 僅需半天時間, 就能使生物可分解塑膠製成的膠膜穿孔, 經過一星期之後就能大致分解 以往在農業實務應用上, 生物可分解塑膠常因環境條件的差異, 無法如期被分解, 如今只要利用新型酵素, 就能有效控制分解時程, 有助於農家營農計畫的運作 農業環境技術研究所 選育出分解能力高的酵母等真菌, 並以木糖 (xylose) 為餌料, 在特殊裝置中成功大量培養該種微生物, 相較過去使用燒瓶的培養方式, 產能提昇了四萬倍 使用時將酵素液稀釋 2 倍後, 每平方公尺噴灑 400 毫升即可 倘若不使用酵素, 膠膜經過三個月也不會破洞, 但只要加入酵素與纖維素保濕劑一併混合,2 小時就能分解出破洞 塑膠膜在農場管理中常被用於土壤保溫 防止雜草生長, 一般常使用聚乙烯 (polyethylene,pe) 材質製品, 但使用後的回收處理不易 ; 如果改用生物可分解塑膠, 就能省下處理的人工, 所以雖然價格為 PE 膜兩倍, 但省下的勞力費用可使總成本相差無幾 不過, 若使用太容易分解的材質, 強度恐不足 ; 且微生物遇到乾燥或寒冷氣候時活性會降低, 未充分分解的膠膜會妨礙牽引機等農機具的操作 此新型酵素的成本每公升僅數十日圓, 一公畝農地的使用量, 花費大約數千日圓 由於日本每年在農業上產生 17 萬公噸的塑膠垃圾, 今後日本 農業環境技術研究所 也希望開發新型酵素, 來處理塑膠膜以外的廢棄物 ( 資料來源 : 摘譯自日本農業新聞,2011/11/26) 79 健康農業 2012 NO.32 國外消息新型分解酵素有助生物可分解塑膠之農業應用

84 資訊情報 INFORMATION 國合成生物學突破基改酵母菌生產纖維素酒精利用酵母菌作為生物工廠, 未來可望利用低成本原料量生產多內種天然物質 中央研究院與中興大學組成的研究團隊, 研發出高效率的大量基因轉殖技術平台 PGASO, 並利用基因改造技術使消KY3 酵母菌可直接將稻稈等纖維素轉化成生質酒精 該研究成果 7 月底已在國際知名期刊 生質能源生物科技 發表, 被認為在合成生物學具有領先指標的意義 息該團隊由中研院生物多樣性中心主任李文雄領軍, 成員包括基因體研究中心博士後研究員張瑞仁 中研院農業生物科技研究中心主任施明哲及中興大學生物科技發展中心主任黃介辰等人 研究團隊的兩大突破, 一是建立高效率的大量基因轉殖技術平台 PGASO, 另一突破是從乳酪中找到 KY3 酵母菌, 透過 PGASO 技術平台調控酵母菌上的基因群, 改造後的酵母菌可直接將纖維素轉化為生質酒精 玉米稈 稻稈 狼尾草等植物纖維, 目前轉化為生質能源的主要方式是先加入真菌的酵素分解, 再加入酵母菌轉化, 然而改造後的 KY3 酵母菌則可直接分解 轉化纖維素 目前以 KY3 酵母菌正在申請台 美專利 中研院基因體研究中心博士後研究員張瑞仁表示, 研究團隊研發完成高效率基因轉殖技術平台 PGASO, 在掌握微生物的物質製造及代謝過程後, 透過設計或改造基因體 賦予新的功能, 製造該微生物原本無法產生的物質 就像樂高積木一樣, 是一個可以自由組裝 調控多基因表現的細胞工廠 相對於美日研發的合成生物技術平台, 每次僅能轉殖一種基因, 中研院生物多樣性研究中心主任李文雄強調,PGASO 可以一次同時轉殖好幾個基因, 也可以把不同物種的基因同時轉殖到微生物基因體內, 並任意調控每個基因功能的強弱表現, 等於是發展一個基因盒子, 將想要的基因放進去表現 ( 資料來源 : 摘錄自聯合報,2012/10/18) 除了分解纖維素製造生質酒精以外, 我們有更大的企圖心, 利用它生產蝦青素 ( 天然抗氧化劑 ) 和紫杉醇 ( 抗癌天然物 ) 等高單價天然物 張瑞仁指出 本土高麗菜 甘藍台中 2 號 夏天吃得到台中區農業改良場花 32 年研究, 發表適合夏天栽種的高麗菜新品種, 命名 台中 2 號, 除了可增加農民收益, 也能讓颱風雨季期間, 菜價更趨穩定 新品種高麗菜, 一分地收 5000 公斤,1 公斤賣 60 元, 一分地收 30 萬元, 以後夏天也可以種高麗菜了 粘姓農民說, 這兩年他接受台中農改場建議, 試種兩期的新品種高麗菜, 賣相和收成都很好 台中農改場場長張致盛說, 國內栽種的高麗菜 ( 甘藍 ), 是 50 年前從日本引進的 初秋 品種, 因不耐熱, 所以夏天吃不到高麗菜, 冬天又經常盛產價跌, 農民血本無歸, 被迫整園廢棄耕鋤 近年興起的甘藍 228 品種, 雖是最耐熱, 但賣相和食用品質都有缺陷, 市場反應不佳 前年 4 月, 農改場在彰化縣二林 竹塘 溪州等鄉鎮, 和農民合作試種台中 2 號, 農民收益和消費者的反應都很好 台中農改場豌豆專家郭俊毅研究培育甘藍新品種廿多年,5 年前退休時叮嚀副研究員蕭政弘接棒研究,4 年前蕭政弘成功找到最佳的品性組合,2 年前開始請農民試種, 今年 9 月提出植物品種權申請, 命名 甘藍台中 2 號 張致盛說, 新品種甘藍, 可在平地的 4 到 10 月間種植, 生長期 55 到 60 天, 產期比 初秋 品種少一星期, 平均每顆約重 1.7 公斤, 每分地收成多一到二成, 品質與產量均佳, 可於國內夏天平地種植, 也有助颱風或雨季期間菜價穩定 台中農改場將品種和技術移轉授權給民間公司, 授權金達 282 萬元, 創下品種移轉授權的最高紀錄 ( 資料來源 : 摘錄自聯合報,2012/8/16; 中國時報 2012/8/16) 80 農業生技產業季刊

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