有機種植中,對於蚜蟲、薊馬、葉螨等小蟲,一般都是採用「物理性悶殺」的方式,也就是覆蓋昆蟲體表讓其無法呼吸而悶死。
昆蟲沒有鼻孔,呼吸是靠身上的一排稱為「氣孔」的小孔呼吸,為了防止被水覆蓋而無法呼吸,昆蟲的體表都有蠟質或油質的防水層避免水分沾附,所謂的「物理性悶殺」原理就是要設法克服昆蟲防水層讓液體沾附,造成昆蟲無法呼吸而悶死。
【油劑】
從化學分子的角度上看,油與水是分子性質的兩種極端,絕大多數的物質不是親油就是親水。昆蟲的體表既然能抗水、那就不能抗油,所以就可以藉由油劑包覆昆蟲讓其無法呼吸而達到物理性殺蟲的功能。
油劑同常以《葵無露》、《苦楝油》、《窄域油》(或稱《礦物油》)等為代表,通常是在油中加了少量乳化劑(化學上又稱為界面活性劑),加入少量的乳化劑的主要功能是為了在加水稀釋時油劑可以均勻分散在水中而添加,主要的殺蟲功能則是靠油劑覆蓋在昆蟲體表而達成。一般應用上油劑的揮發性都不高,所以作用時間常,但對植物造成的影響時間也比較長。
油劑的第一個缺點是也會覆蓋植物體表的呼吸孔,包括昆蟲在內的大多數動物都無法長時間不呼吸,一般最多只要數分鐘無法呼吸內就會悶死,而植物雖然新陳代謝則較慢可支撐長達數小時,但是如果時間過久最後植物還是會死亡,這是油劑造成藥害的第一個原因。
另外,生物的細胞膜也是屬於油溶性,長時間接觸高濃度油劑的結果,容易造成細胞膜被破壞而崩潰,這是油劑造成藥害的另一個原因。
【皂劑】
所謂的皂劑,就是在化學分子的兩端,一端是親油性、一端是親水性,就像和事佬兩手分別牽著互為仇敵的兩人一樣。所以皂劑與油劑的作用方式稍有不同,主要是藉由皂劑附著在昆蟲體表,再由水分附著在皂劑上形成一層水膜而悶死昆蟲。
由於正常情況下水分的蒸發比較快,所以比起油劑來、皂劑比較不會連同植物一起悶死。然而如同上面所說的,細胞壁的結構也是油性,所以活性強的皂劑也和油劑一樣會破壞細胞膜,造成植物細胞崩潰而產生藥害。
【乳劑與《苦楝乳》】
所謂的「乳劑」則是將油與水藉由各種物理方法或界面活性劑處理而達到完全均勻混和,由於水與油的光折射性差異而呈現如牛乳般的混濁狀態。
所謂的「苦楝」,即是台灣過去俗稱的「苦苓仔」。在研究與推廣有機種植之初,一開始我們所選擇的物理性殺蟲資材為《苦楝油》,除了藉由油劑達成悶殺昆蟲的效果外,《苦楝油》中所含有的印楝素對超過200種以上的昆蟲具有忌避的效果。但如同前面所說油劑容易產生藥害的缺點而造成困擾,即使改用皂劑也還是容易造成問題,因此著手開始研發將《苦楝油》加以改良。
首先,從有機可用的各種不同無毒資材中選擇各種具有介面活性功能的物質,經過不斷測試比較找出效果最好的一種,同時經由比例上的不斷調整測試與分析、實際使用測試等,求得最佳的油、水、界面活性劑的完美比例而研發出《苦楝乳》。
- 在對昆蟲的悶殺上,《苦楝乳》同時有油劑與水分同時覆蓋的雙重功能;
- 在對植物的影響上,《苦楝乳》除了藉由最佳化的配方比例能讓油質呈現超微細、更均勻的分散狀態,將油膜厚度減至最低而減少覆蓋植物呼吸孔及破壞植物細胞的影響;除了藉由油質超微細化而降低影響外,以最佳比例乳化的《苦楝乳》比起一般的油劑更容易清洗,必要時可在使用後約 10 ~ 30分鐘,確定完成殺蟲功能後以清水沖洗而讓殘留量減至最低。
- 藉由最佳化的比例調配,讓其中的介面活性劑與油質完全作用,從而降低界面活性劑對植物細胞破壞的可能性,也能藉由上述清洗來將藥害的可能性降至最低;
- 苦楝名稱的由來,在於其特有的苦辣味,雖然對昆蟲具有很好的忌避效果,但使用《苦楝油》後因為不容易清洗掉,也會對作物的風味產生嚴重影響,一般都建議使用後約一週後、《苦楝油》經由日照等自然分解後再採收。《苦楝乳》則除了油膜更細緻而分解更快、通常在一天左右即可分解;同時在介面活性劑的作用下也更容易清洗而消除對作物風味的影響。
- 《苦練乳》在最佳的油、水、界面活性劑比例下,同時具備有展著劑功能,在使用《二氧化氯》殺菌、《蘇力菌》防治蝶蛾類蟲害、《枯草桿菌》防治葉面病害,甚或《矽藻土》等各種莖葉表面的抗病防蟲防治資材時,《苦楝乳》可同時扮演「展著劑」、也就是幫助上述各種資材有效分散與附著在植物表面而發揮功能。
【後記:意外的收穫】
白粉病能感染許多種植物,對瓜類、草莓等的威脅尤其嚴重。感染初期會長出芽管侵入植物表面組織形成吸器,藉由吸器吸取寄主養分而產生危害。此階段很難察覺,等到成熟後在植物表面形成白黴狀的已經是子實體、相當於高等植物的開花結果了。一般防治白粉病上要殺滅露出植物表面的部分並不難(甚至用水沖洗就可以了),但植物表皮下的菌絲會不斷重新萌發,這才是白粉病難以根絕的最大原因。
在一次對同時感染蟲害與白粉病的草莓進行測試時,我們意外發現使用《苦楝乳》後,白粉病獲得有效壓制而不再復發。經過研究分析得到結論:
- 《苦楝乳》同時具有「展著劑」的效果,能讓《二氧化氯》更容易均勻分散與附著在植物表面上而充分發揮殺菌功能。
- 白粉病的病原具有很強的好氧性,和昆蟲一樣會受到覆蓋無法呼吸而悶死。《苦楝乳》使用後能形成極細的油水混和薄膜覆蓋於植物表面,抑制病原的復發。
- 《苦楝乳》中所使用的介面活性資材,對白粉病等真菌的生長具有很強的抑制作用,從而抑制白粉病的復發。