专家 预测到了2050年,全球气候变化将导致逾五分之一主要农作物失收。各地农业部门设法克服极端天气事件和土壤枯竭带来的问题,但发展中国家的小农户缺乏资源,面对农业危机他们首当其冲。中大李卓敏生命科学教授及农业生物技术国家重点实验室主任林汉明教授锐意找出解决方案,潜心研究农业超过25年。他研究种植气候智慧型大豆,冀构建可持续未来,其研究焦点与联合国制定的多项可持续发展目标(SDG)互相呼应,包括消除饥饿和贫困、采取气候行动,以及倡导国际伙伴关系。
大豆在可持续农业的潜力
1997年,林教授在美国完成博士课程,胸怀大志回到中大母校开展农业研究,惟「手空空无一物」,研究初期困难重重。到了1998年,他到访中国农业科学院探索研究课题,因而认识了该院的邵桂花教授。 「她长年从事耐盐中国大豆的田野实验工作,但受年龄和实验设施条件所限,无法亲自完成相关研究。」林教授万分感慨。
大豆根瘤的固氮作用是可持续农业的关键,它把大气中的氮气转化为天然肥料有机氮,从而修复贫瘠土壤,亦有利其他农作物生长。反之,化学氮肥释放大量温室气体,其增温能力为二氧化碳的300倍。林教授说:「我们正努力提高大豆的固氮能力,减少对人造肥料的依赖。」相比其他农作物,大豆更易适应西北地区的恶劣环境。 「我们的研究不仅能增加中国大豆产量,还可以改善西北地区严重的荒漠化。」因此,他向邵教授提出由中大团队实现耐盐大豆的目标,并默默耕耘兑现承诺。
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林教授与邵桂花教授在中大校园留影
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固氮作用示意图
林教授的团队在2010年先后破解17种野生大豆及14种培植大豆的基因组密码。 2014年成功从野生大豆识别并复制出崭新的耐盐基因,大幅幅推进发展耐盐大豆的可能性。 2019年完成全球首个野生大豆的参考基因组,有助寻找改良大豆特质的重要基因。 2023年5月,林教授的农业研究再创高峰。天舟六号货运飞船及神舟十六号载人飞船升空,将补给物资连同中大团队的大豆根瘤菌样本送抵中国天宫太空站,旨在探索样本在太空中的基因突变,寻找适应性更好的根瘤菌和新菌株,属本港首个太空农业研究项目。
服务边缘社群
大豆极具营养价值,蕴含的蛋白质高达四成,占全球植物蛋白质总量近七成。贫困地区民众因负担不起肉食,缺乏蛋白质而营养不良,大豆正好能提供经济实惠的优质蛋白质。林教授说:「虽然我曾获得拨款,但仅限用作研究经费。弱势社群的需要我一直念兹在兹,所以自掏腰包启动一些慈善项目。」
中国是大豆的故乡,在国内土地种植大豆对经济和粮食供应影响深远。林教授说:「中国大豆产量无法满足内需,八成大豆都从外国进口,我们的大豆研究有助于稳定国家的粮食供应。」他多年来与不少内地农业研究机构合作进行实地研究,培植耐逆大豆,并作为先驱作物改善可耕地土质。团队已成功育成耐逆大豆新品种(陇黄1、陇黄2、陇黄3),自2016年起一直无偿交予甘肃农民种植。
此外,他主动联系巴基斯坦的研究员,协力开发适合当地环境的耐热大豆品种,应对全球暖化的负面影响。 2022年,团队挑选出适合的品种,成功令大豆于巴基斯坦费萨拉巴德的高温土地良好生长。这项协作项目也向当地穆斯林妇女传授农业知识,鼓励平等工作机会。
林教授的研究也惠及南非人民。尽管2020 年爆发新冠肺炎大流行,他仍与当地合作伙伴启动大豆种植计划,为偏远村庄培育高度适应当地气候的大豆品种。纵然没有使用化学肥料,大豆依然丰收,种植工作还改善了南非卢霍尔韦尼青年的就业情况。
「我的南非合作伙伴希望以一个村庄为起点,逐步证明农业可以增加当地收入。 这可能有助于缓解严重的年轻人失业问题。」
启发年轻人勇于追梦
林教授认为天舟六号及神舟十六号载人飞船不仅搭载农业项目,更承载香港科研的希望。
为提升香港学生的科学知识水平及人文素养,林教授于2022年成立社会企业「采菽社」,他说:「每名学生都是种子,具备开花结果的潜质。」
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培植耐逆大豆能改善可耕地土质
采菽社扎根科学,却又超越科学,以大豆为媒介推行跨学科的STEAM(科学、技术、工程、艺术和数学)启蒙教育,旨在培养全方位青年人才,提升他们的批判思维和人文素养,从不同角度理解全球问题。
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学生在STEAM工作坊认识根瘤菌
2023年7月,林教授带领香港中学 师生前往甘肃省考察,学习栽种大豆的知识,了解国家农业发展。他说:「学生坐在车上,沿路看到荒漠无垠,知道充足水源的重要;他们也见到公路和电网穿梭,穿梳,改善人民生活;学生还见到大型风力发电场,认识中国努力不懈推动可再生能源。」
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2023年7月,林汉明教授带领中学生前往甘肃考察,学习大豆知识和国家农业发展
除了到访当地的农业设施和机构,学生亦有机会与甘肃年轻农业科学研究员交流。林教授补充道:「酒泉地面种植的陇黄大豆2023年5月从酒泉发射基地被带上天宫太空站。今次学生在酒泉农地亲睹相同品种的大豆,特别有意思。」
25年前对邵教授的承诺终于兑现,然而,林教授撒播希望的大豆之旅依然力行不辍。
25年前对邵教授的承诺终于兑现,然而,林教授撒播希望的大豆之旅依然力行不辍。
刘婉瑜为香港中文大学传讯及公共关系处编辑
Amy Li is an editor in the Communications and Public Relations Office, The Chinese University of Hong Kong.