生物農藥在有機農業上的應用方法

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有機農業

生物製劑在有機農業上的應用方法

謝奉家 研究員

行政院農委會藥毒所生物藥劑組 研究員兼組長

一、前言

依據農糧署資料,截至2020年11月通過有機及友善農產品驗證審認面積共計 15,676 公頃,約占國內總耕地面積1.8%。國內有機蔬果的通路愈來愈多,不只是傳統有機商店,就連超市、網路都買得到,顯示消費者甘願花多一些錢,也要買進新鮮和健康。尤其提早從都市職場退休或年輕人回流返鄉從農增多,為推動環境友善耕作,立法院於2018年5月8日三讀通過有機農業促進法,以強化建構促進有機農業發展之環境,該法第42 條明定自公布後 1年(2019年)施行。

但依據農藥管理法第五條,「成品農藥」指下列各目之藥品或生物製劑:

1.    用於防除農林作物或其產物之有害生物者。

2.    用於調節農林作物生長或影響其生理作用者。

3.    用於調節有益昆蟲生長者。

4.    其他經中央主管機關公告,列為保護植物之用者。由上述農藥的定義可清楚 瞭解生物農藥也是農藥,部分市面所稱的「無農藥」農產品若有使用生物農藥應該正名為「無化學農藥」。

社會大眾普遍認為農藥就是具有毒性,因此也有業者與學者希望將「生物農藥」更名為「生物性植物保護製劑」或「植物保護用生物製劑」,甚至另立專法規範「生物性植物保護製劑」或「植物保護用生物製劑」,生物農藥不要出現「農藥」這兩個字,但相關法規修訂仍需謀求社會各界的共識。

在植物保護應用上,生物農藥因為安全性與專一性較高,對非目標生物與環境的危害低,無化學藥劑殘留的疑慮,因此雖適用於有機栽種,但國內可用於有機農法的病蟲害防治資材,依法只能兩類:生物農藥與免登記植物保護資材,而且並非只要屬於上述兩類就是有機可用,仍須向農糧署申請「有機農業商品化資材推薦」,經查核通過才能列入標示

二、生物農藥的特性簡介

依據農委會2017年3月17日修正發布的「農藥理化性及毒理試驗準則」第三條附件一,生物農藥類 (biopesticides)包括「天然素材」、「微生物製劑」及「生化製劑」等。天然素材是指天然產物之有效成分無法以化學方法純化或再加以合成之農藥,可經粗萃、脫水、乾燥、壓榨、磨粉、製粒等物理及適當調配加工程序之製劑。微生物製劑是指利用微生物供植物保護用途之製劑,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,亦可再經人為誘變、汰選或遺傳基因改造等人工品系改良。生化製劑是指天然產物之有效成分經化學方法純化或合成,具明確化學結構,非以直接毒殺害物為防治機制之製劑;其化學結構應與天然產物之有效成分相同,或為具等同功能之異構物或其衍生物。

在臺灣許多人提到生物殺菌劑中的芽孢桿菌,常只聯想到枯草桿菌或液化澱粉芽孢菌;生物殺蟲劑常只想到蘇力菌。但事實上,還有其它微生物與昆蟲費洛蒙已經陸續研發並準備上市,如表一。生物農藥不應該只用於有機耕作也可搭配化學農藥使用,更可積極應用於有害生物綜合管理(Integrated Pest Management, IPM),降低抗藥性發生,減少化學農藥用量,確保農作物食品安全,符合安全農業目標。

近年來臺灣生物農藥之研究開發及推廣應用已有相當成果,農委會與相關大專院校積極開發生物農藥與昆蟲費洛蒙等防治資材。藥毒所於2014年開始統籌執行多年期整合型計畫-天然植物保護資材商品化研發及有效應用的開發平臺,提供各改良場所與部分學校研發之產品建立成分及品質保證的技術開發平臺,已有多項完成技轉與商品化。另外,藥毒所亦每年開辦生物農藥訓練班,講解多項生物防治資材的施用原理與技術,受到農友熱烈歡迎與肯定。

生物農藥是值得大力研究開發及推廣應用的植物保護資材,但生物農藥並不能完全取代其他防治方法,單獨應用生物農藥也有其不足之處,因此在慣行農法上可與化學防治搭配,在有機農法上可與其他物理措施相互密切配合,截長補短相輔相成,在有害生物綜合管理體系中,共同發揮應有的協調作用。

三、生物農藥的應用技術與在有機農業上施用的應注意事項

防治率並非是生物農藥有效性評估主要的方法,目前依據生物農藥產品特性及標的害物在田間的發展趨勢來評估擬登記之植物保護產品是否可以控制標的害物達可忍受的損失範圍。而防治率只是有效性的參考值,防治率高低與施藥時標的害物的起始值也有關聯性,防治率不高,不代表該產品有效性不佳。

目前國內生物農藥佔整體農藥(含化學農藥)市場的比率仍低,且銷售量以蘇力菌為多數。殺蟲性的生物農藥,因為肉眼短期內可見到殺蟲成效,因此在發展上頗具優勢。若選擇正確的防治對象,施用時機也正確,蘇力菌會有一定的防治效果。但殺菌性或抑菌性的生物農藥,因為無法短期內用肉眼見到效果,且須長期施用,推廣上較不容易,可是若對短期或連續採收性蔬果作物或難防治病害(土傳病害…等)或高經濟作物有防治成效,仍深具商業發展潛力。建議每 7 至 10 天使用 1 次,至少連續施用 4 次。

由於枯草桿菌/液化澱粉芽孢桿菌會與病原菌競爭根系中的營養分,進而成為優勢菌種,降低病原菌的危害,加上可以產生內生孢子,在逆境下易於存活,且在產孢過程中,可產生對多種病原菌具有抑制作用之抗生物質 (antibiotic substance),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。枯草桿菌/液化澱粉芽孢桿菌不僅可以直接噴灑植物葉片來保護葉部真菌病害,亦可施用於土壤或做種子拌種處理以預防土壤病害,其對多種作物之生長,尤其是根部之發育,有極為明顯之促進作用,還可做為蔬果採收後防止腐敗的抗真菌劑。

枯草桿菌/液化澱粉芽孢桿菌的孢子活菌施用於作物的葉面、果實的表皮與土壤中,會與病原真菌進行生長競爭,由於枯草桿菌/液化澱粉芽孢桿菌皆屬細菌類,較真菌生長快,能迅速將周圍可利用之營養吸收殆盡,進而獲致防治效果。根據國內外研究,枯草桿菌/液化澱粉芽孢桿菌能降低設施作物枯萎病、青枯病、根腐病、立枯病等重要土傳病害引起的連作障礙。

生物農藥是否可以直接用在有機農業栽培上?臺灣的有機農業可用商品資材仍需要農糧署審核,要查產品的製程、原料來源、組成配方是否含化學成分或基因改造成分等,所以即使是獲得生物農藥的許可證、不會有化學農藥殘留的問題,但依法仍不能直接宣稱有機可用,業者必須向農糧署申請「有機農業商品化資材推薦」,經查核通過才能列入標示。可申請行政院農業委員會農糧署「有機農業商品化資材品牌推薦-病蟲草害防治資材審查」,於農藥包裝袋上加註「有機農業適用,有機資審字第000000號」字樣。已通過有機驗證機構查核的農友,建議要採用任何資材前,都要事先洽詢有機驗證機構進行確認,避免誤用。

為節省人力,芽孢桿菌類的殺菌產品是否可以兩種以上產品一起施用?由於微生物的菌株不同,所產生的抑菌程度也隨之不同,因此目前使用的微生物是否會抑制到也正在使用的其它菌種,必須透過實驗才能有較完整的答案。一般建議不要貿然添加不同的菌種。

為什麼別人用有效,我用卻沒效?要注意的是,不但植物病原菌會有差異,不同微生物的有效成分種類與含量也有所不同,所以不同廠牌或公司生產的微生物產品的防治對象常不相同,防治效果也可能差異很大,而且廠商宣稱的某種病害防治效果不一定能完全適用於您的需求,也就是說,可能對別人有效卻對您沒效。田間施用存有許多影響因素,例如病原菌生理小種變異頻繁,必須與供應廠商或農業專家密切聯繫與詢問。

農友可以買市售產品當菌種,自行發酵嗎?不建議一般農民買商品作菌種來自行DIY發酵菌液,因為發酵的條件並不單純,若消毒不完全會有雜菌產生,反而不利農作物生長。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,培養時間與溫度等,都會大大影響甚至降低有效成分含量,所以仍建議優先使用正規商品。

茲簡述國內已登記生物農藥的田間施用注意事項:

 1.   蘇力菌:建議下午接近傍晚時施用。蘇力菌產品怕日光照射,易受紫外線破壞。紫外線在中午11點至下午2點間最強,因此除非是陰天,否則晴天應在午後34點以後,亦即黃昏時刻,使用較恰當。蘇力菌對昆蟲幼蟲有毒效,但對成蟲沒有毒效,又沒有殺卵效果,使用後成蟲仍會繼續產卵,而且卵也會繼續發育,當在田間發現又有幼蟲孵化出來時,必須再繼續使用蘇力菌。產品可於室溫存放約2年。

 2.   枯草桿菌、液化澱粉芽孢桿菌、貝萊斯芽孢桿菌、蕈狀芽孢桿菌:生物殺菌劑,因為屬於多重作用機制(multiple mode of action),許多因素相互搭配,才能達到成功的拮抗作用。建議要依照產品標示的使用稀釋倍數與施用頻率,施用次數不要少於4次。產品可於室溫存放約2年。

 3.   木黴菌:溫度與溼度很重要,注意產品的保存期限並確認活菌的存活程度。建議產品冷藏

 4.   白殭菌:田間的溫度與溼度很重要,建議監測田間的溫度與溼度,若溫度高於攝氏37度或溼度低於80%,蟲生真菌的防治效果就會打折扣。可視田區情況評估是否在施用白殭菌前灑水提高溼度。產品需冷藏。

5.   甜菜夜蛾核多角體病毒:專一性很高,甜菜夜蛾核多角體病毒只能防治甜菜夜蛾。產品須保存在冷凍狀態。

6.   昆蟲費洛蒙:要搭配適合的誘蟲器,且在田間放置的間隔距離、種類、數量與高度,都需依照使用指引或諮詢專家。不建議太多種類的費洛蒙一起懸掛而造成誘捕效果降低。推動區域聯防,更能有效降低族群密度。產品不用時建議保存在冷凍狀態。

四、展望與結語

「生物防治,以菌制菌」的觀念,就是營造有利於有益微生物繁衍的環境,使有益微生物適量繁殖,以抑制有害微生物,甚至產生拮抗作用,但在環境中會因其他微生物的競爭而消長,不會長存而影響生物多樣性。大自然裡有一物剋一物的定律,建議農友逐漸培養包容性,作物偶爾被蟲、鳥吃菜葉也無所謂,趕盡殺絕不如和平共處。有機耕作使用生物農藥防治建議是最後的選項,而非是未做任何物理防治前的優先選擇。此觀念適用於慣行農法,化學農藥也不該是慣行農法優先選擇。

近年來臺灣生物農藥之研究開發及推廣應用已有相當成果,惟不容諱言,本土生物農藥之工業化、標準化和商品化生產部份問題仍待解決,而且取得生物農藥許可證的產品種類與劑型開發仍嫌不足,無法完全滿足農友實際病蟲害防治需求。如何強化並提升本土生物農藥產業之發展、如何開發更多優質產品及商品化生產、如何持續加強建置優質之產業發展環境,實有待各研發機關、主管單位與業者共同努力。

為了促進國內有機產業發展,農委會於2007 年在農藥管理法增加「不列管農藥」項目,防檢局於2015年2 月修法將食品類(指供人飲食或咀嚼之產品及其原料)排除在農藥定義,另外也將「不列管農藥」,改名成「免登記植物保護資材」,以免民眾混淆。該局接著於 2015 年 08 月 14 日訂定「免登記植物保護資材申請程序及審核原則」,截至 2021 年 04 月 19 日止,該局已登錄免登記植物保護資材產品共 517 項(其中含進口 110 項),如表二。

農糧署於2020年7月23日修正友善環境農業資材補助作業方式,其中,生物農藥補助從每公頃5,000元,提高到10,000元。免登記植物保護資材補助基準,依購買憑證所列金額補助 1/2,每公頃最高補助 5,000 元,相關資訊可至農糧署網站查詢。

研發高安全性之天然植物保護資材,常缺少商品化登記的關鍵技術資料,尤其因成分複雜、鑑別較困難或效果緩慢等因素,較無法保證品質及商品化規格,造成登記上市的困境及不易為市場快速接受,且因過去業者技轉意願不高,而致符合管理法規之產品數量仍無法完全滿足農民需求。為加速此類產品之合理有效使用及合法商品化,農委會持續推動安全資材商品化技術平臺,整合跨領域研究團隊,以一條龍模式解決高安全性資材商品化之關鍵缺口,同時配合低風險農藥分級管理,修訂相關法規以利高安全性資材商品化。

表一、生物農藥成品許可證的分類統計

分類主成分成品許可證(進口)合計(進口)
微生物製劑蘇力菌18 (12)42 (15)
枯草桿菌9
液化澱粉芽孢桿菌8 (1)
貝萊斯芽孢桿菌1
蕈狀芽孢桿菌1
木黴菌2 (1)
純白鏈黴菌素1
白殭菌1
甜菜夜蛾核多角體病毒1 (1)
天然素材苦參鹼13 (1)
魚藤精1
印楝素1 (1)
生化製劑斜紋夜蛾費洛蒙25 (1)
甜菜夜蛾費洛蒙2(1)
小菜蛾費洛蒙1

資料來源: 防檢局農藥資訊服務網-許可證查詢欄位,由藥毒所生物藥劑組逐項點選統計至 2021.04.19

表二、免登記植物保護資材的登錄商品分項統計

公告品項

登錄商品數量

(國內自製)

登錄商品數量

(進口)

合計
甲殼素 (甲殼素鹽酸鹽 )/幾丁質91495
大型褐藻萃取物312051
苦楝油492978
矽藻土121527
次氯酸鹽類404
碳酸氫鈉10212
苦茶粕(皂素)45045
無患子(皂素)505
脂肪酸鹽類  (皂鹽類)22224
二氧化矽13114
碳酸鈣19423
高嶺石617
中性化亞磷酸13417
矽酸鉀14115

柑桔精油

(D-檸檬烯 )

17623
木醋液、竹醋液及其他植物源乾餾醋液26228
壬酸31536
屬食品安全衛生管理法第三 條第一款所定食品541468
商品含 2 種以上公告品

55

*若登錄商品總數量需扣減此數量

055

資料來源: 防檢局農藥資訊服務網-免登記植物保護資材專區欄位,由藥毒所生物藥劑組逐項點選統計至 2021.04.19

關鍵字有機農業生物農藥微生物製劑生物農藥應用植物保護

資料來源:防檢局農藥資訊服務網

資料日期:110年05月11日

撰文:謝奉家

校稿:趙曉慧

歡迎各界傳播轉載使用,敬請標註轉載來源:須註明為「引用自『有機農業推動中心』官方網站」。

謝奉家 研究員

經歷:

          行政院農委會藥毒所生物藥劑組   薦任助理、助理研究員、副研究員、副研究員兼組長、研究員兼組長
          彰化縣環境保護局 薦任技士
          行政院衛生署藥物食品檢驗局 薦任技士

專長:

生物農藥
微生物製劑
友善環境生物資材開發

學歷:

中興大學生物科技學研究所博士
國防醫學院生物化學研究所碩士
中國醫藥大學醫學檢驗生物技術學系學士

榮譽獎項與代表性事蹟:

2019年 第43屆全國十大傑出農業專家
2018年 中華永續農業協會永續農法傑出學術獎
2015年 行政院農業委員會模範公務人員
2013至2020年完成8件多功能菌株的技術移轉授權案且順利商品化


  

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