看不見的超級小農夫 – 植物益生菌
【什麼是植物益生菌（EM菌）】
大自然經歷億萬年演化，早在人類出現以前野外就生機盎然，沒有施肥沒有噴藥都是有機的，靠的就是各種共生的微生物。這些共生微生物就是植物益生菌，又稱為「有益微生物」、「有效微生物」，英文名為Effective Microorganisms，所以又常以縮寫名稱「EM菌」稱呼。
【植物益生菌的十八般武藝】
植物益生菌與植物在億萬年中共同演化出複雜的「互利共生」功能，除了植物根部會分泌各種有機質吸引並餵養這些微生物，這些微生物也為植物提供了以下的功能：
1. 分解有機物成為植物可吸收的養分：
植物沒有嘴巴牙齒、也沒有腸胃消化道，無法直接吸收複雜的有機分子，許多養分都會被「鎖」在這些複雜的有機分子中而無法吸收。而絕大多數的植物益生菌都無法行光合作用，它們會分解這些複雜的有機分子做為食物，同時也分解成簡單的小分子、或釋放其中的養分工植物吸收。
2. 分解各種微量元素供植物吸收：
大多數的金屬類微量元素如鈣、鎂、鐵、銅、鋅、錳、鉬都只能溶解於酸性環境，而非金屬類養分如磷、硼等也容易與金屬類的微量元素結合成不易溶解的結晶。除了植物本身可以從根部分泌根酸等物質來溶解所需的元素供吸收外，各種植物益生菌大多也都具備有分解微量元素結晶供植物吸收的特異功能。如溶磷菌可以分解磷酸鈣、磷酸鐵、磷酸鋁等而釋放磷肥，溶鉀菌可分解矽酸鉀而釋放鉀肥等。
3. 傳遞微量元素：
植物的根部在土壤內無法移動，只能吸收有限範圍的養分，對距離稍遠的養分就無法吸收到。而植物益生菌可在土壤中四處游移，「蒐集」各種養分傳遞給植物吸收。
4. 促進植物生長：
許多植物益生菌為了確保自身的生存環境而具有分泌各種天然生長激素、刺激植物根部生長發育的功能，而根部發育茁壯、植物自然也能生長的頭好壯壯。
5. 抑制病蟲害、保護植物：
植物益生菌長期與植物共生，或為了霸佔環境讓族群茁壯、或為了保護植物確保有利的生存環境，有的可以分泌天然抗生素抑制害菌、有的則能對寄生於植物的害菌反寄生（又稱為「超寄生」）、有的則能迅速包覆在植物傷口生長避免害菌感染、有的還能寄生侵蝕於害蟲蟲體或蟲卵上造成其死亡。
6. 調節養分、提高植物的抗逆境能力：
許多微量元素是兩面刃，不足時植物會生長不良，過多時則會造成中毒或肥傷，有些植物益生菌則能調節植物的養分吸收，有些則能提高植物對乾旱等各種逆境的生存能力。
【植物益生菌有哪些種類】
自然環境中的微生物千奇百怪多不勝數，直到近年來人類農業及生物科技才注意到植物益生菌扮演的重要腳色而積極加發掘與研究，目前發現而歸類的助要有酵母菌群、乳酸菌群、醋酸菌群、芽孢桿菌群、放線菌群、光合菌群、雙歧桿菌群等七大類微生物中的10屬80種微生物外，還有近年來很夯的木黴菌與菌根菌：
1. 酵母菌群及乳酸菌群：
酵母菌及乳酸菌應該是人類最早發現應用，也比較熟悉的微生物。許多豆類乳類發酵食品、酒類、泡菜等都是它們的傑作。除了這些發酵食品可以經久保存不會腐敗、證明了它們的強大抗害菌能力外，長期以來對人類健康的效果也受到肯定，近年來則進一步發現甚至具有抗癌、增強免疫系統等特異的能力。
2. 醋酸菌群：
醋酸菌和酵母菌、乳酸菌一樣是早就被人類應用於食品上的微生物，醋酸菌顧名思義就是能把酒精進一步轉化為醋酸，在釀酒上算是害菌，但產生的醋酸除了是重要的調味劑外，對人體健康、抑制害菌及害蟲上也都有強大的功能。
3. 芽孢桿菌群：
芽孢桿菌是一群具有「內生孢子」特異功能的微生物家族，它們遇到逆境時會直接在細胞中「內縮」而產生所謂的內生孢子，從而對惡劣環境有強大的抗性。這家族中除了有名的「炭疽桿菌」（動物的炭疽病與植物的炭疽病名稱相同但完全不同，植物的炭疽病病原是另一種完全無關聯的真菌造成）對動物具有強大的致命性外，其餘如枯草桿菌、蕈狀芽孢桿菌、液化澱粉芽苞桿菌等都是對害菌具有強大對抗能力的兇悍菌種，在堆肥的有機物分解、協助植物吸收土壤養分上也都扮演了重要角色。
4. 放線菌群：
放線菌除了能在土壤中協助分解養分外，也能分泌天然生長激素促進植物生長，還能感染土壤昆蟲與蟲卵，分泌甲殼素分解酵素而分解「甲殼素」造成昆蟲及蟲卵死亡，尤其針對土壤的線蟲類感染如根瘤線蟲、葉芽線蟲等有強大的抑制作用。
5. 光合菌群：
光合菌群顧名思義就是一群雖然不具有葉綠素，卻能以其他方式進行光合作用的微生物。目前的應用多用在養殖業上的改良水質，能在水底微弱的光線下進行光合作用，分解各種過多的營養鹽、有機物而改善水質，提高水產養殖的存活率。
6. 雙歧桿菌：
雙歧桿菌包含了大名鼎鼎的「比菲德氏菌」，從人類嬰兒出生起就在人類健康上扮演了重要功能，近年來的研究顯示對人類的延年益壽、抗癌等都扮演了關鍵的角色。
7. 木黴菌：
木黴菌可說是真菌家族的大叛徒，不但不像其他真菌會寄生植物造成病害，還會以「超寄生」方式殺害其他真菌，分泌天然抗生素抑制害菌，還會在植物根部傷口迅速繁殖產生纏結包紮的作用而避免傷口感染，此外木黴菌的得名也來自於其對植物木質素的強大分解能力，所以也是製作堆肥的重要菌種。
8. 菌根菌：
菌根菌之所以較少被應用在於屬「絕對寄生型」，也就是只能與植物共生而難以用一般培養其他運種的方式培養，目前市面上的商品也大多以孢子型態直接應用。菌根菌分為內生型與外生型，外生型菌根菌能夠在植物根部表面形成「菌鞘」，保護植物根部免於感染；內生型菌根菌則能寄生於植物根部，生長出長長的菌絲深入土壤代替植物的根毛吸收水分與養分，其功能有如植物根部的「義肢」。
【農園藝常用的植物益生菌】
自從綠色革命以來，所謂的「慣行農法」造成的問題在近年逐漸顯現，從土壤的營養鹽累積造成土質劣化、生產力下降，病蟲害不僅因生態失衡而增加、更因為抗藥性的產生而造成農藥的無效與用量增加，不僅造成農業危機、甚至危及人類健康。近年來有機農業的觀念的趨勢興起，農業與生物科技上對微生物的應用蓬勃發展而不斷從大自然中尋求各種植物益生菌來應用以拯救農業危機。實際應用上則沒有任何一種植物益生菌是萬能的，考慮到功能性的搭配、培養上的難易與經濟效益等，也要考慮在土壤中共生而不互相抑制的可能，目前較廣為應用的菌種有：
1. 木黴菌（土壤性菌種）：
木黴菌可說是近年來最夯的菌種，也是最早有產品通過功能測試而成為「生物農藥」的菌種之一，主要應用於土壤環境中的抗細菌、抗真菌等及養分的分解上。一般的認知是鉀離子可以抑制真菌的發芽生長，但有研究報告顯示即使在高鉀的環境下，木黴菌的耐受能力仍然比其他真菌強而能保持強大的對抗力。
2. 蕈狀芽孢桿菌（土壤性菌種／內生型菌種）：
蕈狀芽孢桿菌最初發現時被認為是枯草桿菌的一種，所以被稱為「枯草桿菌三號」，而枯草桿菌則被稱為一號，直到後續的研究鑑定應該是獨立的另一種芽苞桿菌而重新命名。蕈狀芽孢桿菌除了能在土壤中扮演分解養分、抑制害菌的一般角色外，其特異功能是能夠進入植物體內「內生」而協助對抗病毒感染。植物的病毒通常和人類的登革熱一樣直接由昆蟲叮咬而進入體內，直接跳過各種「外生」益菌的保護圈，唯有內生於植物體內的蕈狀芽孢桿菌才可抑制病毒的感染與危害。
3. 枯草桿菌（土壤性菌種／外生型菌種）：
枯草桿菌最初的發現就是從枯草上找到而得名，除了是分解堆肥的主將之一外，特異通能就是能在植物莖葉表面生長，可產生特殊抗菌物質而抑制莖葉表面病害。
4. 絲狀酵母菌（外生型菌種／防衛型）：
絲狀酵母菌與枯草桿菌同樣具有外生於植物莖葉表面的功能，雖然不具備枯草桿菌對害菌的強大攻擊力，卻能在植物表面產生密布的菌絲，從生存空間的競爭與營養的競爭上讓害菌無可趁之機，所以歸類為「防衛型菌種」。
5. 放線菌：
放線菌中最有名的就是「蔡十八菌」，發現之初適逢國內柑橘遇到裾腐病與根腐病等危害而面臨全軍覆沒的危機，蔡十八菌的適時出現可說是剛好挽救了柑橘產業。除了分解養分、抑制病害外，放線菌還具有刺激植物根部生長與抑制蟲害的特殊功能。
6. 酵母菌與乳酸菌：
以上菌種都是所謂的「好氣性菌種」，必須在有氧氣的環境下生存，對於土壤深處缺氧環境下則鞭長莫及。酵母菌與乳酸菌則多屬於「兼氣性菌種」，即使在無氧的環境下也能進行無氧代謝，除了可深入土壤深處外，在一般的堆肥或液肥製作上也能做為密閉式發酵的主要菌種。
【化肥原本無害】
雖然我們極力鼓吹有機種植，但科學的精神必須事實求是，根據證據講話。許多人往往誤解化肥種植出來的植物一定是不好的，但其實植物沒有嘴巴牙齒、沒有消化系統，根不能吸收的養分都是溶解在水中的各種簡單化學分子與元素，就算是使用有機肥，最後還是要經過微生物分解成宇化肥相同的成分才能被植物吸收。
所以植物是不能吸收有機肥的，而是土壤中不能行光合作用的微生物需要靠分解有機肥為生！大量使用化肥的結果，土壤的微生物會大量餓死，最後不僅肥份的效率降低、無法被完全吸收而累積在土壤中造成土壤劣化，更嚴重的是植物缺乏共生益菌的保護而病蟲害叢生，隨之而來的就是大量農藥的使用，最後破壞了環境、農藥的殘留也危害了食用者的健康。所以即使是慣型農法，在使用化肥之外配合植物益生菌的使用也能提高施肥的效益與抑制病蟲害而提高施肥的成本效益與減低農藥的使用。
【後記】
1. 多數益菌不僅對植物有益、對動物及人體健康也是關鍵：
除了近年來發現雙歧桿菌屬對人體的延年益壽有助意外、其中的「比菲德氏菌」對保護嬰兒更是重要，其餘枯草桿菌也普遍存在於人體腸道、中國國家科學院的研究顯示蕈狀芽孢桿菌可提升小白鼠的抗癌能力，此外，蕈狀芽孢桿菌、液化澱粉芽苞桿菌也開始大量應用於養殖業中，對豬雞等禽畜的生長與提升免疫力等健康都大有助益，這也能解釋常吃有機種植的食物為何能改善人體健康。
2. 植物的風味不只來自於植物本身，也來自於共生菌：
製作麵包所應用的天然酵母就是來自於培養植物生上的天然微生物，而從不同的植物培養出來的天然酵母所製作的麵包往往會帶有該植物的風味，這說明了植物的風味有一部分來自於共生的微生物。而有機種植的蔬果往往味道比較豐富，許多人也會覺得一些植物工廠或水耕等無菌栽培出來的蔬菜往往會「菜味」不足而味道單調。