雷光歸來

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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17Life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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