甜菜鹼是什麼？
它的名稱來自於甜菜（Beta vulgaris）中首次被發現，但後來的研究發現，其實在稻米、菠菜、藍藻、微生物，甚至海藻中也都存在甜菜鹼的蹤跡，是自然界中非常常見的一種抗逆性分子。
甜菜鹼（Glycine Betaine）是一種天然存在於植物、藻類與微生物中的「季銨鹽類化合物」，化學名稱是三甲基甘胺酸（Trimethylglycine）。它的分子結構來自甘胺酸，但在氮原子上接上了三個甲基（-CH₃），變成一種帶有永久正電荷、卻不影響細胞代謝的特殊物質，穩定不易改變的狀態，因此被歸類為「胺基酸衍生物」，在植物體內也屬於一種滲透壓調節因子（osmoprotectant）。
植物在面對逆境（如高溫、乾旱、鹽害、低溫）時，會啟動體內的防禦系統，其中一個重要機制就是合成甜菜鹼。它能幫助細胞抓住水分、保護細胞膜與蛋白質、清除活性氧（ROS），並促進葉綠體功能與營養吸收。這也是為什麼甜菜鹼雖然不是肥料，但在農業中被廣泛應用，成為苗期管理、高溫防護、根系活化、減少裂果等情況下的重要幫手。
甜菜鹼幫助作物的效用
甜菜鹼進入植物體內後，可發揮以下五大抗逆機制
一、調節滲透壓，幫助細胞維持水分與膨壓
當作物遇到乾旱或淹水時，細胞內外的水分會變得不平衡。
太乾會「脫水萎縮」，太濕又會「吸水過多撐破細胞」。
甜菜鹼幫助細胞控制水分的進出，讓細胞保持正常膨壓與張力。
在乾旱時，幫助細胞抓住水分、不輕易脫水。
在淹水或濕害時，穩定細胞內壓力，避免細胞吸水爆裂或軟化腐爛。
這就是為什麼甜菜鹼被稱為「滲透調節劑」，它不是肥料，但卻幫助植物更會用水、不怕水壓變化。
▴細胞水分充足液胞吸水多，水分膨壓足夠，水分運輸順利
▴細胞中水分缺乏，自然水分運輸不順，植株容易受到傷害
二、穩定細胞膜與蛋白質結構，避免逆境損傷：穩定細胞結構狀態(高溫、低溫、冷熱、乾旱、淹水)等逆境
作物在遇到高溫、強光、乾旱、鹽害等逆境時，細胞裡的「蛋白質」和「細胞膜」會開始變形、破壞，這是造成葉子枯黃、根系黑腐的主因。
甜菜鹼可以像保護套一樣，穩定細胞膜上的脂質結構，也能保護重要的酵素和蛋白質不變性（不變質）。
減少因逆境導致的細胞滲漏、蛋白變性；幫助作物維持細胞完整性，持續進行光合作用與營養轉運。
簡單來說，甜菜鹼就是在「幫作物穩住細胞」，讓它不因環境變化而垮掉。
三、減少活性氧害，促進抗氧化酵素表現：增強自體對抗逆境的表現（高溫及熱風的傷害）
當植物受到壓力時（像中午曝曬、噴藥後、旱後澆水），體內會產生一種叫「活性氧（ROS）」的壞分子，它會攻擊細胞，導致葉黃、根壞、成長停滯。
甜菜鹼可以幫助植物促進抗氧化酵素的活性（如SOD、CAT），也能減少活性氧的產生，間接保護細胞膜與葉綠體。
減少葉片乾尖、捲曲、焦斑；幫助根系在高溫下維持活性。
可以把它想成是植物體內的「保護傘」，一邊清除壞分子，一邊保護細胞不被曬壞、燒壞。
四、保護葉綠體與光合作用效率（葉片厚挺）
植物的葉綠體就像「小型工廠」，是負責製造能量與養分的核心部位。當作物遇到高溫、強光、乾旱等逆境時，葉綠體會因活性氧（ROS）攻擊而受損，導致光合作用下降，植株整體生長停滯，甚至葉片枯黃、提早老化。
甜菜鹼能進入葉肉細胞後，在葉綠體中穩定其結構與內部膜系統，同時減少自由基對葉綠素蛋白與酵素的破壞，進而：
– 減少逆境下的葉片黃化或灼傷
– 維持穩定的光合作用效率（光合速率不掉）
– 增加碳水轉運與能量合成，支持根、果、葉等部位生長
五、增強植物體內賀爾蒙的調整
研究發現（Metwaly et al., 2022），甜菜鹼可以幫助植物降低 ABA 的生成，同時讓 IAA（生長素）增加。
IAA:幫助植物生長，頂稍往上的力量
ABA:幫助植物進入休眠，嚴重時可能會有落葉，停止生長等表現(進入防禦狀態)
簡單來說，就是讓植物在「防禦」和「生長」之間找到平衡：
既能保水、不被曬壞，又不會停止長根、長葉。
甜菜鹼不只是保護植物細胞和水分，它還能幫植物維持生長信號。
在乾旱或水分忽多忽少的時候，用甜菜鹼能讓作物比較快恢復活力，不只是「撐過去」，而是「繼續長」。
甜菜鹼的缺點：
1.甜菜鹼主要的功用是在緩解逆境。當環境條件正常（氣溫適中、水分穩定）時，植物體內合成的甜菜鹼已足夠；外加施用的效果會相對有限。
反之，在極端逆境（乾旱、高鹽、高溫、冷害）下使用，甜菜鹼的幫助會明顯提升。
2.品質差異化巨大
市售甜菜鹼:
化學合成型（純三甲基甘胺酸）
化學型價格低但作用單一
天然甜菜萃取型（含脯胺酸、B群、糖蜜殘留）
天然型含多種相容溶質與微量物質，生理效果更完整。
若不了解原料來源，只看「含量高低」購買，可能導致成本浪費或期待落差。
重點：原料來源與萃取方式，決定甜菜鹼產品的真實效能。
試驗結果：根據2022年中國上海農業科學院指出經過甜菜鹼處理可改善番茄種子在14度低溫下可幫助發芽與根長表現。
圖1.宏發試驗實證：甜菜鹼的抗逆效果，在田間真實發生
此圖顯示低溫（14°C）下，使用10 mmol/L甜菜鹼（GB）預處理的番茄種子，其根長與發芽明顯優於水(H2O)處理組。
右圖（B）為平均根長統計結果：NB 為常溫處理組，CS 為冷溫處理組（對照），CB 為冷溫處理 + 甜菜鹼處理組。
可見 GB 處理可顯著減緩低溫抑制發芽的影響，恢復接近正常根長。
圖2.經過宏生農業在2025年5月份證實，甜菜鹼在高溫逆境中能夠提升小黃瓜的抗熱能力
圖右為使用含有甜菜鹼產品(宏發)稀釋500倍浸泡根系，圖左則使用水進行浸泡，進行宏發處理組根系活性明顯優於水處理組，整體的產量提升50%。
圖3.面對低溫10度下的脅迫施用宏發(甜菜鹼)使作物生長持續
經過宏發(甜菜鹼)500稀釋根灌的苗根系生長及葉片生長都優於對照組。
圖4.苗期障礙經過宏發(甜菜鹼)根部灌注500倍後恢復
圖左為牛番茄生長初期突發生長障礙，經由宏發(甜菜鹼)500倍灌注2次後恢復健康狀態。
圖5.使用甜菜鹼產品(宏發)500倍浸泡30秒，僅短短5天，生長差距就達到2倍
圖右為浸泡試驗組，光合效率提升、耐高溫逆境，持效力強；圖左植株衰弱、葉面不足、光合作用低。
討論:
綜合外國與宏生農業在田間試驗的結果可以發現，甜菜鹼在植物面臨環境逆境時確實能展現穩定的保護作用。從細胞層面的滲透壓調節、蛋白質穩定化，到整株層面的葉綠體保護與養分吸收提升，甜菜鹼提供了植物在乾旱、高溫、冷害及鹽害等壓力下維持生長動力的關鍵機制。
然而，甜菜鹼並非神奇肥料，它的效果取決於環境條件、作物種類與配方設計。天然甜菜萃取型產品因含有脯胺酸、B群與糖蜜等複合物質，能夠延長作用持續時間、改善植物整體代謝表現，比化學合成型更能反映真實的生理效益。這也是宏生農業開發「宏發」這類複合型甜菜鹼產品的原因——以自然來源為基底，搭配植物實驗數據，讓抗逆機制在田間得以落實。
總結來說，甜菜鹼的價值不在於短期刺激生長，而在於協助植物面對氣候變化與逆境壓力時維持穩定。
若能根據作物生長階段、環境條件與施肥策略合理使用，甜菜鹼將成為未來永續農業中重要的生理調節工具。
摘要
Zhang, Y., Dai, T., Liu, Y., Wang, J., Wang, Q., & Zhu, W.（2022）。
外源性甜菜鹼對低溫應力下番茄種子發芽的影響。
《分子科學國際期刊》（International Journal of Molecular Sciences），23（18）：10474。
DOI：10.3390/ijms231810474。檢自 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36142386/
Metwaly, E.-S. E., Al-Yasi, H. M., Ali, E. F., Farouk, H. A., Farouk, S. Deteriorating Harmful Effects of Drought in Cucumber by Spraying Glycinebetaine. Agriculture 2022, 12(12), 2166. DOI:10.3390/agriculture12122166
