(文/黃巧安;攝影/黃巧安)
在根際微生物學課程的實地參訪中,左鎮公舘社區堅實、難以翻耕的「惡地」土壤,讓同學們留下了深刻的印象,同時也激發了我們運用課堂所學、為在地土地尋找友善且可循環利用改良方式的熱忱。為了探索改善左鎮土壤結構與微環境的可能性,我們選用當地常見的莿竹竹屑與銀合歡木屑作為高碳氮比(C/N ratio)的有機改良資材,並以當地的土壤進行盆栽試驗。
整體實驗設計分為兩大部分,首先是「植物組」,以萬壽菊為指標植物並添加不同比例的竹屑,用以觀察資材施用量對植物生長的實際影響;其次為「土壤組」,採取不種植植物的設計,分別添加竹屑、木屑或兩者混合的資材,藉此排除植物根系與分泌物的干擾,更純粹地觀察外源有機資材對土壤微生物群落的影響。有趣的是,儘管我們在裝盆前已使用篩網仔細過濾土壤,但未種植植物的處理組中仍然頑強地長出了大花咸豐草(鬼針草),需要及時清除,而這些植株可能來自當地土壤中原本潛藏的種子庫,這份意外的插曲也讓我們深刻感受到左鎮土地中強韌的生命力。
種子播種一週後,萬壽菊陸續發芽
經過一個多月的培育,兩組也完成微生物分析後便迎來了我們的成果報告。在植物組方面,實驗結果顯示對照組與 5% 竹屑添加組的萬壽菊生長情形相近,顯示低比例的竹屑並未對植物生長造成明顯抑制,然而,當竹屑添加比例提高至 10% 與 20% 時,萬壽菊的生長便受到顯著的阻礙。我們認為是由於竹屑屬於高碳氮比資材、分解速度較慢,在分解初期,微生物為了代謝竹屑中的豐富碳源,勢必需要消耗大量氮源,因而容易與植物產生競爭氮的現象。除了氮源競爭外,老師也提醒了鹽分累積的可能性。後續的相關離子分析呈現添加竹屑的左鎮土壤,鉀離子與氯離子確實有增加的趨勢。但從實際田間應用的角度來看,10% 或 20% 的施用量在實務上確實偏高,本次實驗因受限於課程時長,才採用較高劑量以期在短時間內可以看到顯著變化,綜合評估後,5% 以內的竹屑施用量可能較為合適,不僅能避免抑制植物生長,還能有效提升土壤含水量與部分可溶性養分,可能能夠為未來田間試驗提供理想的參考劑量。
另一方面,土壤組的數據則為植物組的發現提供了有力的佐證。在未種植植物的土壤組中,添加竹屑或木屑後同樣觀察到土壤電導度顯著上升的趨勢,因此 EC 值的增加主要源自改良資材本身釋放的可溶性離子,而非植物根系作用或植物與資材交互作用後所造成的結果。在微生物群落分析中,Alpha 多樣性結果顯示,添加竹屑或木屑並不會降低土壤微生物的物種豐度與均勻度(Shannon index),而 NMDS 分析則指出,不同的資材處理成功改變各組的微生物群落結構,顯示竹屑與木屑的導入確實改變了土壤的微生物組成。其中,在添加竹屑的組別中,芽孢桿菌屬(Bacillus)的相對豐度有極為明顯的增長。Bacillus 普遍被視為具有植物促生潛力(PGPR),部分菌株具備促進植物生長、提高土壤養分有效性或抑制病原菌的能力,這代表竹屑本身可能帶有Bacillus,若想提高土壤中的Bacillus比例添加竹屑是一個可行的方法。相較之下,木屑組的微生物群落變化則較不明顯,推測是因木材中的木質素含量更高、結構更穩固,需要更長時間來分解,因此在短期的課程實驗中效果尚不如竹屑顯著。
同學於課堂中進行成果報告
本次盆栽試驗證實了莿竹竹屑與銀合歡木屑作為在地有機資材,確實具有翻轉惡地土壤理化性質與調控微生物相的潛力,而資材的施用比例不宜過高。雖然課程較為短暫,但仍讓我們透過這學期結合理論與實作的課程,不只是在實驗室與溫室裡完成了盆栽試驗,更是真正走進了左鎮公舘社區,切身感受到在地居民的濃厚人情味,以及惡地翻耕的種種艱辛。若能在後續規劃中進一步延長試驗時間並結合田間實地試驗與微生物功能性基因分析,也許能讓這些原本廢棄的在地竹木資材轉化為兼具實用性與生態效益的土壤改良方案,為左鎮的土地利用、農業復育以及地方循環經濟開創更多永續的可能。


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