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日本農業創新趨勢,新果樹品種對抗全球暖化

2019/12/13 @國際

摘要

全球暖化的衝擊使得農業基礎生產掀起莫大變化,開發可達到農業永續經營之效益,以及確保高品質糧食穩定供給的抗逆境新果樹品種將是目前所須因應之挑戰。

示意圖

日本農業創新趨勢,新果樹品種對抗全球暖化

全球暖化持續影響下,桃子將無法順利結成果實
並非夏季酷暑的緣由,而是冬天的寒冷氣候過短

  2018年7月中旬,日本茨城縣筑波市的農業暨食品產業技術綜合研究機構(簡稱農研機構)的果園盛產桃子,卻不是準備出貨至市場販售。
  由多名農研機構研究員評比數個經育種後的「候補新品種桃子」之口感、肉質、含糖量等,再由全國的農業試驗改良場選出試驗栽培的提案品種。意謂著從「第一次審核」研究員評估,到各地的農業試驗改良場決定採用「符合當地」的「第二次審核」,通過後即可進行新品種申請。
  為取得新品種認定,須符合三大要件:區別性、均一性、穩定性。然而農研機構更重視新品種果樹的「優秀性」——不論在口味或是果實大小,抑或是多產等特質,要能為農業永續經營角度思考,具有「亮點」特性。
  農研機構耗費22年育種出的桃子新品種「櫻姬」,即便在暖冬也可以也能結出可口的果實,完全能因應強勢的全球暖化來臨。
  研發出「櫻姬」桃子品種的八重垣英明為農研機構果樹茶葉研究部門核果類育種主任,他認為:「相較於全球暖化,最主要問題在於無法確保產地的低溫可以維持多久。」根據全球研究人員推測西元2100年前後日本平均溫約上升攝氏2度,以此數據農研機構推估西元2100年桃子產區的低溫時間,和歌山縣約689小時,香川縣約719小時,熊本縣847小時,不管位於哪個產地都未滿1,000小時,也意謂著目前栽植的桃子品種,在未來都無法順利生長。
  八重垣英明主任認為:「由於未來可預測得到全球將面臨暖化,因此開發好吃且能抗全球暖化的新品種,不僅能為農業經營帶來永續性效益,同時作為糧食穩定供給也是不可或缺」。
  因此,八重垣主任將巴西耐熱品種的「珊瑚桃」與日本產的桃子,經科學試驗育種出早生種的「櫻姬」品種,即使面臨低溫時間較短也能結成果實,也可栽植在日本西南部較暖的產區;且「櫻姬」的水果肉質、口感也較符合日本消費者之需求。
  農研機構除了「櫻姬」之外,也育種出可抗全球暖化,高溫也容易著色的蘋果新品種「Red Minori」、無須顧慮著色的黃綠品系的麝香葡萄、暖冬也可順利長出花芽的梨子「凜夏」等品種,農研機構的農園,已為了因應全球暖化而全面備戰。


政府制定氣候變遷計畫,科學洞見與國際合作抗全球暖化

  日本政府於2018年6月頒訂「氣候變遷因應法」,針對各領域制定「氣候變遷因應計畫」並進行評估。
  氣候變遷對於農林水產業造成多面向影響,相對的也因為農業生產過程造成溫室氣體排放並加速地球暖化原因。根據政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)的第五次評估報告,農業土地排放造成溫室氣體排放占了全球四分之一。
  日本官方數據統計,2016年度日本溫室排放廢氣量約4%由農林水產業排放出,家畜排泄物與水稻種植就佔了日本國內農業溫室廢氣排放量50%。
  為此,日本農林水產省訂定兩項應對全球暖化的基本政策措施:(一) 降低溫室氣體排放的「緩和對策」;(二)對抗全球暖化的「因應對策」。
  農林水產省大臣秘書處政策課環境政策室主任中川一郎提及:「緩和對策可預期效益,開發農地土壤的二氧化碳排放與吸收之技術,同時拓展國際之間合作的可能性。」
  堆肥或稻草等有機物混入土壤後,其中含有的碳會被微生物分解,一部分釋放到大氣中,另一部分會長期保存土壤中。根據數據統計,與農田不使用堆肥相較,全國的水稻田投入堆肥時,最多可儲存220萬噸碳。日本環境省成立研究小組,研究「生物木炭」之碳儲存,並行碳減量之研究。
  此外,由於日本擁有減少、吸收農田土壤碳存儲等溫室氣體排放之計算與評估的出色技術,也期盼能將此技術應用在同為水稻種植地區的亞洲地區,並向聯合國糧食及農業組織(FAO)申請國際合作研究資金,也於日本農林水產省的預算中申請研究施行的經費。
  此外,日本的農民與農企業為取得J-Credits認證,逐漸改為使用生物燃料做為替代能源,以降低溫室氣體排放量。J-Credits認證被認定為製造業的溫室氣體排放交易量,但統計至2018年6月,農林水產業的計畫在J-Credits認證登錄佔了22%,碳減少排放量預計有8%,日後農林水產省將會特別針對此措施作為努力方向。
  對抗全球暖化另有一項「因應對策」,從前文提及的各項農產品新品種開發為主,雖然是未來所面臨的問題,但中川一郎認為:「必須建構公正、公平可存儲的育種全球多樣植物遺傳資源環境。」
  日本為促進全球植物遺傳性資源相互利用,於2013年簽署《糧農植物遺傳資源國際公約》(International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture,簡稱ITPGR)。
  中川一郎表示:「ITPGR作為國際間植物遺傳資源相互利用與存取系統,對於抗暖化新品種的開開給予相當的助力。同時,並藉由ITPGR產生商業利益行為之時,所產生利益一部分將藉由FAO組織回饋於開發中國家。因此,積極運用全球遺傳性資源,也幫助日本面臨暖化問題,以及遺傳性資源保全之外,並同時能支援開發中國家等,建構雙贏模式是相當重要」


紅色警報已響起「正是現在!這非未來才須面臨」

  全球暖化對於作物的影響,農研機構果樹茶葉研究部門的杉浦俊彦早已投入全球暖化的相關研究。2006年杉浦俊彦發表大規模調查結果,並向大眾提出全球暖化議題之呼籲。【延伸閱讀】糧食和農業的未來—趨勢與挑戰
  杉浦俊彦提及:「在2000年,果樹受全球暖化影響的問題已經相當顯著,若就此放任,未來農戶將面臨無法追趕上農作物品項轉換,進而造成農產業結構問題。」
  2006年的大規模產業調查,組織了米、小麥、豆類、芋頭、草莓、果樹等類別之專家小組,根據此次調查,稻米未熟成的發生率上升、而果樹類的蘋果與葡萄有轉色不良的情況、因氣溫升高進而擴大農地受病蟲害侵襲的範疇。
  稻米未熟成的發生情境,大約在水稻抽穗後20左右的平均日溫落在攝氏26至27度以上,經過試算推估,相較於1990年至2065年稻米收成率減少25%、至2100年約減少41%。
  杉浦俊彦表示:「除了稻米的產量減少,在環境模擬推算中,溫州蜜柑的原產地到2060年會變成高溫地區、蘋果的栽植地區將北遷至北海道。」
  未來將進行農業產區實地訪查與情境模擬分析,制定作物栽植計畫,期盼農業達成永續經營。
  「由於情境模擬分析與目前農業的生產模式大相徑庭,如何說明此項研究結果是件不容易的事情。」這也容易影響個人聲譽,若不加以修飾直言:「這個地方已經不適合栽植蘋果,接下來應該種植芒果。」會造成農民的疑惑,更甚至引起反彈聲浪。
  為表慎重,在研究過程中仔細檢查有無任何矛盾的資訊,並將環境模擬推估的結果反覆進行交叉檢證,並進行實地田野訪查,再將嚴謹的科學驗證的研究結果公諸於世,儘管大眾的褒貶不一,但若不進行未來農地與全球暖化做研究並提出因應措施,日本的農業恐怕無法永續經營。
  杉浦俊彦進一步表示:「不僅止於農民,一般民眾也知道全球暖化的問題,但卻未產生想去解決暖化的動機。在2000年開始投入此項議題的我認為,這不是未來才須面對的,而是現在就要開始應戰了。」
  對於每年播種或是植苗的農作物(例如:蔬菜、水稻),若開發出可應變全球暖化的品種,相對的容易進行品種替換;然而果樹的生長週期需要好幾年的時間,相較於水稻及蔬菜,改變果樹品種並非易事, 這就是果樹需要面對的改變與挑戰。
  面對全球暖化,還有更多的未知需要面對。

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