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共生、整合与循环─新农业仿生学

农业(agriculture),中文一词解析是产业,英文则是文化。其实,农业的价值远超过产业与文化,不只包含生产与生活,更涉及生存。由于环境变迁,让人们也逐渐意识到任何物种的灭绝都可能造成生态改变,进而影响全人类。所以,从过去天生万物以养人的自我(ego)心态转为了解人类只是生态中一环,需与环境和生态(eco)共存的心态。

广义的农业包括农、林、渔和畜牧。农业离不开大地和环境,生物环境包括各种生物与微生物等,非生物环境则包括空气、阳光、水、土壤和岩石等。然而,由于人口暴涨加上人类长期掠夺环境资源以利生产,导致空气不再清新、淡水不再纯净、农田遭受汙染、海平面上升和极端气候频繁发生等不利农业发展。

传统的露天栽培、养殖或需广大土地、大量水资源消耗的放牧等所造成大量汙染和低生产效率皆不利农业发展。此外,生活条件的提升,也让人们对于动物性蛋白质的需求升高,导致森林被砍伐成牧场、近海设置箱网、沼泽地与海边被开发成鱼塭,使生态遭到破坏。
仿生农业概念形成有鉴于此,人们便反思,是否可使用最少资源、带来最少汙染,却生产出高品质、产量的农渔牧产品?于是,环境控制下的农渔牧业与生态农业或称为农业循环经济的系统应运而生,以此概念形成的仿生农业设计也逐渐取代传统农业。环境控制下的农渔牧业以农业为例,由露天田地到可环控的网室、温室,再进展至全人工光型的植物工厂,是科技进步的历程。硬体的设置与栽培成本均会提高,但是,可控制的环境因子项目也会增加,生产风险与不利因素也能大幅降低,提升产品品质。此外,产程的可规划性也能使全年量产稳定,不再有农忙、农闲或菜土、菜金等大幅起落。

以水产养殖为例,由露天鱼塭或海边箱网到室内鱼塭、循环水养殖,最终发展成室内集约式循环水养殖。不只减少病虫害或感染鸟类病菌的风险,更能减少盐度波动,大幅降低养殖风险。另外,水温控管也是另一重要议题,在台湾,适合养虾的季节为夏天,冬天则因水温过低不利养殖。若能在温室内饲养,借助阳光带来热量于冬季便能成功养殖;温室中的循环水系统也能降低用水量,减少抽取地下水带来危害。

而以畜牧业为例,牛只饲养由放牧式变成室内开放繫留式,进展至密闭环控式;鸡只饲养也由放牧式至开放型室内笼饲、平饲,再进展为密闭环控式,将能大幅降低风险,提高产能。不仅如此,近年来科学家也开始思索,植物性蛋白质或许能替代动物性蛋白质。于是,欧美各国相继投入研发,亚洲国家则持续发展素食产业。近期更有另一股浪潮,提出另一个更环保的动物性蛋白质──昆虫。于是,麵包虫、蟋蟀与黑水虻等昆虫成为研究新宠,但距离人类食用昆虫,还有不少的挑战。......

 

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