You are currently viewing 促进内生固氮菌以节省氮肥开销

促进内生固氮菌以节省氮肥开销

  • Post category:文章 / 油棕
- - 广告 - -

“植物所需要的养分之中,唯有氮元素可由固氮菌从空气中固定下来并转换成植物可吸收的氮肥。这种即免费又环保的天然绿色肥可通过促进土壤里内生固氮菌来取得以节省施放氮肥开销。”

油棕乃常年生产果串的植物,因此对养分的需求很高。通过良好的施肥作业,这类作物一般上都会以较高的产量来回馈业者。随着多年的施肥所产生的酸性土壤、土质退化及肥料价格上涨后,施肥的效益有时就与产量的增幅不对称而提高了种植成本。有鉴于此,种植业如今也开始注重土壤的保养及有机物质的采用以增加土壤有机质进而促进土壤小生物活动来恢复土壤活力进而提升作物的表现。

在这方面,促进土壤有益菌的生长及繁殖显然已经成为重要的一环。这些良菌将在良好的土壤环境里生存及滋长,并进行各种对农作物有益的活动。这些活动中以有益菌可以克制害菌达到防止病害来袭的效果外,一些具有固氮功能的良菌已被视为绿色肥料的生产者,在提高地肥力的同时也将帮助种植人节省氮肥开销。

土壤中含有不少的微生物,而它们的种类、益处及数量常常引起研究员的兴趣而进行这方面的探讨。在南美洲巴西,该国所盛产的甘蔗之中,许多就来自只须少量或完全不须要施放氮肥的园地,只因为固氮菌提供了所需的氮肥。这一现象已出现数10年之久,可说为当地农民节省了不少的氮肥开销。这一好处也引起研究员在其它作物种植领域上探讨以便提高耕作永续性 (sustainability)。农业永续性如今已成为全球农作所追求及欲实践的方向,因为它的基础性包涵了环保及生态保护理念,让大地不会因为人为的破坏而失去永续生存的基础。

固此,油棕这种植面积日益扩大且日益重要的产油作物显然是这研究的重要领域。这10多年来,大马棕油局 (MPOB) 研究人员在这方面已取得不少的成就,不少被发现的内生有益菌之中包括具有拮抗油棕灵芝病的功能,并经过商业培植后制成生物肥让种植人受惠。这方面的有益菌并且已被商业化计有 Hendersonia、Trichoderma、Streptomyces、Pseudomonas 及 Burkholderia 等等,而一些如 Glomus intraradices 的根菌则拥有促进秧苗及轻龄树成长的益处。除此之外,一些则有固氮、解磷及解钾的功能。

这方面的研究当然须要实地收集菌种并分析其种类和试验其功能,所花费的时间及人力并不少,而且也需要专才去执行任务。内生菌的探讨也包括从森林土壤里采集,而大自然里森林树不须下肥仍可健壮成长且较少病害侵袭的原因相信有益菌的辅助是重要因素之一。这类资源如今已深受各大学相关单位注重且和肥料生产商合作以开发更多的有益菌来抗衡各种园丘及蔬果作物的病害尤其是根病,包括橡胶、木瓜、香蕉、蕃茄、包菜等等。固此,一些作物的主要病害相信有朝一日可通过促进甚至施放有益菌来克服。

就油棕领域而言,固氮菌的探讨也因为豆科铺盖植物方面的大量研究及试验而取得不少的成就。固氮菌就隐藏在豆种植物的根瘤里并从空气中将氮固定并转化成氮肥。因此豆科铺盖植物已成为油棕、橡胶及可可等种植上被鼓励栽种的有益植物。除了豆科植物外,固氮菌是否也在土壤中出现?这一问题可从以下得知。

一些研究员曾经从油棕种植中隔离及扫描出固氮菌 (Dobereiner et al.,2000;Azlin et al.,2005;Rosenblueth Martinez-Romero,2006),而一些重氮营养的固氮菌也被发现于油棕树的组织及根际间,说明油棕已从中取得潜在益处 (Carvalho et al.,2008)。一项于2008年在砂拉越州 Mukah 泥炭地园丘4棵油棕,约离树茎半径1米内不超过15cm深的表层土所收集的次等级向上长及不定的树根,并经过净化及标准作业程序后发现里面含有146种的微生物。

在这试验研究中,可见内生菌及重氮营养菌多寄生于次等级根尤其向上生长的根,且因此而长得茂盛及健全。此外,在之前的研究中,破裂的根尾及根之萌芽点也成为这些菌种的寄生处。有时,在树叶、树茎及种子等部位也发现这些菌的踪迹。

 

 

这试验中的第1 – 3棵油棕乃没施加肥料而第4棵则有。这情况也影响土壤里内生菌群的素质。例如油棕4因长期来有施放化肥使到固氮活动较低,而且化肥也影响树的生理成长例如所收集的新根较少即说明这一点。这一观察到的现象和 Prakamhang 等人 (2008) 的报导吻合,即内生菌群体可因地质、成长阶段、组织部份及施肥而受影响,氮将改变树的生理成长进而影响重氮菅养群体。例如在甘蔗种植, G.Diazotrophicus 固氮菌的数量已被发现随着高氮施放量而减少了。

话说回来,从4棵油棕树下所收集到的146种微生菌中,编号 N189 (Burkholderia phytofirmans) 与 N204 (Azospirillum amazonense) 即是当中两种重要的有益菌,而 B.Phytofirmans 及 A.Amazonense 这两种属于固氮菌亦同时出现。此外亦有其它的重氮菅养菌被发现。这般成果说明,土壤中确含有不少肉眼看不到的有益菌包括固氮菌。这些菌群的出现带来一定的效益,对油棕的成长有正面的好处。这点可从野生油棕不须下氮肥而仍然能生产果实而印证。

固此园里土壤的保养以建立有益菌生存的有利环境乃重要作业。这方面必然包括土壤酸度的关注、排水系统、生物质及有机物质的采用等等作为有益菌群有效滋长的理想环境。从以上所知,固氮菌群之量增加后,氮肥用量将可减少而不影响油棕生产力。况且,所有养分中只有氮素能由菌固定作为肥料,因此,这乃节省肥料开销一步而值得去追求与实践,只是由于菌群无法以肉眼观察出来,因此它的成效监督就需要从观树及产量等方面的表现来进行了。

由此而联想到,开发促进土壤内生固氮菌的方案不仅有亮丽的商机而且有利于种植人,这包括研发科学化的促进方法或产品以实现这目标。油棕对氮的需求随树龄而增加,至到下种后第7年起才稳定于每公顷每年约190公斤/年,也是这作物第2大之所需养分。若这量之中的一部份可由固氮菌代劳生产即可节省不少的种植成本。

 

參考資料 :

1. Tang Sui Yan et al., “Isolation and Characterization of Endophytic Nitrogen-Fixing Bacteria in Roots of Oil Palm (E. Guineensis Jacq.) Cultivated in Tropical Peatland of Sarawak, Malaysia, PIPOC 2009, Vol. 3, pp. 1054-1067。

2. Azlin, C O; Amir, H G and Chan, L K (2005), Isolation and Characterization of Diazotrophic Rhizobacteria of Oil Palm Roots. Malaysian Journal of Microbiology, 1 (1): 31-35.

3. Carvalho, A R V; Alves, B J R; Baldani, VLD; Reis, VM (2008). Application of 15N Natural Abundance Technique for Evaluating Biological Nitrogen Fixation in Oil Palm Acotypes at Nursery Stage in Pot Experiments and At mature Plantation Sites. Plant and Soil, 18 : 71-78.

4. Dobereiner, J; Baldani, V L D and Reis, V M (2000). The Role of Biological Nitrogen Fixation to Bio-Energy Programmes in Tropics.

5. Prakamhang, J; Minamisawa, K; Teamtaisong, K; Boonkerd, N and Teaumroong, N (2008). The Communities of Endophytic Diazotroph Bacteria in Cultivated Rice (Oryza sativa L.). Applied Soil Ecology, 42 : 141-149.

6. Rosenblueth, M and Martinez-Romero, E (2006). Bacterial Endophytes and Their Interactions with Hosts. Molecular Plant-Microbe Interactions, 19 (8) : 827-837.

7. R. H. V. Corley and P. B. Tinker, The Oil Palm, 4th Edition, Blackwell Science Ltd, 2003,第330-332页。

 

 

分享文章: