【農業洞察 AgriINSIDE】生物刺激素,台灣新興的科技肥料

本文由〔科技農報〕和〔國歡植保〕共同撰文,國歡植保致力以「農業科學」推廣農業資材,期盼藉由科技農報的社群傳播力,讓更多農民了解「生物刺激素」在田間的作用機制以及使用時應注意的事項。


「生物刺激素(biostimulants)」是臺灣肥料市場的新興科技產品,大家熟知的「腐植酸」就是一種生物刺激素。生物刺激素可以是土壤裡的作物益生菌、存在於自然界的物質、也可以是從生物體萃取出的混合物。從產業角度而言,只要是有助於作物根系發育與植株生長的非農藥類資材,都有機會發展成生物刺激素的肥料產品。


生物刺激素,台灣新興的科技肥料

根據歐盟生物刺激素產業聯盟(European Biostimulant Industry Council, EBIC) )定義:「生物刺激素是泛稱對作物生長有益的物質與微生物,其功能是促進根圈發育、提升植株吸收養分、利用養分的效率、讓植物遭遇逆境時得以健康生長、並確保作物品質。」

科學史上的第一個生物刺激素-海藻肥

生物刺激素的研究最早可追溯至1997年,美國吉尼亞理工大學研究團隊發現:「從海藻萃取出的腐植酸具有促進植物根系生長的功效。」爾後越來越多文獻證實「土壤中的某些特殊成分,有助於植物根系吸收養分、強健植株生長。」這些特殊的成分包含:腐植酸、蛋白水解酶、海藻與植物萃取物、幾丁質、土壤中的微量無機化合物(例如鋁、銅、鈉、矽)、真菌及細菌等微生物。

經驗傳承到科學驗證-產業推動生物刺激素商品化

「海藻做成有機質肥」是農業人皆知的的經驗傳承,近年來市面上「海藻萃取物」的農業資材也越來越受歡迎,然而「為什麼海藻肥好用」卻鮮少人知道原因。2009年加拿大達爾豪西大學的Khan博士發現:「藻類萃取物中有各種碳水化合物與礦物元素,可以改善土壤性質並增加保水力。此外海藻更富含多種有益植物生長的化合物,例如固醇類分子、甜菜鹼與植物荷爾蒙。」




解密海藻、益生菌與根系的三角關係

海藻 (seaweed) 中的海藻寡糖能促進作物益生菌-「叢枝菌根菌(arbuscular mycorrhizal)」的生長。而海藻寡糖在土壤中分解出的「海藻酸(alginic acid)」能促進益生菌產生菌絲。因此將海藻做成肥料施用於土壤後,不但增加了土壤中的益生菌,益生菌在土壤中分泌的物質又能促進作物根系發展。2006年日本京都府立大學試驗證實:「施用紅藻萃取物(海藻酸)的柑橘幼苗,其生長勢與根系都比未施用的幼苗好。」

科學解析「先民智慧」,永續支持農業

「益生菌、海藻肥、甲殼素」是先人留下的堆肥智慧,如今發展農民常用的肥料資材。隨著肥料科技的發展,人們不再知其然不知其所以然,產業透過科學研究揭開「堆肥好用的原因」。而取自天然環境的「生物刺激素」肥料,不但對環境衝擊較小、使用量少、且肥效穩定,對於農民而言不外乎是兼顧經濟收益與生態保育的新選擇。

參考資料:
  • European Biostimulant Industry Council (EBIC)
    http://www.biostimulants.eu/
  • Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation
    https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304423815301850?via%3Dihub#tb0005
  • Seaweed Extracts as Biostimulants of Plant Growth and Development
    https://www.researchgate.net/profile/Wajahatullah_Khan/publication/225338767_Seaweed_Extracts_as_Biostimulants_of_Plant_Growth_and_Development/links/0912f50c0ea222a6af000000/Seaweed-Extracts-as-Biostimulants-of-Plant-Growth-and-Development.pdf
  • Effect of Red and Green Algal Extracts on Hyphal Growth of Arbuscular Mycorrhizal Fungi, and on Mycorrhizal Development and Growth of Papaya and Passionfruit
    http://www.keyplex.com/wp-content/uploads/research-topics/papaya/Kuwada-et-al-2006-Agronomy-J-v98p1340-1344.pdf

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