智能灌溉系统智慧农业气候气象站提高农业生产率

　根据联合国统计，2050年全球人口将成长将近至100亿。为了避免粮食不足之危机，必须提高农业生产率。
　　日本京都立命馆大学古气候学家中川毅(Takeshi Nakagawa)教授表示：「农业在面对气候变迁时，有着脆弱的致命伤」，的确，气候变化过于剧烈的话，将难以稳定的收成。
　　但是，为何古气候学家会发出这样的警告呢？其论述是来在自古气候学的知识及见解中，已经有了「地球气候变化史」背景。
 
为何农业能遍及世界各地？
　　日本福井县若狭町有一处水月湖，自数十万年前的远古时代以来，其湖内有被称为「年纹〔1〕」的沉积物，每年一次薄薄地堆积着。由于水月湖周围不容易受干扰的环境，年纹才能维持原状一直残留到现在。
 
中川教授分析年纹中所含植物的化石，揭开了存在于地球的气候史
　　中川教授论述：根据考古学的知识及见解，大约1万1千年前农业耕作在世界上开始普及，这也与地球的冰河时期结束后，气候开始变暖的时间一致。
　　在异常气候或有自然灾害的年份，沉积物的颜色差异，可直接由目视判断，因此，农业能够普及的重要因素，被简单地认为就是因为「平均气温上升」所致。然而，此种推论并不能解释，冰河时期温暖的低纬度地区，农业耕作为何尚未普及。
　　中川教授逐一调查年纹之后，发现除了温度差异之外，冰河期与温暖期之间也存在的巨大差异——气候稳定性。由于冰河时期气候变动频繁，其变动幅度也很大，因此明言，这就是「剧烈震荡」的气候。
　　中川教授表示：「两者相较，自温暖期开始，期间气候一直很稳定，因此推论，气候的稳定，很可能是农业能够普及的决定性因素」。
　　尤其是冰河时期的最后几年，水月湖的平均温度跳升了2-3度。实际上，该数字和联合国跨政府气候变化专门委员会( IPCC )所预测的，在未来100年的上升幅度很接近（最低2°C，最高4°C前后）。也就意谓着，未来100年内气温上升的幅度，可能会再发生和大约12,000年前所自然发生的「暖化」相同。
　　透过年纹分析，过往暖化可能发生在短暂的一年至三年间。而IPCC预测未来全球温度将上升2至4℃，但这不一定是气候变迁最坏的情况。
　　中川教授也解释：「IPCC所预测的背后意涵，与12,000年前完全不同的气候状况，也可能在100年后再次面对。」
　　我们不能完全否定，未来的气候是否会如冰河期那样剧烈变化的可能性。倘若真如上述，在温暖而稳定的气候中发展起来的农业，能够适应气候变化到何种程度呢？【延伸阅读】渔民寻求新武器来对抗因为气候变迁而大量出现的寄生虫 发现地球上最复杂结构的酵素、解开植物生长的奥秘
　　农业因应气候变化的方式之一即为缩短生长期程，因此，对于植物生长机制(构造及原理)的理解是不可或缺的。植物并没有像动物一样的骨骼，为何植物却能在抗重力的情况下往高处生长呢？
　　日本立命馆大学生命科学院石水毅(Takeshi Ishimizu)教授：「那是因为植物有细胞壁。」
　　根据石水毅教授的说法，在细胞壁上具有可以牢固地维持植物结构的骨骼功能，和具有可以将细胞彼此附着的黏胶(paste)功能，这两者都是植物生长所不可或缺的。
　　黏胶功能的基底，是占细胞壁30％的所谓果胶(pectin)成分，因为该成分可用于增加食品的黏稠度，在市售的果酱和速成甜品上也被使用。在我们的生活上普遍应用，与植物生长同样不可或缺的果胶，其生成过程，到近年仍完全不知。石水教授道：「果胶可说是在地球上最复杂的构造。」
　　石水教授认为：因为很难找到生成果胶的酵素。所以，如果能解开果胶的生成过程，对于农作物的生长促进技术也能有所贡献。
　　石水教授的研究团队花了六年时间开发可发现生成果胶酵素的方法；其次，也研究了果胶的合成量与植物生长速度之间的关联性，得知生成果胶的酵素越多，植物的生长越快。
　　石水教授道：「倘若将来能控制果胶的合成，也就有控制植物生长速度的可能性。」
　　石水教授的下一个任务，是探究果胶生成酵素的编码遗传基因。他在阿拉伯芥〔2〕中研究了超过27,000个基因，并在五年内成功鉴定出RRT1基因。
 
研究自开始至今已以花费了11年的岁月，是世界上第一个发现果胶生成酵素的遗传基因
　　石水教授提及：「依据果胶生成酵素的遗传基因RRT1的发现，就能解释为何果胶具有很精妙而类似植物的特性；将此遗传基因RRT1的存在与否及存在数量作为指标，来选择快速成长的植物，也希望这些发现可成为链结未来农业。」
　　农业支撑人类的生存。然而，在全球暖化和人口的快速增长的背景下，人们正期望着农业创新。作为来自日本的研究，如何为未来的农业有所贡献，并改变农地田野的景观。
　　对于100年后的农业，我们都有着高度期盼。