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2016年8月26日 星期五

21世紀的日本農業(二宮正士)

原文:東京大学農学生命科学研究科教授 二宮正士
翻譯:一級嘴砲技術士

  東京奧運即將到來,飲食的議題開始受到大家關注。日本官方說要以各式各樣的和食來招待各國旅人,雖然也有人說,這句話的背後,代表的是食材數量的不足。和其他國家不同,日本有著自己的獨特文化,隨著季節、地域的不同而有著不一樣的食材,就算是夏天,還是能捕獲許多新鮮的魚貝類,這是我們要自豪的地方。

  而且,不論是拉麵和咖哩都是外來的食物,日本卻能將它改良並且發揚到世界各地。牛肉也是,明治時期之前,日本還沒幾個人吃過牛肉,現在日本牛肉在今天卻也成為世界知名品牌之一。這在近幾年也常常能夠看到,日本的紅酒獲得世界級比賽的大小獎項。這些,都代表著日本食材可以與世界接軌。

  那些「東西不夠吃」的說詞,說到底就是指無法滿足賽會期間的食材需求。奧運原本就是追求人類崇高信念的的地方,該秉持的是「人類永續發展」的精神,而非單一食材夠不夠吃。近代社會充斥著人畜共通疾病、水資源不足、食物匱乏、環保、能源和氣候等問題,這才是我們該去注意的地方。

- 20世紀農業的功與過

  20世紀隨著化工業的發展,化學肥料和農藥的出現,灌溉設施、農業機械的進步和品種改良等各項技術,讓20世紀的農業有著突飛猛進的發展。

  直到20世紀末,小麥和玉米等主要穀物的單位產量已經提高了2、3倍,養活了許多人,讓人們開始追求各式各樣的不同飲食風格。

  但是這種綠色革命也帶了副作用,大量化工產品的使用造成了環境的破壞,也造成了種種食品安全的問題。過度的化肥投放也讓土壤鹽化,反而影響了農作物的產量。另外,大量的農業生產投入也造成水資源匱乏的問題。

- 真的不夠吃嗎?

  聯合國曾經預估在2050年會發生於食物短缺的現象,這個統計的背景,是以目前地球73億人口去推演95億人口的情況,考量的原因還有很多。但還有一個主因常常被忽略,那就是中產階級的大幅度成長。

  半個世紀前,日本人每年每人要吃掉120公斤的白米,但今天每年每人食米量連60都不到。肉類、乳製品、油脂類製品的消費量大幅度增加,簡單來說,就是飲食習慣的歐美化,吃的東西越來越多樣,單一品項(像是白飯)的依賴程度越來越低。

  不過這樣也將出現新的問題,以牛肉為例,要產出1公斤的牛肉必須餵食20公斤的玉米,而20公斤的玉米已經足以養活一個人。而且,每產出1公斤的玉米必須灌溉2噸的水,也就是說,每1公斤的牛肉必須消耗40噸以上的水,多元的飲食也加速了水資源的消耗。

  戰後隨著日本經濟的成長,人們開始購買彩色電視機和車輛,對於日本主食(白米)的消費量越來越少,反倒是那些生產效率極差畜牧產品消費量大增。這就是中產階級的增加而造成食物短缺的緣由。

- 21世紀農業的目標

  如果上個世紀是以農作物大量產出的時代,那麼這個世紀要追求的,應該是好好思考中產階級增加後,在多元化飲食的習慣下,各種食材如何均衡地生產。

  但是,眾人仍然依賴著上個世紀的化工產物,維持生物多樣性的農業型態已經沒有發展空間。許多地方也在砍伐雨林以增加耕地面積,水資源的使用也達到了上限,再加上地球暖化所帶來的氣候變動,這些都是影響農產品穩定生產的因素。

  說到農業生產,我們一直以為這是仰賴光合作用的綠色產業,其實不然,現代的農業生產是建構在石化工業之上。例如西歐,人們必須耗費5倍量的能源才能產出1份的食物,也就是說,現在化的農業生產本身就是一個製造溫室氣體的產業。

  還有,很多人不知道,農耕和畜牧會排放甲烷和一氧化二氮,比起二氧化碳,甲烷的暖化效果是20倍,一氧化二氮則是高達200倍。依此,我們必須開始思考降低石化能源的依存,避免食物的生產加劇了溫室效應。

  實際上,農業生產所帶來的暖化效應,遠比交通運輸來的大。其他的還有社會結構的影響,例如食物的浪費和無效利用的問題。在美國,平均每人每天要丟棄相當於1500卡洛里的食物,這已經是一個普通的成人半天的熱量需求。

  上面這些都是大家不願去面對的真相,因此21世紀的農業更應該去追求各類食材來源的均衡。

- 試著去解決問題

  為了要達到永續型農業的目標,眼前有各式各樣的問題有待解決,不只自然科學,就連社會科學、政治因素都要考量進來。若是縮小範圍,只談論農業生產現場的問題,當前要思考的就是環境負荷、水資源分配、作物生產安排、優化栽培管理等狀況。

  因此,現在最重要的莫過於農業技術的進化。例如高品質也高產量的品種、降低農藥使用的抗病品種、肥料轉換效率高的品種、是用於節水栽培的品種、適合鹽地耕作的品種改良技術。不論是高產作物,土壤微生物的活用,降低環境負擔的低農藥、低肥料的新式栽培方式,未來的農業應該要朝著節約能源型的農業機具、溫室或節水栽培等,從機械、設施、設備的方向下手改善農業生產。

  第二個就是情報科學和機器人技術的結合,就是「IT」的概念。用數據演算和人工智慧輔助人腦的思考,協助我們解決問題和突破盲點。簡單來說,就是以大數據的建立與資料的活用,所幸,近年來感測器的相關技術發展非常快速,不管是氣象、土壤等環境資料,肥培和病蟲害防治等栽培管理資料,還是作物、家畜的生物資訊等,今天的技術已經可以精準且有效地獲取。

  此外,並非只有生產線的數據運用,農業大數據最具潛力的就是收集物流、消費等資訊,分析出精確的市場情報,提供生產端做為改善生產流程的建議,這才是「IoT農業」的活用。我們也相信,只要收集足量的農業大數據,就算是稻米這種一年收穫一次的作物,也能夠從現有的數據去預測未來可能發生的狀況。

  但話說回來,由於「智慧農業」的定義很不明確,因此這個字眼也常常被濫用。IT農業的精神是以IT工具來扶植農業生產的改善,不是反客為主,打著農業大旗卻是在發展IT產品,這是要特別注意的地方。

- 日本食材的願景

  回到正題,東京奧運的食材要追求的是永續型農業的農產品,那麼,這個「永續」該怎麼去界定?

  在1990年,歐洲因為化肥過度使用而污染地下水,讓許多以地下水為水體的瓶裝水驗出超量的硝酸態氮,為了抑制這種農業所造成的汙染,歐洲制定出了一套硝酸鹽類規範。後來加入了許多環保規範,進而發展出了兼顧環境維護和食品安全的「良好農業規範」,Good Agricultural Practice,也就是世人熟知的GAP認證。

  GAP就是一種永續型農業規範,這套認證使用第三方認證,嚴格規範著農業生產的流程。GAP制度逐漸在歐洲普及,甚至成為了世界公認的標準。不只歐洲的農場,就連許多非洲和亞洲的農場都使用GAP認證,但日本使用這套認證的農場數量並不多,所以才引發外界對於日本食材的疑慮。

  附帶一提,許多超市只販售通過GAP認證農場的農產品,也就是說,GAP認證已經是最基礎的門檻,如同職業駕駛需考取特定的職業駕照一樣,是否有考取職業駕照的能力,就交給具有公信力的第三方來做認證。

  在日本,多數的農戶根本沒有我們認知的那些生產規範,對農民來說,這些認證的接受度也不高。這些人認為,生產規範無法強調農產品的風味和營養價值,對於「生產規範」的認知有很大的差異。

  日本傳統的農漁牧業都會注重自然資源的維護與保存,但已經受到近代食品生產追求「效率化」的影響。消費者也只注意食品的安全,根本不理會現場的生產模式是否可以永續經營下去。

  以熱量來計算的糧食自給率,日本只有40%不到,而且又因食物的浪費而丟棄了30%的熱量,若把25%的家畜飼料自給率納入計算,日本從國外進口了龐大的穀物和氮肥,自然資源的循環早已失去了平衡。

  日本的農業引入了最新的IT技術,我們的目標是該放在改善農業的生產模式,降低溫室氣體排放,提高能源的轉換效率,保護水資源,降低環境負擔,朝著安全、高品質且能永續發展的農業生產模式而努力。