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羅賓網誌

中文大學新黃豆營養功效多兼幫助解決全球糧食危機

新黃豆營養功效多更幫助解決全球糧食危機

黃豆是世界主要農作物之一。黃豆的營養價值極高,而且更有修復土地和改善環境功用,但受制現實環境限制卻價值不高,往往只能是小農戶的經濟作物。中文大學科研團隊成功研發抗旱耐鹽新黃豆「隴黃大豆」,打破環境限制,為解決全球糧食短缺、貧窮飢荒和可持續農業發展帶來希望。

買黃豆食營養價值極高

一部機器能夠持之以行地運作主要因為有燃料,而人類的燃料則主要源自於碳水化合物、蛋白質和脂肪,這些燃料亦就是人類活動的能量來源。蛋白質的作用是建構和修復人體組織。根據世界衛生組織的建議,蛋白質應該在人類能量攝取量中佔10-15%。

黃豆,是一種營養價值高和功效多的農作物和食物,亦佔了全世界食用蛋白的69%和全世界植物油的29%。基本上一粒黃豆中,40%都是蛋白質,20%是油,所以黃豆是蛋白質和油的主要來源之一。根據香港科學館的展覽數據顯示,如果在比較同一份量的黃豆、牛肉和雞蛋時,黃豆的蛋白質份量是比牛肉和雞蛋都多。每100g的份量中,黃豆、牛肉和雞蛋的蛋白質份量分別是36g、19g和13g。因此如果大家要攝取蛋白質之餘又想食得便宜的話,黃豆是不二之選,因為黃豆含有豐富人體蛋白質和能量來源。

順帶一提,大家經常食用的豆腐、豆奶、大豆芽、枝豆、食用油和醬油等都是由黃豆製造而來。

黃豆有燃油和工業用途

黃豆除了食用和製造食用品外,也有燃料和工業用途,例如製造肥皂、藥品、化妝品、衣服。而歐美國家更加是立法規管使用生物柴油,例如立法規管汽車燃油中必須使用一定份量的生物柴油。事實上,2016年美國的生物柴油中,67%都是由黃豆製造而來,即大約有200多萬噸的燃油源於黃豆。由此可見,黃豆不但有食用價值,更加有生活日用和燃料價值。

黃豆面對有需求但種不到的現實問題

黃豆理論上是一樣十分容易種植的農作物,但現實上卻面對種植不到的問題,歸根問題莫過於種植黃豆不能維持生計。就以中國農民為例,他們很多時因為黃豆的價值較低,情願種植其他農作物都不願種植黃豆。然而這個問題不能歸究農民,而是受多個現實原因而洐生出來。

  • 中國土地不足限制黃豆種植

中國是世界最大的黃豆消耗國,就以2013年為例,全球生產了約500億美金的黃豆中,中國便買了約300億美金,即60%的黃豆交易都是中國買。然而生產黃豆的地方卻主要來自美國、阿根廷和巴西,當中中國主要是從美國購入轉基因黃豆。實際上種植黃豆是需要土地,但現實上,沒有什麼國家有土地去種植大量的黃豆。請注意,是有土地之餘亦要有產量,產量不足自然會影響到農民收入不足,除非農產品價值本身很高,產量少些都足夠維持生計。然而黃豆偏偏就是價值較低的農產品,加上土地不足,產量又少,農民自然不願種。而美國是有立法使用的基礎,推升了黃豆價值之餘,再透過基因改造,令黃豆產量上升,最終產量提升之餘又有價值基礎下,農民便願意種植。

大家可能會疑惑中國地大脈搏,縱使耕地面積隨著城市化和城鄉遷移的發展下而減少,但怎也不可能會面對耕地不足的問題。事實上,中國真的面對耕地不足的問題。

自1979年中國經濟改革開放下,中國農村人口由80%減至現時40%。另外中國人民的生活質素慢慢提升,對黃豆的需求大了很多,例如多了榨油廠從而增加黃豆榨油的需求;吃多了肉便要有土地種植飼養植物,當中主要是玉米和黃豆,當中玉米和黃豆的比例是3比1。於是大家可能建議種植黃豆解決問題,但現實上沒有土地可種植有解決需求。

大家要了解現時中國農耕土地面積的改變情況。最大改變的是多了人種植玉米,其次是米、麥、綿花、黃豆。要增加黃豆耕作,便要降低其他農作物耕作的面積。可惜,我們不能降低米、麥、綿花,因為米和麥是中國主糧,綿花是衣物工業重要原料,玉米的需求比黃豆更多。加上在眾多的農作物中,農民選擇種植什麼農作物,很大程度上是基於那一種農作物可為他們帶來良好收入。中國黃豆主要產區是源自於中國東北地區,而收入較好的農作物是水稻,農民便會放棄種植價值較低的黃豆。在農耕人口下降和土地不足,加上沒有經濟效益的情況下,沒有人會願意種植黃豆,最終令黃豆產量減少。最後中國解決黃豆需求的方法便是從美國、阿根廷和巴西買黃豆回來,一方面解決貿易逆差問題,另一方面補足自身需求。

  • 土地乾旱和多鹽限制了黃豆種植

農作品的萌芽和成長很視乎客觀環境的支援,黃豆亦不例外。黃豆是需要水份,尤其萌芽階段所需的水份更多,否則是不能萌芽。現實來說,如果農民手持著不乾旱的土地,可以種農作物的話也會種些高回報的農作物,可惜黃豆卻不是;但如果農民手持著乾旱土地,種不出黃豆或產量少也是多餘。

那麼可不在沿海的土地上種植,像黃河、長江一樣的文明發展。這也是不可能。因為農作物不大可能在高鹽的土壤上生長,因為鹽是會把植物的根醃死。而沿海地區的土壤往往受海水的鹽分影響而變得較高鹽分,所以很少會見到農作物能生長在海邊的土地,黃豆如是。

因此土地乾旱和高鹽土地限制了黃豆的種植空間。

香港中文大學團隊研發非基因新黃豆志解決世界糧食危機和貧窮

雖然黃豆需求大增,但現實情況是黃豆缺乏土地去種植,繼而不能增加產量和提升商業價值,畢竟農民不是慈善組織,耕種是要謀生。因此我們需要尋找先進的黃豆種植方法,從而增加黃土的產量和農民的收入,這樣才可以促進黃豆的產量來滿足現實需求。

正因如此,香港中文大學團隊研發出名為「隴黃」的非基因新黃豆。此黃豆主要的特點就是「抗旱、耐鹽」,而且更加不是轉基因黃豆。研發團隊在全世界千千萬萬的黃豆中,成功尋找出含有抗旱和耐鹽兩種基因的黃豆。之後透過黃豆之間的人工授粉的自然雜交繁殖方式,孕育出具有抗旱和耐鹽兩種基因的黃豆。

不要看少這個科學成果,只要黃豆有抗旱耐鹽的基因,便有先決條件去解決土地和產量不足的問題,間接增加商業價值,甚至解決到全球糧食危機和貧窮問題。以下便是抗旱耐鹽黃豆如何解決到世界糧食危機和貧窮問題的原因和方法。

  • 新黃豆可創造耕地來種植農作物 

剛才說過世界缺乏可耕作土地去種植黃豆,大部份良好的土地都被用作耕種價格較高的農作物,例如東北水稻。而較差的土地不是內陸乾旱便是海邊多鹽。

黃豆是需要水份生長,但中國西北黃土高原,土地乾旱,是很難令黃豆發芽,更莫說生長。另外有水不是代表可生長,如果位處海邊,水份充滿鹽份,鹽份是會傷害醃死黃豆的根部,也別說生長。

而今天因為成功研發到抗旱耐鹽的黃豆,我們便能夠成功擺脫土地乾旱和鹽份過多的環境限制,繼而大幅增加種植黃豆的空間。過去我們不能在中國西北大片乾旱之地種植農作物,今天我們便可以種植抗旱的黃豆;過去我們不能在沿海多鹽的土地上種植農作物,今天我們便可以種植耐鹽的黃豆。

由於成功培植出抗旱耐鹽的黃豆品種,我們因而可以把無用土地轉化為有生產力的耕地。多了耕地,農作物的產量和回報機會便自然多。

  • 黃豆可產出固化氮從而修復土地和有利農作物生長

黃豆可以把空氣中的氮轉變成有機氮,接著變成種子裡面的氮,人類或者動物吃了這些黃豆農作物便可以轉化為自身的氮。正因如此,如果我們把黃豆放在其他農作物一起種植,黃豆作物一旦回歸土壤後,便可以製造更多的氮,供其他農作物使用。而氮正正是植物成長得更茂盛狀大的元素之一。所以種黃豆是可以令農作物生長得更大和更有營養。

由於新黃豆可以抵抗惡劣環境,令其可以生長於邊緣土地。一旦邊緣土地有生產,土地便可重獲新生和得到保護。因為當土地沒有受到種植的話,土地的養份便只會愈來愈差,最後變成沒有生產力的荒地。

黃豆產出的固化氮可以修復土地之餘,亦有利農作物生長的優良工具。

  • 新黃豆重生貧瘠土地可解決貧窮飢荒問題

剛才說到黃豆的固氮功能可令乾旱貧瘠的土地重新,言下之意一些原先活在貧瘠土地的人民便可因為土地重新而增加收入,最明顯的例子就是非洲。

非洲有87%的土地像黃土高原一樣乾旱,但可喜的是非洲的土地不是高原,而是平原。就以南非為例,當地同樣有87%的土地是乾旱土地。南非在政治種族隔離結束之後,仍然存在經濟上的隔離。白人有錢,黑人無錢;白人手握肥沃的土地,黑人手握貧瘠的土地;白人擁有灌溉技術解決當地土地貧瘠的問題,黑人沒有技術令土地可種植農產物。

假若新黃豆落地非洲,可令黑人手握的貧瘠土地重生,種植黃豆賺取回報,成為小農戶的經濟作物,解決貧窮問題。另一方面,非洲土地貧瘠,食物較少,如果能成功種植含有豐富蛋白質的黃豆,這必然可以解決當地人蛋白不足的身體健康營養問題。

種植黃豆可令土壤得到重生,產出的黃豆可換取金錢回報脫貧外,更可為當地人提供日常身體需要的蛋白質,解決飢荒。

  • 減少碳排放達致碳中和和可持續農業發展

由於化學肥料比有機肥料的養份多很多倍,為了令農作物生長迅速,農民開始習慣使用化學肥料種植農作物,尤其中國是全世界用得最多氮肥的國家。氮肥在製造時產生二氧化碳,1公斤的氮肥是會產生9.3公斤的二氧化碳排放。除此之外氮肥更加會破壞環境產出一氧化二氮,1公斤一氧化二氮會產生298公斤二氧化碳,即溫室氣體效應。然而由於化學肥料的養份過多,一方面浪費,另一方面在製造化學肥料時更會釋出大量二氧化碳,加劇全球溫室氣體和氣候暖化問題。

事實上,降少二氧化碳和化學肥料的方法,就是種植多些黃豆。種植黃豆時所產生的固化痰己經十分足夠土壤和周邊農作物的需要,令土壤得到修復和農作物茂盛起來,是理想共生和有利環境保育的方法。如果愈多農地種植黃豆而放棄依賴化學肥料,世界溫室氣體將會得到紓緩,土地亦可持續發展,我們食用的農作物亦會有更多營養。而近來更有研究發現,種植黃豆是可以減少細懸浮粒子,簡稱PM2.5,改善空氣質素。

由此可見,種植多些黃豆可減少碳排放,達致碳中和,推動可持續農業發展。而要農民願意種多些,大家可增加購買黃豆,提高對黃豆的需要令農民覺得有利可圖而種植,政府亦可推動相關政策支持。

  • 善用黃豆資源創造更大農業效益

香港中文大學團隊除了研發出抗旱耐鹽的黃豆之外,更加研發抗旱耐鹽的新黑豆。新黑豆的特點在於能長出更多的葉和莖。這些葉和莖的作用是用作餵養牲畜。

過去農民種植的大豆中,有一部份會成為飼養牲畜的飼料。之前說過人類食用和工業用的黃豆都不夠,現在更要用來飼養牲畜,這實在是太浪費。因此新黑豆的價值在於保留豆類的需要外,更加可產出更多適合牲畜食用的葉和莖,取代有用的黃豆。這樣的話,黃豆資源便可得到槓杆效果,避免浪費於飼養牲畜,創造更大農業經濟效益。

隴黃大豆與一般黃豆的分別

「隴」代表甘肅省,相等於「粵」就是廣東省。今次中文大學科研團隊的新黃豆就是在甘肅省成功培植出來,故稱隴黃大豆。截至今天,隴黃大豆有分一號、二號和三號。無論那個品種,其最大賣點就是不需要太多水份便可成功養植出來。

相比其他黃豆,隴黃大豆的外觀會較其他國家的黃豆失色,例如日本黃豆。因為日本黃豆的體積大小和顏色都覺光鮮,而隴黃大豆的外觀則比較啞色。雖然兩者的蛋白質和油份都沒有太大分別,但由於很少消費者懂得判斷黃豆的營養成分,多以外觀判斷黃豆好壞,因此隴黃大豆會較失色。

隴黃大豆是自家授粉培殖雜交,有異於普遍的基因改造黃豆

基因改造是指針對黃豆中指定的基因進行改造,而不會顧及整體基因的影響,而且更會牽涉跨品種的基因影響。例如科學家可以在黃豆抽取指定基因,之後放在其他不同種類的生物上,例如菊花或動物。

而隴黃大豆則是一種經自家授粉出來的新黃豆品種。自家授粉出來的黃豆是指同品種的花自然授粉交配繁殖。科研人員會選擇含有特定基因的黃豆花,透過人工方式把花粉灑在另一種類的豆花上,之後再在其後代身上慢慢進行大量篩選工作,用天然的方式揀選具有指定優良基因的黃豆。

舉例而言,一男一女結合,生育出不同生理特質的子女。我們便從千千萬萬的後代子女中,尋找出理想特質的基因,該基因可增加日後對抗環境的能力。而今次中文大學科研團隊就是不斷從千千萬萬的黃豆中,尋找可對抗惡劣自然環境的黃豆基因,從而令黃豆能夠種植在不同環境土壤之上。這一種透過自然科學方法去繁殖,雖然過程繁複,但卻可以擺脫公眾對基因改造的擔憂,亦可保留品種多個祖先混合而成的自然優良基因。

隴黃一號、隴黃二號及隴黃三號的分別和特點

隴黃大豆的一、二、三號的分別之處除了針對乾旱之地還是濕潤之地的應用,另外是在於環境適應性、產量、外觀、營養和油份上的分別。

新品種黃豆_隴黃一號_隴黃二號_隴黃三號
隴黃一號(左),隴黃二號(中),隴黃三號(右)

在環境適應性和產量方面,隴黃一號的產量雖然會比隴黃二號和三號為少,但由於其廣泛適應能力較佳,因此較適合中國南方的濕潤之地耕作;而隴黃二號和三號的環境抗性較高,會較適合中國北方乾旱之地種植,產量亦會因日照時間較長而較多。

在外觀而言,隴黃一號表面會有一個子粒,其顏色俗稱「池色」,白色叫「白池」、啡色叫「啡池」等。而隴黃一號的池色是白池,外觀較好,較討好消費者市場。因為消費者一般較喜歡白色、圓潤和大粒。

隴黃大豆和池色
黃豆表面小粒點的顏色稱「池色」

從營養和油份來看,三種黃豆的蛋白質和油份都是相若的,大約有40%的蛋白質和20%的油份就是標準。然而如果要去評估蛋白質和油份的話,應該較重視黃豆的種植地方較準,因為這是牽涉到晝夜溫差的影響。簡單而言,黃豆會因應環境的晝夜溫差多寡而選擇多一些蛋白質或是多一些油份。一般而言日照時間較長,油份較多蛋白較少,反之亦然。由於北方日照時間較長,種植出來的黃豆是會較多油份,南方種植日照時間較短,黃豆會較多蛋白質。北方的黃豆表面會較油,南方的黃豆表面會較啞色。而選擇種植黃豆於北方或南方,便要回歸環境適應性的問題,因此隴黃一號一般會有較多蛋白質,而隴黃二號和三號則較多油份。

如何分辨靚黃豆?

說了那麼多黃豆品種,大家都可能都想知道什麼才是靚黃豆?靚黃豆的標準定義是什麼?如何選擇和判斷靚黃豆?

現時世界上還沒有靚黃豆的定義,黃豆靚不靚是要視乎最終的應用目的,不同應用目的對黃豆的體積、產量、顏色、油份、蛋白含量等有不同的需求,達到需求甚至超越需求便可以是靚黃豆。但如果要為靚黃豆做一個概括的定義,最後就是適中。以下我們可以從不同角度去思考對黃豆的需要。

例如從消費者角度去考量靚黃豆的話,一般都會認為體積較大、偏白和圓潤的黃豆便是靚黃豆。買下去後做煮食時,便會是考慮黃豆的味道來判斷是否靚黃豆,甚至有一些消費者特別需要蛋白質,例如豆腐中含有多少蛋白質為考慮。這些消費者便可能會定義靚黃豆就是有較多蛋白質。

從農民的角度而言,農民為了賺錢,會認為靚黃豆就是產量多,而未必是大粒。如果黃豆愈大粒,產量便愈少,但售價又未必可以提高太多;相反如果黃豆愈細粒,產量便愈多,如果有人全部購買,賺的錢也會較多。

從榨油廠商的角度,黃豆的體積和外觀不會是靚黃豆的定義。他們認為靚黃豆是要出油量多、味道好。而如果從豆製品廠的角度去看,他們可能不會顧慮體積大小,反而會着重於豆味和蛋白質營養。

因此,黃豆靚不靚取決於應用目的為準。

科研團隊現時的工作進度和計劃

現時香港中文大學科研團隊在中國、韓國和南非都有緊密科研合作關係。未來更期望到世界不同地方擴大試驗和應用。

中國科研合作

由於香港的種植環境、管理人才和土地不足,令香港中文大學在黃豆研究上難以收集足夠的數據去引證科學理據和研究生物發展進度。因此科研團隊的大部份科學數據都需要與中國甘肅省的政府和科研團隊合作,在大片適合土地上進行真正科研製作和研究。因此才種植到今天的新品種黃豆 ,「隴黃大豆」。

韓國科研合作

韓國的合作角色是在資源收集的範疇,因為韓國科研團隊擁有世界各地十分多野生品種的黃豆。在過去世界各地的黃豆歷史而言,栽培出來的黃豆很多時候都是有親戚關係,因此基因來源是十分狹窄的。相反韓國的野生黃豆是自花授粉,中間經過污染的機會相對細,最後出來的後裔較多都各有獨特基因。因此科研團隊便可以從中發掘出更多不同獨特的基因,再把獨特的基因種子抽出來,並用人工授粉的方式與其他黃豆雜交,繁殖出理想和嶄新的黃豆基因品種,例如抗旱基因和耐鹽基因。正因韓國有大量野生黃豆種類,科研團隊才可以加快發掘出獨特基因和篩選目標基因,節省科研時間,再用目標基因去培植理想的黃豆。事實上,有很多野生大豆的基因是不能在栽培大豆身上尋找得到。這樣的話,科研團隊便可以用野生大豆作為其他栽培大豆的父母,在不斷努力培育下,有關的後代便有機會混合擁有野生大豆和栽培大豆的良好基因,加強對抗環境的能力。

南非科研合作

南非方面的合作主要集中於實驗和解決現實問題。正如之前所說,南非有大量平地,但肥沃和大片的土地往往都在白人手中,而黑人所擁有的土地往往是貧瘠和小片的。香港中文大學科研團隊研發出的隴黃大豆擁有抗旱耐鹽特性,正好解決黑人所擁有的貧瘠土地問題,並進行大量測試。一方面為黑人修復貧瘠土地,重新種植農作物,解決現實生活和經濟困景外,另一方面也可為科研團隊驗證黃豆抗旱耐鹽的成效。加上黃豆的蛋白質豐富,可為當地人提供另類營養食品,減少進食肉類和間接衍生的環境污染問題。

然而在南非應用和研究都有其困難之處。由於南非的氣候相對寒冷,因此當地一年只可種到一造或兩造的黃豆。南非的春播一般是四月落種十月收成,夏播則一般是六月落種十月收成。而10月1日開始,南非便會出現初霜,一旦落霜所有黃豆都要立即收割。可見環境因素都會對科研速度和進度構成影響。

科研團隊未來計劃

  • 鹽水灌溉種植黃豆

展望未來,科研團隊期望能把隴黃大豆種植於海邊。因為隴黃大豆本身是具有耐鹽基因,因此理論上是可以用鹽水灌溉。

在過去的科研實驗中,黃豆在0.3 – 0.6%的鹽水中都能夠有收成,並完成整個生育期。當然有關的收成量和田耕技巧是可以繼續改良,但起碼是成功的。因此下一步便是不斷物色一些咸淡水交界,而且不能種植農作物的土地去進行下一步科研驗證計劃,期望可以從實驗室走到實際應用的土地上,把沒有用或荒廢的海邊土地種出農作物,好好善用土地資源。

現時在海邊種植黃豆的計劃已經在中國福建省開始,並且有所收成。可惜福建省種植黃豆每年只可種植一造,這樣會大大影響科研速度和效率。因此有必要繼續尋找更多適合的土地資源,擴大規模。然而每次大規模種植都需要幾年時間的部署。

另外科研團隊亦表示,中國海南島是可以一年有三種黃豆收成的地方,但現時為止未有土地資源、人力資源和人脈協助可以在海南島進行安排和測試。期望日後有機會獲得資源和人脈協助,開始科研計劃。

在整個科研計劃的目的志在修復重生土地,為貧窮的農民謀出路。因為好的土地自然是用來種植高質素和高產量的農作物,沒有必要種植黃豆;相反只有貧瘠和沒有用的土地才是需要科研團隊的新黃豆,從而令土地重生受用和補足世界缺憾。

  • 用新品種黃豆種出大量莖葉來取代用黃豆直接供牲畜食用

科研團隊近年亦成功研發出新黃豆品種「黑豆」,期望未來可以用作解決黃豆產量和資源浪費的問題。

新品種黑豆_專為種植畜類糧草而設
黑豆是專為種植畜牲糧草而設的新黃豆品種

現時有很多黃豆產出之後都不是供人類食用的,而是用作餵飼牲畜,之後人類進食牲畜。然而這是十分反智的做法。事實上黃豆價格上升的其中一個原因就是人類進食多了肉類,而肉類的來源就是農場養出來的牲畜,而養育牲畜的飼料有很大部份都是由黃豆製成的豆渣。因此科研團隊正在構思有沒有一樣能取代黃豆的東西,來飼養牲畜,而不是直接把黃豆餵飼牲畜,從而達到平衡生態環境和善用黃豆資源的目的。

黃豆除了其種子以外,其莖和葉都含有大量的氮元素。所以科研團隊便研發出黑豆,這種黑豆的主要特點就是可以大量產出莖和葉,就好像牧草一樣能夠用來餵飼牲畜,減少牲畜直接進食黃豆的數量。

另外透過黑豆種植出來的牧草不能單看產量,亦要顧慮到牧草質素能否讓牲畜容易消化,更加要考慮牧草能否配合牲畜的口味。始終牲畜都有其喜好和權利去選擇食用或不食用,因此種植出來的牧草也要滿足到牲畜的口味才是成功。不是針對產量,而是要思考觀察黑豆能否產出大量的莖和葉,並成功用作飼料。

現時科研團隊已經與國內科研團隊合作,並計劃下年進行大規模研究,了解有關牧草的營養成分之餘,也希望了解有關牧草能否滿足牲畜的口味。當中有分兩種方式去觀察,第一種方式是種植在土壤上讓牲畜自然食用的情況,另一種方式,亦是較理想的方式,就是把葉和莖收集,繼而打爛成為飼料的一部份,觀察牲畜食用的情況。

科研團隊分享田地種植黃豆的技巧和注意事項

  • 水份和種植地

黃豆需要的水份甚少和宜種植於乾旱土地。基本上10多畝田地每次只需灌溉約100立方的水。

黃豆最需要水份的時段三個。第一個時期是出苗期,確保要有水份才可出苗,故「出苗水」是最重要。第二個時期是花期,因為如果黃豆吸收不到足夠的水份便會落花。第三個時期是鼓粒期,因為要令黃豆由扁狀轉為大粒買潤的黃豆是需要足夠的水份,稱「鼓粒」,而這段時期的水份是用來保證黃豆的產量。

黃豆的豆結和鼓粒
黃豆的豆結和鼓粒

鼓粒期的供水最好是漫灌。漫灌的意思就是打開閘口,把水倒入河流中,讓水滲入泥土之中,之後便不用再澆水。因此只要掌握到這三個時段的生長期並提供充足的水份後,便不用再供水也能令黃豆生長得十分好和有一定產量。由此可見,黃豆是十分適合在乾旱的地帶種植。

相反若種植在香港這類環境氣候較濕的地區而言,香港一場雨已經是甘肅省一年的降雨量,因此黃豆在香港種植時反而會出現倒伏、太多水和病害問題。因為乾旱之地病害一段生長較慢,濕潤之地病害生長較容易和快。

  • 溫度和落種時機

溫度方面,如土地溫度有10度或以上的話便可落種,但如果想開花的話,日間溫度最好有15度或以上。值得留意的是,如果開花時間處於寒冷時段,例如香港二月份一般相對寒冷,而如果不幸開花期正值該寒冷時段的話,便可能會出現俗稱光不育的現象,意思即是黃豆開到花但見不到甲。所以如果能避開寒冷時段的開花期,成功收成的機會便會較大。因此落種的最佳時間應選擇最寒冷時段後的時間,而什麼事最寒冷時段可以參考過去歷史和經驗。就以香港為例,如果二月份是香港過去最寒冷的時段,那麼在香港落種的最好時機就是二月尾,即過完農曆新年的時候。

要令黃豆容易發芽出苗,只要把黃豆種子放在土壤下大約2厘米的位置,之後蓋土灌溉便可。

  • 耕作方式

種植黃豆同時與其他農作物進行輪耕是十分建議的處理。根據科研團隊的經驗,在種植黃豆同時再種植西蘭花、生菜尤佳,因為西蘭花和生菜都是一些極之需要氮的農作物,所以在種植黃豆後再種植西蘭花和生菜,對土壤和農作物都是十分有益,是共生互利的處理方法。原因是農作物可以把土地多餘的氮吸收使用,另一方面,不斷種植黃豆或同一種農作物的話其實是會加重土地的病害。因為每一種農作物在不斷重複耕種的情況下都會令有關土地積聚相關的病害。舉例,如果為黃豆和生菜進行輪耕處理,黃豆需要三個月種植期,生菜需要兩個月種植期,便可以種植三個月黃豆之後再種植兩個月生菜,最終便可以有一年四做的收成。這是十分理想的種植效果之餘,更加對土壤和農作物都有益。

另外,科研團隊研發的隴黃大豆發芽出苗率是超過90%。當種子品種發芽出苗率愈高的話,農民便可跳過育苗的時間,直接進行點苗的過程。育苗的意思就是先在田地以外培植出芽,之後再把育成的苗移往田地中繼續耕作,這樣便可不用綁種,節省耕作時間。

當然大家亦可一開始時便投放大量黃豆種子在土壤上種植,從而增加發芽出苗的數量,然而這一種方法不是太可取,原因是黃豆本身的蛋白質含量相對較高,如果太多黃豆種子一起種植的話,會出現發霉的情況,增加土壤的病害,也會傷害土地。因此一般都會建議進行育苗為先。

育苗的話可選擇種在盆栽,之後等待發芽完成後再移植到田上。而在盆栽種植上,大家亦可選擇做間苗,間苗的意思是在盆栽中挖掘兩個穴洞,之後觀察那一粒種子的發芽較理想便選擇較好的種子進行移植而放棄另一。

不過育苗之後再移苗時,記緊要加充足的水份令種子定根,其後見到泥土乾時再加點水,之後便不用太多打理。

另外,種植前也可視乎農作物的特性去要思考套作、間作或是鄰作的耕種方式。例如種植期有多長、收成時間估算、一起種植時是互相補足或是有負面影響,從而決定農作物先後播種次序。

  • 種植方向和光源日照

另外黃豆可與其他農作物一起種植,但當中便要注意種植的方向和光源問題。舉例黃豆和生菜的高度是不一樣的,因此便要用錯種的方法去處理。大致方法是先種黃豆後種生菜。由於黃豆種植時間較長,生菜時間種植較短,在同一時間種植的話,生菜會先被收割,黃豆隨後才被收割。最後黃豆就算生長得有多高都不會影響生菜吸收陽光的能力,繼而影響收成。另外種植農作物的方向都有注意事項的。眾所周知,太陽油東邊升起西邊日落,因此在種植農作物的方向上最好是由南向北種,這樣每一棵農作物變得會互相遮擋陽光,增加接觸陽光的機會。例如種植粟米便不可以與黃豆一起種,需要分開種植,這稱為間作。原因是粟米較大,會遮擋黃豆的陽光,影響黃豆的生長。相反粟米和小蜜是可以一起種植的,因為兩者的高度相若,不會互相遮擋陽光。

  • 株距和行距

在田間和空間的管理上,種植是是有株距和行距考慮。就以黃豆在大田種植上,株距大約是10厘米,行距需要60厘米。株距的意思就是每一棵農作物之間的距離,而行距則要考慮到農民穿插農田間的需要。這樣的話,透過株距和行距就可以預算到一畝地需要種植多少顆農作物,進而可預測當地的產量多寡。因此一般而言,一畝地可預測種植到10,000至20,000株不等的農作物數目。

雖然之前說過種植黃豆時的株距和行距要有10 cm和60 cm的距離,但也要視乎當地情況而思考可否略為調整距離。例如香港日照時間較北方地區的日照時間短,黃豆生成的高度不會太大太高。相反甘肅省的日照時間是凌晨四點開始直至晚上10時才日落,因此植物可以生長得大很多。也由於香港的日照時間相比甘肅省少近一半,影響生長出來的農作物也會細一半,故此行距可由60 cm調整至40 cm也可。

  • 土壤要求

黃豆是可以種植在極之貧瘠和乾旱土地之上。當然較疏水和的肥沃土地會令黃豆生長得更茂盛。然而種植黃豆的目的和要求各有不同。以科研角度,種植黃豆的目的是用來修復土地,基本上對土地的要求不多,甚至接受由零開始種植的土壤,因為修復土地的目標不在乎產量,而在乎土壤能否重生,只要土壤有黃豆生長,便已經達到目的。但如果要有產量的話,種植黃豆的土壤是需要有相關的肥料營養,例如跟牛菌、磷丶鉀丶鐵等等,尤其需要鐡。另外根瘤菌方面,一般沒有消毒的野外土地都會有根瘤菌,否則都可以透過人工方式加根瘤菌。

因此黃豆是一個十分粗生的植物,只要有水和地,黃豆已經可以生長,對土壤要求不大。而科研團隊研發出的隴黃大豆更是加強抗旱耐鹽的能力,令土壤質素的要更低和更易成長。

科研團隊亦分享在如在實驗室培植黃豆為例,他們會因應科研目的去選擇種植土壤,主要包括在泥土和蛭石間去選擇。如果是研究出苗或提升出苗量的話,一般會用蛭石(或稱金石)去做土壤。這些蛭石可以在旺角花墟買到。使用這些蛭石的原因是因為這類土壤比較鬆軟和吸水力強,有利提升出苗率。相反普通泥土相對較硬,降低出苗率。另一方面,蛭石能夠方便科研團隊控制黃豆培植時的營養供給,有利觀察不同營養供給對黃豆生長和品種的影響。

蛭石_金石_種植黃豆土壤
圖中的土壤是蛭石
種植黃豆於泥土
種植黃豆於泥土

如果是進行雜交的話,科研團隊便會選擇用泥土作黃豆種植土壤。原因是泥土比蛭石的營養成分較多和高,加上相對於蛭石而言,泥土不會像蛭石一樣會乾和收縮。因此科研團隊會把黃豆種植在土壤中,即至出現結豆莢的時候,再進行人工受粉雜交。

若是一般學校教學用途的話,土壤通常都是栽培土。然而栽培土有一個缺點,就是太輕。如果土壤太輕而沒有重量的話,其實是對根部發展不大好處。因此在實驗室栽培的黃豆大多數會用栽培土之餘,同時混合一些泥土作為土壤。

  • 灌溉和翻土

科研團隊叮囑在種植黃豆時避免每天深入灌溉,重點是每一次灌溉是要淋透水令土壤濕潤便可。如果是盆栽種植的話,只要盆栽底部出現漏水便已代表淋透水。而泥土方面,只要灌溉達到令泥土濕潤和呈黑色便已經代表淋透水。

很多人在種植黃豆時都會每日灌溉少量水份,雖然這是可以的,但由於水量少量,水份能進入土壤的深度便只會到較淺薄的土壤,而不能夠完全深入根部,令能吸收水份的根部只會在土壤是表面發展,即是根部只會生長於十分淺層的位置。

由於根部生長在十分淺層的位置,這會影響到農作物有較容易倒塌的風險。而根部的發育也會因而受到限制。因此科研團隊會建議大家在灌溉時盡量把水淋透直至根部底層,然後慢慢由他風乾。原因是當植物感受到水份不足的時候,便會刺激植物根部更加深入泥土尋找水源,如果上方土壤沒有水而下方土壤有水的話,這會更易令根部往下方土壤發展,最後生長得更深入和紮實。當根部愈龐大和深入的時候,這亦代表他們接觸水份的機會愈大,日後我們在灌溉時無論水份灌溉到什麼位置,農作物能夠吸收到水份的機會和能力也越大。故此如果見到黃豆的根部生長在表面的話,這其實不是一個理想的現象。

如果黃豆根部生長得更深入土壤的話,這代表土壤的氮可以活在更深入的位置。黃豆根部的固化氮根瘤位置通常都會處於土壤的中上層位置,當然固化氮根瘤位置是可以深入泥土很深的位置,但是固化淡根瘤都需要空氣氧份,因此多數會位處於淺層至中層土壤之間的位置。

黃豆根部_固化氮位置於根部中間
黃豆根部的固化氮根瘤會在根部中間位置

種植完黃豆再進行翻土的話,整片土地會更加肥沃和營養豐富。相反如果根部只生長在十分淺層的位置,氮便只可活於淺層泥土上,日後翻土的話,整片泥土的營養也會相對較少。一般而言,科研團隊都會建議大家盡可能翻土翻深一點,這會對土壤下的板結都會有改善。

舉例種植生菜的同時又種植黃豆是一個不錯的配搭。由於生菜的根部是十分短,位於較淺層的土壤位置,因此水份不用太深入。剛巧黃豆根部較長較深,這樣便不會與生菜爭奪水份。種植黃豆的目的是希望透過黃豆深長的根部滲透,增加土壤的氮養份,惠及往後的種植可持續發展。

假若土壤慢慢失去養份之餘又沒有翻土的話,繼續重覆種植時其實都只是運用著土地最表層的養分,而沒有發掘土壤下更深的價值,久而久之深層土壤會慢慢出現板結現象。板結現象是會造成土壤保水、補肥能力及通透性降低,進而導致土壤缺氧,土壤缺氧便會令植物根部細胞呼吸困難,影響吸收養分的能力。持續種植下去,會令之後種植的農作物愈來愈營養不足甚至枯死,土壤便也會慢慢由生地變死地。

  • 種子保養

就以科研團隊的隴黃大豆為例,黃豆一般都可以保存一年時間,但需要有一定的保存方法,例如放入防潮箱或加入防潮珠保存。原因是黃豆發苗率是與濕度有密切關係,若果環境潮濕的話,黃豆的發苗率就會跌得十分迅速。事實上,把黃豆放在一般家庭中幾個月都不是大問題的,然而要注意發苗率亦會隨時間慢慢下降。

如何支持新黃豆解救世界糧食危機的工作任務

  • 政府 – 提供土地、資助和國際合作支援

種植黃豆來解決世界糧食危機並不能單用盆栽種植便能解決問題。無論在科研或是正式實踐應用上都必須要用一片農地才能執行。單是科研實驗的規模來說,科研團隊需要的田地面積便已經是以畝產計的。就以簡單種植3個黃豆品種作科研為例,便需要6行的田地。如之前所說,如果每行種6米和每一個品種之間距離0.6米,即是3.6米(0.6米 x 6米)。再將3.6米 × 6米,即大約24平方米。24平方米的田地就是用作一個品種的實驗。但每一個品種起碼要做3個重複實驗,即24平方米乘3的話,便是72平方米,即實際上一個品種需要72平方米的田地作實驗用途。但在科學實驗過程中,不會只種植1種品種,而是會進行多種品種的比較。如果需要比較5個品種的話,這便是把72平方米 × 5,即360平方米,約半畝田地或以上,因為667平方米等於1畝地。最後,科研團隊即最少需要半畝地(360平方米)以上才可進行標準的科研實驗。

試問科學家怎可能輕易有半畝地進行科研呢?而且今次的黃豆科研是牽涉全球糧食問題,即是跨國問題,田地也要在不同國家田地上進行,加上牽涉農地業權和政治管理問題,這些都必須要得到政府的支持,例如土地撥備、國際外交合作、行政支援和行業優惠輔助等。

  • 商業機構 – 鼓勵企業社會責任行動,建正面品牌

綠色可持續生活和碳中和是未來發展大方向,與政府和公眾期望配合。商業機構無論在物資採購、慈善活動、所至企業團隊內部活動都可加入綠色種植的元素。舉例企業可鼓勵員工在企業天台種植有機農作物並配合黃豆一起種植,有關種子和教育可邀請科研團隊合作;或鼓勵前線員工採購產品原材料時多考慮有機黃豆製品,並向科研團隊交流相關供應商;甚至可直接慈善捐款科研團隊,贊助和教育公眾種植綠色農作物及黃豆等。一方面可教育公眾黃豆對世界的貢獻,另一方面增強企業在綠色和持續發展上的正面形象,甚至因綠色元素而有利產品銷售。

  • 投資者 – 創投集資

投資者可審視新黃豆質素和對世界貢獻之餘,更可發揮創意集資,因應產品特點開發不同形式的生意模式和由上而下的產業鏈。一方面解決世界糧食需求之餘,另一方面創造激發更多潛力的人力資源和產能,創造可持續發展和具盈利潛力的生意模式。舉例與農民合作,投資生產更多與黃豆相關的農作物,並加入新價值元素,再分銷到市場。

  • 慈善家 – 捐款鼓勵推動綠色科研發展與教育

慈善家可捐助善款到科研項目和相關團隊,一方面加快科研進度,達到解決世界糧食危機的目標;另一方面,科研和相關大學教育團隊可加強舉辦公眾教育工作,把黃豆種植工作的理念宣揚,增加公眾認識,從而鼓勵公眾從不同型式參加黃豆工作,例如參加科研、種植黃豆、購買黃豆、綠色飲食等。

  • 教育界 – 鼓勵學生種植體驗和嘗試培育科研精神

種植黃豆是一樣極其簡易和低入門檻的教育活動,當中牽涉很多科學知識和社會教育,例如可深入淺出地分享生命和糧食來源之餘,也可引入科技來解決世界和農業問題的價值。

因此教育界可配合STEAM教育,與科研團隊交流,積極鼓勵學生參加種植黃豆工作,從中了解黃豆對世界糧食的貢獻,也能細心觀察生物成長,種植後進行雜交繁殖,尋找優良基因。

然而教育界老師往往對於種植黃豆有顧慮,例如灌溉管理考慮。亦有老師因不了解如何種植和教授種植黃豆而產生顧慮,感覺有困難而不太願意接受挑戰。甚至曾經有老師顧慮種植黃豆開花機會率較低,影響成果數量,因此老師未必太願意做這回事。

舉例而言,曾經有一間學校十分努力和配合地去種植黃豆,甚至產出了十分多黃豆種子並貢獻科研團隊進行研究。雖然學生們十分成功地完成種植整個黃豆生長期,可惜最後都是發掘不到有獨特基因的黃豆種子,不能夠繁殖出含有父母基因的黃豆後代的最終成功目標。當成功機會率偏低的時候,間接也會影響學生的參與度和成功感。然而科研就是充滿失敗的過程,就算是科研團隊自行培植,成功機會率都只是有大約10 – 30%。這也可說明一個從沒有經驗的人,為什麼其成功種植機會率會更低的原因。

其實教育界可透過相關教育活動,一方面讓學生完成學習,另一方面更可了解科研精神和困難,讓他們建立良好的人生態度和心理素質,以至喚起對世界議題的關心。

  • 科學家 – 努力比對和雜交嘗試,尋找更多能對抗惡劣環境的黃豆基因及種子

科學家應致力於黃豆基因的交流學術成果,互相學習,大膽構思解決問題的方案、透過不斷嘗試和科學比對,透過黃豆發掘更有利解決問題的方法。另外科學家除了與直接持份者實際應用解決方案外,更可積極參與教育和社會分享的工作,加強大眾對有關工作認識和支持。

  • 公眾- 改變飲食和生活習慣,實際參與和支持購買新黃豆工作

支持黃豆種植可有利土地修復,從而增加糧食產量和紓緩糧食不足外,貧窮人士可因土地修復而有農耕工作機會而獲得經濟援助,而溫室氣體亦可因黃豆取代化肥而減少,達至多個解決世界危機的方案。因此公眾如果支持的話,可以多購買有機黃豆的製品,在家亦可種植黃豆教育下一代。另外由於黃豆比肉類的蛋白質含量更多,因此公眾亦可嘗試減少肉類進食,轉為增加進食黃豆製品。正如之前所說和坊間教育,牲畜飼養的背後其實是會洐生大量的溫室氣體,對世界環境構成負面影響。因此公眾可多留意科研團隊新聞呼籲、有關教育活動和相關產品銷售,用實際金錢支持或購買有關豆製品,增加黃豆進食和減少肉食,為世界環境改善作出貢獻。

  • 農民 – 善用不同耕作方法和加入黃豆種植工作,開拓新商業模式

黃豆雖價值不高,但如果可加入商業概念和效率管理,是可增加既有的成果。例如農民可進行輪耕,在種植完農作物後的土地休養期間種植黃豆增加土地固氮能力,令土壤得到修復,令下一次種植的農作物質素更好;農民亦可以把農作物和黃豆實行鄰耕,令兩種農作物互利共生。

當然上述建議只是因應擁有肥沃土地而設的建議,但世界上有很多農民只擁有貧瘠的田地,例如乾早或毗鄰海邊的田地。新黃豆正好能解決這類邊緣田地的問題,令死地變為生地。因此有關農民可多與科研團隊緊密聯繫,交流技術和尋求支援,達至互利之餘,又可解決大家關心的生活問題。

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