臺灣芽砲桿菌生物殺菌劑的研發與應用現況 謝奉 家 前 ~ 口 依據農委會動植物防 疫檢疫局公布之農藥理化性及毒理試驗準則與農藥資 訊服務網資料 生物性農藥的界定是指 由天然資材 例如動物 植物 微 生物 所產製的農藥 對 生物較為無害 且專 一性高 包括天 然素材 微 生物製劑及 生化 製劑 微 生物製劑農藥 為用於作物病原 害 蟲 雜草防治或誘 發作物抗 性之微 生 物 或其 有 效 成 分 經由 配 方 所 製 成 之 產 品 其 微生 物 種 類 例 如 細 菌 真 菌 病 毒 和原 生動物等 一般 由 自 然界分離所得 也 可 再經人 工品系改良 如人為誘 變 汰選或遺傳基因改造 許 多重要的植物病害均是 由 土壤或根圈真菌所引起 已有 研究人員 利 用 土壤微 生物間的拈抗作 用 (antago n i sm) 研發抑 制細菌或其菌 生長的 生 物 殺 菌 劑 應用 於田 間 防 治 目 前在自 然 界巳 篩 選出一 些 具 有 殺 菌 活性 的 微生 物 在國內或國際間也有部分產品 上市 例如 假單胞菌 (Pseudomon as spp.) 枯 草桿菌 (Bacillus subtilis) 木 徽 菌(Trichoderma spp.) 與 放 線 菌 (Strepto myces spp.) 等 本文係針對 生物殺菌劑中的芽抱梓菌 (Bacillus spp.) 進 行 相 關 資 訊 分 享 產品的使用現況 國外 利用枯草桿菌在病害 生物防治 上之應 用 已行之有 年 且有商品化產品 供作為 生物製劑使 用 知名的 Kodi ak 製劑 即為美國 Gustafson公司產品 主成 分為枯草桿菌內 生抱 子 主要應用於種 子處理 防治苗期病害之危害 俄羅斯 Novosibrisk公 司 近 年 來 所 推 出 之 枯 草 桿 菌 商 品BactophytTM 主 要 推 薦 使用 於 細 菌 性 病 害 的 防 治 美 國 環 保 署 EP A (U. S. Environmental Protection Agency) 已 核 准 不 少 種類的芽砲桿菌屬(Bacillus spp.) 微 生 物 農 藥 產 品 上 市 作 為 防 治 植 物 病 蟲 害 之 藥 劑 除了 一般 熟知的枯草桿菌之外 尚包括 液 化 澱粉芽砲桿菌 (Bacillus σmyfoliqu吃faciens) 葷 狀 芽 抱 桿 菌 (Bacillus mycoides) 仙 人 掌 桿 菌(Bacillus cereus) 地 衣 芽 砲 桿 菌 (Bacillus licheniformis) 短 小 芽 砲 桿 菌(Bacillus pumifus) 行政院農業委員會農業藥物毒物試驗所技術專刊第2 0 5 號 D
蘇力 菌 (Bacillus thuringie別的) 日 本 甲 蟲 芽 砲 桿 菌(Bacillus popilliae) 與 球 形 芽 砲 桿 菌 (Bacillus sphaericus) 等 初 步 整 理 如 下 : 芽 抱 桿 菌 已 開 發 應 用 的 商 品 化 製 劑 在 病害 防 治方面 有 枯 草 梓 菌 液化 澱 粉 芽 砲 桿 菌 葷 狀 芽 砲 桿 菌 仙 人 掌 桿 菌 等; 在 蟲 害 防 治方面 為 蘇 力 菌 日 本甲 蟲 芽 砲 桿 菌 與 球 形 芽 ;但 桿 菌 等 在 臺 灣 許 多 人 提到生 物 殺 菌 劑 中 的 芽 砲 桿 菌 只 聯 想 到 枯 草 桿 菌 單一 菌 種 但 事 實上 還 有其 它具有 殺 菌 功 能 的 芽 砲 桿 菌 屬 菌 株已 經 陸 續 研 發並 準 備 在 臺 灣上 市 民國 9 0 年 光 華農 化 工廠股份有限公司 是第 一家臺灣 生物農藥廠商 完成登記 生 產枯草桿茵 Y 1 3 3 6( 由財團法人 生物技術中心技轉)微 生物殺菌劑 台灣寶 J '推 薦 用 於 碗 豆白 粉 病 之 防 治 近年已 逐 步 擴充 登 記在 蓮 霧 果 腐 病 胡 瓜 露 菌 病 與 芒 果 蒂 腐病的防治 興農股份 有限公司的 興農寶 為 百泰公 司 ( 百泰 生物 科技股份有限 公 司是 光 華公 司轉投資的 生物科技公 司)枯草桿菌同 一菌株Y 1 3 3 6所授權 生產 況 漢公 司的 金雞牌 賜倍效 為枯草梓菌 WG 6-1 4( 由中興大學植病系曾德賜教授技 轉 ) 推薦 用於水稻秩 苗徒 長病之防治 目 前 正 在審查中的 生物殺菌劑產品有 :漢 寶公 司的 培農菌 液劑 為況漢公 司枯草桿菌 同 一菌株WG6-1 4所授權 生產 ;聯 發公 司的葷狀芽抱桿菌 BM 1 3 6 ( 由中興大學植病系黃振文教授技轉 ) 申 請 防 治對 象 為 十字花科蔬菜幼 苗摔倒病 在這裡 要特別說明的是 芽砲桿菌屬 (Bacillus spp.) 為屬名 屬名的後 面為種名 即使 同 一屬 但種名 不同就代表不 同的菌種(圖 1. "-' 3. ), 同 一菌種但不 同菌株(strain)的殺菌效果仍會有所 差異 枯 草梓菌簡介 枯草桿菌 Bacillus subtilis 為 Ferdin and Cohn 於1872 年 所 命 名 Bacillus在 拉 丁 文 中是短桿狀的意思 而 s u btilis在拉 丁文中是細長的意 思 枯草桿菌為芽抱桿菌屬 是 一種需氧 性 產芽抱的桿菌 屬於革蘭氏陽性菌 通常為 長鏈狀 具 周 生鞭 毛 且 能 夠 運動 會 形 成內生 袍子 枯 草 桿 菌普 遍 存在 於土 壤 及 植 物 體 表 在 食品 飼料添 加物 酵素 種 子保護劑等 生技產業發展應 用 已 有多 年 為 一般認定屬於 安 全 性之有益微 生物種類 由於枯草桿菌會與病原菌競爭根系中的養分 進 而成 為優勢菌種 降低病原菌的危害 加 上 可以產 生 內 生抱 子 在逆境 下易於存活 且在 產 抱 過 程中 可 產生 對 多 種 病 原 菌 具有 抑制 作用 之 抗生 物 質( antibiotic substance) 因而在 植 物 病 害 防 治 應用 性 之 開 發 多年 來 備 受 重 視 -2-
枯草桿菌不僅 可以直接噴灑植物葉片來保護葉部病害 例如菜豆錫病 亦 可 施用於 土壤或做種 子拌種處理以預防 土壤病害 其對 多種作物的 生長 尤其是根 部的發育 有極為明顯的促進作 用 還 可做為蔬果採收後防 止腐敗的抗真菌劑 例如 芒果是臺 灣的 四大旗鑑農產品之 一 成 熟芒果表皮 有黑斑 稍微 再放 兩天 黑斑 愈來愈大 這就是芒果最容易罹患的炭痘病 炭痘病菌 在 田間本來就有 甚 至 會 隨 風 飄 散 因此 當 芒 果 成 長 時 炭 痘 病 隨 時 都 在 潛 伏 感 染 芒 果 愈 成 熟 發 病機會愈大 筆者的研究團隊 從 土壤環境中分離 出剋治炭痘病等真菌的芽砲桿 菌 試 驗結果發現 採收下來的芒果 用稀釋 100 "-' 2 00倍的芽抱桿菌發酵 液浸泡 5 分鐘 觀察 1 4天 可發現無病 斑芒果處理後 可延緩病斑 出 現約 5 "-' 7天;罹 病度較低的果實 也 可延緩病斑擴展速度 降低幅度最好 可到 5 0 % 多年來有關枯草桿菌的研究開發 大都著重 在 土壤傳播 性病害方 面 例如學 術研究機構 已證實具應用潛力之病害標的包括康乃馨莖腐病 (Fusarium roseum) 玉 米 苗 枯 病 (F. roseum) 甜 茱 舞 病(Rhizoctonia so lan i) 洋 蔥 白 腐 病 (Sclero tium cepivorum) 菊 花 莖 腐 病(R. solani) 蘋 果 癌 腫 病(Agrobacterium tum吃faciens) 葡 萄枝枯病 (Eu吵pa lata) 楓 樹 黃 萎 病 ( Verticillium dahliae) 以 及 相 橘 綠 徽 病 (Penicillium digitatum) 等 中 興 大 學 植 病 系 近 年 篩 選 到 B S l 菌 株 該 系 經 溫 室 與 田 間試驗測試 證實其對於菸草白 星病 ( Cercospo ra sp.) 茄 科 作 物 細 菌 性 葉 斑 病 (Xanthomonas αχonopodis pv. vesicatoria) 芒 果 細 菌 性 黑 斑 病(Xanthomonas. campes tris pv. mangifera-indicae) 以 及 山 蘇 蟲 草 與 山 藥 等 作 物 白 娟 病(Sclero tium ro βii) 的 防 治 效 果 均 明 顯 優 於 推 薦 推 廣 的 化 學 藥 劑 另 外 該 系 經 由 人 工 接 種 測試初步證實 對水稻栽培 上近 年來極受重視的 白葉枯病 (Xanthom o nas. oryzae pv. oryzae) 危 害 亦 有 很 好 的 防 治 效 果 尤 其 對 蘭 科 植 物 豆 科 作 物 青 心 烏 龍 茶 樹 金線蓮等 生長促進作用均相當明顯 產量亦優於未處理者 枯草桿菌 可以增加農產 品的安 全性 有利於農產 品的外銷 創造農民更高的 收入 而 且能兼顧國民食的健康 並減少化學農藥對環境及農民造成的衝擊及危 害 近 年來 農委會藥毒所積極針對國 內本 土枯草桿菌與相關芽砲桿菌屬進行拈 抗菌株篩選與蒐集 獲得 一些具研 發潛力的菌株 已分析及確定它們的拈抗成分 量產製劑與訂定規格 正進行 未來商 品化 儲運 施 用等 相關產學合作與評估作 業 期能開發 不 同的 田間應用方式 -3-
液化澱粉芽砲桿菌簡介 液 化澱粉芽砲 桿 菌 是 不是 枯 草桿菌 的 一 種?最近臺灣 已 有廠商 進 行液 化澱 粉芽砲桿菌的產 品 開發 但 仍 有 不少 研發人員認為液 化澱粉芽砲桿菌就是 枯 草桿 菌 事實 並 不然 液 化澱粉芽抱桿菌 1943 年 由 日 本 學 者Fukomoto 發 現 此 菌 種 可 產生大 量 的 α- amyl ase 及p roteas e 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 化澱粉芽抱梓菌列為枯草桿菌的 亞種之 一 但 在 1 9 6 7年 W elker 與 C ompb ell利用 DNA 雜 交方 法 發現 枯 草 桿 菌 和 液化 澱 粉 芽 抱 桿 菌之 gene 相似度只 有 1 4. 7 '"'"' 15.4 % 之 間 枯 草 桿 菌 的DNA guanine-pius-cytosine 成 份 (G+C%) 是4 1.5 '"'"'43.5% '而 液化 澱 粉 芽 砲 桿 菌 的 G+C % 是 4 3. 5 '"'"' 44. 9 % '由此可 以 判 斷 枯 草 桿 菌 和 液化 澱 粉 芽 抱 桿 菌 是 為不同 的品種 除 了 分子 基 因上 的 證 明 枯 草 桿菌和液 化澱粉芽砲桿菌 不 同 另外 在 其它如枯草桿茵 和液 化澱粉芽抱桿菌所產 生 的 α- amyl as e 特性上也有相 當 大 的 差 異 of Systematic 1 9 8 6年 在 B erge y ' s Manual Bacteriology書 中 將 液 化 澱 粉 芽 抱 桿 菌 分 類 為 一 獨 立 菌 株 Priest 在 1 9 8 7年正 式 發表在 期刊上 至此液化 澱 粉 芽 砲 桿 菌才真正被 定 義出 來 目前利 用 AP I tests與gyr B 基 因 定 序 也 可 將 液 化 澱 粉 芽 砲 桿 菌 枯 草 梓 菌 地 衣 芽 抱 桿 菌 及短小芽抱桿菌等 四株表 現 型接近的菌種鑑別 出來 吳文希教授( 已從台大退休)曾從臺灣分離篩選到 2株液 化澱粉芽抱桿菌 編號 B128 與B190 吳 文 希 教 授 主 要 從 百 合 植 株 上 分 離700株 微 生 物 再 與 百 合 灰 徽 病 菌 進行 對 峙及 共 同培養 最後篩選 出對灰徽病菌具有 明顯拈抗能力之拈抗菌株 研究結 果顯 示 B190 菌 株 與23 種 植 物 病 原 菌 進 行 對 峙 及 共 同 培 養 可 顯 著 性 地 (p=0.05)抑 制 其 中16種 病 原 菌 尤 其 值 得 注 意 的 是 能 特 別 有 效 抑 制 百 合 灰 徽 病 菌 筆 者 在農委會藥毒所的研究團隊也從 台灣梨 山篩選 到液 化澱粉芽抱桿菌 Ba-BPD1 ' 為 本土 篩 獲並 具 開 發 潛 力 菌 株 經 委 託亞 太 智 財 科 技 服 務有 限 公司 詳 細 進行專 利蒐尋和佈局之後 已申請美國 中國大陸與 中華 民國專 利中 有 下列多項 功 能: 具有 產生 纖 維 素 分 解 酵 素(cellulase) 蛋 白 質 分 解 酵 素 (protease) 脂 質 分 解 酵素 (l ipase) 澱粉分解酵素 (amyl as e)等能力 可作為飼料添加劑 具 有 高產率 同時 產 生抗 生物質 iturin與 surfactin等的 能力 其有抑制 細菌 性軟腐桿菌 (Erwin ia ehrysanthemi ; Erwinia earotovora subsp.ωro to vora) 仙 人 掌 桿 菌 (Bαeillus eerez的) 沙門氏菌 (Salm onella)等多種細菌 生長的效果 具有抑 制 百合灰徽病菌 (Botrytis -4-
elliptica) 百 合 白 娟 病 (Sclero tium rolβii Saccardo) 玫瑰 灰 徽 病 菌 (Bo tlytis cinerea) 檬果炭痘病菌 ( G10lηerella cingulata) 等 多 種 真 菌 生 長 的 效 果 液 化 澱 粉 芽 抱 桿 菌 亦 具有促進多種作物 生長的功能 筆者的研究團隊 已與國內廠商洽 談技轉中 葷狀芽抱梓菌簡介 葷狀芽抱桿菌外型呈短桿狀 長 5微米 寬 8 0 0奈米 常以成對或鏈狀排列 具圓端或方端 在 nutrient agar 或PDA 培 養 基 上 會 產 生 白 色 的 羽 毛 狀 絲 形 菌 落 ( 圖 3.) 可 以 快 速區 別 中 興 大 學 黃 振 文 教 授 發 現 葷 狀 芽 砲 桿 菌可 進 入 植 物 體 中 與 植 物 共 生 經試驗證實草狀芽抱桿菌 可有效促進植物 生長 提 高作物對逆境與病害 之耐受 性 其中包含 可減緩 土傳性病害 (如 :茄科真菌 性萎凋病 立枯病 碎倒病 ) 及 白粉病之發 生 黃振文教授實驗室的葷狀芽砲桿茵 Bacillus (BM)CHT2402 具 有 產 生 日引 陳 乙 酸 (indole-3-acetic acid, mycoides IAA) 與 氯 (NH3) 之 特 性 若 施用 B M CHT2402 菌 株 於 不 同 作 物 上 觀 察 其 促 進 作 物 生 長 的 能 力 發 現 栽 植 番 茄 西 瓜及高草植株於 B M CHT2402 的 細 菌 懸 浮 液 混 拌 介 質 中 三 週 後 可 增 加 植 株鮮重 納豆菌也是一種枯草桿菌 您吃過納 豆嗎?納豆是以黃豆 ( 現 在也有納豆產 品 用 黑豆或紅豆製造 )為食 材 將蒸熟的黃豆直接接種納 豆菌 (Bacillus subtilis Natto) 後 在40"-'54 c 培 養 24 小時後 經過發酵作用黃 豆會 出 現 白 色的菌膜 用筷 子挾起會有黏絲狀 即為 納 豆 但有特殊風味 所以多數人 並 不 一定喜歡食 用 納豆之所以有保健的神奇功 效 風味獨特 經 千 年後仍為 日本人所鍾愛 且深深維繫著 日本人的長壽健康 最大的 功 臣就是納豆 中蘊藏的 神奇微 生物 一一 納 豆菌 因 此我們 可以稱 納 豆 為 納豆菌發酵食 品 或稱之為 納豆菌食品 J ' 而 其中的納豆菌為芽抱桿菌 屬 納豆菌早期被命名為納豆桿茵 Bacillus natto '在 1 9 0 5年由 S hin Sawamura 博 士 所分離鑑定 是 日本傳統食 品 納豆 的 主要發酵菌種 經過累積數 十 年的微 生 物鑑定及 DNA分析研究 結果顯 示 S h i n Sawamura 博 士 當 初 所 命 名 的 Bacillus natto ' 應 歸 類 於 枯 草 桿 菌 Bac illus subtilis 菌 種 ( 詳 見 B ergey s Manual of Systematic Bacteriology 的 分 類 ) 因 此 近 年 來 日 本 所 發 表 納 豆 相 關 文 獻 皆 已 改 稱 納 豆 菌 -5-
Bacillus natto 為 Bacillus subtilis natto '此 納 豆 菌 是 不 產生 毒 素 和 對 人 體 沒 有 病 原 性 的 與 乳 酸 菌同 屬 安全 菌 株 (Generall y Recognized As Safe, GRAS) 目 前 市面 上 納 豆 被 宣 傳 的主要 成 份 是 納 豆 菌 產生 的 納豆 激 牌 屬 於 蛋白 質 分 解 酵 素 可 以 溶 解 血 桂 所 以 可 作 為 預 防 或 治療 微 血 管 的 阻 塞 納 豆 茵 也 可 產 生多 種 抗 生 物質 所以 日本人曾經拿納豆來預防食物細菌性中毒 曾經有農友詢問筆 者 :I既 然納豆 菌 也是 一種枯草梓菌 可否直接拿納 豆菌 用 在植物病害防治 上? J 每 株 枯 草 桿 菌 的特 性 相當 不 同 納豆菌的納豆 激牌產量較 高 但抗 生物 質 相對 可能不 高 而農 用 枯草桿菌 則是著 重 在農作物病害的殺菌作 用 所以 並不建議直接拿納 豆菌來 用 在 農業 上 況 且 納豆菌的 生產成本與售 價 一般 而 言也較 高於農 用枯草桿菌 植物病害防治機制 枯草桿菌與 液 化 澱 粉芽抱桿菌等製劑的植物病害防治機 制 至 今 尚未 全 盤暸 解 主 因 在於 它 所 表 現 出 來 的 功 能 是多 重 作 用 機 制 的 結 果( 圖 4. ) 包 括 與 病 原 菌 競 爭營養及空間 抗 生物 質的作 用 促 進 土壤中大分 子的分解與營養的有 效吸收 改善 土壤 性 質以及促進作物 生 長與抗病 性等 需 要許 多因素 相 五搭配 才能達 到 成 功的拈抗 作用 例如 把袍 子活菌施 用 於 作物的葉 面 和果實的表皮 上與 土 壤 中 會與病原 真菌 進行 生長競爭 而 由 於枯草桿菌為細菌類 較真菌 生長 快 因 此能 迅速 把 周圍 可 利 用的營養吸收殆盡 進 而 獲致防治效果 枯草桿菌對病原真菌和 細 菌 具 有 拈 抗作用 可 以 產生 許 多 代 謝 產 物 和 抗生 物 質 曾有 文 獻 指出 枯 草 桿 菌 至少有 6 6種不 同的抗 生物 質 但近 年 已 發表 在 期 刊 中的 資料 顯 示 其中只 有 1 1 種有確定的結構與 功能 包含 有 alb o l eut in b ac i11 0myc i n b ac i l yc i n b otryc i din 豐原素 (fengycin) 伊枯草菌素 A (iturin A) 表 面 素(surfactin) 及subtilin 等 具 有 廣 大 的 應用性 因而在 植 物 病 害 防 治 應用 性 之 開 發 多年 來 備 受 重 視 有 些 產品已 鑑定 出 一種稱 為 I iturin A J 的 抗 生 物 質 這 種 化 合 物 會 與 病 原 真 菌 細 胞 膜 的 固 醇 分 子 作 用形 成複合物 使得離 子傳導孔隙增大 改 變細胞膜的 滲 透 性 讓 主甲離 子 迅速 流 出 進 而導致病原 真菌菌絲分 解 並 抑 制 袍 子 發芽 達到防治病害的 效 果 值得注意的是 枯草桿菌製劑抗 生物 質的作 用 是整個菌體代謝物的 綜合作 用 而 不 是 像 傳 統 應用上 單一 抗生 物 質 的 作用 由 於是 多 重 作用 機制 這 類 製 劑 不 會 發 生 傳 統 農藥 應 用 上 常 見 的 抗藥 性 問題 -6-
為防 止 市售 產 品參 差 不齊 國 內農政 主管機關 有責 任測定枯草 桿菌產 品之 有 效 生物活 性 (b i o l ogical activity) 為品 質把 關 由 於生 物 殺 菌 劑 產品有 效 成 分可以 是單純的菌體 或是 其代謝產物 也 可能是菌體力口 上 代 謝產物的作 用 依 不 同之 需 求 採 取不 同發酵方法 過 去文獻報 告使 用單 位 活抱 子數 CFU( c olony forming units) 或 田 間 試 驗 尚 未 只 針 對 代 謝 產 物 進 行 生 物 活 性 測 試 由 於 制 定 有 效 生 物 活 性 的 測 試方 法 或 結 果 分 析 會 受到 多 重 因 素 的 影 響 尤其有 效 成 分 含 有 代 謝 產 物 的 生物殺菌劑產 品 世界各國除了利 用活袍 子數 對 峙試驗 較費時的溫室試驗 或 田間試驗之外 研究人員仍持繡努力訂 定 一套理想的規格檢驗 方法 可以 符合產 品的實際評估需求 近 年來政府 已加強 生物 性農藥之研發與輔導業 者等措施 加 上 消 費 者 對 農 藥 殘 留 問 題 的 重 視 以 及有 機 蔬 果生 產 業者 對生 物性 農 藥 的 需 求 因 此 可預期 未來產品 市場將會擴大 促進作物生長 芽砲桿菌 有誘導植物抗病 (i nduced re si stanc e) 之 功 能 間 接 地 促 進 植 物 生 長 也 有直 接 之 促 進作用 為 p l ant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) 0 PGPR 可 能 經 由 抑 制 病 害 發生 間 接地 促 進 植 物生長 或 經由 提 供 植 物 營 養物 質 之 固 氮作用 溶 磷作 用 分泌植物 生長的調控因 子如植物荷爾蒙 以活化根部的 代謝作 用 或是 藉 由分泌抗 生物質 故鐵物質 競爭 生態 位與養份及誘導植株抗 性來降低植物病 原 菌 的 侵 害 等方 式 來 促進 植 物生長 目 前 國內 外 研 究 學者 已 開 始重 視上 述 機 制 的 探討 農委會農試所與藥毒所及 不少大專院校也 有 相關研究人員投入 芽抱桿菌 能誘導植物抗病之 功能 可使 生物防治菌之施 用 兼具地 下部病害及地 上部病害之 防治 功效 且 可 同時減少多種病害之發 生 更能減少 化學農藥的使 用量 ; 由於病 原對 植物複雜之抗病機 制 不易產 生抗性 沒 有如對 化學農藥產 生抗藥 性的 問題 增加使 用 此等有益細菌之優勢 ;如與 化學 肥藥整合運 用 除了 可減少 化學肥藥之 使 用 仍 可達 到預期之 促進 生 長 功效 行政院農業委員會 已於民國 9 9 年 7 月 2 9 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 餌肥 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 相信芽抱桿菌作為微 生物 肥料的議題會逐漸受 到重視 -7-
結論與建議 要強調的是 蘇力菌或其它殺蟲製劑的殺蟲效果 顯 而易見 1... 2 天 就 可 以 看到蟲體的死 亡或蟲隻數量降低 但芽砲桿菌的殺菌或促進 生長等作 用卻不是短期 內 可以用肉眼觀察到 許多人都誤以為枯草桿菌都是 一樣的 事實 上 同樣 叫做 枯 草桿菌 的菌種有成 千 上萬株 所謂 一樣米 養百樣人 J ' 枯 草 桿 菌 菌 株 還 要再 經過學者專家測試防治植物病害效果的強弱與防治作物的種類進行評估 然後才能 篩選 出優良菌株 並探討最適培養條件 進 而開發為產品 決不是隨便找到 一株枯草 桿菌培養就能有效防治病害 曾經有農友購買 市 面的枯草桿菌產品作菌種來 自行 DIY 發 酵 菌 液 筆 者 並 不 建 議 農 民 買 商 品 作 菌 種 來 自 行DIY 發 酵 菌 液 因 為 商 品 的 菌種很純沒錯 但農友如何穩定控制發酵的 條件 並不容易 若器具或容器消毒 不完 全會有雜菌產 生 可能反 而 不利農作物健康 得 不償失 另外 菌種持續繼代培 養 有 可能造成部份特性與活性降低或喪失 甚 至變異 所以菌種的保存與活 化仍 需專業監測 尤其 發酵的培養液成分配 方或 比例 攪拌速度 培養天數與溫度等 等 都會大大影響甚 至降低枯草梓菌的產抱率與 有效成分含量 造成每 批 D IY的效 果參差不齊 反 而對於 生物性植物保護製劑的真 正 功效產 生懷疑 甚 至動搖無毒農業 的決心 也牽連使 正規產 品蒙受農友信心 不足的陰影 所以仍建議使 用 正規商品 若 有 大 規 模 的 使 用 量 可 與 農 會 或 廠 商 討 論 您 的 需 求 枯草桿菌有殺菌的功能 所以 可作為 生物殺菌劑 ; 有溶磷或產 生 IAA等功 能 可促 進作物 生長 所以 可作為 生物肥料 ; 可產 生多種酵素 所以 可作為動物 飼料添加劑 但 要注意的是 即使都是枯草桿菌 但枯草桿菌不同菌株之間的 功 能或效果 常常差異很大 所以需要專業的篩選與 評估 不建議直接拿同 一種枯 草桿茵產品施用於 不 同領域 因為 不 同領域的功能 (圖 5. )需要不同的培養液成分 發酵條件與製劑配方 也就是說 生物肥料的配方 並不適合直接 用於食 用飼料的添 加 除非廠商提供多功能的數據與對該應 用領域的安全測試報 告 否則不建議貿 然使 用 鑑 別 正確菌種是 一件非常重要的 工作 一般 而言 枯草桿菌和對人體沒有病 原 性的乳酸菌 同屬安全菌株 (0扎屯 的是屬於安全的菌種 在歐美 日等多國 早 已有枯 草桿菌的 生物農藥核准 上市 部份資料 可參考美國環保署的 下列網頁 ht甲 : //www.epa.gov/pesticides/biopesticides/i ngredients/tech_docs/brad_006479. pdf -8- 依據
目 前 的 研 究 資 料 顯示 枯 草 梓 菌 對 人 類 是 安 全 的 但 枯 草 桿 菌 的 strai n s 數目 原 多 無法估算 小 型 生物科技公司的枯草桿菌菌種 並沒有經過專業機構的 再確認 若 菌種鑑定有誤或製 作過程污染 其他雜菌 就 可能造成無法預測的害處 一般 而 言 只要經過政府或專業機構的鑑定 枯草桿菌 液 化澱粉芽抱桿菌與葷狀芽砲桿菌 是對人體無害的 建議購買經政府核准的商 品 並依廠商使 用說明施 用 才有保障 因為 目前政府的查驗登記 制度都會針對 生物活性 毒理影響與 田間試驗等做嚴謹 試驗評 估 合格者才有校 准字號 但 不 可否認 目前的 市 面 上仍充斥許多 未經核 准的小型 生物科技公 司商 品 用 土壤添加劑或改 良劑的名義 而不 用農藥的名義 規避農藥 主管機關的查核 藥效 不明確也 不穩定 品質參差不齊 建議慎選使 用 筆者期待國 內業者藉 由合法 化的設廠登記 取得產 品合法的商 品登記 以 利將來 市場行銷的運 作 筆 者先前 進 行有機水稻稻熱病 田間防治試驗 深刻的體認到 作物 在栽培時 需要 面對多種有害 生物 可能 造成的危害 因 此 在未來若能以作物為單位 發展整 套的 生物農藥防治策略 甚 至統整各產品 而完成 生物農藥專 用版的植物保護 手 冊 避 免 農民 在進 行 有 機 栽 培 時 出現 對 某些 病 蟲 害 無 藥可用 的 情 形 如此 一 來 將大幅增加 ;有機栽培的推廣度 對於 生物農藥產業的發展亦有極大助益 至於枯 草桿菌與液 化澱粉芽抱梓菌擴充應 用 在動物飼料添加劑 養蘊池等方 面 (圓 5. ) 在 水中加入不 同濃度的枯草桿菌 已有研究證明具有降解水中氯氣廢物的作 用 ; 尚 能減少養殖池底的有機物沉積 亦能抑 制對蝦池中的弧菌與鰻池的水{敏感染 液 化 澱 粉 芽 抱 桿 菌 亦 有 類 似上 述 等功 能 因 篇 幅 有 限 不在此 贅 述 /因 可團 \\l 回 圍 2. 液 化 澱粉 芽 抱 桿 菌 在 平板上 的 菌 圖 1.枯草桿菌在 平板上的菌落型態 落型態 -9-
圓 3. 葷狀芽抱桿菌在平板上的菌落型態 圖 4. 枯草桿菌對植物病害防治機制 圓 5. 枯草桿菌與液化澱粉芽抱桿菌的多功能示意圖 - 10-
主要參考文獻 1. 邱安隆 2 0 0 2 應用生物製劑防治百合灰徽病 花蓮區農業專訊 42 : 2 2- 鈞 2. 高穗生 2010 微生物農藥研發進展與產業潛力 農業生技產業季刊第 24 期 3. 高穗生 謝奉家 2010 液化澱粉芽抱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. 2 3-2 7 台中, 中興大學 4. 許嘉伊 2010 全球生物農藥產業概況與未來展望 農業生技產業季刊第 24 期 5. 曾德賜 2010 台灣生物農藥開發與產業化應用之問題與展望 農業生技產業季刊第 24 期 6. 謝奉家 李美珍 高穗生 2003 枯草桿茵茵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 4 5 : 155-162 7. 謝奉家 2004 本土生物農藥資源及其應用 ( 病害防治資材 ) - - - - 芽砲桿菌 植物保護論壇 農業生物技術國家型科技計畫辦公室 台中 8.. 謝奉家 2005 植物病害的殺手明星一枯草桿菌 科學發展月刊第 391 期, p.18-21 - 11 -