日本農業基礎研究逐步落實於社會應用
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2019-12-20
(一)越貼近生活，越是充斥創新的無限可能
創新研發商品一轉眼已充斥在我們身邊，新技術的誕生已掀起生產者與消費者間革命性轉變。過去我們根深蒂固地認為：馬鈴薯的芽有毒或是害蟲，所以必須剔除乾淨。而為了突破這項問題，大阪大學的村中俊哉教授利用基因編輯技術，研發「代謝轉換」先端技術，不僅馬鈴薯毒分降低了，也讓調理人更加輕鬆。
此外，龍谷大學的伏木亨教授研發一種製冰淇淋的新方法，而此種方法可使得冰淇淋熱量從一份150卡路里降至80卡路里，且依舊美味，其秘訣為「脂肪酸」，一般冰淇淋的卡路里降低後口味也會變調，但因為添加脂肪酸後，使得低卡路里的冰淇淋也能美味依舊。
另一項創新的契機，是在有著蕎麥聖地之稱的長野縣，其中最有名的是使用「長野S8」品種的蕎麥所製成的信州翡翠蕎麥生麵條。雖然長野S8可加工為翡翠色的蕎麥麵，具有相當高的人氣，但是此品種的蕎麥容易倒伏，導致栽植農戶不易收割。對於此項蕎麥品種栽植的不便性，信州大學的松島憲一副教授率領研發團隊，研發出「桔梗11號」，具有與長野S8一樣香氣與色澤，但是植株較為矮小、不易倒伏，栽植農戶的收割便利性大幅增加。
番茄農戶的栽植過程中，常為了番茄甜度與產果量之間的問題來回拉鋸，筑波大學的江面浩教授為解決番茄甜度與產果量間的問題，進而研究番茄生理，不料卻誤打誤撞地研發出具有機能性GABA成分的番茄，可抗血脂上升，被稱為「GABA水果黃金」。
上述研究的分享案例，由日本農林水產省的「農林水產業暨食品產業科學技術研究推動計畫」，以及日本內閣府綜合科學技術與創新會議的研究資金挹注下，開展了實用性的案例產生。
農林水產技術會議事務局的別所智博局長表示：隨著全球國際食品市場迅速發展，日本正在關注全球食品市場與消費者多樣性需求動態，並與跨領域產業相結合，共同開發技術，並加速其實用化，使得日本農業與食品業未來將是具有莫大潛力產業。
(二)友善環境新契機，酵素分解塑膠材料更容易
日本農林水產省「農林水產業暨食品產業科學技術研究推動計畫」推動環境友善的項目，大幅改善農事生產作業與農產品的安全性。
田間巡視時，是否發現田間會覆蓋大量的黑色或銀色的塑膠膜，這些塑膠膜稱為「多功能塑膠膜」或「多功能塑膠布」，其功效可使地面上溫度升高，長時間維持土壤養分，並抑制雜草與病蟲害的發生。這些塑膠膜在作物採收前益處眾多，但採收後卻變成田間麻煩製造者。
塑膠膜的主要素材為聚乙烯(polyethylene，簡稱PE)或是生物可分解塑膠，PE製的塑膠膜在田間使用完畢後，會當作工業廢料進行回收，另外處理；而生物可分解塑膠為環保塑料，可於田間土壤中自動分解。
農業環境變動研究中心與再生循環的北本宏子主任提及：「我們需要的是在作物栽植過程中不易破損、採收後可在土壤中自動分解的塑膠膜。但實際使用的經驗，田間環境與土壤條件的不同，使得塑膠膜分解的速度不一，進而使得許多農戶認為塑膠膜分解效果不如預期、難以使用。若有穩定且可快速分解生物性塑膠膜的方法，可解決田間的環境問題。」
計畫推動中，最受到眾人注目的研究是可分解生物性塑膠膜的酵素。
起初，研究人員試圖從土壤中的微生物發現可分解生物性塑膠膜的酵素，但未有所收穫。因此，北本宏子轉而研究植物微生物的研究，終於找出可分解生物性塑膠膜的酵素，並研發出可大量生產該種酵素的方法。
該酵素名為antarctica，源自於1960年日本科學家在南極湖的泥巴中發現因此命名，同種的酵素大多存於水稻中，正巧塑膠膜在日本的水稻田中廣泛地被運用。
實際運用上，是將antarctica培養液噴灑在塑膠膜上，實驗階段中發現與未使用培養液相比，能夠更快速分解塑膠片。這項技術已被應證實用化，接著面臨的挑戰則是事業化發展，即使找出可加速生物性塑膠膜的酵素，但生物性塑膠膜的使用率只佔了5%，市場規模尚有開發空間。
為此，北本宏子表示：「雖然大家知曉生物分解塑膠的益處，但價格方面仍不易入手，但若將處理費等整體成本一起納入，甚至有可能比PE製的塑膠膜便宜，相當具有商業化潛力。希望能與酵素一起讓更多農戶實際體會這項技術的便利性。」【延伸閱讀】2019日本農業十大研究成果排行
(三)天敵儲存袋，有效防治蔬菜害蟲
「天敵儲存袋」是由日本中央農業研究中心、民間企業、縣市研究推廣機關花費三年時間研發而成，尺寸與紅包袋一樣大，已於2017年春天上市。
「天敵儲存袋」懸掛在小黃瓜、茄子、草莓等樹枝或莖的下方，可驅除所引起的蜘蛛、薊馬、粉蝨等微小病蟲害，產出賣相良好的作物。實際上「天敵儲存袋」，添加了蜘蛛、薊馬的天敵捕植蟎科，等同於放了捕植蟎科的巢一樣。
此項技術是農戶為了因應不使用化學農藥的消費端需求，在農事上以不使用農藥為主所研發。然而，設施栽培蔬菜容易有蜘蛛、薊馬等害蟲，再加上農藥害蟲效力很低，抗藥性極高。
捕植蟎被當作生物防治上效果顯著，其飼養方法並不困難，被拿來做為蟲害防治的商品販售，但由於捕植蟎容易受到環境變化影響，不容易定著於設施，反而導致成本提高。
因此，「天敵儲存袋」的發明人下田武志研究員將思考面向轉為：「如何更容易穩定取得且低成本地運用捕植蟎？」，並將過去研發的相關產品進行優、劣勢的特性盤點，進而完成天敵儲存袋的改良。
天敵儲存袋的外包裝是耐水性的封袋，裡面有100隻的捕植螨與飼料、儲存水以及可供成蟲產卵的貼膜。下田武志提及：「天敵儲存袋可使得捕植螨在穩定溫度的環境中產卵，並保護其不受到灑水與噴灑農藥的影響，可完全隱蔽繁殖，使得捕植螨充分發揮作用。」
天敵儲存袋已經於日本市面上販售，目前仍持續進行使用情境、使用時機、如何使用等資訊蒐集，並進行全國性的數據交叉比對與驗證，試圖創建更完整的使用說明手冊。
下田武志認為：「這項研發技術無論任何種植地和農產品都能使用。雖然目前皆以蔬菜設施栽培為主，但也能應用於玫瑰和菊花等花卉，甚至果樹皆適用。」
我們每天的生活脫離不了農業。創新的基礎研究正支撐農業生產活動發展，最關鍵莫過於新創技術如何實際應用。因此，更須促進各項知識累積應用，克服此項課題，並將其成果更密切落實於社會。
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