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【Gene 思書齋】香蕉密碼之迷

Gene Ng_96
・2014/08/08 ・3124字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 502 ・六年級

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

我在美國唸博士班時,有天我們一伙人在實驗室聊天,提到在野外捉果蠅要用香蕉,而且是要用口嚼爛的香蕉,說我嚼了好幾百根香蕉後,有陣子看到看香蕉就會 怕。老闆夫婦說他們上次去汶萊採集,嚼了上千根香蕉,買香蕉的時候,小販還以為他們不會馬來語,數字亂數,老闆就用馬來語從一數到一千,他們才賣XD

不管是上百根還是上千根香蕉,嚼完後有陣子不想吃香蕉了,雖然台灣和東南亞的香蕉比美國超市賣的好吃多了。實驗室的老美助理一直無法理解,我們就解釋說東 南亞(和台灣)的香蕉味道是美國超市香蕉的兩三倍濃吧。結果那位老美還是無法理解,因為對他來說,香蕉是沒有味道的水果啊,零不管乘二還是三,都還是零啊 Orz

對很多歐美人士來說,香蕉僅是個富含熱量和維他命的食物,甚至可以當正餐吃。我弟在英國求學,他說英國超市有個很有趣的創新,就是香蕉太青不能吃,可是太 熟又容易爛,對一些忙碌的上班族,買不夠多要常上超市,買太多又可能會浪費。所以有些超市想出一個法子,把不同成熟度的香蕉包在一起賣,讓顧客可以連續好 幾天吃到成熟度剛剛好的香蕉。

這招在美國超市根本不會看到,我跟我弟解釋說,因為美國利用龐大的資本主義力量,把香蕉在超市的價格壓低到「起笑」,在沃爾馬超市,一串十幾根香蕉,才兩 塊美金左右,一根不到廿美分,幹嘛要那麼麻煩?我常有吃不完整根黑掉的香蕉,老闆老婆愛吃,就帶去實驗室喂她,她吃不完就拿去做香蕉麵包。

美國超市幾乎就只賣一種香蕉,而且幾乎都是都樂(Dole)的,不像我們東南亞的菜市場可以同時買到好幾種香蕉,有些比較甜、有些較酸,有些要炸來吃,在 馬來西亞,炸香蕉(pisang goreng)就像臭豆腐在台灣一樣流行的小吃,有人還會把炸香蕉沾泡了辣椒的醬油來吃,我們在柬埔寨還吃過烤香蕉,只是烤的還是沒炸的香甜。

然而,儘管美國超市的香蕉幾乎只有一種(華人超市偶爾有芭蕉),不像蘋果和柳橙有好幾種,可是原來美國人吃的香蕉,比蘋果和柳橙加起來還多!這本《香蕉密碼:改變世界的水果》Banana: The Fate of the Fruit That Changed the World)就是要述說香蕉在世界舞台,以及美國超市的演進,還有更重要的,香蕉與人和土地的血淚史!

改變世界並扭轉歷史的植物還不少,可是它們要嘛是糧食,而不然就是經濟作物,當作是水果的並不多(請參見〈改變歷史並扭轉近代文明的六種植物〉)。 而香蕉,卻是所有水果裡頭最特殊的,因為它富含澱粉,能當作主食,非洲和東南亞有不少村民是靠香蕉維生的。 香蕉不只是水果,也是亞洲與非洲約五億人口的主食,重要性僅次於稻米、小麥與玉米。貧窮國家民眾吃掉全世界九成香蕉,至少四億人每日攝取熱量的15%- 27%來自香蕉。《香蕉密碼》指出,古老的聖經譯本暗示夏娃偷吃的伊甸園禁果,其實並非大家認知的是蘋果,而是香蕉!因為聖經故事的起源地,根本不適合栽種蘋果,可是卻有香蕉。

《香蕉密碼》 作 者丹恩.凱波(Dan Koeppel)是科學及戶外活動類著述的得獎作家。他述說了香蕉的生物學:香蕉並不是樹,所以並沒有「樹幹」,因為香蕉雖然長得高大,可是卻是草本植 物,所以嚴格來說,香蕉是很大根的草XD 香蕉樹粗狀的「樹幹」,其實是 「假莖」是從土裡真正的莖「球莖」長出來的。因為香蕉沒有籽,我們也沒想吃到有籽的香蕉,所以香蕉都是無性生殖的。這帶來很大的好處,因為遍布各國的香蕉 都可以來自每一母株,品質堪稱蔬果界最穩定, 容易種植又便於運送。但其壞處也很可怕,就是疾病可以輕易橫掃千軍地破壞世界各地的果園。

接著《香蕉密碼》探 討了香蕉的地理學,香蕉的起源地可能是新幾內亞,香蕉從亞洲一路傳至非洲和美洲。當香蕉登陸美國時,大受老美歡迎,這種熱帶水果取代了蘋果和柳橙成了美國 最受歡迎的國民水果。 二十世紀上半,奇基塔(Chiquita)和都樂(Dole)這兩家公司攻占市場,這期間,有「香蕉共和國」(Banana Republic)之貼切稱號的中美洲國家,因為香蕉崛起又覆滅。

香蕉共和國,是一個經濟體系屬於單一經濟(通常是經濟作物如香蕉、可可、咖啡等)、擁有不民主或不穩定的政府,特別是那些擁有廣泛貪污和強大外國勢力介入 之國家的貶稱。通常指中美洲和加勒比海的小國家。「香蕉共和國」的綽號最初被賦予經濟命脈被美國聯合果品公司(United Friuts)和標準果品公司(Standard Fruit Company)控制的宏都拉斯(Honduras)、瓜地馬拉(Guatemala)、哥斯大黎加(Costa Rica)等中美洲國家。1871年,美國鐵路企業家亨利·梅格斯(Henry Meiggs)在哥斯大黎加建築首都聖荷西(San José)和檸檬港(Puerto Limón)之間的鐵路,讓中美洲各國出口香蕉到美國。梅格斯之姪基斯(Minor C. Keith)甚至娶哥斯大黎加總統之女為妻,1870年之前美國人並不認識香蕉,然自該鐵路建築後的28年內,美國共消費了1,600萬串香蕉。

自此,這兩家公司操控這些國家的經濟命脈,又自行或透過美國政府插手這些國家的政治、經濟,甚至操縱更改總統人選。例如1951年瓜地馬拉總統阿本茲宣布 將聯合果品公司在瓜地馬拉的大片因巴拿馬病而休耕土地的收歸國有,曾任職於聯合果品公司的美國國務卿杜勒斯(John F. Dulles,1888-1959)於1954年策動其競爭對手阿馬斯(Carlos Castillo Armas)從宏都拉斯入侵,導致阿本茲(Jacobo Arbenz Guzmán,1913-1971) 辭職,全身被剝至剩內褲流亡墨西哥。

讀了《香蕉密碼》, 才知道原來在美國超市裡扮可愛,看來一點也無害的香蕉,卻讓許多中南美洲國家死傷無數,香蕉工人的罷工曾讓軍人展開大屠殺,這悲劇寫進了不久前過逝的諾貝 爾文學家得主、哥倫比亞文學家馬奎斯(Gabriel García Márquez,1927-2014)不朽的世界文學名著《百年孤寂》(Cien años de soledad)裡。種植香蕉的狂灑的農藥,也讓許多農民生不如死。沒想到,為了把香蕉這個非必需品價格壓低到讓老美「起笑」,美國企業和政府曾狼狽為 奸,犧牲和殘害了無數的生靈。

為了防範巴拿馬病(Panama disease),美國人愛吃的香蕉從香氣較濃郁的「大麥克」(Gros Michel)換成了「華蕉」(Cavendish) ,佔整體香蕉47%產量。。可是《香蕉密碼》卻 指出,目前我們在超市買到的華蕉,正快速遭植物病侵襲。全球已有數十座蕉園毀於巴拿馬病,其威力難以抵擋,而且至今無法根治。 科學家正在在試管中培育新品種香蕉,跟時間賽跑,試圖拯救最受世界喜愛的重要作物。巴拿馬病是香蕉黃葉病(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,FOC),「鐮胞菌萎凋病」(Fusarial wilt of banana),主要傳染途徑是土壤傳播。 香蕉樹一旦染病,蕉株下方老葉會先開始黃化,然後向上蔓延到幼葉,終至整株枯萎。

要有效對抗這個疫情,唯有找到抗病株,而且還要有華蕉的諸多優點,例如成熟穩定、耐運送、口味大眾化等等。可是香蕉的品種改良對科學家來說,卻是惡夢!因 為香蕉是無性生殖的,無法像大多數作物一樣用雜交選汰的方式來育種,而種籽又是幾十萬分之一的機會才會出現。丹恩.凱波 指出,為了拯救這個上億人口賴以為生的主食作物,基因工程的改造可能是條可行的路,如果環保團體能發棄成見,而政府也能開放的話,我對基改食品的淺見請參 見〈基改食品安全之我見〉

不管你愛不愛香蕉,《香蕉密碼》都能讓你對這個日常水果另眼相看!認識這個水果的前世、今生,甚至是未來。

 

本文原刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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用這劑補好新冠預防保護力!防疫新解方:長效型單株抗體適用於「免疫低下族群預防」及「高風險族群輕症治療」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/01/19 ・2874字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 台灣感染症醫學會 合作,泛科學企劃執行。

  • 審稿醫生/ 台灣感染症醫學會理事長 王復德

「好想飛出國~」這句話在長達近 3 年的「鎖國」後終於實現,然而隨著各國陸續解封、確診消息頻傳,讓民眾再度興起可能染疫的恐慌,特別是一群本身自體免疫力就比正常人差的病友。

全球約有 2% 的免疫功能低下病友,包括血癌、接受化放療、器官移植、接受免疫抑制劑治療、HIV 及先天性免疫不全的患者…等,由於自身免疫問題,即便施打新冠疫苗,所產生的抗體和保護力仍比一般人低。即使施打疫苗,這群病人一旦確診,因免疫力低難清除病毒,重症與死亡風險較高,加護病房 (ICU) 使用率是 1.5 倍,死亡率則是 2 倍。

進一步來看,部分免疫低下病患因服用免疫抑制劑,使得免疫功能與疫苗保護力下降,這些藥物包括高劑量類固醇、特定免疫抑制之生物製劑,或器官移植後預防免疫排斥的藥物。國外臨床研究顯示,部分病友打完疫苗後的抗體生成情況遠低於常人,以器官移植病患來說,僅有31%能產生抗體反應。

疫苗保護力較一般人低,靠「被動免疫」補充抗新冠保護力

為什麼免疫低下族群打疫苗無法產生足夠的抗體?主因為疫苗抗體產生的機轉,是仰賴身體正常免疫功能、自行激化主動產生抗體,這即為「主動免疫」,一般民眾接種新冠疫苗即屬於此。相比之下,免疫低下病患因自身免疫功能不足,難以經由疫苗主動激化免疫功能來保護自身,因此可採「被動免疫」方式,藉由外界輔助直接投以免疫低下病患抗體,給予保護力。

外力介入能達到「被動免疫」的有長效型單株抗體,可改善免疫低下病患因原有治療而無法接種疫苗,或接種疫苗後保護力較差的困境,有效降低確診後的重症風險,保護力可持續長達 6 個月。另須注意,單株抗體不可取代疫苗接種,完成單株抗體注射後仍需維持其他防疫措施。

長效型單株抗體緊急授權予免疫低下患者使用 有望降低感染與重症風險

2022年歐盟、英、法、澳等多國緊急使用授權用於 COVID-19 免疫低下族群暴露前預防,台灣也在去年 9 月通過緊急授權,免疫低下患者專用的單株抗體,在接種疫苗以外多一層保護,能降低感染、重症與死亡風險。

從臨床數據來看,長效型單株抗體對免疫功能嚴重不足的族群,接種後六個月內可降低 83% 感染風險,效力與安全性已通過臨床試驗證實,證據也顯示針對台灣主流病毒株 BA.5 及 BA.2.75 具保護力。

六大類人可公費施打 醫界呼籲民眾積極防禦

台灣提供對 COVID-19 疫苗接種反應不佳之免疫功能低下者以降低其染疫風險,根據 2022 年 11 月疾管署公布的最新領用方案,符合施打的條件包含:

一、成人或 ≥ 12 歲且體重 ≥ 40 公斤,且;
二、六個月內無感染 SARS-CoV-2,且;
三、一周內與 SARS-CoV-2 感染者無已知的接觸史,且;
四、且符合下列條件任一者:

(一)曾在一年內接受實體器官或血液幹細胞移植
(二)接受實體器官或血液幹細胞移植後任何時間有急性排斥現象
(三)曾在一年內接受 CAR-T 治療或 B 細胞清除治療 (B cell depletion therapy)
(四)具有效重大傷病卡之嚴重先天性免疫不全病患
(五)具有效重大傷病卡之血液腫瘤病患(淋巴肉瘤、何杰金氏、淋巴及組織其他惡性瘤、白血病)
(六)感染HIV且最近一次 CD4 < 200 cells/mm3 者 。

符合上述條件之病友,可主動諮詢醫師。多數病友施打後沒有特別的不適感,少數病友會有些微噁心或疲倦感,為即時處理發生率極低的過敏性休克或輸注反應,需於輸注時持續監測並於輸注後於醫療單位觀察至少 1 小時。

目前藥品存放醫療院所部分如下,完整名單請見公費COVID-19複合式單株抗體領用方案

  • 北部

台大醫院(含台大癌症醫院)、台北榮總、三軍總醫院、振興醫院、馬偕醫院、萬芳醫院、雙和醫院、和信治癌醫院、亞東醫院、台北慈濟醫院、耕莘醫院、陽明交通大學附設醫院、林口長庚醫院、新竹馬偕醫院

  • 中部

         大千醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮總、彰化基督教醫療財團法人彰化基督教醫院

  • 南部/東部

台大雲林醫院、成功大學附設醫院、奇美醫院、高雄長庚醫院、高雄榮總、義大醫院、高雄醫學大學附設醫院、花蓮慈濟

除了預防 也可用於治療確診者

長效型單株抗體不但可以增加免疫低下者的保護力,還可以用來治療「具重症風險因子且不需用氧」的輕症病患。根據臨床數據顯示,只要在出現症狀後的 5 天內投藥,可有效降低近七成 (67%) 的住院或死亡風險;如果是3天內投藥,則可大幅減少到近九成 (88%) 的住院或死亡風險,所以把握黃金時間盡早治療是關鍵。

  • 新冠治療藥物比較表:
藥名Evusheld
長效型單株抗體
Molnupiravir
莫納皮拉韋
Paxlovid
倍拉維
Remdesivir
瑞德西韋
作用原理結合至病毒的棘蛋白受體結合區域,抑制病毒進入人體細胞干擾病毒的基因序列,導致複製錯亂突變蛋白酵素抑制劑,阻斷病毒繁殖抑制病毒複製所需之酵素的活性,從而抑制病毒增生
治療方式單次肌肉注射(施打後留觀1小時)口服5天口服5天靜脈注射3天
適用對象發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與兒童(12歲以上且體重至少40公斤)的輕症病患。發病5天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人(18歲以上)的輕症病患。發病7天內、具有重症風險因子、未使用氧氣之成人與孩童(年齡大於28天且體重3公斤以上)的輕症病患。
*Remdesivir用於重症之適用條件和使用天數有所不同
注意事項病毒變異株藥物交互作用孕婦哺乳禁用輸注反應

免疫低下病友需有更多重的防疫保護,除了戴口罩、保持社交距離、勤洗手、減少到公共場所等非藥物性防護措施外,按時接種COVID-19疫苗,仍是最具效益之傳染病預防介入措施。若有符合施打長效型單株抗體資格的病患,應主動諮詢醫師,經醫師評估用藥效益與施打必要性。

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蘭「大」如虎:世界上最巨的蘭花,你知道嗎?
張文忻_96
・2023/01/06 ・2511字 ・閱讀時間約 5 分鐘

虎蘭:最重可達兩噸的蘭花

時光飛逝,虎年行將結束,或許大家在年初的時候讀過一些俗名帶「虎」字的植物,但其中卻有一種罕為人知——那就是 tiger orchid「虎蘭」。虎蘭是金氏世界紀錄(Guinness World Records)最大的蘭花,最重可達兩噸,是蘭花中當之無愧的「巨無霸」;它的花為黃色,帶有栗色或暗紅色的斑點,是不是和老虎神形皆似呢?

盛開的虎蘭。圖/Lily M.J.Chen 陳美君攝

虎蘭 Grammatophyllum speciosum 隸屬於斑被蘭屬,差不多兩百年前由著名植物學家卡爾.路德維希.布魯姆 Carl Ludwig Blume(1796-1862)根據他本人采自印度尼西亞爪哇的標本命名的。

布魯姆在荷屬東印度群島和荷蘭本土度過了他的職業生涯,對東南亞的植物進行了廣泛而深入的研究,出版了《荷屬東印度群島植物誌》等專著。從 1823 年至 1826 年,他任職於印尼茂物植物園,虎蘭就是在此期間命名的。虎蘭的拉丁屬名 Grammatophyllum 由兩部分組成:源自希臘文的 grammatus 是「有凸起條紋」的意思,phyllum 是「葉」的意思,意指葉片上有條紋狀凸起;種加詞則是「美麗的,壯麗的」意思。

植物學家卡爾.路德維希.布魯姆(Carl Ludwig Blume;1796-1862)。圖/Wikimedia
虎蘭的模式標本
。左側圖片顯示花朵,右側圖片顯示假鱗莖的一部分;
目前收藏在荷蘭萊頓標本館。圖/鄧雲飛博士提供

你說虎蘭大?到底有多大?

虎蘭到底有多大呢?說起來,它乃一眾嬌弱蘭花中的「重量級」選手。虎蘭的植物體成簇生長,由根部伸出數十條或者上百條巨大的圓筒形肉質假鱗莖,可長 到2~3 米,如果在花期,前端再伸出 1~2 米的花序,每個花序上可開 80~100 朵花,單花直徑約 10 厘米,總重可達幾百千克到兩噸。一般轎車約重 1.5 噸,也就是說最大的虎蘭比轎車還重!所以它又被叫做巨蘭(giant orchid)、女王蘭(Queen of the orchids)。

虎蘭開兩種花:可育的花長在花序頂端,有 5 個花瓣;不育的花靠近花序基部,帶有花香,有 4 個花瓣。

虎蘭為 5~ 8 月開放,一般 2~5 年開一次花,花期 40 天以上,花香清新淡雅,沁人心脾,加之龐大的體型,繁花似錦,蔚為大觀,極具觀賞價值。

虎蘭的葉。圖/Instagram
虎蘭的總狀花序。圖/Lily M.J.Chen 陳美君攝
蘭的果實。圖/何文釧博士攝

虎蘭原產於東南亞的泰國、緬甸、老撾、印尼和菲律賓等地,喜熱喜濕,常附生於低地熱帶雨林中的大樹枝椏上,根盤旋纏繞、錯綜復雜。與寄生不一樣,它們利用空氣中的水汽、雨露和腐殖質(枯枝殘葉、動物排泄物等)維生,而不是從所附著的大樹中吸取養分。附生的優點是借助其他植物而「長」得比較高,「站在巨人的肩膀上」受到更多的陽光照耀,利於光合作用。

附生在大樹上的虎蘭。圖/何文釧博士攝

野生虎蘭面臨數量危機

虎蘭用途甚廣,形貌昳麗的它現在主要作為觀賞植物被栽培在各處,增添別樣的風景。但在傳統上,它們被東南亞人民利用到生活中許多方面。

在泰國,虎蘭可入藥,把莖幹搗碎,與米酒混合後過濾,濾液就是治療有毒動物咬傷的解藥;在印尼的蘇拉威西島上,人們把虎蘭種子磨成粉末敷於傷口上可以消炎並促進愈合;在蘇門答臘島上,虎蘭用於治療新生兒黃疸;有些地方還將新鮮虎蘭的根用水煎服以治療胃病。不僅如此,虎蘭的假鱗莖可食用,在馬來西亞的某些地方,人們把它切成薄片炒食。

紐約布魯克林植物園的虎蘭盛開。圖/Brooklyn Botanic Garden

隨著社會經濟發展、環境破壞及人類過度采集,野生虎蘭的數量日益減少,面臨巨大的生存壓力。它被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》附錄 II,對其貿易加以嚴格控製。另外一方面,一些科研機構和園藝公司用無菌播種技術大規模培育蘭花,虎蘭也不例外。通過無菌播種來繁殖,能在短期內得到大量的組培實生苗,再將它們種植到合適的地方。

新加坡國家公園局和植物園就對此做了很好的示範,它們從 1996 年開始通過人工方式培育虎蘭的種子,種子萌發後的小苗在實驗室培育兩年,再把幼苗回歸到它們的原產地烏敏島(Pulau Ubin,位於新加坡東北部)的芒果、榴蓮、雨樹、紅毛丹等樹上,待它們再長大一些,再移栽到植物園、Bukit Timah 自然保護區、新加坡市中心的烏節大道(Orchard Boulevard)等處,基本獲得成功。

既然有最大蘭花,那最小是哪一種呢?

上文介紹了世界上最大的蘭花,那估計你也有興趣想知道世界上最小的蘭花有多大。目前,世界上最小的蘭花為麗斑蘭屬的 Lepanthes oscarrodrigoi,是危地馬拉和法國的植物學家在 2018 年在危地馬拉發現的。

該蘭花花序僅 4 毫米長,每一朵花有兩瓣 0.15 毫米長、0.3 毫米寬的花瓣,花柱直徑 0.4 毫米,大小同削尖的鉛筆尖差不多。它長在樹枝上,被苔蘚覆蓋,很難被發現。

在今天的科學發展下,基因突變與重組、環境的更迭每時每刻不曾停歇,萬事萬物都處於不斷的變化之中,同時,人們對自然的認識是逐漸加深且永無止境的,或許在不久的將來,這個記錄也會有被打破的一天。

致謝

感謝星加坡植物園何文釧博士和陳美君女士、華南植物園鄧雲飛博士提供部分圖片。

參考資料

  1. 李春華,李天純,李柯澄. 2015. 巨蘭繁殖與養護. 中國花卉園藝,22:25-27.
  2. Morales, F. A. & G. R. Chiron. 2018. The smallest orchid in the world is now a Lepanthes. Richardiana 2: 175-184.
  3. Chee, B. J. 2015. Know Thy Herb: The Tiger Orchid. Natural Bulletin 5: 3.
  4. Wing, Y. T., P. Ang, F. Tay & W. Soh. 2012. Conservation and Reintroduction of Native Orchids in the City in A Garden. CITYGREEN 4: 142-147.
  5. American Orchid Society—Grammatophyllum
  6. Holotype of Grammatophyllum speciosum Blume [family ORCHIDACEAE]
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靠天吃飯行不通,氣候變遷下的「進擊農業」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/11/12 ・2354字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國民法官生存指南:用足夠的智識面對法庭裡的一切。

根據聯合國政府間氣候變遷專門委員會在 2022 年發布的第二工作小組「衝擊、調適與脆弱度」報告 (AR6 WII) ,人為導致的氣候變遷包含更頻繁、強度更強的極端天氣事件,以及在升溫情境下人類和自然都將面臨各種風險。

傳統的水稻耕作法在插秧時需要使用大量的水。(圖/envato)

去年 (2021) 年斯德哥爾摩研究所的報告指出,農業是受氣候變遷衝擊最大的產業之一, 不論是極端天氣或長期氣候模式轉變,農業所承受的風險是其他產業的好幾倍。

過去一年,臺灣各地經歷了大大小小的淹水和乾旱,我們常說農業是「靠天吃飯」,在氣候變遷之下,臺灣農業會遭受什麼衝擊呢?

靠天吃飯的農業

由於臺灣農作大多露天生產,更容易受溫度和雨量影響。暖化趨勢可能會使作物產期提前或延後,進而影響到品質與產量,以稻米為例,溫度上升的情境下,全臺稻米產量呈減少趨勢,二期稻作又比一期減產程度更大。

至於爲什麼稻作會分成一期和二期?主要因為臺灣介於熱帶、亞熱帶氣候之間,氣溫溫暖且雨量豐沛,一年內適合種植水稻的月份達十個月,因此每年可以種植兩期水稻,第一期通常在冬末春初時插秧,夏季收成,期間約在每年二月至六月;而第二期在七月至十一月,由於氣候條件不同,第二期的單位面積產量通常比第一期低,氣候變遷的升溫情境下,二期產量下降又更為明顯。

極端氣候的影響下,降雨分布也呈現兩極化,乾旱或是暴雨成為常態。(圖/envato)

此外,當降雨型態轉變,雨量太少時造成農作物缺水、強度過大則破壞外觀及品質;而大氣中的二氧化碳濃度提高,會導致植物體碳氮比上升,使農作物更容易遭受病蟲害感染。

雖然「靠天吃飯」的農業受到許多氣候變遷下的衝擊,但其實還有一句俗諺説:「只靠雙手不靠天,修得水利萬年甜。」

臺灣農業究竟如何要克服這些困難呢?一起來看看這些調適策略吧!

水資源不夠「旱田直播」行不行

這邊的直播可不是指在田梗間架手機鏡頭,現場 Live 給大家看作物生長,而是一種直接將水稻種子播在土裡的種植方式。但為什麼要採用旱田直播,而非插秧灌溉這種大家熟悉的方法呢?

水稻種植需要許多水,尤其在插秧時更需要長達三個月的「淹田」,也就是將插滿秧苗的田灌滿水,才可以讓秧苗好好長大。

而故事就要從新竹縣新豐鄉說起,新豐是新竹縣稻米產量最大的產區,然而卻是位於俗稱「風頭水尾」的地區,由於地理位置在石門水庫最尾端,灌溉時搶水搶不過上游的農田。

前面有提過,臺灣水稻一年中可以分兩期栽種,在一期稻作的淹田工作期間大約是一月至四月底,恰好落在臺灣十一月至四月的枯水期,正需要水的時候卻沒有水,使在地的青農開始思考,若未來水情更緊張時,新豐還能繼續種植水稻嗎?因此,必須找出能永續種植的解方。

於是,他們便開始嘗試「旱田直播」的種植方式,直播與傳統種植最大的不同在於,初期不插秧、不淹田,省去這兩個步驟便可以減少大量的灌溉用水。

旱田直播的前三步驟便是關鍵,首先為種子處理,就像是打電動時,在對戰前要先把裝備穿好以防止被攻擊,由於直播不會經過育苗,種子會直接在土壤裡發芽,必須先將種子消毒、裹上藥劑,避免感染水稻在發芽過程的常見疾病;接著是整地,透過整田機具打破犁底層,未來水稻種子發芽時,根系可以更深入土壤表層生長,即便在水分不充足時,秧苗也可以自己在土壤裡找水份;最後為播種,將種子直接播種至土上,再覆上一層土壤保水,給種子適合發芽的環境。

當然,最重要的還是秧苗長得怎麼樣,與生長時間相同的傳統秧苗單株作比較,旱田直播秧苗根系更長、更茂密;由於不用育苗,整地播種的時間提前至十二月底,地上部的莖、葉也有較充裕的時間生長,更為強健、耐旱,有可能成為未來氣候變遷下水稻產業的永續策略之一。

「好天要存雨來糧」—— 農業調適策略還有這些

這句古諺意思是告訴人們要未雨綢繆,替之後的變化做準備,就像現在的我們面對氣候變遷帶來的衝擊,也需要不同的調適策略,應對未來的挑戰。例如使用分子標記輔助育種,找出與性狀相關的基因後做記號,縮短育種時間,開發出能抵過逆境的品種。

而開發新品種的基礎建立在遺傳資源上,這些是幾萬年來大自然演化之下的結果,因此臺灣作物種原庫就像是一座銀行,保存著珍貴的遺傳資產 —— 作物活體種子。

就如同戰鬥組合技,有時經典能力加上新裝備就能發揮最大效用,過去農業發展過程中,前人便留下許多經驗的傳承,搭配現代科技及資訊,有望在未來走出一條永續的路。

臺灣的農業故事展示廳,介紹臺灣農林漁牧業各面向的新發展。(圖/國立科學工藝博物館)

位於高雄的國立科學工藝博物館「臺灣的農業故事展示廳」,便展示了臺灣農業的多元發展,不僅是氣候變遷的農業調適,從臺灣農業的本土特色到科技成就,例如從博物館級的「植物工坊」了解全人工光源、無土的栽種方式,智慧農業 4.0 又是如何改善畜牧業的生產,以及透過 DNA 互動遊戲理解新品種如何產生等,在參觀的過程中看見臺灣農業的今天和未來。

參考資料

  1. 斯德哥爾摩環境研究所報告
  2. 臺灣氣候變遷推估資訊平台
  3. 氣候變遷對台灣農業生產體系的影響
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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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