【科學講古列車】科學綠野仙蹤

講者｜台灣大學農藝學系教授　王淑珍教授
撰文｜葉洹君

●科學綠野仙蹤

綠野仙蹤的故事裡，獅子、稻草人、錫人分別想要獲得心、智慧、勇氣，而這三者也是我們在追尋科學時，必須具備的條件。首先，我們必須了解什麼叫科學？廣泛來講，其實科學就是問事情的真相，藉由觀察、假設、驗證，來得到答案。觀察，也就是要多看、多聽，並記錄下來；假設，則是對於自己的疑問做出預測；驗證就是把預測、預想的點子實驗在真實世界裡，試圖證明自己的假設。「看起來好像是對的」、「好像合理」，這種模稜兩可的說法，顯示出自己並不完全理解，這都不是真正的科學。所以我們必須要用心觀察，有智慧的假設，並且有勇氣去嘗試，瞭解事情的真相，這才是科學。

●糧食危機

在日常生活中，處處與農產品有關係，例如：糧食、衣物、能源……。不過隨著人口增加、全球氣候變遷，糧食危機漸漸浮上檯面。

人口增加造成糧食需求上升，導致部分地區有糧食不足的情況。根據研究，未來很可能發生大規模糧荒。預估在４０年內，必須再增加一倍的糧食作物才足以使在地球上的人們得到溫飽。因此，如何餵飽未來的人？如何增加糧食？這些問題都成了當務之急。

全球氣候變遷，極端的強降雨、颱風發生頻率增加，造成農產品生產力下降一至兩成，尤其是「雨育農業」的情況更加嚴重，產量驟降了五成。由於日夜溫差大有益於作物生長，其於夜溫較低時，呼吸作用較緩。因此夜溫的上升，導致水稻總產量下降，平均每上升１℃將帶來一成的農損。隨著全球暖化，估計臺灣未來夏季最高溫＞３２℃的日數將大幅增加，糧食危機終越演越烈。

近年來，氣候的急遽變化對作物影響甚巨，使得世界各國皆發生了許多糧食災害。例如：２００９年，台東、花蓮水稻抽穗期間，受低溫影響，陸續出現不稔實的情況。在２０１１年，冬季持續低溫，出現農作物凍傷、寒害。２０１２年的美國旱象，造成７８％玉米、１１％大豆受到重創，又由於全球化的關係，各地農產品價格看漲，主要農產品漲幅在一成到三成之間，這也導致了全球經濟蕭條。

●水資源Ｖ.Ｓ農業

水稻為半水生植物，平均一公斤的米，需要使用三千到五千公升的水來灌溉，其用水量可達生產小麥、玉米的兩到三倍。近年來，水稻重要產區缺水，造成了嚴重的農損。且水資源的問題不僅僅是缺水，還有淹水危機。例如：連日的降雨造成稻作倒伏，或者颱風帶來豪雨，沖毀農作物，造成農民上億元的損失。

●氣候變遷的因應之道

面對氣候變遷，我們要如何應變呢？我們可以從作物、環境、技術方面來想出因應之道。作物方面，可以進行基因轉殖或是育種，例如：耐旱稻。環境方面，我們可以發展室內栽培設施，例如：日本企業於大樓內種植稻作、設立植物工廠等，使得作物生長不受天候影響；再加上立體化生產，一層一層的「蔬架」不但節省栽種空間，產量也可以因此提升。而技術方面，可以向自然界取法，使菌物和植物互利共生，例如：用益生菌幫助水稻生長。這些方法，其實都是為了培育出保命作物。

什麼是保命作物呢？保命作物就是身處於惡劣的環境之中仍能生長的作物，其特徵如：有高度的環境逆境忍受度、低耗能之生產系統、生長週期短……等。像是樹薯，它不屈於逆境，且易於生長的特質使其成為眾人積極改良的主要糧食。

保命作物的外表即便不是最漂亮、最顯眼的，卻能在極度劣勢中成長茁壯。這就如同人生一般，在這一路的風風雨雨中，即便自己並非最耀眼、最優秀的，但若能頂住壓力，不被壓垮，頑固、堅持的走下去，就能像這些保命作物一樣，在極差的環境下，活出自己最獨特的價值，使他人另眼相看！

●從自然中學習

科學最重要的就是「會觀察」，並永遠保持著好奇心。就拿遺傳學之父孟德爾來作舉例，無論他是因為了解豌豆的生命週期短，能夠有足夠的數據來做子代的推演，或者是幸運的隨手拿了一株豌豆來實驗，無可否認的是，他一定花了很多時間觀察。在仔細觀察過後，你會發現，自然界中有許多值得學習的事物，例如：水稻會預先儲存澱粉，在抽穗時分解成醣類以提供能量，不只是依賴光合作用所提供的養分，這就和我們常說的「不要把雞蛋放在同一個籃子裡」是相同的道理。只要用心觀察，生活周遭處處皆是科學！

●科學的內涵

科學，講述的是一種實事求是的精神。在日常生活中，倘若只是提出假設，僅有空想而不身體力行，那麼社會進步的便會是渺小的；若是能夠勇於假設、實際驗證，不被一次又一次的失敗所阻擋，直至最終開花結果，如此就是追尋科學的真諦。