跳到主要內容

有機農業與傳統農業的「互動」:溢出效應(spillover effects)

 

圖片來源:維基百科

現代的「有機農業」(organic farming)據說是發源於20世紀初,雖然在農藥還沒發明之前的農業當然都可以算得上是有機農業。

有機農業強調不使用化肥也不使用農藥,整體來說對環境是比較友善。但是,因為有機農業主張利用益蟲來消滅害蟲(也會使用一些生物製劑,如辣椒水之類的),所以有機農田裡的蟲當然會比較多一些。

許多從事有機農業的農民們,若是旁邊的農田是進行慣行農法,就會擔心自己的農作物是否會受到農藥的污染。這牽涉到農產品銷售時的認證問題,以及農民的信用與聲譽。

但是,有機農田與慣行農田之間的互動,應該不會只是單向的。例如,有機農田裡的蟲,會不會跑到慣行農田裡去「玩耍」呢?

為了瞭解不同農業方式對彼此的影響,美國加州大學的研究團隊進行了一項跨越七年的研究。他們選取了加州科恩縣大約14,000個農田的農藥使用和作物數據,以及全美的有機農業和農藥使用數據,來研究周圍有機耕地對有機和傳統作物田間農藥使用的直接和溢出效應。

研究團隊發現,對於有機農田來說,周圍的有機耕地通常會導致田間農藥使用的減少。對於有機田,周圍有機耕地每增加10%的面積,會導致有機田間總農藥使用量下降約3%。特別是對於殺蟲劑,周圍有機耕地的增加對有機田間的影響更為明顯。研究發現周圍有機耕地每增加10%會導致殺蟲劑使用量減少2%。

這些數據顯示,有機耕作的空間聚集對於降低有機田間的農藥使用具有顯著影響,這主要是因為有機耕作可能會增加自然敵害物種的多樣性和豐富度,這些自然敵害物種有助於生物控制害蟲,從而降低對人工化學農藥的需求。

但是對慣行農田又是怎樣的一種情形呢?

研究團隊的分析發現,周圍的有機農業對慣行農田的農藥使用確實會造成輕微的增加。周圍有機耕地面積每增加10%,就會導致慣行農田的總農藥使用量增加約0.3%。這個效應可能是由於有機農田對於害蟲及其自然敵人的不同管理策略,導致害蟲及其天敵從有機田間溢出到鄰近的傳統田間。由於慣行農田可能更依賴化學農藥來應對這些害蟲,因此在有機農田周圍的慣行農田可能需要增加農藥使用來控制害蟲壓力。這種效應的存在反應了有機農業在局部農業生態系統可能引發的複雜交叉作用。

不過,到底有機農田裡的昆蟲是不是真的比較多呢?由於在這個研究中並沒有進行「蟲口調查」,所以我們也無法得知。

研究結果顯示,增加有機耕地會降低農藥使用量,但這主要發生在有機耕地在景觀中的比例較高時。在有機耕地比例較低的情況下,情況恰恰相反。透過在空間上聚集有機田間和將有機和慣行農田空間分離,可以減少有機和慣行農田的環境足跡。

參考文獻:

Ashley E. Larsen et al. ,Spillover effects of organic agriculture on pesticide use on nearby fields. Science 383, eadf2572(2024).DOI:10.1126/science.adf2572

留言

這個網誌中的熱門文章

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯( Ipomoea batatas )從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎? 圖片來源: 農委會 上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔! 台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢! 至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉! 最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。 至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔! 如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔! 參考文獻: 蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。 行政院農委會。 甘藷主題館 。

怎麼辦到的?變形藤(Boquila trifoliolata)模仿塑膠植物

  左:原來的葉片。右:模仿的葉片。圖片來源: 期刊 之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」( Boquila trifoliolata ),它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它 為了減少自己被吃 ,發展出奇妙的變形能力:爬到誰身上就長得像誰。 後來在2021年 發現 ,它不只是形狀學得像,連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。 為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢?是寄主植物釋放了揮發性化合物?還是寄主植物跟它進行了基因的交換?還是它真的能「看」? 研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物,這樣就可以排除前兩個因素了。 結果「變形藤」還是學得維妙維肖,而且,一個月以後,它還學得更像。 難道它真的會「看」嗎?只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。 參考文獻: White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

光合作用(photosynthesis)釋放氧氣,氧氣來自於水

  圖片來源: 維基百科 說真的,我雖然有時候也會寫一些「老」發現,但是像這樣幾乎每一本生物教科書與植物生理學教科書都會提到的事情,我還真的沒有想過要寫。 事情是這樣開始的。 2024年的6月1日下午,我收到記者的信息,內容如下: 今天北市教甄題目出現「植物行光合作用釋放出氧,氧來自何者?選項有A二氧化碳、B水、C葡萄糖、D空氣中的氧。」但答案是A的爭議,想請問現在能就這個題目跟您進行簡短採訪釋疑嗎? 我一看之下大驚失色,答案怎麼會是A呢?當然是B。 但是,說話要有證據,於是我就去查了幾本書,再加上網友的協助,最後得到的答案如下: 在1931年時,當C. B. van Niel(1897-1985)觀察光合細菌(包括紫硫菌與綠硫菌)時,因為這兩種細菌利用硫化氫(H 2 S)與二氧化碳為原料,產生元素硫,所以他就提出「光合作用的氧氣來自於水」的假說。  他的假說,在1941年,由Ruben等人以同位素氧18標定的水或二氧化碳確認,光合作用放出來的氧氣是來自於水。 答案是B才對啊! 所以我就發了一篇短文說明。 沒想到,後來看到的新聞竟然是: 圖片取自顏聖紘老師臉書 只能說真的蠻失望的。然後我點進去看了一下幾個新聞,老師堅持不改,這讓我覺得很失望;但更好笑的是,教育局說他們「尊重專業」,所以老師說不改就不改。 什麼時候,「尊重專業」可以這樣用了?難道Ruben等人的實驗就可以不算? 於是我就去挖出了Ruben等人的論文。 Ruben等人 (1941) 使用氧的同位素 (O 18 ) 作為追蹤劑,探討了光合作用中氧氣的來源。他們把綠藻 (Chlorella) 懸浮在含有重氧水 (H 2 O 18 ) 和一般碳酸氫鉀 (KHCO 3 ) 的溶液中。實驗結果顯示,釋放出的氧氣中的 O 18 /O 16 比例與水中的比例相同。 另外,當藻類在含有O 18 標記的二氧化碳 (CO 2 ) 和一般的水 (H 2 O) 中進行光合作用時,釋放出的氧氣中並沒有檢測到O 18 。 所以,實驗結果顯示:氧氣來自於水,而不是二氧化碳。 我其實很好奇,北市教甄出題的老師不改答案的理由是什麼?難道他自己做實驗發現氧氣來自於二氧化碳嗎?如果這樣,那可真的是諾貝爾等級的發現,應該趕快聯絡Nature或Science來發表啊!為什麼只有在教甄的答案上發表呢? 如果是弄錯了,那改一...