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內容來自YAHOO新聞

觀念平台-第三波綠色革命號角響起,台灣農業生技轉型不能再等

工商時報【吳正邦正瀚生技董事長】

這個景象,你能想像嗎?

不久的將來,台灣平地就能種出昂貴稀少的高山茶,還能栽種出全球最頂級的巴拿馬「藝妓」咖啡豆……,地理因素不再是決定農作物風味的限制條件,因為,只要利用植物基因組的大數據(Big Data)資料庫,就能讓貧脊土地變成富饒良田,原本只在特定區域生長的作物,也可以解除地理條件的限制。

「無疆界作物」時代啟動,這,就是第三波綠色革命的力量。

近代農業史曾有兩次重要革命,一次是1950年代化學農藥與肥料的使用,廣泛提高作物產量;第二次則是1960年代新育種技術,美國科學家布若格(Norman Borluag)育成半矮桿小麥,使印度等南亞國家免於飢荒之苦,半矮桿穀類比原本的長桿穀類所需養分更少、被風吹倒桿的機率更小,當然也產出更多、更飽滿的穗粒。

這兩次革命都曾是農業史上的重要推手,但不可諱言的是,部分已經沿用5、60年的老技術、舊觀念,從環境保護、食物安全、農業種植成本等方面考量,已經到了不得不變的關鍵時刻。

理由一,刻不容緩的環境議題。

環保署最新的水質監測(CTSI)資料中,台灣主要廿座民生水庫中,有七座因為卡爾森指數大於50,呈現「優養化」狀態(編按:指過量氮、磷等營養物質進入水中,使藻類大量繁殖、死亡,腐敗分解時大量耗費水中溶氧,使水質惡化),指數在45到50之間、瀕臨警戒線的水庫則有九座,民眾用水品質堪慮。

為什麼台灣水庫「優養化」問題如此嚴重?老舊的施肥技術與肥料產品,正是關鍵。

氮、磷、鉀是植物營養的三要素,但現有肥料被植物最大吸收與利用率都不到50%,不僅造成浪費,更讓多餘肥料進入土壤、流入河川,最終污染飲用水源。

此外,傳統化學農藥在殺滅病菌、害蟲和雜草之時,也可能使農作物中毒,對作物並非全然安全;農藥殘留也是現今食安問題的主因。

理由二,極端氣候造成農損,更可能毒害人體。

年初台灣多處飄雪,春天又降下破百年紀錄的暴雨,導致荔枝、芒果、葡萄、梅子、小黃瓜、西瓜等多種蔬果因為大量減產而價格飆升,增加老百姓的生活負擔。

但令人擔憂的是,極端氣候發生頻率越來越高,不僅影響消費者的荷包,其害甚至可能直指人類健康而來。

聯合國環境規劃署(UNEP)5月底發布警訊,表示極端氣候可能毒害人體。農作物在正常情況下,會將肥料中吸收的硝酸鹽轉化為提供營養的氨基酸及蛋白質,但若持續乾旱,轉化程序就會減慢甚或停止,進而累積硝酸鹽,人類如果食用過量硝酸鹽,將弱化紅血球輸送氧氣的功能。

面對這些棘手難題,第三波綠色革命又有什麼解方?從解開「平地種出高山茶」的謎題,可以一窺究竟。

植物一生的變化,來自細胞中基因程式的開或關,控制基因運作的關鍵,就是環境因子。植物細胞感受到光照、溫度、水份和營養等外在條件,把它們一一轉化為細胞內的化學信號,並傳遞到細胞核中,促進或抑制特定的基因表達,藉此調節植物生長發育的方向。

意即,藉由解開植企業貸款物基因碼,加上正向調節生長發育基因的表達,就能讓植物長出更多、更密的根來吸收更多的養分;或是把更多養分運送到具經濟價值的部分;又或是在極端惡劣氣候來臨前,預先啟動基因作用防禦,減少氣候急遽變化帶來的損害。

讓這個美好願景發生的關鍵事件,發生在2002年,當時包括台灣、美國、日本、韓國等十餘國聯手,用一段一段的基因拼圖,解開了水稻基因之謎,成為第三波綠色革命的濫觴。

其後,因為植物基因有大量的共通性,解碼速度越來越快,目前科學家已經聯手破譯了小麥、玉米、大豆、棉花、蕃茄、鳳梨、咖啡等重要作物的基因組序列,也建成了植物基因的巨量資料庫(Big Data)。

以高山茶為例,蘊含在茶葉當中的風味,其實就是茶樹因應海拔1千公尺以上的高山,與平地截然不同的濕度、溫度以及生物鏈中的微生物群等外在環境,進而誘發茶樹體內特定的基因表達,決定茶胺酸、兒茶素等成分的多寡,影響製成茶葉的口味。

只要能分析出哪些基因控制茶樹因應濕度、溫度、微生物的表現,找出準確控制這些基因表達的方法,在平地種出高山茶絕非難事。

但這只是第三波綠色革命的一部分,它對「環境保護」更將有顯著助益。

傳統化肥沒有被植物吸收的養分,反而成了土壤不可承受之負擔,科學家曾預估,再過一百年,人類耕地將因為化肥的濫用而大量鹽漬化,不再適於耕種。

但藉由精準的基因調節,不僅能讓植物把吸收養分的「胃」給撐大,少量的肥料就能達到補充營養、增強對病菌、害蟲和雜草的抵抗力的目的,化肥吸收率與利用率大幅提升,流失到土壤裡的多餘元素就會減少,降低環境負擔。

第三波綠色革命還有許多的可能等著我們發掘,但台灣如果不能夠在這個趨勢大舉席捲全球之時,立刻從法規面、學術研究、結合業界創新入手,恐怕將錯過人類農業史上最重要的一次變革。



新聞來源https://tw.news.yahoo.com/觀念平台-第三波綠色革命號角響起-台灣農業生技轉型不能再等-215008749--finance.html


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