專家預測到了2050年,全球氣候變化將導致逾五分之一主要農作物失收。各地農業部門設法克服極端天氣事件和土壤枯竭帶來的問題,但發展中國家的小農戶缺乏資源,面對農業危機他們首當其衝。中大李卓敏生命科學教授及農業生物技術國家重點實驗室主任林漢明教授銳意找出解決方案,潛心研究農業超過25年。他研究種植氣候智慧型大豆,冀構建可持續未來,其研究焦點與聯合國制定的多項可持續發展目標(SDG)互相呼應,包括消除飢餓和貧困、採取氣候行動,以及倡導國際夥伴關係。
大豆在可持續農業的潛力
1997年,林教授在美國完成博士課程,胸懷大志回到中大母校開展農業研究,惟「手空空無一物」,研究初期困難重重。到了1998年,他到訪中國農業科學院探索研究課題,因而認識了該院的邵桂花教授。「她長年從事耐鹽中國大豆的田野實驗工作,但受年齡和實驗設施條件所限,無法親自完成相關研究。」林教授萬分感慨。
大豆根瘤的固氮作用是可持續農業的關鍵,它把大氣中的氮氣轉化為天然肥料有機氮,從而修復貧瘠土壤,亦有利其他農作物生長。反之,化學氮肥釋放大量温室氣體,其增温能力為二氧化碳的300倍。林教授說:「我們正努力提高大豆的固氮能力,減少對人造肥料的依賴。」相比其他農作物,大豆更易適應西北地區的惡劣環境。「我們的研究不僅能增加中國大豆產量,還可以改善西北地區嚴重的荒漠化。」因此,他向邵教授提出由中大團隊實現耐鹽大豆的目標,並默默耕耘兌現承諾。
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林教授與邵桂花教授在中大校園留影
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固氮作用示意圖
林教授的團隊在2010年先後破解17種野生大豆及14種培植大豆的基因組密碼。2014年成功從野生大豆識別並複製出嶄新的耐鹽基因,大幅幅推進發展耐鹽大豆的可能性。2019年完成全球首個野生大豆的參考基因組,有助尋找改良大豆特質的重要基因。2023年5月,林教授的農業研究再創高峰。天舟六號貨運飛船及神舟十六號載人飛船升空,將補給物資連同中大團隊的大豆根瘤菌樣本送抵中國天宮太空站,旨在探索樣本在太空中的基因突變,尋找適應性更好的根瘤菌和新菌株,屬本港首個太空農業研究項目。
服務邊緣社群
大豆極具營養價值,蘊含的蛋白質高達四成,佔全球植物蛋白質總量近七成。貧困地區民眾因負擔不起肉食,缺乏蛋白質而營養不良,大豆正好能提供經濟實惠的優質蛋白質。林教授說:「雖然我曾獲得撥款,但僅限用作研究經費。弱勢社群的需要我一直念茲在茲,所以自掏腰包啟動一些慈善項目。」
中國是大豆的故鄉,在國內土地種植大豆對經濟和糧食供應影響深遠。林教授說:「中國大豆產量無法滿足內需,八成大豆都從外國進口,我們的大豆研究有助於穩定國家的糧食供應。」他多年來與不少內地農業研究機構合作進行實地研究,培植耐逆大豆,並作為先驅作物改善可耕地土質。團隊已成功育成耐逆大豆新品種(隴黃1、隴黃2、隴黃3),自2016年起一直無償交予甘肅農民種植。
此外,他主動聯繫巴基斯坦的研究員,協力開發適合當地環境的耐熱大豆品種,應對全球暖化的負面影響。 2022年,團隊挑選出適合的品種,成功令大豆於巴基斯坦費薩拉巴德的高温土地良好生長。這項協作項目也向當地穆斯林婦女傳授農業知識,鼓勵平等工作機會。
林教授的研究也惠及南非人民。儘管2020 年爆發新冠肺炎大流行,他仍與當地合作夥伴啟動大豆種植計劃,為偏遠村莊培育高度適應當地氣候的大豆品種。縱然沒有使用化學肥料,大豆依然豐收,種植工作還改善了南非盧霍爾韋尼青年的就業情況。
「我的南非合作夥伴希望以一個村莊為起點,逐步證明農業可以增加當地收入。 這可能有助於緩解嚴重的年輕人失業問題。」
啟發年輕人勇於追夢
林教授認為天舟六號及神舟十六號載人飛船不僅搭載農業項目,更承載香港科研的希望。
為提升香港學生的科學知識水平及人文素養,林教授於2022年成立社會企業「采菽社」,他說:「每名學生都是種子,具備開花結果的潛質。」
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培植耐逆大豆能改善可耕地土質
采菽社紮根科學,卻又超越科學,以大豆為媒介推行跨學科的STEAM(科學、技術、工程、藝術和數學)啟蒙教育,旨在培養全方位青年人才,提升他們的批判思維和人文素養,從不同角度理解全球問題。
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學生在STEAM工作坊認識根瘤菌
2023年7月,林教授帶領香港中學 師生前往甘肅省考察,學習栽種大豆的知識,了解國家農業發展。他說:「學生坐在車上,沿路看到荒漠無垠,知道充足水源的重要;他們也見到公路和電網穿梭,穿梳,改善人民生活;學生還見到大型風力發電場,認識中國努力不懈推動可再生能源。」
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2023年7月,林漢明教授帶領中學生前往甘肅考察,學習大豆知識和國家農業發展
除了到訪當地的農業設施和機構,學生亦有機會與甘肅年輕農業科學研究員交流。林教授補充道:「酒泉地面種植的隴黃大豆2023年5月從酒泉發射基地被帶上天宮太空站。今次學生在酒泉農地親睹相同品種的大豆,特別有意思。」
25年前對邵教授的承諾終於兌現,然而,林教授撒播希望的大豆之旅依然力行不輟。
25年前對邵教授的承諾終於兌現,然而,林教授撒播希望的大豆之旅依然力行不輟。
劉婉瑜為香港中文大學傳訊及公共關係處編輯
Amy Li is an editor in the Communications and Public Relations Office, The Chinese University of Hong Kong.