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農業

尋回水稻生物多樣性

2020-02-01 戴博 ( Debal Deb )
印度過去擁有超過10萬種水稻,其中許多品種能抵禦洪水、乾旱和其他災害,但近年來大部份品種已消失,如何才能使它們重回田間?

重點提要

  1. 印度過去擁有超過10 萬種具備珍貴特性的地方水稻品種,有些富含重要的營養素,有些能抵擋洪水、乾旱、鹽鹼逆境,有些甚至能夠抵禦病蟲害的侵襲。
  2. 綠色革命導致幾種高產品種獨霸多數農田,使得農民栽種的地方品種約有90%消失了。
  3. 高產品種需要昂貴的投資,卻在貧瘠農田或惡劣環境條件下表現不佳,迫使貧困農民陷入債務危機。
  4. 收集僅存的地方品種、重新培養、記錄其特性,並分享給農民使用,藉此挽救水稻正在消失的生物多樣性,是作者的人生使命。


我曾於1991年的酷暑裡,花費好幾個小時調查印度西孟加拉省南部「神聖樹林」(sacred grove)的生物多樣性,期間我進入村民穆爾穆(Raghu Murmu)的小屋休憩。穆爾穆是桑塔爾族的年輕人,他讓我坐在巨大的芒果樹下乘涼,他的女兒為我帶來冰水和稻米製成的零嘴。享用他們的招待時,我留意到穆爾穆懷孕的妻子正在喝一種紅色飲料,穆爾穆解釋那是布特穆里(Bhutmuri)稻米煮熟後的澱粉顏色。布特穆里的意思是「鬼頭」,可能取名自黑色稻殼。穆爾穆表示,這種飲料可以幫助婦女在懷孕期間和分娩後補血。我推測這些澱粉可能有助於改善分娩前後的貧血症,穆爾穆更表示還有另一種水稻:帕拉瑪薩爾(Paramai-sal,長壽米之意)可以幫助兒童健康成長。


多年後,我建立了水稻的蒐集與鑑定系統,確認布特穆里是南亞一種富含鐵質與特定維生素B的地方稻種;我也發現帕拉瑪薩爾含有豐富的抗氧化物質、微量營養素和易被人體分解消化的澱粉。然而,我當時初識這些擁有令人玩味的名字和民間藥用特性的罕見水稻品種時,就像是發現新世界。因此當我返回加爾各答後,便開始從文獻中著手調查印度水稻的遺傳多樣性,才意識到我能遇到穆爾穆實在很幸運,因為像他這樣種植地方水稻並了解其價值的農民,就如同這些水稻品種一樣正在消逝。


隨後幾年,我逐漸熟悉各式各樣的地方水稻品種,這些品種擁有驚人的用途和特性:有些能抵擋洪水、乾旱、鹽鹼化或是蟲害,有些富含珍貴的維生素或礦物質,也有品種帶著誘人的色彩、味道或香氣,因此在宗教儀式中具有特殊的用途。收集這些相當罕見但有價值的品種、重新培養並與農民分享,從此成為我人生的重要使命。


失去珍寶

亞洲栽培稻(Oryza sativa)源自於新石器時代早期人類耗費幾世紀篩選並培育的野生稻,這便是達爾文稱為「人擇」的過程。考古和遺傳證據顯示亞洲水稻亞種之一的印度種,在7000~9000年前便種植於喜馬拉雅山東部山丘(幾乎所有印度次大陸的栽培稻種都屬於印度種)。在隨後數千年的馴化和種植過程中,傳統農民培育出許多珍貴的地方品種,能良好適應並生長於不同土壤、地形與微氣候,也能滿足特定的文化、營養或藥用需求。


水稻研究先驅科學家理查利亞(R. H. Richharia)指出,印度在1970年代仍種植超過14萬種地方品種。如果僅考慮唯一品種,排除因不同地區而有不同名稱的同一品種,總數可化約為11萬種。然而,正如我透過文獻調查所了解的,自從印度政府推行綠色革命(或稱農業現代化)後,印度水稻的遺傳多樣性便急劇下降。


1960年代後期,國際水稻研究所(IRRI)提供印度政府高產品種(HYV),在供應充足的水份、肥料和農藥時,這些品種可生產大量稻米。IRRI與國際發展機構合作,敦促印度政府以這些高產品種取代各地農田的地方品種。在大力推廣、甚至是半強迫的情況下,這些新型水稻迅速成為了印度農田的主要栽種品種。


IRRI研究人員在1970年代晚期至1980年代初期,記錄了西孟加拉省5556個地方品種,並收集其中3500種做為基因銀行的庫藏。1994年,由於我遍尋不著該省記錄僅存品種的文件,便開始進行獨立調查並在2006年完成,結果發現90%有記錄的品種已從農田消失。事實上,現今印度各地種植的地方水稻品種可能不超過6000種。同樣地,孟加拉水稻研究所也在1979~1981年間記錄了1萬2479種品種,但我分析近期的一項研究,發現孟加拉全國目前栽種的地方品種少於720種。

當我理解到印度生物多樣性驟降的情況,身為生物學家和關注此事的公民,我非常震驚,對農業機構毫不關心此地重要水稻的遺傳流失感到疑惑。畢竟,重要作物在喪失遺傳多樣性後所帶來的可怕後果,只要借鏡愛爾蘭在1845~1849年發生的大饑荒便能明瞭。

當時愛爾蘭種植的馬鈴薯,多屬於「愛爾蘭工人」(Irish Lumper)單一品種,無法抵抗馬鈴薯晚疫黴(Phytophthora infestans)所引發的馬鈴薯晚疫病。1846年,馬鈴薯的產量因為疫病而減少3/4,導致隨後幾年裡種薯短缺,嚴重影響人民生計:在饑荒期間,高達150萬人死於飢餓和疾病,而持續十幾年的饑荒和作物匱乏,造成將近130萬人從愛爾蘭移民到北美洲和澳洲。喪失遺傳多樣性會使該作物容易受到害蟲或疾病侵害,對農業學家來說是一場難忘的教訓:栽培單一作物對於長期的糧食安全有害。過去稻鐵甲蟲(rice hispa)和褐飛蝨(brown planthopper)等昆蟲未曾引發嚴重問題,但是綠色革命之後,這些昆蟲開始摧毀一些亞洲國家的水稻作物。

大面積栽培單一作物會為特定害蟲提供豐富的美食,農民為了消滅牠們,可能會噴灑過量的殺蟲劑,卻導致這些害蟲的天敵死亡。最終的結果是增加害蟲的多樣性和數量,進而驅動持續噴灑農藥的循環。作物品種的遺傳一致性,尤其是瞄準「高產」這個單一性狀的綠色革命品種,意味缺乏承受多變氣候的能力,例如雨水不足或延遲降雨、季節性洪水,或是風暴潮(storm surge)造成海水淹沒沿海農田。貧窮的農民可能負擔不起灌溉農田的幫浦,脆弱的高產品種使他們更容易受環境波動的影響。

地方品種的流失進一步導致相關種植知識系統的凋零,舉例來說,傳統農民懂得觀察不同特徵來區分不同品種,包括開花時間、基部葉鞘的顏色、劍葉角度、稻穗長度,以及穀粒大小、顏色和形狀(參見左頁〈水稻寶庫〉)。憑藉上述和其他特徵,農民可移除非典型或異型(off-type)植物,以維持地方品種的基因純度。然而,如今絕大多數南亞農民依賴外部機構取得種子,未能保存地方品種,一旦地方品種消失,與其相關的農藝和文化用途知識便會從農民社群淡去。千年來農民利用生物多樣性來控制病蟲害的策略,已被農藥經銷商的建議所取代,噴灑農藥會傷害土壤和水質、生物多樣性以及人類健康。

綠色革命也嚴重影響社會和經濟。種子、化學肥料、農藥以及灌溉幫浦燃料等必要開銷,都提高投資成本,因此農民往往需要貸款(通常是民間借貸)來支應。債務加上收穫作物價格下跌,導致印度小型農家的產品滯銷以及農民自殺潮。相比之下,幾十年來那些與我仍在貧瘠農田合作種植地方水稻和小米品種的部落農民,從未發生任何與農田有關的自殺事件。

1996年,我帶著自己收集的152個地方品種,來到西孟加拉省農業局水稻研究站,理論上這個機構應該要保護所有的祖傳水稻品種。但是他們不僅拒絕保留我收集的種子,研究站主任還責備我尋求復育那些被遺忘的地方品種是「不科學且退步」。他認為堅持種植地方品種代表「回到穴居時代」,導致農民生產力低下和終生貧困。當我表示高產品種無法在缺乏灌溉的旱地生長,或是在洪泛區或沿海鹽鹼地生存時,他向我保證現代基因改造技術很快就能為這些貧瘠農田提供最好的品種,所以我應該把問題留給農業專家.......


# 關鍵字:農業水稻生物多樣性
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