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2015年12月23日 星期三
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農業科研之耕出好環境:用一粒豆「改天換地」


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■(左起)林漢明、戴沛權、李浩文三人合作進行跨學科農業科研,希望找出耕作及保護環境的最佳方程式。 彭子文 攝

中大跨科建模覓耕作「必殺技」 盼改善氣候保障收穫找新路

編按:在香港搞農業?有人認為要在石屎森林開闢務農新路是天方夜譚,更何況是農業科研。不過,香港從事農業科研的人雖然寥寥可數,但亦算應有盡有,由基礎、前沿的基因研究,到應用、貼地的水耕菜技術;從聚焦於泥土和肥料,到宏觀至農作物與氣候,都有人努力鑽研,希望為人類解決迫在眉睫的糧食與環境問題。最近政府擬推行新農業政策,並設立「農業持續發展基金」,以推動農業及農業研究的發展,本報將逐一細看他們的科研工作,了解他們心中農業及相關研究對香港的意義。

香港雖然沒有大規模的農業,卻有科學家想做的宏觀農業研究。香港中文大學大豆研究中心主任林漢明向來專注於在實驗室進行基礎、前沿的基因研究,這次卻拉攏了該校的地球系統科學課程助理教授戴沛權、計算機及工程學系教授李浩文一同進行農業研究,希望透過3方面專家的合作,從有固氮作用的大豆茪漶A看耕種對氣候的影響,並找出保護環境、保障收穫的最佳耕種方程式,「宏觀地去做,即使只是改變1%,也可以對農業產生很大影響。■香港文匯報記者 歐陽文倩

以往林漢明出來講解他的研究,都是圍繞大豆基因的了解、如何加強其耐鹽特性等,他亦直言自己向來做的研究較為「微觀」,「主要都是做一個品種出來。」不過,這次他卻想搞搞新意思,做個「大」研究。

於是,他開始向各路「英雄」招手,首先是大氣科學家戴沛權,因為他發表了一篇文章詳述氣候變化、溫度升降對農業的影響,「所以我希望和他合作,看能否用modeling(建立模型)去計算怎樣耕作才最好。」

優化模型 改資源分配助增產

有模型,也需要進一步優化,所以就有李浩文的加入,成為三方合作,林漢明表示︰「希望看看能否透過應用研究的成果去改善耕作,更有效分配資源及提高準確度,在增加產量的同時達至持續發展,不過現在才剛剛開始,還有很多事要做。」

林漢明表示,是次研究將從其老本行「大豆」入手,成功的話再去研究其他農作物,「因為自己對大豆了解較多,而且它是『環境友善』的植物,有固氮作用,可令土壤肥沃。」

研「間套作」 大豆固氮「育土」

戴沛權亦很認同這個研究方向,「現時的大氣模型,很多都簡化了世上複雜的情況。模擬碳循環方面還算可以,但氣候模型裡的氮循環模擬,很多生物學家和泥土學家看了會認為不合理。」他又指,氮循環與農業有很大關係,所以一定要有農場數據去改善模型,「這對氣候科學也有很大好處,因為如果我們可以改善模型,我們就可以更準確去評估將來的氣候變化。」

他們計劃先在內地的西北地區開始研究,當地流行「間套作」,同一塊地配搭上不同的農作物去種植,「但如何令資源用得好一點,令大豆的環境價值發揮得更好,應該配小麥、粟米、菜或樹?從來無人計算。還有怎樣灌溉等等,我們都會研究。」

試搬阿根廷免耕法

雖然研究會先「立足祖國」,但亦有國際視野,除了是戴沛權在建立大氣模型上與美國有合作、李浩文在優化計算上與法國有合作外,林漢明亦在寫信予阿根廷希望尋求合作,「阿根廷有個很特別的耕作方式,叫『免耕(zero tillage)』,即是不再翻土,讓東西在土壤發酵,再種下一季的大豆。我想知道這能否運用於中國,如果可以,可節省很多能量。」

研究團隊會去評估農地和相關數據,再由戴沛權去看看數據的重要性,什麼才會影響生產和環境,去建立模型,再由李浩文去做優化。

農業優化難在電腦

農業上的優化會否特別困難呢?李浩文坦言,凡涉及優化,在電腦上都是難的問題,「即問題的規模很大,用最快的電腦、行好多年都計不到。我們就是要找方法去加快運算,去找出最好的答案,或者比不優化更好的答案。」他坦言,現時未知實際情況,不知道農業上的優化會更難或更易,但未來會把所做的東西互相討論,看看是否合理、實用,最重要的是到底會不會在農田上發生,「我們的工作是一個回饋系統,非各自做完就停下來,而是『撞來撞去』,不斷改善。」

團隊希望可藉茯O次合作,找出最佳耕種方程式,並最終可讓研究「落地」,找農業人士去測試,真正以科學改善耕作。

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