生物防治技術至關重要的下一步：天敵昆蟲智慧化量產  國立臺灣大學生物機電工程學系 江昭皚 特聘教授   國立臺灣大學生物機電工程學系 林弘人 博士生    前言 　　聯合國於2015年頒布2030永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)，其中目標項目2：「糧食安全與永續農業」，更明確地指出訂定2030年的發展目標，即必須發展永續的糧食生產系統，用以維護生態系統以及增強對抗氣候變遷的影響。因此，各國政府紛紛設定了永續生產的發展路徑圖，而我國行政院農委會也於2017年提出「十年農藥減半」政策的重點發展項目，並於2018年立法院通過《有機農業促進法》。這一連串地推動政策宣示了政府對於永續農業的重視以及推行的決心。 　　在「十年農藥減半」政策的重點發展項目中，可分為精準用藥、農藥應用與管理、以及替代性資材等項目。其中，生物防治技術一直以來都被視為是替代化學農藥的重要替代性資材。透過適當地應用生物防治技術，可以避免害蟲抗藥性的發生，並同時減少化學農藥的使用量，增強農業生產系統對於氣候變遷的適應能力，落實環境永續的長遠目標。    生物防治技術的發展與現況 　　生物防治技術自古就有不少文獻記載相關的應用，第一個著名成功的生物防治案例發生於1880年的加州柑桔產業，當地飽受吹棉介殼蟲危害，而當時Charles Valentine Riley和Albert Koebele引進澳洲瓢蟲，達到非常良好的防治成效(Caltagirone, 1989)。從此以後，生物防治技術便逐步成為農業應用上重要的研究項目。時至今日，生物防治技術於2020年預估整體市場達50億美元，且因應各國的永續發展政策與推廣之助力，生物防治技術的市場估值於2025年更可望突破100億美元，複合成長率落於15-18%之間，屬於可期的新興成長市場。 　　生物防治技術所涵蓋的範圍極廣，大致可分為三類：微生物(Microbals)、生物化學(Biochemistry)、以及大型天敵生物(Marcoorganism)技術(Dunham Trimmer, LLC., 2018)。其中，微生物及生物化學技術佔大多數，分別為53.1%以及39.0%，而天敵技術約只佔了7.4%。相較於微生物培養或是植物或動物的成分萃取或合成，害蟲的天敵養殖技術步驟繁複，且養殖變因複雜，產品也不易存放，故於產業化發展速度不如其他兩者。然而，天敵昆蟲因具有移動性，比起微生物或是生物化學防治手段，有更好的害蟲防治效果，且天敵防治能應用的害蟲種類較其他兩者更為多元。因此，天敵技術具有依舊相當具有發展潛能。   天敵產業困境        天敵昆蟲可分為捕食性天敵(Predators)以及寄生性天敵(Parasites)，一般用於農業害蟲防治。透過釋放天敵昆蟲的卵、幼蟲、成蟲等方式進入田間捕食害蟲或是寄生於害蟲蟲體、蟲卵之中，達到抑制害蟲族群之成效。相較於微生物生產，如真菌、細菌等，昆蟲養殖涉及到的過程更為複雜，人工飼養所需投入的人力相當多。將資通訊與自動化工程技術導入天敵的量化生產都必須先能克服前述的繁瑣人工操作細節，舉例而言，不同齡期的習性、型態轉變、交尾環境、產卵習性等，養殖過程所要設計與考量的環節與工程技術更為複雜，所對應到的設計工作相當繁瑣，例如：包含許多人力進行精細操作，這些因素都造成工程設計的巨大挑戰，也導致天敵自動化生產的困難。天敵昆蟲發展至今，雖已有不少商品化的產品問世，仍在生物防治技術中仍僅有小量的市場佔比。筆者認為，天敵昆蟲生產面臨的困境有三：人力成本限制、量產技術缺乏、以及產品管理不易。 1. 人力成本限制： 　　傳統天敵昆蟲生產成本大部分集中於人力成本以及飼料成本兩大項目，而人力成本普遍佔生產成本的60 ~ 90%，屬於高度勞力密集產業。由於農產業在防治資材的價格受到化學農藥定錨效應的影響，天敵產品的價格受到相當程度的限制。此外，人力受到基本薪資、產能限制，極度壓縮了生產者的利潤，進而影響產業規模與廠商數量，無法創造活絡的供需市場。 　　傳統天敵昆蟲生產技術仰賴人力，即便是重複性質的繁複作業也需要一定的時間進行人力培訓，而且養殖過程中的細節過程也需要經歷過一定的時間熟悉養殖作業。然而，受限於生產成本考量，廠商對於薪資的調適彈性相當有限，在需要高度生產經驗及侷限的薪資水準下，無法快速找到對應的量產人才成了傳統生產的首要困難。 2. 量產技術缺乏： 　　傳統生產模式中，生產模式多以小量生產模式進行設計，缺乏系統性規劃。傳統模式按照生產函數模型，隨著生產量能的提升，單位勞力所能創造的產能會隨之遞減，進而導致成本上升。因此，當天敵昆蟲進入量產階段，採取傳統生產模式的廠商，其利潤會逐漸縮減，最後廠商的生產量將會受到利潤影響而停滯。若沒有導入新的飼養生產技術，則市場規模與發展將受到限制。 　　此外，由於傳統生產模式仰賴經驗，卻無法提出有效的量化指標，個體經驗的差距成為了生產線上的隱藏風險。此外，進入量產階段後的生產線管理也成為了傳統生產模式的問題之一。舉例而言，在進入量產階段後，經驗較不足的勞工可能因養殖經驗不足而導致產量下降或甚至族群大量死亡的情況，造成產能下降甚至中斷供應鏈之情況，終將導致生產成本上升，限制市場發展。 3. 產品管理不易：         天敵昆蟲的生產最終必須進入田間，因此在生產過程中必須考量產品的使用方式以及品質控管。以草蛉的產品為例，傳統生產模式中，國內業者大多標示單張卵片約有800 ~ 1000顆卵，然而卻有不少農民反應實際拿到的產品與標示數量相去甚遠，進而對草蛉產品失去信心。由於傳統的草蛉產品的內容物含量取決於前一日草蛉於紙片上所產的卵量，故廠商只能按照經驗公式大約估算出隔日正常的產量。當生產不如預期，廠商也沒有驗證機制進行查驗，因此才會出現產品品質不一的情況。再者，天敵昆蟲養殖過程中有機率出現不可預測的變因，造成生產量不如預期，而生產者必須於生產過程持續進行產量預估調整，才能掌握生產量並提前安排後續的產品出貨以及補養昆蟲；反之，則容易發生產量不足與需求量無法匹配的情況，當供不應求時，廠商將會失去市場的信任，終將對天敵產業造成負面影響。   昆蟲養殖智慧化量產的效益 　　綜觀上述問題，昆蟲生產若要進入量產階段，勢必面臨成本及管理上的困境，而在傳統的生產架構下，量產所面臨的困境是無法突破的窘境。唯有生產層面導入智慧化生產技術，才有辦法在量產過程中降低生產成本，將養殖經驗轉化成有效的量化指標，並穩定產品品質，增加業者獲利空間，同時市場也才願意接納天敵產品廣為應用於農業生產上，形成穩定的成長市場。 1. 天敵昆蟲智慧化養殖的過程：         天敵昆蟲自動化是一件相當漫長的過程，原因在於過去的所有養殖技術大多都是以人力最有效率的動作為前提所發展出來的模式，若單純以此模式進行後續自動化設計僅是複製人力作業，而非達到真正有效率的精進。以下，將以草蛉智慧化養殖進行舉例說明： 　　草蛉的幼蟲因具有互殘性，在幼蟲階段會互相捕食，導致養殖效率低下。為了避免這種情況發生，傳統養殖方式採用兩種策略：增加飼料用量以及提供其更多的躲避空間，如圖一所示，利用這兩種方式讓草蛉幼蟲之間互相捕食的機會下降。然而，在這樣的養殖方式將會衍生出兩個成本：多餘的飼料以及人力取繭。以傳統的生產步驟而言，可以提升效率的方式是設計躲藏空間，並研發快速取繭的機制。即使在提升了養殖效率後，飼料問題依舊成為最大成本來源，且過去實驗發現，即便在同樣的餵食量與空間下，不同實驗組的生存率為55% ~ 75%。這樣的生存率不僅偏低且變異性非常大，不利於後續的生產排程作業。 　　因此，智慧化生產技術的導入所必須克服解決的兩個問題：飼料精準化餵飼以及降低互殘行為。在草蛉智慧化生產的模式中，第一個被優先考慮的方法是獨居式飼養。透過獨居式飼養的方式，除了可以避免草蛉幼蟲的互殘行為外，還可以進行精準化地投放飼料，讓每一隻幼蟲吃到適量的飼料即可。因此，在草蛉幼蟲智慧化飼養模式中，採用特殊獨居式飼養孔盤，其實際養殖情況如圖二所示。此外，智慧化飼養模式亦導入了自動植卵、智慧選卵兩項技術，可將最大量的有效卵置入獨居式飼養孔盤之中。另外，在幼蟲養殖的過程中導入自動餵食以及智慧餵食兩項技術，將餵食量進行最精確化的投放，有效地降低飼料成本。 　　自動植卵功能可以透過精準控制的方式，將直徑約0.4到0.6毫米的草蛉卵準確地投入單格的養殖孔盤空間之中。同時，這種嶄新設計的植卵機器係透過影像辨識的技術，利用草蛉卵授精後外表在接近孵化時會開始變色的特性─如圖三所示，挑選接近孵化的草蛉授精卵以提升孵化率，有效提升養殖效率。於正常情況下，這種智慧選卵方法之卵孵化率相較於單純用自動植卵提升10 ~ 15%。此外，原本用於植卵的卵孵化率會取決於族群的交尾情況，屬於不可變因。而導入智慧選卵系統後，不管用於接種的卵孵化率是否正常，系統只會挑選確定受精的卵進行植卵作業，保證孵化率依舊可維持在90%以上，有效避免族群差異所帶來的不穩定性，確保後續的養殖作業能維持高效率穩定運行。         當幼蟲孵化後，智慧化養殖系統除了精準投入適量的飼料到每一格外，同時養殖系統亦會搭配影像視覺檢測系統，判斷於獨居孔盤內每一孔的幼蟲是否仍然存活?若是未孵化、已死亡或是逃逸則不再繼續餵食，如同圖四所示。透過智慧餵食系統，可有效地節省飼料使用量逾10%。若在幼蟲養殖過程中出現異常而導致存活率不如預期時，智慧化養殖系統可針對這樣的情況做出及時的調整，以最精準的飼料量持續養殖剩下的幼蟲，不會造成資源上任何的浪費。此外，智慧化養殖系統亦搭載人工智慧(Artificial Intelligence, AI)演算法，可透過幼蟲存活數量以及市場需求推算草蛉生產系統所需完成的化蛹數、成蟲數、產卵數等，這些相當重要的資訊將可進一步推衍出智慧化草蛉生產排程，達成供銷平衡。         上述的兩個例子皆是建立於獨居式飼養的模式所開發出來的天敵昆蟲智慧化養殖系統，然而在傳統養殖的思維中，獨居式飼養反而必須投入大量的勞力與精力，進而導致成本上升，故獨居式飼養成為了不可行的方案。導入智慧化生產系統後，將可取代大量勞力作業，且速度與精準度皆勝過人力操作，同時又解決了傳統養殖面上難以解決的困境。因此，上述的兩個例子可以說明：天敵昆蟲量產系統之開發與設計，不能僅從現有的人工養殖方法直接導入自動化設計，而是必須回到問題核心，重新規劃發展方向，再導入智慧化生產系統解決核心問題，才能有效地建立足以應付規模生產的天敵昆蟲智慧化量產系統。 圖一、草蛉幼蟲傳統養殖模式。左圖為養殖容器，內部通常給予過量飼料以避免互殘行為發生；右圖為養殖人員為增加躲避空間所加入之瓦楞紙與草蛉實際於其中之結繭狀況。 圖二、草蛉幼蟲智慧化養殖模式。左圖為獨居式飼養幼蟲實際於養殖容器中；右圖為幼蟲於各隔間中結繭之情況。   圖三、有無受精之草蛉卵比對圖。左圖為未受精的草蛉卵，顏色較淡且自產卵後就不再變色；右圖為受精的草蛉卵，顏色有顯著差異，接近孵化時會出現棕色色塊分布於外殼上。 圖四、左圖為餵食系統實際餵食之情境；右圖為系統利用AI影像辨識技術判斷幼蟲於獨居孔盤每一孔內的草蛉是否仍然存活，用以判斷是否需要繼續餵食。   2. 天敵昆蟲智慧化的產品形式與品質控管：         天敵昆蟲生產完成後，如何將產品送到消費者手中並確保其存活且得以於田間發揮作用，則是另一個必須探討的面向。以草蛉為例，過去草蛉的產品多以卵片為主，傳統生產方式是讓草蛉產卵於紙張上後，將紙張取出並寄送至農民手中，如圖五左圖所示。這樣的產品形式單一且容易面臨運輸擠壓、草蛉卵裸露容易受到天敵攻擊或是環境影響等，最終導致釋放天敵防治田間害蟲的成效不彰。 　　在運輸層面，為了降低運費，傳統草蛉卵片大多以疊放的方式進行運送，如圖五右圖所示。在運送過程中，部分草蛉卵會因擠壓導致破裂，嚴重者可能達到30%的損失率，對於施放後的效果將造成顯著的影響，且同時會導致消費者失去對產品之信心。再者，農民收到卵片後必須自行撕成小張卵片或卵條並固定於田間，如圖六所示，而草蛉產卵並非平均分布，因此農民必須自行判斷釋放的方法及紙片大小。這樣的釋放方式對於農民而言，使用上相當不直觀，且對於田間害蟲的防治成效也因此常有落差。 　　導入智慧化生產系統後，草蛉卵可以透過特殊養殖設計與後續流程將其絲柄去除，僅保留卵本身，如此可大幅增加產品的使用彈性。去除絲柄的草蛉卵，具有方便收納、包裝的特性，可將其包裝於釋放容器中，等到適當的時候再去田裡釋放，如圖七所示。透過這樣方式的改變，可解決傳統卵片所面臨的問題。草蛉卵在運輸過程中，因有釋放容器作為保護，因此不會發生擠壓碰撞導致破裂的情況。另外，草蛉卵在釋放容器中可以確保在受到保護的情況下孵化，避免氣候以及外敵之影響。再者，每個釋放容器內含的草蛉卵數量固定，使用成效較容易趨於穩定，也較容易建立蟲害防治的量化數據。 　　草蛉卵之產品品質的管控，也必須透過智慧化系統進行嚴格把關。圖八左圖為智慧化量產系統所蒐集到且已除去絲柄的草蛉卵，這些卵在填入包裝的釋放容器之前，必須透過圖八右圖的影像辨識系統進行數量計算，每個釋放容器都必須填有固定數量的草蛉卵才能封裝寄出。填入之卵量皆已透過多次重覆實驗進行嚴密的計算，確保每一個卡式釋放容器所能釋放的草蛉數量相同。因此，只要搭配面積、作物種類、種植密度等資訊，即可計算出最佳使用量，以達到最有效率的施放模式。   圖五、傳統草蛉卵片的形式。左圖為近拍草蛉卵片實體圖，草蛉卵以絲狀柄與紙片連結；右圖為草蛉卵片於運輸過程中之疊放方式。 圖六、草蛉卵片實際於田間釋放之照片 圖七、智慧化生產後產品形式的改變。左圖為實際產品(卡式釋放容器)之近照，右圖為產品實際於田間施放之近照。（圖片來源：樸農生技） 圖八、左圖為智慧化量產系統將絲柄去除後的草蛉卵堆積近照；右圖為智慧化量產系統判斷產品內含物之影像辨識演算法實際操作圖 3. 昆蟲智慧化養殖的效率與成本：         天敵昆蟲智慧化量產系統在養殖效率提升以及生產成本下降有著顯著的效益。以草蛉為例，表一為傳統飼養方式與智慧化飼養方式之比較。在智慧化飼養之情況下，由於可以精準選卵，因此孵化率要比傳統養殖方式來得高。此外，因為採獨居式飼養，智慧化養殖模式下的結繭率和羽化率皆遠高於傳統飼養，且因獨居式飼養的關係，飼料使用量僅為傳統生產方式的50%。系統實際量產結果證實，在同樣的飼料供給量下，智慧化生產系統從草蛉卵植入獨居式飼養孔盤，然後孵化、飼育、以至於最終可以成為成蟲的數量是傳統生產方式的2.43倍。另外，除了上述的兩項優點外，其他的養殖操作作業(如取卵等)亦皆以智慧化系統取代，最終能比傳統養殖模式節省將近90%的人力作業。因此，加上養殖效率提升，智慧化養殖的成本大約為傳統養殖成本的30%；而當系統以最大負載運作時，智慧化養殖的成本可達傳統養殖成本的21%。 　　 長年以來，生物防治產品一直於高額成本與低廉售價的狹縫間賺取微薄利潤。透過天敵智慧化養殖系統，除了可有效地大幅降低生產成本、創造業者的獲利空間、增加對市場售價的彈性、有利於刺激市場消費之外，同時亦能協助農民達成田間害蟲防治、降低農藥的使用、促進環境建康永續。未來，將可建立活絡且永續的產業發展。   表一、智慧化飼養模式與傳統飼養模式之比較　 養殖方式 孵化率 結繭率 羽化率 飼料使用量 傳統飼養 85% 55.4 ± 11.6% 61.8 ± 7.9% 8(g) 智慧化飼養 91.98 ± 3.66% 86.52 ± 3.58% 89.17 ± 5.88% 4(g)              語結 　　天 敵昆蟲智慧化量產系統與傳統養殖方式相比，除了可以大幅地降低生產成本外，有效地將生產線上的所有參數進行量化評估分析，才能有助於生產品質的穩定，且未來在規模 化生產時才能被快速複製，因應市場需求。天敵昆蟲智慧化量產系統的核心技術與精神並不在於單一種昆蟲的生產，而在於如何重新設計昆蟲養殖流程，並導入智慧化生產系統進行最佳化之生產。未來，昆蟲的智慧化量產將不僅限於天敵昆蟲的生產，相關的工程設計與技術亦可轉化並導入至微生物製劑的宿主昆蟲、禽畜類的飼料用昆蟲、可食用之食用昆蟲等之生產。隨著環境永續的浪潮，這些具有低碳排放的應用昆蟲將會發展成下一個新興市場，而昆蟲智慧化量產系統將在這即將興起的市場中扮演著至關重要的角色。

達成臺灣淨零排放路徑之自然為本解方 國立中興大學森林學系 柳婉郁 特聘教授  國立中興大學森林學系 歐岱恩 研究助理  行政院科技部臺灣永續棧轉型推動 吳彥慧 助理 行政院科技部臺灣永續棧轉型推動 蕭玉資 助理 前言 　　2022年3月30日的國發會記者會中提及台灣2050淨零轉型的十二項關鍵戰略的第九項為自然碳匯，屬於「以自然為本的方法(Nature Based Solutions, NBS)」。自然碳匯可以概分為三種，藍碳、綠碳以及黃碳，分別是海洋、森林以及土壤碳匯。基於技術與使用門檻的差異，現行的自然碳匯方法仍以綠碳及黃碳為主，而行政院農業委員會在2022年2月9日的「邁向農業淨零排放策略大會」中提及預期在2040年可達成淨零排放，具體之作法包括減量、增匯、循環以及綠能四大面向共含19項策略及59項措施。本文將以三個國際碳權認證組織：聯合國清潔發展機制（Clean Development Mechanism, CDM）、黃金標準（Gold Standard, GS）以及Verified Carbon Standard （VCS）為主軸，針對與農業有關的方法學，包括農業、林業、畜牧業進行介紹。 農業 　　CDM、GS與VCS等三個認證機構的方法學中與土地使用有直接關聯者可概分為三類，包含：（1）肥料使用改善、（2）耕作方法改善、（3）能源使用改善等。上述三點可再細分為：（1）肥料使用改善： (i) 減少處理堆肥或糞肥造成的排放、(ii) 透過種植固氮植物或高氮利用率的品種減少氮肥使用，以及(iii)減少氮肥使用。（2）耕作方法改善：(i) 甘蔗收成後以覆蓋的方式取代露天燃燒殘留物所造成之甲烷與氮氧化物之排放、(ii) 以永續農業之方式取代慣行農業、(iii) 永續草原管理方法，包含：減少放牧時間、限制退化草地的放牧時間及動物數量等、(iv)改善農業土地管理，例如：肥料的改良、提高水資源使用效率、改善實際操作的流程等、(v) 水稻耕植時調整水田蓄水時間以減少甲烷排放。（3）能源使用改善：(i) 利用化石燃料混合植物油製造生質柴油，如表1。農業方法學主要針對減少作業過程中使用之肥料以及土壤擾動所設計，其目的為減少甲烷以及氧化亞氮之洩漏，因此農業類別中除了最後一項，「透過混合植物油的方式改良燃料」外，其餘的方法都不是以二氧化碳為主要目標。 　　值得一提的是，因台灣水稻田比例較高，較其他國家的農業更多了一項改善農地管理中調整水稻田蓄水時間的方法學可以選擇。根據台灣行政院農業委員會所公布之2020年農耕土地面積數據，台灣之耕作地合計790,078.56公頃，占全台土地比例達21.83％，這些仍在耕作的農耕地可透過肥料的使用及管理達到溫室氣體排放減量的目標。其中水稻作為台灣主食來源，耕作總面積為159,890,91公頃，占總耕作地面積21.60%，除了以改善肥料使用率減少甲烷排放外，還能透過改變水稻田蓄水時間的方法減少甲烷排放，在提高水資源使用效率之餘也達成減少甲烷的排放目標。綜上所述，若能積極將農地提供之碳匯納入溫室氣體減排之考量，便能增加森林以外之自然碳匯量。                 　　                 林業 　　森林作為陸域最大的碳庫，森林吸碳手段為透過光合作用將溫室氣體自大氣中移除。因此現行的森林方法學中以維持或增加森林的吸收溫室氣體的能力為主，其中最為直觀的方法當屬新植造林與再造林，此外還可透過改善森林經營的管理來增加森林吸收及儲存溫室氣體的能力。本文彙整CDM、VCS以及黃金標準所列之森林方法學，如表2。 　　表2將森林方法學可以概分為：(1)造林與再造林以及(2)森林經營管理改善兩類，包含CDM共4種、VCS共14種以及GS共1種。CDM主要以規模大小以及是否為濕地做區分，專案活動預計減少的溫室氣體清除量少於16,000 噸二氧化碳/年為小型專案方法學，超過16,000 噸為大型專案方法學，接著再進一步以專案區域是否為濕地區分，主要是為了避免在溼地上造林可能造成的甲烷排放，如在非濕地區域進行造林與再造林專案。 　　VCS較CDM新增更多森林經營管理改善的方法學，森林經營管理改善類別中所包含的方法學較為多元，如：延長輪伐期增進森林管理、將低產森林轉換成高產森林等避免土地利用轉換的方法；REDD+方法框架、改進森林管理-從伐木林到保護林的轉換、森林經營改善-從伐林轉換為護林等從經營管理層面進行改良的方法或是如透過火災管理避免森林退化等透過加強對森林各方面保護的方法學。最後的GS的方法學雖然只有1種，「將造林與再造林應用於溫室氣體減量、吸收與儲存之方法學」，但在闡述造林與再造林的方法學的同時，也針對整體環境利害關係有較為深入的論述，將環境保護概念深入方法學論述，也更貼近SDGs的理念。               畜牧業 　　2006年聯合國農糧組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO）發表了《畜牧業的巨大陰影》（Livestock's Long Shadow）報告，報告中指出全球畜牧業所產生的溫室氣體排放量約佔全球人類活動所產生的18％排放量，高於全球運輸業的13.5%。2019年的台灣溫室氣體排放清冊報告指出，台灣於2017年的畜牧業排放量約為804,000公噸二氧化碳當量，佔當年度農業部門排放量的30.3%，僅次於農業。為減少畜牧業產生的溫室氣體排放，臺灣行政院環境保護署也提出相應的碳匯方法學，與國際認證組織認可之相關方法學相似，因此本文列出各國際組織認可之方法，詳如表3。 　　由表3可知各組織的方法學依照作業類別可以概分為：(1)飼料改善、(2)牧場管理改善，以及(3)廢棄物處理改善，包含：CDM共4種，VCS共4種，以及GS共2種。飼料改善包括餵養特殊飼料改善瘤胃環境以抑制甲烷排放、維持排放量但增加產量等方法；牧場管理則包括：透過永續管理減少草原擾動，以維持草類生長並增加溫室氣體儲存量，永續管理的方法包括減少放牧動物數量及抑制火災頻率，保持草原景觀的存續以及維持排放量但增加產量；最後的廢棄物處理改善則包括：將廢水或有機肥系統中之固體分離以避免甲烷排放、回收生產作業所排放的甲烷，改善廢棄物處理系統之效率等方法，若能妥善發展上述方法學，在有限的土地上提高單位產量並降低成本，對規模較小的畜牧業較為有利，例如在地狹人稠的臺灣，畜牧業面臨的困境較其他產業更多，產值不如工業，不受歡迎的程度卻與工業相當，因此若能推廣畜牧方法學之使用，甚至進一步創新，降低汙染提高產量，對於臺灣畜牧產業的長遠發展有正面的效果。             總結 　　台灣作為高科技產業之出口國，在減少溫室氣體排放時當以能源效率改善等工業方法學為首要目標，但近年NBS逐漸成為顯學，而台灣四面環海，森林面積比例高，自然資源豐富，加上台灣以農立國，雖然已轉型為工業國家，但對於農牧產業的研究從未鬆懈，因此實為發展NBS的理想場域。因此若能以NBS為基礎，積極發展自然碳匯方法學，相信自然碳匯方法學將能成為台灣減緩全球暖化的一大助力。

農業智慧化之後的挑戰-數據分析 國立臺灣大學農藝學系 劉力瑜 教授兼系主任 國立臺灣大學農藝學系生物統計與生物資訊組博士班學生 李俊翰  一、前言　　 　　隨著資訊科技軟硬體的快速發展，大數據充斥在人們的日常生活周圍，包含民生消費(便利商店)、交通(捷運公車)、防疫安全(實聯制、警消)，直至每天使用的智慧型手機的資料備份等。大數據的收集與分析，近年來也應用在農業領域，從分子層級之微陣列 (microarray) 基因表現量資料、基因體或轉錄體的定序資料，到智慧農業應用於田區栽培管理的感測數據與影像資料等包羅萬象。收集數據的目的都是希望能藉由數據來轉換成有用的知識，例如透過基因表現量資料的分析瞭解基因調控機制，或者作物在不同環境下生長的速率或產量變化等。為了將數據轉換成知識，需要進行有效的數據分析。 　　以智慧農業為例，其中一種主要的應用方式，是結合感測設備、物聯網、大數據分析等軟硬體技術，進行作物與環境的監測，除了可以預測作物品質與產量，更希望進一步建議栽培管理行為決策。過程中收集的數據，包含大量的環境感測資訊（如：逐時的溫度、雨量、日照量等）、作物生長量化指標（如：開花日數、各器官乾物重、葉面積等）、農民或專家的栽培管理手段（如：灌溉或施肥的時機與數量、開啟溫室風扇或遮陰網等）。由於數位科技的進步，以上數據大多可自動或半自動地收集，也因此可快速累積遠比過去還要更大量的相關數據。這些數據透過系統化的收集與整合，針對不同田區規模與情境分析套用專家知識，得以進一步轉換為支援決策的資訊，因此衍生而出近年來常被提及的「專家系統」或「數位分身」等概念。從更長遠的目標來看，現代智慧農業應用更需要能及時分析環境與市場變化的相關數據，適時調整栽培管理策略。 　　本篇文章將以智慧農業為例，簡要介紹現行收集數據的來源或常用設備，接著簡述若干大數據常用的分析方法，最後提出農業大數據收集與分析時的幾點建議，包含實驗設計、資料視覺化與建議使用的程式語言等。 二、智慧農業數據的來源　　 　　農業數據來源，從傳統上的實驗室或田間試驗調查、感測設備（無論是否搭配物聯網傳輸）收集環境數據、到無人載具的數據或影像收集等，包羅萬象。與作物生長最密切相關的溫度與日照量等環境數據，可在田區或溫室架設微型氣象站，頻繁收集大氣相關資料，即便因成本考量無法架設私人氣象站，也可利用中央氣象局廣設的農業氣象觀測站，由中央氣象局「農業氣象觀測網監測系統」 (https://agri.coa.gov.tw) 讀取逐時氣溫、降雨量、日照輻射量、風速風向等與農業栽培應用相關的氣象資訊。過去這些氣象資訊未能即時發布，而是以旬報的方式公告，拜網路的發達，現在使用者已經可以很方便地取得最即時的訊息。另外，土壤是作物最直接取得生長所需水分及養分的媒介，因此土壤感測器也是智慧農業常使用的感測設備，很多人普遍認為監測土壤才能獲得最精確的作物水養的需求，但土壤較大氣來說均勻度不足，因此感測器取得之數據的代表性仍有待商榷。 　　作物生長情況、農民或專家的栽培管理手段等，過去大多透過經驗累積，少有能精確累積並傳承的數據，近年來透過影像紀錄或數位化記錄工具，例如農委會開發並推廣的「農務e把抓」等應用程式，讓數據收集更便利、更有系統，也更能透過數據單位的標準化，統整不同時間或地點的資料，使得數據得以量化並逐漸累積。無人機則是高效率收集作物生長情況的其中一種設備，可依據不同的應用目的，由無人機搭載適當規格的相機，飛到適當的高度，依適當的飛行速度在適當的間距取得影像後，搭配農業專家對影像拍攝結果的標註建立影像辨識模型，未來就能以模型的演算結果判斷作物特定的生長情況。其中無人機影像的解析度是模型能否正確判定作物生長情況的關鍵，依常理而言，飛行高度越低可取得解析度越高的影像，但由於相機拍攝角度的限制，飛行高度越低，表示取得全田區影像需要的時間越長、無人機消耗的電量越多，也表示影像檔案個數越多、未來影像分析需要的計算資源也越大。 三、數據的分析工具與實例 　　前述從感測器、應用程式、相機影像拍攝等各個管道，都能取得龐大數量的數據，除了挑戰資料儲存與管理的空間與效能外，接著就是如何從數據或資料中有效的萃取可實際應用於精進品種或栽培管理技術的知識。由於資料分析技術的快速發展，我們有相當多樣的分析工具，可供不同目的和形態的資料進行選擇，如熱圖（heatmap）、主成分分析（PCA）、迴歸分析（regression）等統計方法，或是支持向量機（support vector machine）、決策樹（decision tree）等機器學習方法、深度神經網路（deep neural network）等深度學習技術等，皆是在視覺化與分析農業數據上常被使用的工具。 　　在工具選擇上，需要考慮到分析的數據形態，以及分析的目標和運算資源來決定所使用的方法，例如機器學習和深度學習方法皆適合用於大數據建立預測模型，但兩者在計算資源需求、精確度上有所差異，需要依照分析之需求以及資源來決定要使用何種技術。舉例而言，在進行影像類資料分析時，可以使用影像特徵（feature）抽取的方式對資料進行處理，常被使用的特徵如植生指數（vegetative index, VI）、紋理特徵（texture feature）、邊緣特徵（edge feature）等。而建立辨識模型時，常用的方法則包含支持向量機（support vector machine）、決策樹（decision tree）、深度神經網路（deep neural network）等方法，使用者應該比較不同特徵及模型的特性，並建立符合需求的分析流程。                                圖一、建置雜草影像辨識模型流程示意圖 　　不同數據來源和不同情境下的數據，在分析上方法會有很大的差異。本文以一田間雜草影像識別為例（圖一），展示農業影像分析之流程。在此雜草影像分析的辨識中，分析目標是利用無人機拍攝的全彩影像，快速的辨識拍攝的影像內有無雜草。為了達到快速辨識的目標，可將相機各個波長的反射量，轉換為植生指數以簡化資料來加快計算速度，接著以植生指數搭配影像「有無雜草」的標註結果，以支持向量機 (support vector machine) 建構影像特徵分類器模型。整體工作流程簡述如下：首先由無人機拍攝影像建立訓練資料集（包含影像及「有無雜草」的標註結果），資料回傳至主機後依序進行影像整理、抽取植生指數、以標註結果建立支持向量機模型。完成模型建置後，無人機只要進行後續影像拍攝，並對拍攝影像與訓練資料集採用相同方法抽取特徵後，將特徵輸入先前建立好的模型中，便能辨識出影像中是否有雜草。 四、展望與結語 　　適當的數據分析得已傳遞作物生長、環境條件等訊息，提供給使用者判斷結果並做出適當的決策，前提是「收集的數據」與「決策的目標」具有關聯性，也因此，試驗前的實驗設計會是資料能否獲得適切分析結果的關鍵。實驗設計包含選擇適當的觀測變數、決定觀測數據的數量或各個處理的重複數量、判斷是否需要設置區集 (block) 以控制實驗現場影響試驗數據變動的因子等，透過事先規劃取得數據的方式與流程，能更確實掌握數據的穩定性及可分析性，比起事後才來決定分析的統計方法，更能避免錯付時間與成本。 　　如同前一節所述，在統計分析方法的選擇上，需考慮數據形態及運算資源。其中，數據形態可透過適當的圖形呈現、將數據視覺化，有助使用者更了解數據的特性，例如數據是否有未知的分組情況？是否有不正常的極端值出現？是否有過度集中的不均衡數據導致部分因子被過度強調其重要性？等，避免未經去除雜訊的數據做出不穩定的分析結果，或套用不適當甚至錯誤的統計或機器學習模式導致錯誤決策。 　　隨著數據大量累積，無論是數據視覺化或建立分類預測等統計模型，均需要搭配程式語言來進行，以資料科學應用的領域來說，目前普遍使用的R與Python兩種語言，對於初學者的進入門檻也都比過去常用的其他語言低，且也都有可免費下載之軟體供使用者操作。網路上不時可見哪一種語言使用率較高的爭論，但依據筆者的經驗，無論選擇哪一種程式語言，只要多加練習，將該語言的分析繪圖等應用做到精熟，使能確實掌握數據分析的正確性，均能達到最終決策的目的。

以動物做實驗--談3R 財團法人農業科技研究院動物科技研究所 陳正文 博士 國立臺灣大學獸醫專業學院 周崇熙 教授 國立中興大學動物科學系 林怡君 助理教授 一、以動物做實驗的歷史 　　人類對動物一直都有高度興趣。因為人類相信，觀察動物的生理行為，可對人類心理與生理作出預測。例如：1959年哈洛「幼猴的愛」實驗中，由鐵絲做成的母親雖可提供奶水，但幼猴大部分時間卻寧願抱著無奶水的絨毛母親；幼猴受驚嚇時亦投抱絨毛母親，證實幼猴對愛的渴望是「溫暖的接觸」（圖一）。1973年卡爾宏「老鼠烏托邦」實驗中，在有限的空間放入4公4母的老鼠，提供充足的水與食物。老鼠數量很快的上升至2,200隻，但卻開始停止交配導致生育率降低，最終僅存27隻年邁且無法生育的老鼠，暗示人類烏托邦社會的命運（圖二）。1940年代弗里希發現蜜蜂會使用類似語言的舞蹈方式，向蜂群傳遞發現食物的位置，獲得了1973年諾貝爾生理醫學獎（圖三）。 　　以動物做實驗的歷史可回溯到西元前3世紀。希臘哲學家亞里斯多德對動物研究的相關重要著作包括：動物誌、動物的結構、動物的生殖。亞里斯多德以「靈魂」來區分人類與動物，但也比較人類與動物在形體、功能與目的上的「相似」與「不同」。西元2世紀，古羅馬醫生蓋倫跟隨亞里斯多德的腳步，使用大量活體動物進行觀察與實驗。在當時社會無法接受人體解剖的氛圍下，蓋倫將活體解剖動物的技術發展到前所未有的水平，奠基了人類醫學的基礎。 　　從過去人類對動物的各種研究中，都可觀察到人類與動物在生存、生理、道德或情感的相似處。這些相似處也間接支持1859年達爾文的「物種起源論」，即人類與動物有親密關係。                   圖1-1959年哈洛「幼猴的愛」實驗。來源：Harry F. Harlow, Sci Am . 1959 Jun; 200(6):68-74.                 圖2-1973年卡爾宏「老鼠烏托邦」實驗。來源：John B. Calhoun, Proc. R Soc Med. 1973 Jan; 66(1 Pt 2):80-8.                 圖3-蜜蜂使用類似語言的舞蹈方式，向蜂群傳遞發現食物的位置。來源：https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/frisch-lecture.pdf 二、動物實驗的爭議與貢獻 　　從蓋倫之後一直到中世紀，以動物做實驗的研究方式幾乎完全被廢棄，直到14-17世紀的文藝復興時期才又重新出現（圖四）。17世紀以動物做各種生理實驗的風氣相當盛行，也是科學進步的啟蒙時代。到了18世紀，人們對動物實驗開始產生道德疑慮，由於當時沒有麻醉技術，因此主要爭議仍在「活體解剖動物」是否合理。當時哲學家伏爾泰、盧梭、邊沁與叔本華等人，都提出人類有對動物仁慈的義務，並批判那些僅將動物視為達到目的手段的人。但邊沁提出，從效益主義（Utilitarianism）的觀點，若能帶給整體人類最高福祉，且在「有特定目的、對人類有利、伴隨公平的成就」三個前提下，可接受使用動物進行研究；此一思考邏輯是承認人類優先於其牠動物，且人類利益優先於動物痛苦。邊沁的效益主義也將「活體解剖動物」逐漸轉向「活體解剖動物對人類的益處是否合理」的辯證。                 圖4-西方國家使用動物做實驗的使用量趨勢。來源：Nuno H. Franco, Animals (Basel). 2013 Mar 19; 3(1):238-73. 　　到了19世紀，反動物實驗的情緒在英國普遍了起來。當時在英國具影響力的法學家、政治家、文學家、神職人員、醫學界，甚至維多利亞女王都反對活體解剖動物，且對進行動物實驗的醫學研究者相當不友善。1875年英國也成立反活體解剖動物協會（National Anti-Vivisection Society, NAVS），是史上第一個挑戰以動物做實驗的機構，其訴求是完全廢除活體動物解剖，NAVS至今仍持續運作。然而，但19世紀的其他歐洲國家並未受到英國反動物實驗的影響。法國與德國科學家，持續以動物進行各種實驗，獲得許多突破性的醫學研究成果。包括巴斯德、哈夫金、科霍等人，都相繼以動物實驗證明疾病與微生物之關係，開發出多種疫苗。例如：炭疽疫苗、狂犬病疫苗、霍亂疫苗、鼠疫疫苗等。反觀維多利亞時代的英國，卻因爲反動物試驗，導致相關的研究成果與法國及德國相比，相對落後。 三、生物醫學研究與動物倫理的道德平衡 　　20世紀至今，工業革命帶來醫藥技術的發達，諾貝爾生理學或醫學獎中，至少有 83 項研究是在脊椎動物進行。重要的生物醫學技術的發明包括：維生素、賀爾蒙、抗生素、輸血技術、疫苗、胰島素、血液透析、癌症化療與放射線治療等，人類生活水平與平均壽命明顯提升。以動物進行的生物醫學研究，大幅提升整體人類的健康與延長人類的壽命。然而，反對動物實驗的道德聲浪沒有因此停止過，逐漸轉移向禁止以伴侶動物進行實驗。主要的原因之一，是嚙齒類動物（小鼠與大鼠）實驗模式已逐漸被開發出來，且嚙齒類基因轉殖與基因剔除技術的蓬勃發展，嚙齒類已成為重要的動物模式。甚至有商業公司或研究單位提供各式基因轉殖/基因剔除小鼠，供作為實驗動物。例如：COVID-19病毒可感染Human Angiotensin-Converting Enzyme 2 (ACE2) 基因轉殖小鼠，可作為COVID-19疫苗開發之動物模式。由於小鼠與大鼠被大多數民眾視為低等的生物，道德考量較少，因此在科學研究中使用牠們更容易被接受。 　　人們不斷在動物保護與科學進步的相關性和矛盾中，尋求動物倫理與生物醫學的妥協與進步。以動物做實驗的矛盾，科學家們並非無感。例如：19世紀當巴斯德進行各樣動物實驗時，就堅持盡可能的對動物麻醉防止不必要的痛苦；甚至會使用所謂的「人道終點」。1959年，英國動物學家羅素與伯奇，發表人道實驗技術原理（The Principles of Humane Experimental Technique）一書提倡3R原則。3R原則代表執行動物實驗需考慮替代（Replacement）、減少（Reduction）、精緻化（Refinement）三項原則，有其順序性但也彼此相關。首先，研究人員規畫實驗時，需先考慮是否能以無生命的方法「替代」避免動物實驗，或是以生物分類學上較低等的生物替代高等動物做實驗。如確實需以動物做實驗，則要「減少」使用的動物數量，獲得精確且有意義的數據，擴大實驗成果的槓桿效益（Leverage）。並在執行動物實驗時，減少動物不人道的事件發生，促進實驗動物的福利，即所謂的「精緻化」。3R原則使科學家在生物醫學研究與動物倫理的道德中得到平衡。 四、3R的實踐 　　1999 年生命科學領域替代方法與動物使用第三屆世界大會（3rd World Congress on Alternatives and Animal Use in the Life Sciences）的《博洛尼亞宣言》中，各國針對實驗動物替代、減量、精緻化程序已經有了共識，重申「人道科學是良好科學的先決條件」，應極力推廣實驗室動物3R的實踐。目前許多國家已將3R原則納入法律中。我國於1998 年 11 月 4 日公布實施「動物保護法」，於 2001 年 7 月與 2003 年 7 月分別制定「動物實驗管理小組設置辦法」及「動物科學應用機構查核輔導要點」等法規；持續修訂建立動物科學應用機構內部自主管理之制度與責任，強化外部機關之監督及管理，規範實驗動物之使用。 　　3R原則提供一個合理的框架，使倫理和科學之間能夠平衡，建立一個基礎使生物醫學上使用動物做實驗的方法可以被改進，讓人類與動物的利益可被平衡。1980 年代和 1990 年代，世界先進國家在3R的發展上獲得了相當大的進步。例如：生物醫學論文的數量在此期間增加了一倍，但被用於研究的實驗動物數量在 1970 年達到頂峰後即開始下降（圖四）。但由於這項統計數據取自於西方國家，我們無法評估實驗動物的使用數量下降，是不是動物實驗被外包給其他新興國家。 　　現代的科學體制化知識權威，已需要受到社會大眾的檢視。人類一開始以動物做實驗的方式來認識自己，之後對動物實驗產生道德疑慮，政策和法律接著開始管制動物實驗，最後透過新媒體的資訊傳播擴及社會大眾。民眾的道德意識提升，也推進著科學的進步。舉例來說：臺灣自日據時代開始就有豬瘟，疫苗還未被開發前，豬農使用豬瘟病毒高度免疫豬隻之血清加適當防腐劑後製成之製劑來預防豬瘟。直到1952年李崇道博士引進使用兔子來生產豬瘟疫苗後（圖五），全臺豬瘟疫情才逐漸獲得控制。近年來動物保護意識抬頭，減少活兔犧牲製造豬瘟疫苗的聲浪越來越高，也推進著政府與學研單位陸續開發相關產品，取代以活兔製造疫苗。此雖非實驗動物3R的經典範例，但由此可知，開發取代方法也需使用動物實驗來驗證新方法之可靠性。取代方法的開發雖需建立在另一個動物試驗上，但最終達到的動物福利槓桿是大的。                 圖5-李崇道博士。來源：https://www.coa.gov.tw/ws.php?id=22678 五、沒有最好只有更好 　　以動物做實驗若不能遵守3R原則，它所導致的爭議很難用論述來取代。違背3R原則開發出的產品隱藏著不道德，它不會因為使用的人被說服而消失。人類要做的就是讓牠們被人道對待，讓專業遇到公眾目光時能站得住腳。生物醫學實驗就像科學證據的劇場，科學家如何以3R原則將實驗動物擺放於劇場中，形成無可爭議的局面，此需足夠的人文科學素養。 　　再者，自動物福祉科學的發現，急性或是長期的緊迫對於動物生理所造成的傷害更是非同小可。動物在面對緊迫時，最主要釋出的內泌素，如：醣類皮質素或是兒茶酚胺，皆可能影響眾多下游基因表現。動物的心血管系統、代謝、中樞神經系統和免疫系統，皆會受到緊迫的影響。因此未遵守3R原則，而使動物受到不必要的緊迫或是痛苦，其實驗所得出之結果，亦會受到國際團隊所質疑。當決定以動物做實驗，以3R原則執行科學研究，可避免實驗動物毫無目的被犧牲。 　　各國目前仍持續努力追求一個更好的3R架構，使生物醫學研究與動物倫理得到平衡。例如：歐盟於2011年成立替代方案確效中心，並於2017年成立動物福利平台進行對話、交流與立法；荷蘭將於2025年全面廢除動物實驗，致力發展動物實驗替代方案。在亞洲，日本與韓國分別於2007及2009年成立替代方法驗證中心。我國「動物用藥品檢驗標準」中，已將注射液及滅菌懸浮液之小白鼠安全性試驗，改由細菌內毒素試驗替代；「化粧品衛生安全管理法」禁止化粧品安全性評估進行動物實驗；「藥品查驗登記審查準則」規定熱原試驗應以非活體動物替代方式優先。國內法規持續跟進國際3R之趨勢。 六、我國現況與未來展望 　　我國動物保護法屬畜牧法規體系。但動物科學應用範圍包括人、動物、植物與環境用產品，即整個健康一體（One Health）領域，涉及的範圍相當大。因此，我國目前採科學應用機構內部自主管理，強化外部機關之監督及管理方式進行管理。前揭科學應用機關包括：專科以上學校、動物用藥品廠、藥物工廠、生物製劑製藥廠、醫院、試驗研究機構、其他經中央主管機關指定之動物科學應用機構等，涉及範圍相當廣泛。3R需跨部門與跨單位共同合作來推動，它不僅是生物醫學研究，也是社會、政治、文化與科技互動的研究（Science-Technology-Society, STS），科技渴望社會的支持。 　　我國近年生技產業蓬勃發展，實驗動物的3R應同步強化，以符合國際社會的期待。除需強化3R的推廣、訓練及監督機制外，推動實驗動物的3R科學研究亦有其必要性。值得注意的是，開發新的實驗動物替代方法，需參考國際現有規範（例如：經濟合作暨發展組織，Organization for Economic Cooperation and Development；OECD），國內也需有替代方法驗證審查機制，才能符合國內外產品登記主管機關的要求，使研發之產品能順利商品化。 參考資料： 1.    Bruce K. Alexander, Pharmacol Biochem Behav. 1981 Oct; 15(4):571-6. 2.    Christal Pollock, J Avian Med Surg. 2016 Dec; 30(4):386-391. 3.    Harry F. Harlow, Sci Am . 1959 Jun; 200(6):68-74.  4.    https://www.nobelprize.org/uploads/2018/06/frisch-lecture.pdf 5.    Jarrod Bailey, Altern Lab Anim . 2018 Nov;46(5):291-305. 6.    John B. Calhoun, Proc. R Soc Med. 1973 Jan; 66(1 Pt 2):80-8. 7.    Nuno H. Franco, Animals (Basel). 2013 Mar 19; 3(1):238-73. 8.    Rachel Hajar, Heart Views. 2011 Jan; 12(1):42. 9.   Russell, W.M.S.; Burch, R.L. The Principles of Humane Experimental Technique; Methuen & Co. Ltd.: London, UK, 1959.

新型態高壓加工技術－蔬果產品加值應用之新契機 國立臺灣大學園藝暨景觀學系 吳思節 副教授 財團法人農業科技研究院農業政策研究中心 劉育姍 主任 國立臺灣大學園藝暨景觀學系 徐源泰 教授 一、高壓加工技術發展現況 　　傳統食品加工中多採用高溫滅菌、乾燥、巴斯德殺菌（HTST）、超高溫瞬間滅菌、蒸煮、醃藏或使用食品添加物等加工方式，以進行殺菌或抑制微生物生長，延長食品保存期限，或賦予加工食品不同的風味與型態；然熱加工亦可能導致食品原料的顏色、香氣風味、質地、營養、功能發生不良變化。為使食品可以保有更好的品質、營養與功能性，全球食品產業積極探索不同的加工技術，並從傳統「熱加工」的方式轉向「非熱加工」進行創新。 　　非熱加工技術的範疇相當廣泛，其包括冷凍冷藏、輻射照射技術、脈衝強光照射、低溫電漿、臭氧，以及近年來廣受關注的高壓加工（High Pressure Processing, HPP）技術。高壓加工技術包括動態高壓加工（High Dynamic Pressure Processing，HDPP）與高靜水壓加工（high hydrostatic pressure processing，HSPP）技術。其中動態高壓加工如高壓均質技術（High-pressure Homogenization），是運用衝擊波（shockwave）使加工原料更為均勻細碎化；而高靜水壓加工則是以水作壓力介質對原料進行加壓作用。而採用高壓加工技術的食品，其風味並未受到高溫破壞，因此與新鮮原料較為相近。將其運用在對新鮮風味有高度要求的果汁產品，或是質地較為特別的調理食品，於消費者端都有較好的品質評價。 　　由於目前高壓加工的成本仍遠高於熱加工技術，因此縱然許多實驗已證實高壓加工技術於殺菌或風味口感改善具有良好效果，但在商業化應用的進展仍較為緩慢；直至近二十年，消費市場上才有較多的高壓加工產品推出。如全球連鎖咖啡店業者星巴克亦於2011年買下連鎖果汁公司Evolution Fresh，利用高壓加工技術開發果汁產品，跨足高壓殺菌果汁市場。 　　此外，若要降低高壓加工的成本，首要之務是發展更低價的設備，或是提高設備的批次處理量。高壓加工量產化的設備最早於1990年由日本公司開始採用，之後法國、美國、瑞典等國之公司亦成功發展商業量產技術，並應用於果汁、蔬果製品、水產品、肉品等。目前產業界所使用之高壓加工設備處理容量已經達到450公升，對運作效率及成本降低都有大幅改良。加上多家設備業者開始投入該市場，可期未來高壓殺菌的成本會持續下降。 　　在高壓加工設備發展及相關技術日趨成熟下，全球已開發應用的 HPP產品包括肉製品、果汁和飲料、蔬菜製品、水產品等種類。其中在肉製品主要為抑制微生物或增加醃製效果與風味；蔬果產品則是可維持其新鮮風味或形態；水產品除可用以延長保存期限外，亦可維持其新鮮口感；而其他如沾醬或泡菜等產品則可延長保存期限且不破壞既有風味。除此之外，臺灣也將高壓加工技術運用於開發軟化蔬果產品，其不但可維持蔬果特有的清新纖細風味，亦可與酵素共同作用，將較為脆硬的質地軟化，成為咀嚼力較弱的族群可食用的產品。 二、高壓加工技術於蔬果產品之應用情形 　　HPP若以殺滅致病原微生物或延長保存期限為目的而應用於蔬果加工，通常會結合巴斯德滅菌法，以延長產品貨架時間。其在果醬、蜜餞、果汁、蔬菜、牛奶、肉類和海鮮加工已廣泛運用，尤其用於水果保存可以延長保存期限至94天。如果以高壓加工技術運用於保留原態成份或增益為目的時，其可能用在抑制蔬果酵素反應，保留生鮮蔬果抗氧化物質，或是保留原食品中的熱敏感成份（乳製品免疫球蛋白、蔬果維生素B1、B2、C等）。此外也能夠保存外加機能性成分（如益生菌）避免熱破壞，或以高壓提升機能成分（如茄紅素、人蔘皂甘）萃取率，或用於改變食品澱粉組成、降低水果加工品的餐後GI而控制血糖、提高麩胺酸轉換為GABA神經傳導物質、調節心血管機能等。 　　日本過去一直是亞洲地區研究與採用高壓加工技術的領先國，其在高壓食品的開發相當多元化，如日本越後製果株式會社結合高溫與高壓技術，生產即食米和穀類加工品 ，可在常溫下儲藏七個月。並應用同樣的原理發展另一項即食糙米飯產品，由於高壓處理破壞糙米內部的組織，促進麩胺酸脫羧酶（Glutamate decarboxylase, GAD）對麩胺酸（Glutamic acid）作用，產生γ-胺基丁酸（γ-Aminobutyric acid, GABA）並在糙米內累積，使高壓糙米的GABA含量為一般糙米的3倍，此項技術原理亦可應用到其他具機能性成分的食品原料（如毛豆），如此一來不需額外添加，即可提升食品本身的營養價值 。 　　在蔬果處理方面，日本在1990年代即運用高壓加工技術製作各類果醬，而歐美業者如 BluePrint、Suja Life、Cargill、Esteban Espuna 亦將高壓技術應用在即食肉品、沾醬（如酪梨醬、莎莎醬）、果汁等產品上 。以往濃縮還原果汁製造方法係將果汁經高溫殺菌處理以及濃縮萃取，加工過程中蔬果原料受到高溫殺菌影響，導致色澤及風味改變、酵素失去活性及維生素C流失等問題。而果泥及果餡等水果加工品，經加熱殺菌製程，也易引起色澤變化。至於蜜餞及醃漬蔬果等加工品，亦經常為了保持產品質地及風味，多使用高濃度鹽分或糖分進行水活性調整，或使用苯甲酸或己二烯酸等添加物延長保存期間，進而衍生食品添加物使用不當、含鈉量偏高等問題。相較之下，利用高壓低溫殺菌製成的冷壓鮮榨蔬果汁，或運用於醬菜、蜜餞、蔬菜米、蔬果乾、蔬果粉製作，可有效保存蔬果的營養價值並符合食品安全要求。                        圖一、以高壓加工技術製成之營養強化蔬果粉(臺灣大學吳思節副教授提供) 三、高壓加工技術於臺灣蔬果產品加值之前景 　　近年來臺灣的食品公司已開發出多項高壓加工產品，其包括果汁、果塊、果泥等，並透過便利商店通路進行銷售。而高壓加工代工廠亦透過高壓加工專業服務的模式，與國內食品相關業者合作，提供各類食品高壓殺菌代工服務，產品涵蓋了水產、肉類、蔬果、調理食品；而各食品相關科研單位亦針對高壓加工技術於各類原料之應用也開始積極投入。 　　臺灣近年因氣候變遷之故，蔬果生產經常面臨產期變化、產銷失衡的問題，採用加工技術開發新型態蔬果產品，延長其保存期限與增加附加價值成為當前重要課題。如採用高壓均質技術於甘藍，可改變其粉體性質並增加生理效果，發展為具有多種功能性的膳食纖維原料；若以青花菜為原料進行高靜水壓加工，則發現其可維持蔬菜中黑芥子酶活性，進而提取出更多的異硫氰酸鹽；以毛豆為原料進行高壓加工，亦可發現有效提升GABA之含量，其皆為利用高壓加工提升蔬果產品機能性與附加價值之良好案例。                     圖二、利用高壓技術可提升青花菜中異硫氰酸鹽含量(臺灣大學吳思節副教授提供) 圖三、利用高壓均質微化技術可轉化甘藍中膳食纖維與提升生理功效(臺灣大學吳思節副教授提供) 圖四、以高壓加工技術提升GABA含量之毛豆加工產品(臺灣大學吳思節副教授提供) 　　此外，隨著臺灣高齡人口逐年增加，高齡消費者市場也快速擴大；在飲食方面，因年歲增長造成的咀嚼吞嚥障礙常導致高齡者有進食上的困難，從而引發營養不均或飲食限制而造成心理上進食負擔。若以高壓加工技術軟化堅硬蔬果（如蘋果、番石榴等），除可達到日本通用設計食品 （Universal Design Food, UDF）標準外，並保留蔬果色澤外觀及營養成分，發展適口性佳且色香味俱全之高齡食品。此外，對同樣有強化咀嚼吞嚥需求之頭頸疾病患者、嬰幼兒，亦可發展出貼近天然蔬果風味之產品，擴大我國蔬果加工產品之市場。                           圖五、以高壓加工技術製成的蔬果泥產品(臺灣大學吳思節副教授提供) 四、結語 　　隨氣候變遷加劇，農業生產的不確定性亦提高，其造成農產品產量的波動更為嚴重。而剩產除可能造成糧食浪費之外，亦造成農民收益下降。因此如何透過加工技術對剩產之農產品加值並延長其保存期限，穩定消費市場的供應，成為我國農政單位亟欲解決的課題。高壓加工技術除具有傳統熱加工之殺菌功效之外，對於熱敏感的蔬果產品亦有保存風味、提升口感、強化機能性之效果。隨技術發展穩定以及加工成本降低，其未來可透過發展機能性原料（如機能性蔬果粉）、高齡與幼兒食品等，對我國蔬果原料進行加值與替代進口原料，進而達到穩定蔬果產品市場價格與農民收入之效果。

有機農業促進法對台灣農業發展政策之啟發 董時叡 國立中興大學農業暨自然資源學院副院長 兼有機農業推動中心執行長 一、有機農業促進法與農業基本法 　　2018年5月30日公布實施的《有機農業促進法》，雖然在台灣的農業史上是首見由立法院三讀通過列入「法」的位階之農業相關法規，但是相對於鄰近國家日本於1961年即頒布的《農業基本法》，以及因應農業環境變化於1999年新提出《糧食 · 農業 · 農村基本法》（又稱「新基本法」），日本在基本法施政架構下，2006年才通過有機農業促進法。台灣在農業發展政策上，卻在缺乏適當的農業基本法條件下，先行通過了有機農業促進法，在程序上其實是有些不足的。 　　回顧台灣的農業發展政策，向來都以1973年制定的《農業發展條例》以及之後的修訂內容為依歸，但是近年來隨著產業和社會劇烈變遷，農業發展條例以往頭痛醫頭，腳痛醫腳的修法方式，其實已無法因應農產業變化和未來發展的問題。此一問題呈現在幾個面向，一方面「條例」的位階不如「法」，缺乏較上位的法，讓農業不受重視；另一方面，隨著時空背景的劇烈轉變和農業的多元化，農業發展條例所標示願景和內容已經不足以因應台灣糧食、農民、農村與農業的發展所需。 二、農業與工業用地衝突中的有機農業促進法 　　缺乏農業基本法，就缺乏宏觀和長遠的農業視野和遠景，常讓農業相關法規侷促於一隅，而缺乏科技證據之支持，也常讓農業用地在面臨工業爭地時，呈現說服力不足的困境。以有機農業促進法為例，自從通過以來，有兩件有機農業與工業爭地的糾紛引起各方注意，一個是台南市的一個有機牧場與台南市政府綠能產業園區的爭地，一個是高雄市中崎有機農業專區與高雄市政府規劃的橋頭科學園區爭地事件。兩個事件的共同點，都是地方政府和有機農業經營者，爭取台糖公司農地合法使用權，而在整個事件中，有機農業經營者都嘗試引用有機農業促進法來捍衛農業使用的適當性，但也都面臨該法解釋力有限的窘境，而同時當工業使用提出其可創造的效益時，農業卻無法提出足夠科學證據，說服地方政府繼續農業使用的優勢是什麼。【延伸閱讀】探討有機農法、農藥減量栽種與生物多樣性之關聯性 　　以中崎有機農業專區為例，整個事件遇到最大的困境，就是一方面科學園區或工業區設立牽涉的行政主管機構內政部、科技部、經濟部等行政層級都高於農委會，農工用地衝突交涉時雙邊地位即不對等。尤有甚者，整個台灣的有機農業發展，是由農委會農糧署農業資材組下轄的有機農業科主掌，以一個如此重要之立法產業，卻由層級很不對等，人力很有限的科室執行，在跨部協商時不免矮人一截；另一方面現行的「農地農用」認定主管機關雖然是農委會，但是主掌土地，決定「農地非農用變更」主管機關卻在內政部，因此才會發生諸如內政部與農委會對於是否應該保留科學園區預定地中的中崎有機農業專區，意見相左的情事。 　　另外，就法律適用層面來看，依據內政部2018年11月發布的「變更高雄新市鎮特定區主要計畫（配合第二期 發展區設置產業用地）案」，其中已述明園區土地使用將以高科技產業及研究發展育成中心為主，這也是橋頭科學園區設立的根據所在。而儘管《農業發展條例》第十條談到「農業用地於劃定或變更為非農業使用時，應以不影響農業生產環境之完整，並先徵得主管機關之同意；其變更之條件、程序，另以法律定之。在前項法律未制定前，關於農業用地劃定或變更為非農業使用，依現行相關法令之規定辦理。」，而農委會也於2000年訂立「農業主管機關同意農業用地變更使用審查作業要點」，以規範農地變更，但在該要點第六條卻指出非都市土地特定農業區之農業用地，經行政院核定之計畫或公共建設之所需用地、依土地徵收條例規定得辦理徵收事業之所需用地，得申請變更使用。因此依法來看，橋頭科學園區依內政部政策和徵收條例，變更農地使用似乎佔了優勢。 　　而依有機農業促進法第七條第二款規定，「農產品經營者承租公有或國營事業土地並通過驗證者，其土地租期應給予十年以上二十年以下之保障」，然而在法條上的前提要件都敘明該土地應作「農業使用」。但是何謂農業使用？《農業發展條例》第三條第十二款，即指出農業使用係指「農業用地」依法實際供農作、森林、養殖、畜牧、保育及設置相關之農業設施或農舍等使用者。由於中崎有機專區的土地使用分區，在高雄市政府向台糖承租前，已被劃設為「住宅區及公共設施用地」，所以不符合「農業用地」的先決條件。因此，有機農業專區若要與內政部爭地，在法律上恐較不利。而促進法給予的十年以上二十年以下租期保障，也因該土地非農業用地，而無法適用於專區內的有機農民。 　　因此顯而易見的，目前的農業相關法規對於農地轉為非農業之變更利用，存有許多漏洞，加上一旦科技部或內政部規劃的科學園區，在經濟為主大旗之下，有經濟部的支持，復有地方政府啟動土地徵收條例徵收農地，以農委會的行政層級，很難與這些機關平起平坐，對等討論，遑論發揮實質影響力。 三、農業法令之外的科技運用 　　在上述兩個以有機農業促進法辯證的過程中，當面對地方政府以科學園區所能創造的經濟效益、就業機會等數據作農地變更使用辯解時，農業這端往往只能在理念上提出維持有機耕作所能造就的生態利益、環境保育益處或對人體健康之助益來捍衛土地農用正當性。但這些非經濟面的效益，大多只在於言詞、理念的闡述，卻缺乏實際的數據資料或客觀科技呈現的證據，因此也就顯得欠缺說服力。 　　就中崎有機農業專區的例子，農業部門可爰用的法令主要有兩個，一個是《野生動物保護法》，一個是《有機農業促進法》。由於中崎有機農業專區為政府公設之有機農業專區，就生態面而言，專區附近有珍貴的泥火山地質景觀，鄰近還有一級保育類動物–東方草鴞棲息地。依據《野生動物保護法》第八條「在野生動物重要棲息環境經營各種建設或土地利用，應擇其影響野生動物棲息最少之方式及地域為之，不得破壞其原有生態功能。必要時，主管機關應通知所有人、使用人或占有人實施環境影響評估。」因此政府在增設橋頭科學園區，進行環境評估時，應該考慮到生態環境及野生動物的處境。 　　而此一論點目前看起來並未受到重視，原因之一是台灣的有機農業界非常缺乏有機耕作對於生態環境、野生動物保育、生物多樣性、溫室效應助益之科學觀察紀錄、資料庫建立和大數據分析，以至於在工業界提出經濟效益數據分析時，有機農業界卻提不出環境效益、生態效益等非經濟面的數據反駁。長期而言，農業界需要長期大量的監視、統計分析、智慧科技和資訊科技之資通訊技術（Information and Communication Technology, ICT）協助，才能以科學數據說明生態環境效益優於經濟效益之處。 　　上述困境在近年鬧地沸沸揚揚的農地工廠就地合法風波中也透露出一樣的無奈，經歷了2019年立法院通過工廠管理輔導法修正案，加上經濟部的強勢主導其合法化，農委會捍衛農地未成，應該是感觸良多。 四、結語：農業基本法立法與科技運用的必要性 　　由以上例子可看出，面對農業與工業爭農地的衝突，目前農業發展條例、有機農業促進法和野生動物保育法等，都無法有效詮釋或解決問題，因為整個農業發展缺乏清楚的發展願景和目標，使得農業相關的法令在處理類似衝突時，欠缺整體的指引，因此目前第一要務應該是盡快訂立農業基本法。而第二要務是最高農業行政機構的農業委員會也必須盡快升級成農業部，以及讓目前層級不對等的有機農業科升級，才能與經濟部、內政部和科技部等部門對等商討，爭取農業部門的權益。第三，必須加強科技的運用，長期建立農業對土壤環境、水文、地景、生態多樣性、極端氣候、國民健康等的正面助益資料，以凸顯農業的非經濟面效益，才能對於工業部門提出的經濟效益，做出對等的回應。請參考圖一，農地農用問題解決架構圖。 圖一　農地農用問題解決架構圖 　　台灣長期以來在「以農業培養工業，以工業發展農業」的發展策略上，早期只偏重於以農業培養工業，然後近期並未落實以工業發展農業，反而有點變成「以工業犧牲農業」。隨著COVID-19疫情全球化的發展，全世界對於糧食安全的關注，以及在全球極端氣候問題日益嚴重的趨勢，農業的重要性日益凸顯出來，其未來的定位和發展願景關係著國家未來發展甚鉅，因此訂立農業基本法已經到了勢在必行之時。既然工業與農業爭地的問題，在可預見的未來仍不可免，就應該慎重思考面對工業用地的競爭農地，農業的應對政策是什麼？如果能經由農業基本法立法確立農地利用的立場，各級行政機構和農業相關法規就有明確的依歸，加上如能善用各種科技蒐集和建立精確資料，讓農業的價值被看見，這才是台灣未來農業發展真正的希望。

從菁創獎評審談農企業提升經營管理之道 黃癸榕 農業委員會科技農企業菁創獎評審委員 台北大學企管所（EMBA）暨淡江大學資管系兼任教授 壹、前言 　　菁創獎是為彰顯農業科技研發應用及農業創新價值，鼓勵農企業積極從事農業科技研發並應用科技於農業產業，促進農業產業創新發展，並帶動國內農企業標竿學習（benchmarking）風潮；針對從事與農業科技相關研發、生產或行銷之公司、農民團體與農業產業團體，由農委會委託中衛發展中心所執行的獎項甄選。進入決選之業者可獲公開表揚，決選獲獎者另頒發獎座，作為其他農企業（意指：指從事農業生產或農業試驗研究之公司）參考學習的典範。（詳見2019科技農企業菁創獎甄選規範） 　　菁創獎甄選活動已實施多年，2019年的獎項分成創新研發及科技應用等二類。在參選者填送報名表並檢附相關文件，經執行單位檢核表件合格之後，再由農委會邀集產、官、學界有關農業、經營、科技、行銷與智慧財產等領域之專家代表，組成專業評審小組進行評選。評選的程序分成初選及決選，初選採書面審查，並召開初選審查會議，二類獎項初選各以10 家為限進入決選。經初選通過進入決選者，再安排3位評審委員進行第二階段的實地審查。創新研發類的實地審查評分項目包括研發創新、研發投入、產業效應及經營管理；科技應用類的評分項目則包括創新模式、發展策略、應用績效及經營管理。在實地審查的過程中，受評企業須做口頭簡報、現場導覽以及問題答詢；再由評審委員針對候選企業評分，並列舉優缺點及提供建議，交執行單位彙總平均，並依分數高低排序，提交決選審查會議審議，選取各類前五名獲獎。 　　菁創獎屬於獎勵型的政府資源，其評審甄選過程，本質上類似企業診斷（business diagnosis）。在推動上，該獎項提供農企業一個促進創新研發與科技應用、改善經營管理的架構。農企業依據評審基準整備相關資料、撰寫申請書，揭露創新研發及科技應用的運作情況與成果，接受評選；在實地審查時並得藉由專業檢視，發現受評企業的優缺點及潛在問題，以供發展解決方案，進行改善創新；其過程中的經驗交流及建議諮詢，更可促進跨域知識移轉（knowledge transfer），有利農企業深化科技創新及經營管理。至於期末的頒獎表揚，除具激勵功能，並可達到標竿學習的效果。 　　入選菁創獎的農企業通常是規模已具，且有創新研發及科技應用實績的業者，其得獎者更是業界的標竿。筆者曾多次應聘擔任菁創獎評審委員，連同過去參與相關專案及計畫之審議和輔導的經驗，接觸過眾多不同屬性的農企業及其他企業，與業界交流及互動良多；其間並得視機依評審事項及企業輔導準則，從生產與作業管理、行銷管理、人力資源管理、研發創新管理、財務管理、企業電子化等面向，逐案提供相關建議給業者參考改進。玆於近期完成菁創獎評審之後，再系統化歸納出一些台灣農企業的共同問題，並彙整有關改善與創新方面的建議，以供日後有意參加菁創獎評選的業者以及籌謀改善創新的農企業，做為提升經營管理的參考。 貳、科技農企業菁創獎參選業者整備的重點 　　依前述甄選規範，菁創獎的參選，在整備報名資料及簡報導覽時，屬創新研發類的業者，須考量研發創新、研發投入、產業效應及經營管理等評分項目。在研發創新項下，參選業者須著重研發主題、創新價值、技術成熟度，並突顯研發項目特色、創新性與可行性；在研發投入項下，參選業者須著重研發團隊、研發策略、研發計畫、智慧財產保護，並要有組織、有計畫性且持續投入研發工作；在產業效應項下，參選業者須著重技術應用模式、技術運用價值、帶動產業效益，其研發項目應具有商品化可行性，以及預期的產業貢獻度；在經營管理項下，參選業者須著重經營願景、策略（strategy）與模式、組織架構與管理，且其經營管理模式要能持續提升研發能量。至於參選科技應用類獎項的業者，則須考量創新模式、發展策略、應用績效及經營管理等評分項目。在創新模式項下，參選業者須著重科技導入及創新模式，並要有導入科技及推動創新模式之構思及作法；在發展策略項下，參選業者須著重策略規劃、策略展開、智財運用，並要具有可促成企業創新模式發展所需策略規劃及運作之完整性；在應用績效項下，參選業者須著重量產規模、銷售實績、產業/社會/環境效益，並要呈現創新模式運用的實績與效益；在經營管理項下，參選業者須著重經營願景、策略與模式、組織架構與管理，並要確保其經營管理模式具有可持續提升創新應用及創造績效之能量。 　　除了遵照上述評分項目及標準之外，為了進一步彰顯營運績效，參選業者亦宜針對企業價值鏈（value chain）的活動中，有關材料資源取用、商品開發、場廠建構、生產作業、倉儲物流、行銷與銷售、客戶服務、員工培訓等事項，說明在研發創新、技轉加值、科技應用及管理改善等方面的重要作為，以及智財權保護及管理的成果。 　　上述農企業適用的價值鏈(Porter's value chain, 1998)包括進貨物流、生產作業、出貨物流、行銷與銷售及服務等主要活動，以及採購、技術開發、人力資源管理及企業基礎設施等支援活動。至於材料資源取用有關的例子，諸如飼料配方、種苗、技術、資材、肥料、給水、供電等。商品開發有關的例子，諸如種苗培育、品種改良、飼料添加劑開發、保健食品開發、中草藥開發、動物疫苗開發、種植/養殖環控系統開發等。場廠建構有關的例子，諸如養豬業設施佈置與設備規劃、食品加工廠選址與設施佈置等。生產作業有關的例子，諸如田間作業、養殖與屠宰分裝作業、食品加工作業等。倉儲物流有關的例子，諸如農產品儲存、冷鏈運輸等。行銷與銷售有關的例子，諸如網路行銷、賣場規劃、觀光工廠建立等。客戶服務有關的例子，諸如售後服務、保固維修、社群經營等。員工培訓有關的例子，諸如專業訓練、資格與能力檢定等。有關智財權保護，包含專利/商標/營業秘密的申請登錄；智財權管理則含智財權侵犯、仿冒、專利布局等。 參、從評選輔導面談農企業提升經營管理之道 　　農企業係指從事農糧、林業、水產、畜牧、微生物、藻類、寵物、生物經濟等農業領域之企業，其營運事項包括育種、育苗、耕種、養殖、收穫、捕撈、病蟲害防治、防疫檢測、飼料資材供應、研究開發、科技應用、生產加工、物流倉儲、行銷販售、廠場管理、廢棄物處理、資訊處理等。農企業的經營管理有別於製造業及服務業，但卻有諸多共通之處。本文從經營模式、開發設計、生產作業、行銷拓展、人力資源、財務投資、企業電子化、政府資源等面向切入，並融合評審與輔導眾多不同屬性企業的經驗，提出一些可透過改善創新，提升台灣農企業經營管理的建議如下： 一、界定改善創新範疇，並採用具有競爭力的經營模式。 　　經營營理的改善創新，首要界定改善創新範疇，包括涵蓋的商品種類和經營要項，以及跨越的範圍（單一廠場或完整體系），以便集中資源，聚焦在選定主題，並建構或改良經營模式（business model）。經營模式又稱商業模式，可突顯某企業的經營特色及運作方式，亦可塑造產品生產或服務提供之獨特性與差異化，是企業改善創新重要的一環。經營模式得明示目標市場、提供切合客群需求的價值主張以誘發市場商機，並界定營收機制及成本結構，可為企業創造價值與利潤。行銷模式則是各種行銷策略、部署策略、行銷計畫活動及行銷工具的組合，亦可歸屬為廣義的經營模式，其運作乃在配合目標市場及客群的需求融入創意、善用科技，發展或改善行銷組合，藉以提高行銷績效。在農企業經營管理中，稻米業契作共銷模式、牛樟業代種托育接力模式、養蜆業/養蜂業六級化經營模式、養豬業循環共生模式、茶業產銷平台運作模式等，都是經營模式的典範。 　　經營模式是企業創造與遞送價值及獲取利益的機制，農企業宜檢視現行經營模式之運作，其經營模式不明者宜彙整建立，在建構時可用圖形示意、輔以文字說明，或以Osterwalder & Pigneur（2010）提出之經營模式圖（business model canvas）、Maurya（2012）改良過的精實圖（lean canvas）呈現設計成果。經營模式圖提出檢視現行經營模式的架構，包括關鍵夥伴（Key Partners, KP）、關鍵活動（Key Activities, KA）、價值主張（Value Proposition, VP）、顧客關係（Customer Relations, CR）、目標客層（Customer Segments, CS）、關鍵資源（Key Resources, KR）、通路（Channels, CH）、成本結構（Cost Structures, CS）、營收來源（Revenue Streams, RS）等九個組件。精實圖之架構則以問題（Problem）、解決方案（Solution）、關鍵指標（Key Metrics）及特殊競爭優勢（Unfair Advantage）取代了經營模式圖中的關鍵夥伴、關鍵活動、關鍵資源及顧客關係等單元，但仍保留價值主張、目標客層、通路、成本結構、營收來源等項，適用於新創事業。 　　經營模式圖及精實圖提供了建立及改善經營模式的有用工具。對於既存企業，可先根據內外部分析的結果，以產品與服務為核心，將相關要項逐一填入經營模式圖的九個宮格，來勾勒企業的經營模式；其後再檢視現行運作情況，配合創意、透過分析與討論，修改原列要項、進行改善創新。新創事業則可使用精實圖逐欄填入相關要項，即可設計與呈現企業的經營模式。 二、致力新商品開發，推動技術商品化、模組輸出及整廠輸出，以豐富企業商品線。 　　農企業除提供現行產品或服務之外，為滿足消費者的需求或潛在需求，宜多應用新科技、既有科技或物料資源，透過配方、品種、流程、結構、材料、尺寸、造形、包裝、顏色、服務遞送系統等元素的不同組合，進行新商品開發，以配合市場需求，擴大商品種類增加營收。新商品之開發要能創造新功能、新特性、新品味、新體驗，以提高價值與效用，並塑造差異化；品質機能展開及價值分析是商品開發過程可用的方法。有些農企業營運長久，常會累積技術或秘方，亦應融入商品開發，推動技術商品化；此外對於那些商品市場已經飽和的企業，或在不影響市場競爭的情況下，亦可考慮複製營運系統（包括設備、技術、原物料、SOP等），進行模組輸出或整廠輸出，以擴大營業項目、豐富企業商品線，拓展國內外市場。然而對於那些沒有市場效益的商品，則宜檢討整併或刪除下市，以利企業資源聚焦運用。 　　在接觸過的業者中，諸如A3公司的薏苡保健食品、B4公司的自動計量秤重機、C2公司的生物可分解農地膜、C3公司的無抗養殖雞蛋及飼料、C4公司的甲魚蛋犬貓抗敏飼料、D2公司的蘭花育苗技術、E2公司的植物基因調控技術、E3公司的寵物抗腫瘤藥，G1公司的口蹄疫病毒蛋白抗體快速檢驗試劑、G2公司的菇類栽植液態接菌技術、J3公司的農地改良技術、K1公司的蜆精，皆為亮睛的新產品開發或技術商品化的案例； A4公司溫室栽培及B2公司植物工廠的整廠輸出亦已邁出步伐。此外A3公司的植物新藥、B3公司的智能魚苗培育、B4公司的智能環控系統及C3公司的無抗寵物雞組等，皆是後續新商品開發、技術商品化及整廠輸出的潛力案源。上述標竿案例殊值其他農企業做為擴大營業項目、豐富商品線的參考借鏡。 　　新商品開發、技術商品化、模組輸出及整廠輸出，除要有適當主題，並須形成專案，確定商品規格、規劃供應體系與生產作業、制定相關標準作業程序（standard operating procedures, SOP）、進而排除市場障礙、串連物流與通路、拓銷市場。此外並宜估列成本與收益，發展損益平衡與回收期分析模型，以利瞭解投資報酬，進行產銷調控。 三、著重研發創新及技術移轉與合作，加強科技應用，藉以提高價值鏈活動績效。 　　上述商品開發及技術商品化，概須仰賴科技（technology）與專業知識（knowhow），其整合與應用可以開發新的產品與新的服務，創造新功能、新特性、新品味、新體驗，或改進品質、降低成本；亦可提高企業價值鏈相關活動的運作績效。除了本業有關的技術之外，無線射頻識別（RFID）、二維條碼（QR code）、可程式化邏輯控制器（PLC）、光機電感測器（sensors）、資通技術（ICT）、大智移雲科技（大數據、智慧裝置、移動應用、雲端運算）、物聯網（IoT）、全球定位系統（GPS）、地理資訊系統（GIS）、人工智慧（AI）、遙感技術（RS）、無人機（UAV、drone）、機器人（robot）以及相關資訊系統和APP等科技的取得與應用，皆是建構智慧農業的基礎。有關技術與專業知識可經由企業經驗累積或自行研發，亦可透過技術移轉，以合作或購買的方式取得。自行研發需要時間與成本，但對企業長久營運十分重要；技術移轉可來自研究機構、學校或產業界，產學合作是台灣中小企業經常採行的方式。農業試驗所、農業改良場、農業科技研究院、食品研究所、農業相關系所、硬軟體設備及相關廠商等，都是台灣農企業可以技轉或合作的對象。 　　在接觸過的業者中，有多家充分透過研發及技轉與合作，獲取技術並妥善應用在商品開發、技術商品化及生產加工作業上，績效顯著。例如：一些禽畜養殖或農作物栽種的業者，應用物聯網技術、可程式化邏輯控制技術，結合光機電感測器材、資訊工具及APP等，開發或改善環控系統，進行農業生產活動（例如育苗、育種、養殖、栽種）之監視與調控，以確保產出品質並建立生產參數資料庫，進而擴大應用領域；A3公司利用超臨界二氧化碳萃取技術，開發植物新藥及本土中草藥，並推出多項保健產品；A5公司透過技術移轉，運用提煉與純化技術，開發高端鴨油；B1公司利用急速冷凍IQF技術確保農產品的色形、熱穿透處理技術確保農產品之風味與口感、高溫高壓處理技術達成農產加工品滅菌及延長常溫保存期限；B2公司應用LED光源、微生物發酵液態肥、超微細氣泡水及自動化等技術，在立體農場種植蔬果；C3公司應用中草藥及生技配方製成家禽全素飼料添加物，建立無抗及無臭養殖技術，來改善飼養環境及雞肉與雞蛋品質，提高商品價值；C4公司應用低溫冷凍技術萃取甲魚蛋製成寵物用保健營養品； J2公司透過技術移轉及產學合作，開發植物細菌性軟腐病病原Ech快速檢測試劑套組；此外並有多家業者透過有機栽培技術建立產銷履歷。以上案例都是廣泛應用科技，提高企業價值鏈相關活動績效的典範。 　　透過研究發展、技術合作及技術移轉等方式，進行商品開發、技術商品化、技術加值、流程開發、設備改善的成果皆應做好智財權保護，包含專利/商標/營業秘密的申請登錄。另外也要有妥善管理智財權的作法，除了要配合市場做好專利布局、防患本身的智財權被仿冒，也要避免侵犯他人智財權。申請與維持智財權保護所費不貲，重要技術在主要市場確須申請保護，但過度申請保護則會墊高企業成本；在技術加值或整合外購零組件成為自有商品的情況，也要注意是否會造成專利侵權的問題。 四、建立商品規格，推動標準化及驗證，確保品質安全並彰顯專業公信。 　　對製造品來說，商品規格是產品及零組件之規格，可用組合圖、視圖、剖面圖、圖像、影片及文數字說明等方式，呈現功能特性及樣式；種植或養殖的農產品，可用圖像、影片及文數字說明，呈現外觀、尺寸、重量、色澤、新鮮度及功能特性等；服務業提供的服務商品，其規格則在列舉服務內容及類別，說明服務遞送系統的組成，並將服務流程以流程圖、服務藍圖、圖像或影片等方式呈現；至於服務商品由實體產品與服務組合而成者，則可兼採上述呈現方式，相互配合部分則要善用文字說明，並輔以圖像、影片示意。 　　農企業基於長久經營的考量，對於所提供的主力商品應建立完整的規格，並配合相關硬軟體設備，建立生產或提供該等規格商品的標準作業程序及檢驗方法。上述規格的建立必須符合法規，並與市場要求的標準相容；其相關管理制度亦應遵循適當的國際驗證標準。在作業流程方面，對於既有或習用的流程，可先依現況繪製整理，再透過合理化、最佳化與標準化，形成標準作業程序；對於新引進的流程則要參考類似流程，透過模擬、修正，形成最佳化的流程。 　　上述商品規格及標準的建立與遵循，是農企業及其商品推動標準化及驗證（認證）的基礎，其功用在於確保品質與安全、建立專業公信力、爭取國際認同、切合市場需求及取信消費者，並奠定紮實的生產與作業管理基礎。具體作為包括：相關標準的採用/制定與實施、標準作業程序的訂定、建立與實施相關管理制度，並尋求特定商品、流程或制度在安全、品質及功效等方面的驗證（certification），以及對機構與人員專業能力的認證（accreditation）；例如CNS正字標記驗證、FDA健康食品驗證、CAS優良食品驗證、ISO9001品質管理系統驗證、ISO14001環境管理系統驗證、ISO22000食品安全管理系統驗證、ISO45001職業安全衛生管理系統驗證、HACCP（Hazard Analysis and Critical Control Point）驗證、ISO22716化粧品GMP驗證、GAP驗證、產銷履歷驗證、再生能源驗證、清真驗證、友善畜養驗證、人道驗證，以及TAF實驗室認證等等。上述驗證與認證廣為菁創廠商運用，惟對於特殊商品或製程的功效或可靠性（例如寵物食品抗敏的療效、鹿茸萃取液的抗發炎功效、牛樟芝的藥效等），尚應尋求理論依據及國際專業機構的驗證，以利取信消費者、拓展國內外市場；另透過相關專利的申請與取得，亦可提供專業與可靠性的佐證。 五、致力品質管理，追求操作條件的最佳化，建立生產作業或監控參數資料庫，創造衍生功能。 　　品質管理應著重事先預防，而非發生品質不良再做處理；因此品質管理要強調設計品質、製造品質、管理品質，而非只是注重檢驗品質。企業要兼顧上述面向，根本之道在於建立與實施全面品質管理（total quality management, TQM）制度；ISO 9001提供了建立全面品質管理制度的架構與基礎。企業可以運用品質機能展開及價值分析等方法增進商品的開發設計品質，並根據設計規格及操作條件，做好原物料接收檢驗、產出過程監控、成品查驗、物流遞送及售後服務等，進行全面性的管理，以確保商品品質及其穩定水準。農企業在未建置全面品質管理制度之前，可應用抽樣檢驗、製程管制等較為簡易的品管技術與工具，確保種植、養殖、生產加工或服務提供的品質。之後再將重要活動的投入與產出納入管制，逐步整合上中下游及相關業者，建構供應鏈的品質管理制度。 　　上述抽樣檢驗是很多企業簡化進料檢驗，及驗收客戶貨品常用的簡易方式。基於成本及時間的考量，企業常會針對所採購的物料/產品或將出貨的商品，應用統計理論隨機抽取少量樣本進行檢驗，再根據樣本檢驗結果判定該批物品是否達到允收的水準，而無須100%逐件檢驗。至於製程管制（過程管制）則是在種植、養殖、產品生產或服務提供的過程中，針對關鍵活動的操作條件或產出結果進行監督量測，以免不符合的產出進入下階段流程，並找出造成不符合的原因予以排除，這種確保產出品質的做法，重在追求操作條件的最佳化。農企業可借重實驗計劃法找出最佳條件的組合，並可應用資訊通訊、物聯網、大數據分析、人工智慧及光機電等技術，監視生產作業情況並做適當調控，藉以提升動物養殖、農作物種植及食品加工的品質，這也是推動智慧農業的要項。 　　在接觸過的業者中，A3公司利用超臨界二氧化碳萃取技術，發展最佳萃取條件，有效率地萃取天然植物的活性成分，開發農業生技相關商品及原料；B1公司建立相關農產品加工之熱穿透處理、急速冷凍、低溫風乾等生產作業的製程參數，逐步透過合理化、最佳化，形成製程標準；B2公司的植物工廠應用物聯網技術及光機電感測器材等，控制各項室內種植參數，包括種植環境的微氣候，氣溫、水溫、酸鹼度、光照度等，藉以提升種植品質與生產力；B4公司開發不同案場的智能環控系統，使用各類感測器監視土壤溫度、濕度、降水量、空氣濕度、氣壓、光照強度、風速風向等作物生長參數，並作精準調控，維持最佳種植條件。上述各公司製程管制的作為，除落實品質管理，更可隨案例的增加及經驗的累積，歸納最佳化的操作條件、發展生產作業參數資料庫，進而發揮大數據分析的功能。 六、做好產能規劃，提高關鍵設施或設備的利用率，確保供給並降低單位生產成本。 　　產能是由營運系統內相關生產資源所構成，廣義的產能包括廠房或店面空間、設備、生產線、物料、人員、技術、水電燃氣等資源，這些資源的量能要足夠且能及時供應，彼此之間更須互相配合，才不會折減整體量能，影響產出。然而產能過剩也會墊高產品生產或服務提供的單位成本，造成浪費。農企業產能規劃應配合市場需求，並能適時進行調控；投資金額較大的設備，要儘量提高產能利用率（設備使用率）發揮經濟規模效益；如計劃擴充設備，則應評估中長期市場需求。最佳產能的規劃，在於測試找出企業營運的最小有效規模（minimum efficient scale），亦即單位生產成本最低的營運規模，並將其設定為產能規劃基準。 　　在接觸過的業者中，例如A1公司的沼氣發電設施、A2公司的碾米設備、A3公司的超臨界二氧化碳萃取設備及製藥生產線、F2公司的急速冷凍IQF設備及B2公司的植物工廠等的投資建置，均耗資甚鉅。此等設備與設施應經常檢視產能利用的情況，如果利用率不高或產能過剩，可加強開拓市場或提供代工服務；並研究應用相關科技，促成產能共享，藉以提高產能利用率、避免設備閒置。如果產能不足，則在考慮增置設備之前應評估需求屬性，其屬短期需求者可採加班、外包等方式或做好專案管理，進行彈性調整因應；切忌重複投資造成浪費。關鍵設備的投資應配合市場拓展，進行損益平衡或回收期分析，密切注意營業目標與產銷配合的問題。至於整廠輸出的情況，則宜配合市場需求，發展產能規模不等的模組，並建立不同模組的財務評估模型，以利客戶參考引進。  七、妥善進行設施佈置與工作設計，並運用溫網室栽培，藉以提高作業績效與生產力。 　　設施佈置（facility layout）係指在空間的限制下，配合所產出之產品或服務的屬性，將企業營運所需的實體資源，包括組織部門、機器設備、設施、物料、工具等，進行最佳的區位配置，以達到系統中流程運作及人員與物料移動的順暢。工作設計（job design）則指工作內容與工作方法的設計，其對提升相關作業之效率與品質的關係密切，也與設施佈置的成效相輔相成。農場、漁場、牧場、農產品生產加工廠的運作，均應做好設施佈置與工作設計，以提高營運績效。 　　妥當的設施佈置必須能配合產能需求，也要適應流程規劃，並做好空間與動線配置、注意環境管理、善用物料搬運設備、安排關係部門毗鄰，以利實體與資訊流通、提高生產力、降低作業成本。除了上述質化佈置原則之外，人體工學、圖形輔助、最佳化模擬、電腦化的方法與工具，亦可用來改善設施佈置績效、呈現規劃結果。至於工作設計可借重人因工程及系統化方法，達成工作場所、工作環境、工作行為及工作方法的最佳化，以助建立兼顧品質與效率的營運系統。 　　利用溫室/網室栽培，可創造農作物適合生長的微氣候環境，也可避免農作物受到病蟲害、天候、地力等因素影響品質及供給，不只可調節產期、平衡產銷，也容易管理農藥殘留的問題。農企業在設施佈置與工作設計的規劃階段，亦應依據農作物的屬性及農場狀況，從品質、安全、成本及交期等方面，評估是否及如何搭建溫室/網室栽培設施，從而熟習溫室/網室栽培管理的技術。 　　在接觸過的業者中，A1公司因應循環共生營運模式，陸續建置飼料倉儲與加工、豬舍飼養、豬糞處理、沼氣發電與輸電、外肥輸入、綠肥生產、有機栽植等作業區域及設施，其最佳化運作與設施佈置及工作設計密切相關；而B3公司的魚苗培育場，所涉池塘及設備管路配置的整建專案亦然。上述案場的設施與設備在循序建置過程，對於區位配置、設備安裝、流程動線、操作方式等事項的規劃，具有設施佈置及工作設計優化的問題，適合應用人因工程與最佳化模擬，達成系統中流程運作、人員操作及物體移動的順暢。另B1公司為方便農產收購、儲藏、加工及配銷，擇址新建倉儲加工廠，再針對冷藏、自動送料、急速冷凍、熱穿透處理、低溫風乾、包裝封口、智慧倉儲等作業，進行設備規劃及設施佈置，旨在確保作業流程的優化與動線的順暢，對於提高工作效率及品質具有正面功能。此外K1公司在黃金蜆的最後生長階段，應用立體養殖的概念育肥，亦即將黃金蜆移入多層的高密度養殖池，控制池內的溫度、餌料、藻相、水質等條件，在短期內迅速增加蜆體的重量與肥滿度，提高養殖收穫量與品質。以上案例，殊值農企業在農場選址、新建或整建廠房設施之時，做好設施佈置、設備規劃及工作設計的參考。 八、力行5S及精實生產，推動PDCA管理循環。 　　5S是指在生產與作業現場中，針對工作環境、人員、設備、物料、資訊文件、方法等生產要素進行管理，這是源自日本企業的一種簡易管理方法。5S的內容包括整理（Seiri）、整頓（Seiton）、清掃（Seiso）、清潔（Seiketsu）、素養（Shitsuke）等5個以拼音首字為S的活動事項簡稱。推行5S並無艱難的技術門檻，是企業管理的基本工作，但可適用於規模不等的各種行業。整理係指除了必需品外，非必需品必須清除、搬離現場，並依使用頻率區分處理方式及儲藏位置。整頓乃對整理後留在現場的必要物品歸類放置，並整齊擺置、清楚標識，以利簡易取得想要的東西。清掃乃將工作場所清掃乾淨，保持工作環境乾淨明亮，其範圍包括看得到與看不到的地方、工作場所之設施及機具。清潔指徹底實施整理、整頓、清掃等項工作，並持之以恆，達到真正改善，提升工作效率。素養則是一種自發性的約束，能形成從業人員自動遵守的習慣與紀律。很多農企業從家庭式管理轉型成企業化經營的過程，在生產與作業現場中，有關工作環境、人員、設備、物料、資訊文件、方法等生產要素的配置與運作互動，常會有重複、混雜、髒亂、習慣不佳等問題，此時推動5S的邊際效應（marginal utility）必佳。 　　精實生產（lean production）始用於日本豐田公司， 重在追求營運系統中各種浪費的減少，例如生產線上等待與阻塞的浪費、產能過剩的浪費、工件無謂移動的浪費、生產現場擺放不要物品的浪費、過度包裝的浪費等等；精實理念的落實，可讓活動去蕪存菁，提高營運績效。精實生產是5S的進階工作，其中即時剛好系統（JIT）的看板管理則是推動精實生產的重要工具。在台灣農企業已有應用5S及精實生產改善管理，成果顯著的案例，例如B1公司在食品加工處理的過程中，使用大量人力進行選別、處理及裝箱，另其蒸煮作業亦耗費大量能源，導致生產成本偏高，在推動精實生產之後改善良多。A4公司在溫室材料存放及零組件製造加工的現場，推動5S及精實生產之後，亦獲經營管理改善，榮登菁創獎之榜。 　　至於PDCA係指計劃（Plan）、執行（Do）、檢核（Check）、行動（Act）的管理循環；其運作旨在要求經營團隊確實遵照所擬訂的計畫執行並做檢核，如有不符須即時改正，並適時檢視時空環境及資源配置的變化，更新計劃內容，修正執行事項，以確保計畫能趕上變化。例如農企業普遍遵循的ISO9001（CNS12681），其品質管理系統的運作就充分融合PDCA的管理循環；系統中「規劃」係依據顧客要求事項及組織政策、鑑別及處理相關風險與機會、建立品質管理系統的目標及其過程，並整合要完成任務所需的資源，其功能就是PDCA的計劃（Plan）；透過「支援」助成「營運」，乃是將計畫付之實施，屬於執行（Do）；「績效評估」乃是依據政策、目標、要求事項及所規劃的活動，針對相關過程、產品及服務進行監督量測並報告結果，其作為屬於檢核（Check）；「改進」則是在必要時採取措施進行改正或績效改善，就是行動（Act）。 九、善用專案管理的方法與工具，達成交期、品質、成本等項目標。 　　專案管理（project management）乃是在限定的時間和經費下，計劃、組織，並管理各項與專案有關的工作事項與資源，以期達成預定的時間目標、品質目標及成本目標。其運作首先要進行工作分解結構（work breakdown structure），以將整個專案分解成可以控管的多個工作事項，分析各個工作事項執行的先後順序，以及彼此之間的相互依存度；並評估每一個工作事項須在何時完成、須要花費多少時間及資源來完成、由誰負責。其次可應用甘特圖（Gantt chart）或網路圖（network chart）排定各項工作的時程據以執行，並籌謀如果某項工作無法如期完成時的因應之道。 　　在專案執行的階段，企業應導入上述PDCA管理循環；並在專案計畫執行時進行風險管理，找出可能會讓計畫難以執行或導致失敗的因素，例如：資金缺口、技術瓶頸、人才流失、市場萎縮、供應失調等突發性的變故，事先籌謀因應之道，如此才能確保計畫的執行順利成功。 　　專案管理可應用在農企業的新產品開發、整廠輸出，也可以應用在批次養殖或種植的過程，更可以應用在農產加工廠、溫室設施、環控農場的設計施工等，其有效管理可協助農企業在時間、品質及成本方面，達成預定目標。農企業可針對特定的專案主題，界定專案範疇，再應用專案管理的方法與工具進行規劃、落實執行。 十、追隨有機栽植、無抗無毒養殖、人道/福利養殖、循環經濟、節能減碳的時代趨勢，建立產銷履歷並注意防疫。 　　農企業除透過五管（產、銷、人、發、財）及電子化等面向改善經營管理、提高投資效益、實現企業目標與願景之外；更應將履行社會責任、珍惜地球資源、環境保護、水土保持及生態保育等理念融入經營管理，來提升農企業價值主張的層次。其方式包括推動有機栽植、無抗無毒養殖、人道/福利養殖、節能減碳、導入循環共生經營模式等；例如農作物種植使用有機肥料與資材，禽畜牧場及漁場使用無抗無毒飼料、栽種鴨間稻有機米、魚菜共生、改善飼養環境、採行無痛屠宰，省水節電、回收減廢等具體作為，並透過產銷履歷的建立及管理制度的驗證，落實執行成果，形成循環經濟。 　　此外，疫病對於農林漁牧產品的產出品質與衛生關係重大；因此對於相關疫病，例如各種植物病蟲害、動物口蹄疫、豬瘟、禽流感、雞新城病病毒、魚蝦病毒等的防治要有具體措施。近期流行的COVID-19，波及不少國外農場及農產加工廠，影響農業生產與運銷；在台灣雖未發生，但切不可掉以輕心，亟須配合防疫措施，徹底防止。 十一、建立系統化行銷拓展機制，提高市場競爭力與占有率。 　　行銷是企業鞏固及拓展市場的必要作為。當前台灣農企業在行銷方面的推動與輔導手法，多著重在商情蒐集、行銷策略規劃、品牌形象/CIS建立、包裝設計與改良、通路建構、廣宣工具的製作與應用、參展規劃與模組設計、觀光工廠導入、故事行銷、行銷網站建立、O2O應用、代言人及youtuber行銷等等；上述基礎性的行銷工作誠屬重要，但這些零散的行銷計畫與作為有待系統化，在國際行銷方面的力道亦應加強。 　　系統化的行銷作為，首重週全的行銷企劃；對企業來說，不論是推出新商品或是為了提高既有商品的銷售績效，都須要做好行銷企劃。換言之，企業為了掌握市場需求、爭取商機，舉凡以原商品開拓新市場，或開發新商品擴大營業，都需要有適當的行銷企劃或規劃。完整的行銷企劃程序，首要根據發現的問題及需求與商機，來確定行銷主題、界定產品與服務；進而蒐集相關資料，進行外部分析（產業分析、市場分析）及內部分析，歸納有關商品、經營模式及企業（團隊）的SWOT，並設定行銷企劃目標。此時企業亦須借重市場目標定位（Segmenting、Targeting、Positioning, STP分析）找出目標市場，再配合目標市場消費者的需求與偏好進行產品定位。接下來要以主題產品與服務為核心，鎖定企劃目標與目標市場，依據分析評估結果，運用創意從產品面、價格面、通路面及推廣面，發展行銷策略，再配合人力及預算擬訂行銷計畫與活動。在這些過程中，為了確保商品能如數、如期、如質穩定銷售，建立供應體系及做好場店規劃的工作不能偏廢。此外為了強化商品行銷力，亦須透過商品設計、經營模式設計、行銷模式創新、網路行銷等方式，塑造差異化、爭取顧客及創造利潤。 　　至於推動國際行銷，除商情蒐集、商品促銷之外，尚包括技術移轉、模組輸出、整廠輸出、投資合作、直接投資（設廠產銷）等類型。在做法上須先選擇具有潛力的主題（包括商品、模組、整套系統），選定目標市場，開發國際行銷專案。專案開發工作包括配合目標市場進行商品開發設計、商務代理洽尋、法令障礙排除、參展拓銷、海外代工安排、驗證申請、通路開展、進口報關與配銷、海外倉儲物流、賣場上架聯繫、投資報酬評估等事項，並建立能創造海外收益的經營模式。 　　上述國際行銷專案的開發，台灣農企業存在具有市場潛力的主題案源；在商品外銷方面，諸如C2公司的可分解農地膜、C4公司的貓狗抗敏食品、F1/K2/K3等公司的飼料添加劑、F5公司的緩控釋肥料、H1公司的常壓發酵設備等；在技術移轉方面，諸如B3公司的魚苗育種技術、D2公司的蘭花育苗技術、J3公司的複合菌土壤改良技術等；在模組輸出方面，諸如A4公司的小型DIY溫室模組、C3公司的寵物雞模組、D1公司的種鵝產蛋辨識系統、J1公司的池底活化增氧設備等；整廠輸出方面，諸如A1公司的沼氣發電設施、B4公司的智能環控溫室、E1公司的生態循環水產養殖系統等；在投資合作或直接投資方面，諸如B5公司的環控植物工廠等。相關案源尚須透過目標市場選定，進行上述國際行銷專案開發工作，以便建立創造海外收益的具體機制，形成運作模式典範，並逐步複製至不同的區域及商品，擴大國際行銷的範疇與績效。 　　雖然近期國際市場因COVID-19因素，不少商品的國際行銷需求萎縮，但國際供應端的競爭對手亦多折損，正是我國企業盤點資源，蓄勢待發的整備時機。台灣有些農企業經過多年來的成長與輔導，已建立優勢與特色，其產能充足、品質亦佳；然而台灣市場有限，為擴大營收，未來仍須積極推動國際化。檢視台灣農企業當前國際化方式，主要是外銷出口，少數進行技術移轉或整廠輸出，在海外建立營運據點的業者不多。在台灣市場日趨飽和之際，具有國際行銷潛力的商品、技術、模組及整廠營運，殊值掌握當前契機拓展海外業務；其因成本或其他考慮不想另設分公司者，則可善用海外商務代理機制，協助處理國際商務。 十二、善用財務報表分析、損益平衡分析、投資報酬或回收期分析，配合產銷調控達成財務目標。 　　財務目標的達成是企業經營的要務，其檢視方法包括財務報表分析、損益平衡分析、投資報酬分析、回收期分析等。財務報表主要包括綜合損益表、資產負債表及現金流量表，應用財務報表的比率分析可評估企業的財務結構、償債能力、經營能力、獲利能力及現金充裕性等，以供投資合作者瞭解財務狀況並供經營團隊調整營運。損益平衡分析（break even analysis）可針對建廠及設備投資的財務評估提供重要資訊，並可做為追求利潤，進行成本、價格及產量調整的監控工具；此外也是評估是否擴大產能的量化模型。財務報表估列的及損益平衡分析產生的數據，都可用來評估投資報酬率與回收期。投資報酬率係指在某段期間投資的收益與投入成本的比率，回收期則是估算期初總投資金額在正常經營條件下回收所需的時間；投資報酬率及回收期，皆是評估建廠及投資專案財務績效的重要指標。 　　上述分析方法與工具，值供農企業評估經營管理與專案執行績效，檢視可否達成財務目標之用。相關專案之例包括新商品開發、整廠輸出、投資設廠、大型設施引進等；農企業可依據專案推動的成本與收入，建立損益平衡或回收期分析模型，評估投資報酬績效，並得進行產銷調控，達成財務目標。 十三、運用資訊系統串連供應鏈、發展大數據分析，並開發網站拓展數位行銷。 　　資訊系統與網站平台是企業提升經營管理績效、形塑經營模式的重要工具；小型商店須要建置POS系統，中大型企業還要有ERP系統，而不論企業大小，尚須依賴網站拓展行銷及發展平台，此外企業可使用APP透過行動裝置擴大應用功能。POS系統是很多店商用來銷貨結帳及管理存貨的資訊硬軟體組合。ERP則是整合及規劃企業用以滿足顧客需求資源的資訊系統，具有支援企業營運、助成電子商務的功能。大型ERP系統的導入，須循系統分析、系統設計、系統建置、測試操作等程序；小規模應用則可購置套裝軟體解決，並配合企業需求選用不同功能模組，建置客製化資訊系統。APP則為附屬在行動裝置，提供特定功能的小型應用軟體，近年來不斷推出，成為廣被樂用的資訊工具。【延伸閱讀】G7農業部長會議確保全球糧食安全之新瀉宣言 　　企業利用網站可以揭露商品與公司資訊、進行網路行銷、促成商品交易、建立顧客關係，進可串連供應鏈，形成一個由企業與其供應商、顧客及其他夥伴溝通與合作的開放平台，以利形塑獨特的經營模式來創造價值。小型企業受限於專業，過去想要自建網站平台困難重重；所幸當前科技進步，小企業或個人工作室只要申請到網域名稱並循主機代管方式，即可應用簡易的軟體工具，以低成本迅速自建網站，並逐步發展平台功能。 　　農企業除可依循上列方式建構網站，並可透過資訊系統的導入及APP的開發，逐步充實應用功能；進得結合資訊通訊、物聯網、光機電控制及感測、人工智慧等技術，以及案場代管的經驗，發展智慧化農業設施及產銷與商情資料庫，再應用大數據分析開發或衍生相關業務。在接觸過的業者中，C1公司的獸醫電子檢驗報告查詢系統、D3公司的種子揀貨排程智能管理系統、F3公司的智慧化田間管理系統及F4公司的農藥快速檢測雲端系統等，皆屬開發及應用資訊系統有成之例。 十四、做好人力資源管理，加強農業人才的技術與管理培訓。 　　妥善運用人力資源可讓企業落實價值主張及降低價值創造成本。農企業人力資源管理的內涵，除包括建立組織架構、籌組經營管理團隊之外，也要配合短中長期的目標，擬訂各部門的人才需求計畫，適時透過招募與訓練活動，充實人力資源的數量與素質；更要建立發展人力資源潛能的機制，不只在初期聘得適當員工，更要針對這些員工進行訓練，令其持續保持勝任工作的能力，並得以發揮潛能承擔晉階工作，進而培養多專長的員工，建立企業的彈性產能。 　　人力資源相關管理制度的規劃與執行，除要符合政府法規，並要透過績效評估、薪酬制度、福利措施，激勵員工專心奉獻，以期配合企業營運提供適量、適質及適合的人力資源。其積極功能在於追求去蕪存菁、適才適所，發揮生產力與效率，更讓適任員工能長任久安、激發工作成就感、發揮潛力，並與企業文化融合，進而透過產出回饋到營運績效。 　　為提高在商品開發、種植養殖、生產作業、行銷、人力資源、研發創新、財務管理、電子化等方面的規劃能力與執行績效，農企業宜適時針對特定主題或專案，提供員工內外部教育訓練或研討，例如農牧現場的工安衛訓練，禽畜加工廠實施HACCP制度或建立產銷履歷的研習、智慧農業技術的應用等，以期增進技術與管理能力，提昇企業競爭力。 十五、運用政府資源助成農企業發展。 　　政府資源是運用法令、政策、專案計畫，針對特定產業或功能提供租稅優惠、融資與優惠貸款、補助、輔導、獎勵，引導企業朝向特定方向發展（例如創業或綠能產業）或加強特定功能投入（例如：研究發展、人才培訓）。政府資源來自政府預算或運用基金嘉惠適用產業，企業如果能善加利用，對於資金取得、技術研發、經營改善、人才培育、品牌行銷、創業發展等，皆有諸多助益。 　　常見的租稅優惠，例如產業創新條例及中小企業發展條例，針對研究發展及創業發展，所提供的投資抵減、所得稅減免及研發檢驗設備的加速折舊等。融資與優惠貸款的功能主要在降低申貸門檻與資金成本，提高企業投資效益，例如青年創業及啟動金貸款、中小企業創新發展專案貸款，以及因應COVID-19的紓困貸款等。 　　有關補助型的政府資源，主要分成獎金補助及創業與專案補助等類。獎金類係針對鼓勵事項透過競賽、遴選，擇優頒發激勵獎金給企業、個人及團隊，例如創新創業激勵計畫。創業與專案類則係針對投資創業，以及企業投入商品與技術開發、營運管理、人力資源發展、市場行銷、永續發展等活動，鼓勵進行創新改善，所提供的專款補助。具代表性的創業與專案補助計畫，包括創業天使計畫、服務業創新研發計畫、協助傳統產業技術開發計畫、小型企業創新研發計畫、中小企業暨加強輔導型產業即時技術輔導計畫、農業科專計畫、科技農企業經營管理輔導系列計畫、農村社區企業經營輔導計畫、智慧農業業界參與補助計畫等；上述補助計畫，企業除可獲得計畫執行的經費補助，並得借重外部專業資源、擴展技術合作網脈。此外農企業亦得依農委會主管計畫補助基準，申請生產設施、生產機具、生產及防治資材、運銷設施及資材、集貨加工設施、水土保持設施、環境改善、林業及生態保育、展示展售活動、農業推廣教育、休閒設施及活動、漁業等相關補助。 　　上述租稅優惠、融資與優惠貸款及相關補助，可供適合的農企業透過申請取得。至於「科技農企業菁創獎」，與「新創事業獎」及「中小企業創新研究獎」等獎項屬性相似，皆可歸屬為廣義的政府資源，雖無提供獎金，但具有激勵、輔導及標竿學習的功能。 肆、結語 　　台灣農地分散，單位耕作或營運面積不大，農企業亦以中小型為主，有些從事養殖、種植、生產加工或運銷的農企業，還停留在家庭式經營形態；有些傳承歷代知識秘方，形成精緻農業；然而由於引進企業化經營較慢、易受天災疫情影響，致有產銷失衡、生產力欠佳或獲利不穩的情況。近年來青壯人力回流農村、投入農業、導入創新，加上政府資源挹注及協助輔導，使得台灣農企業的營運已有相當進步；但是對於達成創新、品質、效率與成本等目標綜效的能量，則仍待提升。 　　農企業的經營管理應注重企業願景與目標界定、掌握市場商機、優化品種及商品設計、善用經營模式、做好策略規劃、爭取目標市場、鞏固供應鏈運作，並運用五管及電子化手法、爭取政府資源，來追求經營績效與企業價值；其成果取決於好的策略與方法，以及計畫的規劃與實施。菁創獎提供了農企業研發創新及科技應用的趨動力以及標竿學習的機制。本文再從不同面向導出提升經營管理的建議，包括：採用具有競爭力的經營模式；致力新商品開發，並透過技術商品化、模組輸出及整廠輸出，豐富企業商品線；著重科技取得及應用，提高企業價值鏈活動績效；推動標準化及驗證，確保品質安全及彰顯專業公信；致力於品質管理，追求操作條件最佳化；做好產能規劃與管理，確保供給及降低單位成本；妥善進行設施佈置與工作設計並運用溫網室栽培，提高作業績效與生產力；力行5S及精實生產，推動PDCA管理循環；善用專案管理的方法與工具，達成交期、品質、成本等項目標；追隨有機栽植、無抗無毒養殖、人道/福利養殖、循環經濟、節能減碳的時代趨勢，建立產銷履歷並注意防疫；建立與實施系統化行銷拓展機制，提高市場競爭力與占有率；善用財務分析工具，確保財務目標達成；運用資訊系統串連供應鏈，並開發網站拓展數位行銷；做好人力資源管理，加強農業人才的技術與管理培訓；以及善用政府資源助成農企業發展等15點建議；以供業界參採運用。 　　台灣農企業經過多年來的成長，已具有相當優勢及特色，然而仍有諸多改善與創新的空間；期望本文建議能協助農企業強化經營管理，透過策略運用與計畫實施，提高營運績效與競爭力。過去幾十年來台灣各行各業蓬勃興旺，但市場規模受限，企業的發展亟須依賴國際化；雖然近期國際市場因COVID-19，很多商品的市場萎縮，但國際供應端的競爭對手亦多受損，正是我國企業盤整資源，蓄勢待發的契機；台灣農企業宜趁機彙理具有國際化潛力的商品、技術及整廠輸出模組，開發國際行銷專案，伺機拓展海外目標市場並創造營收，以帶動產業的轉型與發展。 伍、 參考資料 108年度科技農企業全球經營能量領航前導計畫輔導專刊，農委會/中衛發展中心，2019年 2019科技農企業菁創獎甄選規範：https://agtech.coa.gov.tw/ReadFile/?p=News&n=455a1592-2d52-425a-bef6-edfd4a4eef9e.pdf 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袋栽菇類製包技術回顧與智慧化發展初探 國立虎尾科技大學機械設計工程系暨碩士班　周榮源特聘教授 行政院農業委員會農業試驗所　石信德研究員 國立虎尾科技大學機械設計工程系暨碩士班　黃文信專任研究工程師 摘要 　　2018年台灣菇類栽培太空包生產量約5億8,500萬包，新鮮菇類產值逾130億元，占整體蔬菜總產值475億元之18%。台灣正面對人口老化與天然資源短缺等問題，急需進行菇類太空包製包生產技術之研發與技術創新，以改善人力不足問題，調整產業環境與結構，提升生產效率與品質。本文針對菇類產業特性與其製包生產技術進行回顧、分析以瞭解產業現況。由瓶栽菇類自動化生產工廠之案例可以發現，其生產流程與一般科技產業之生產模式其實是很相近的。國內、外近年來許多自動化設備開發業者也投入到袋式自動化製包生產設備的研究與開發，若能結合工業4.0 技術將工業領域中的新科技引入菇類生產，可達成運用智慧農業科技之全自動化袋式太空包製包生產之目標。智慧化袋栽太空包製包自動化生產系統是一項具創新性且高度系統整合生產線設計，利用人工智慧、物聯網、大數據分析等科技結合袋式太空包製包自動化生產與液態接菌等製程技術，可提高菇類製包產量及品質，創造生產利潤與提升國際競爭力，亦可創造一種新產業模式。 一、菇類袋式栽培發展背景 　　蕈菇類的栽培方式多元，可分為段木栽培、木屑栽培、堆肥栽培等方式，其中木屑栽培因容器不同又可分為太空包栽培與塑膠瓶栽培。近4、50年來臺灣的勞動人口逐年增長，然而在農業就業人口反而呈現減少的趨勢(圖一) [1]，根據行政院主計總處統計在農業就業人口中65歲以上所占比例已逾18%[2]，使業者警覺到發展自動化生產可能是產業面臨勞動力短缺的關鍵。臺灣於1960、1970年代由台中霧峰菌種業者自日本引進塑膠瓶栽培金針菇之技術，透過機械自動化裝瓶與環控設備栽培，不僅減少對勞動力的倚靠還可終年生產[3]，相關自動化技術的引進促使其他業者注意到生產過程中使用中木屑栽培的可能性，同期由民間業者與農試所引進太空包優良品系，並嘗試利用塑膠袋充填木屑來栽培，因而發展出太空包栽培的方式，在太空包問世後，在農民、政府與學術研究機構多年的努力，歷經數次的研發與改良，其中也包含了束環的安裝方式(圖二)[4]，發展出太空包生產技術，目前太空包技術已廣泛應用於多種菇類。 圖一、近50年臺灣勞動力人口趨勢 (整理自：行政院農委會) [1] 圖二、太空包口與束環不同的安裝方法：(A)束環至於包體內；(B)束環至於包體外[4] 　　近年臺灣市場常見的香菇、杏鮑菇、木耳、秀珍菇等菇類多半都以太空包栽培生產，蕈菇的生長品質和產量與太空包材料本質有關。2018年我國新鮮菇類產量年約14萬公噸，產值逾130億元，占整體蔬菜總產值475億元之18%，菇類栽培太空包生產約5億8,500萬包(表一)[5]。 表一、台灣主要菇類之產值與產量[5] 二、袋栽菇類製包自動化技術發展與演進 　　袋栽菇類生產過程可分為：前段—製包、中段—接菌、走菌及後段—栽培與採收等階段(圖三)[6]。相較於已可自動化生產的瓶栽有制式的外型尺寸，利用袋體填裝來進行菇蕈栽培之袋栽生產模式受限於栽培塑膠袋為可撓曲變形之容器，不易設計相關自動化設備及其生產製程。早期台灣剛發展太空包栽培技術時，所使用的半自動菌包壓包機多數來自於彰化的忠興鐵工廠，忠興鐵工廠創立於1975年，為國內最早的食用菇類自動化機械廠[7]，致力於食用菇機械設備與製造至今已有40多年經驗，而後續也有其他業者開發類似的菌包壓包機(圖四)[8]。忠興鐵工廠所生產的菌包壓包機自動化功能僅包含攪拌、計量、填料、壓實之動作，其他如套袋、套環、裝籃、上架、撕棉、塞口、接菌、運送至採收等生產流程皆由人工方式操作。套袋之人工操作是將一袋體袋口張開，將袋子上套至入料口，並以一夾持裝置將袋體固定於入料口上，再於菌包壓包機上作計量與填料，填完料後以一沖壓裝置將內容物壓實，以自動化機械完成以上動作後，須將料包取下，套入其配置套環，以作套口支撐用，再將袋口向外翻摺，塞入適量棉花，整齊擺放於籃子上。裝滿之籃子先置於架上，以方便移至滅菌室與冷卻室，其冷卻後之太空包需取出棉花，經逐一注射接菌後再將棉花塞於開口處，以完成菇菌栽培之接菌動作(圖五) [9]。 圖三、傳統袋栽菇類半自動生產流程[6] 圖四、傳統袋式太空包製包壓包機[8] 圖五、耗費大量人力之傳統製包作業[9] 　　傳統太空包袋口塞填棉花係為了吸收水氣並使菌株透氣，但由於棉花暴露於外界環境中，又環控設施為控制溫度與濕度而噴灑水霧時，棉花可能過度吸收水分，造成太空包內的濕度太高，妨礙空氣流通，影響菇類生長，且無法阻絕外部細菌侵入，使菌種容易受到污染而嚴重影響生長栽培品質；為解決袋栽太空包不易自動化生產及上述塞填棉花產生的問題，本文作者在許多先前研究[10-25]之後提出一項創新改良袋栽菇類生產中之製包方式與流程，以自動化套袋方式取代人工套袋方式，結合束套（束環+壓蓋）式創新設計（圖六、表二）以取代傳統塞棉花之操作；經由本研究創新設計一套自動化機構以實現自動化束口/套環/翻袋口操作，並結合自動化操作功能使整個製包過程得以實現全自動化。圖七所示為創新設計之袋式（太空包）製包自動化結合液態自動化接菌生產流程，此種製包方式對PP材質太空包較易設計自動化機構且成功率高。 圖六、傳統束環（棉花束環式）太空包及與新式束環（束環+壓蓋）太空包之比較 表二、袋式太空包液態接菌束套設計與操作方法比較 圖七、創新液態接菌袋式太空包製包自動化生產之流程圖[10-25] 　　根據文獻[3]之分析，我國最早自臺灣農業試驗所於1970至1973年間既已陸續購置瓶栽食用菇類之自動化生產設備及設施。此外，本文作者對菇類製程設備也有一系列相關研究[10-25]。在海外市場方面，中國在袋栽太空包自動化設備之研發亦為積極，相關菇類設備業者憑藉著資金充裕、人才豐沛、市場廣大等優勢，近年大舉投入袋栽菇類自動化設備之開發，數家廠商皆可展示並提供全功能之製包機械產品。如圖八所示為一業者之全功能製包機械專利，該發明涉及一種菌袋自動套套環機，包括機架以及設置於機架上的輸送裝置，機架在沿輸送裝置的輸送方向上依次設置有套套環工位、壓菌棒工位以及壓蓋工位，套套環工位上設有用於對菌袋袋口外側進行縮口的縮口機構、用於向縮口完的袋口外側套入套環的套環夾手機構以及用於在套入套環後將露置於套環上部的袋口撐開並壓向套環外壁的張爪壓袋機構，壓菌棒工位上設有用於向套完套環的菌袋袋口中壓入菌棒的壓菌棒機構，壓蓋工位上設有用於向壓完菌棒的菌袋袋口內壓入蓋子的壓蓋機構。該自動套套環機能實現對菌袋束口、套套環、壓菌棒和壓蓋的自動化生產，不僅保證了食用菌的包裝品質從而提高食用菌的品質和產量，而且大大提高了工作效率，降低人工成本[26]。 圖八、，CN105027967A 菌袋自動套套環機[26] 　　而圖九所示為另一業者之全功能製包機械專利，該發明特別的是涉及一種四袋菌包同步套環套蓋裝筐機，實現了自動化套袋到整列裝框之動作；與現有常見技術之兩包為一組相比，此發明的效益為採用四個菌包為一組，菌包經菌包裝袋設備裝袋完成後，通過移包聯動機構依次將每組菌包輸送至菌包套環機構、菌包套蓋機構，分別進行自動套環​​、套蓋作業，然後再通過菌包裝筐機構將菌包裝入菌筐內，輸送至下料點，整體結構緊湊，操作方便，效率顯著提高[27]。 圖九、CN110077644A 四袋菌包同步套環套蓋裝筐機[27] 　　現有袋栽製包流程為配合自動化生產模式及解決傳統塞棉作業所遇到的困境，多數皆已改為束環+壓蓋之方式。然而據文獻[28-36]可知悉，各家菇類栽培廠商為了本身栽培技術之特性，對壓蓋設計有許多不同需求，如圖十所示。本文分析各式束環+壓蓋之方式，整理出多數共通的功能部，如圖十一所示，主要有壓蓋件，多為上下組件且夾有片狀的透氣濾材，上、下組件係屬外型尺寸最明顯相異之處；另有一束環件，而束環外型大多相似僅高度與直徑尺寸些微不同，對此將會影響到動作執行元件之行程與對應的終端效應器之開發，若自動化設備開發業者需對每一種結構都進行客製化其專用自動化系統與機種，這樣對設備開發商造成不小的困擾。 圖十、市面上之各式束環+壓蓋形式與專利[28-36] 圖十一、市面上各式束環+壓蓋共同功能部 　　台灣自代工生產到研發製造具有相當豐富的經驗，國內也有許多優良的自動化設備研發製造業者，翔元自動化機械有限公司為一國內自動化設備專業製造商，在光學產業、光電產業、醫療產業及客製化產業中累積有許多優異的實績。翔元自動化於近幾年亦投入袋栽太空包自動化生產設備之研發，歷經幾次調適、改良與試驗，圖十二所示為該公司所研製之新一代袋式自動化菇類製包設備，為近年來台灣少數投入袋栽太空包製包設備之廠商中，屬於技術優勢型企業，目前也正與國立虎尾科技大學及農試所共同研發，發展台灣自主之袋栽太空包製包設備產業以服務國內業者。翔元自動化所研發的袋栽太空包自動化生產設備完整實現從製袋、套袋、充填壓實、翻袋套環、塞蓋及整列裝籃之自動化生產流程；其中製袋部分翔元所採用的是連續捲袋式之創新設計(表三)，其透過連續袋捲、裁切機構及熱封口裝置實現彈性製袋，可適用於不同袋長規格的填袋料帶，依需求生產不同袋長規格的填充袋[37-39]。 圖十二、國內翔元公司所研發之袋式自動化菇類製包設備[37-39] 表三、袋式太空包自動化供、套袋設計與操作方法比較 三、智慧化菇類生產之意涵與目的 　　工業生產歷經自動化、全球化發展歷程後，至近幾年的工業4.0或稱第四次工業革命是智慧科技的發展，全球主要國家均積極建構智慧化製造、生產、銷售系統，以快速反應或預測市場需求；涉及的技術包含虛實整合科技、巨量數據與分析科技、物聯網科技等，發展具有適應性、資源效率、及人因工程的智慧工廠，以創造產品與服務的客製化供應能力。而全球各國為了解決氣候變遷導致可用資源短缺、勞動人口老齡化、與產銷結構快速改變等問題，紛紛制定相關農業科技政策，發展工程技術跨域資源整合之創新農業相關技術，重視農產品衛生安全與營養需求，並運用物聯網(IoT)、雲端運算(Cloud Computing)、大數據(Big data)等技術，提升產品服務附加價值。 　　農業物聯網是一個複合的系統，涉及電子、通訊、電腦、農學等學科領域，農業4.0所需的雲端運算及大數據等技術也都建構於此技術之上，其關鍵技術可劃分為4個層次，即實體層、感知層、網路層、應用層，其基本架構如圖十三所示。在農場既有的實體物件如農業機械、環控設施、土壤、作物等，導入感測元件(如：生物感測、環境感測及影像辨識等)，並結合無線通訊，將蒐集與擷取到的感測數據(如：溫溼度、二氧化碳、土壤濕度等)上傳至雲端資料庫，透過大數據資料探勘、整合及分析，將數據轉換為農業經營有用的資訊，提供農場管理者進行產銷規劃、生產管理及顧客服務等經營決策判斷參考，協助產銷過程的智慧監控，減輕農場作業負擔降低勞動力需求，建立更有效率的農場經營管理模式，生產符合消費者需求，安全、安心及可追溯的農產品[40、42]​​​​​​​。【延伸閱讀】LoRaWAN幫助駕馭智慧農業浪潮 圖十三、農業物聯網基本架構[40] 　　菇類生技產業具有以下三項非常重要之特性：一、高產值、二、高經濟價值、三、資本與技術密集。傳統菇類太空包製包生產多採用手工操作加簡單機械化的生產模式，使得製包生產與接種作業效率低，且難以實現無菌接種，故針對目前已有之機械設備，再充分考慮現有生產條件的前提下，將工業領域中的成熟技術和新科技引入到菇類產業的生產中，可自動化生產之機構與生產系統(圖十四) [41]。進而再導入工業4.0科技，可發展全環控智慧生產、提供消費者安心的溯源產品、建構智農聯盟，批次接單量產，競逐亞洲市場。為導入智慧農業4.0科技，在技術研發面須佈建智慧農用生理感測元件、智慧化作業機械與人機輔具、生產場域物聯網整合系統、應用巨資支援產銷決策、溯源管理與推播介面等五大類。且需藉由基礎環境面以及專業應用面的關鍵技術誇域研發與投入，包括物聯網應用開發平台、資安防禦、生物感測元件開發與應用、人機協同自動化智慧採收輔具技術、病蟲害自動化辨識監測、結合場域資訊與務聯網整合系統、雲端產銷決策與風險控管整合平台、溯源安全履歷智動化推播介面等，藉以打造智慧農業生產環境(圖十五) [42]​​​​​​​。 圖十四、趨於完善之現代袋栽菇類自動化生產流程[41] 圖十五、菇類生產作業現況與未來智慧生產情境[42] 　　為達成菇類智慧化生產之目標，必須進行設備本身感測與聯網功能提升，以建構物聯網資料收集系統(圖十六)，主要分為 1.智慧化自動化製包系統；2.太空包製包品質檢測系統；3.物聯網(QR code或Barcode)平台系統等三大部分。太空包製包生產品質檢測工作包含：1. 太空包製包品質檢測：重量/含水率檢測(IR+FTIR)、2. 塞蓋穩定度檢測(緊度、高度、塌孔)；3. 生產履歷紀錄(Barcode/QR code)。另外，以機械手系統與自動化輸送帶等系統進行整合，並經測試自動化生產線系統之實際運作條件，找出系統參數，可作為將來設計實際產線時之重要參考依據。袋栽菇類生產技術主要包含製包階段，由於太空包之生產履歷(重量、水份、接菌量及塞蓋穩定密封等)對製包完後之走菌與栽培作業影響非常巨大，為建立上述生產履歷之大數據資料，並結合物聯網功能紀錄走菌與栽培作業之環控條件監測(溫度、相對濕度、CO2 含量)，以建構完整之菇類數據庫。此項工作對太空包生長條件預測將有很大貢獻。 圖十六、智慧菇類自動化生產物聯網架構 　　本文作者研究發展非破壞性檢測方式來量測太空包內部菌種與基質之生長狀態參數，以建立完整大數據庫供後續研究使用。同時，以菇類大數據資料庫為基礎，藉由深度學習結合影像辨識技術，進行走菌及栽培出菇之生長速率預測。由於菌絲生長與菇類子實體出菇是一種微生物生長過程，太空包之製作過程、製作與栽培環境與菌絲生長條件之間存在高度相關性，除了依賴現在業者自己的配方及栽培技術等Know-How之外，更能降低發生敗庫及出菇品質不佳等不可控狀況。利用產線物聯網收集大數據(圖十七)，再利用AI人工智慧進行菌絲生長、出菇栽培、外觀品質預測，將能為此一產業帶來突破性創新，可大大提高生產技術與生產品質。 圖十七、菇類太空包生長狀態監測物聯網架構 四、結語 　　智慧化菇類生產技術係以智慧農業之物聯網、雲端技術、大數據及人工智慧為發展基礎，台灣擁有非常完整之自動化設備與資通訊產業鏈，是落實智慧農業最大的後盾。目前在眾多袋栽菇類生產上大多以人工生產為主或僅止於半自動化階段，隨著袋栽太空包製包流程在套袋及翻袋自動化等問題上獲得解決，讓袋栽太空包製包自動化生產，甚至到後段滅菌及栽培等階段之全線自動化生產變成可行。再則因少子化浪潮、青年返鄉意願不高，加上環境氣候變遷導致資源匱乏及大量廢棄物無法順利有效再利用等等問題，此刻正是我們該審慎思考如何藉助高科技力量來翻轉產業結構之契機。若能制定產業界完善的袋式太空包作業標準，結合袋栽太空包生產自動化設備，再加上建立仿工業4.0 架構之智慧化袋栽太空包生產作業系統與生產流程，將能達成使生產作業由進料、製包、搬運、栽培、採收等流程一貫化生產之目標。 誌謝 　　本論文由農委會農業試驗所「菇類領航產業技術研發與應用(四年期)」計畫-太空包自動化生產作業模組開發(四年期)」計畫之經費支持，使本文得以順利完成，特此致上感謝之意。 參考文獻 [1] 行政院農業委員會-農業統計資料查詢http://agrstat.coa.gov.tw/sdweb/public/inquiry/InquireAdvance.aspx [2] 行政院主計總處，人力資源調查統計年報 [3] 呂昀陞，台灣菇類產業發展概況，行政院農業委員會-台灣農業故事館https://theme.coa.gov.tw/storyboard.php?web=C&type=b&id=415 [4] 宋細福、呂昀陞、石信德，臺灣香菇栽培史(下)，農業試驗所技術服務季刊110期，pp.13-19 (2017 June) [5] 「菇類智慧化生產與農場經營管理」研討會專刊，主編：呂昀陞、李瑋崧、石信德、陳美杏、黃棨揚、謝廷芳，行政院農業委員會農業試驗所，中華民國一百零八年六月。 [6] 呂昀陞，食用菌類栽培模式與應用簡報。 [7] 忠興鐵工廠，https://fungibag.wixsite.com/chunghsing/ [8] 陳哲凡，太空包充填機，中華民國新型專利(M345784)。 [9] 新豐菇業農場，太空包製作過程，http://mypaper.pchome.com.tw/x0492996859/post/1338493338 [10] 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健全雞蛋產銷體系之精進策略—談建立雞蛋集貨中心經營模式 東海大學畜產與生物科技學系　陳盈豪教授 中國文化大學生物科技研究所　王淑音教授兼所長、副校長 國立嘉義大學動物科學系暨研究所　林炳宏副教授兼系主任、動物試驗場場長 朝陽科技大學財務金融系　洪振義副教授 東海大學食品科學系　王如邦助理教授 一、蛋雞產業的困境 　　台灣蛋雞產業經多年的經營，雖在雞舍設備與飼養管理技術有相當程度的提升，但近年來雞蛋相關之食安事件，暴露蛋雞產業欠缺生產規範及缺乏實質管理的系統整合性問題，個別事件的善後處理，並未能有效解決蛋雞產業從生產以至消費整個流通過程的食安管理問題。因此蛋雞產業還有些需努力改善的空間，以使產業未來的發展更臻健全。以下為蛋雞產業現況問題分析。 (一) 蛋雞場多批次飼養 　　台灣白肉雞場現在飼養管理均實施統進統出（all-in all-out）的經營模式，在生物安全上可有效防疫管控，可是蛋雞場的經營方式長久以來，大多採取多個不同蛋雞齡層混合飼養，即同一雞舍的蛋雞週齡分佈可分為老、中與青三齡層，然而此種產業經營者對其蛋雞淘汰模式也依週齡分批進行，此將不利於全棟雞舍消毒，無法落實批次飼養與統進統出之管理，致使病原於蛋雞場環境中持續循環，導致疫病難以控制，造成蛋雞場防疫上的漏洞，使得蛋雞業者每年仍遭受嚴重的經濟損失。 　　雖多數的蛋雞業者有意願實施統進統出，但在台灣雞蛋運銷作業上實施有困難，歸根究底，主要係蛋商採包銷制，即蛋商對蛋雞業者所有雞蛋完全承包收購，因雞蛋的大小隨週齡之增加而增大，當蛋雞場若實施統進統出，則無多元化之大、中與小蛋，因此無法滿足市場購買者之需求。【延伸閱讀】歐洲動物保護組織呼籲提高養殖雞標準 (二) 蛋箱重複使用而其清洗作業有盲點 　　台灣一般蛋雞農所收集的蛋採以塑膠蛋箱裝(12公斤/箱)方式交貨給蛋商，蛋箱雖由蛋商提供，但是其重複使用且未貫徹清洗作業，如此一來若蛋殼沾有汙染物或病原，則蛋箱也將遭受波及，並且蛋箱在蛋農的雞場之間交互使用，病原則很容易藉由蛋箱傳布於各蛋雞場。雖農政單位多年前推廣蛋箱清洗作業規範，但也未竟其功，此係小蛋商侷限場地，無蛋箱清洗場地與相關的清洗機器設施。 (三) 一次性包材作業實施遭遇瓶頸 　　國際市場基於食品安全問題，使用一次性包材裝載運輸及販售雞蛋已是時勢所趨。在台灣的蛋雞場及蛋商多無一次性包材作業場地與設施，所以在傳統市場及早餐店仍以蛋箱運送雞蛋。這些生物安全有疑慮的雞蛋隨蛋箱運送，而可能到處傳播病原，因此造成防疫漏洞。 (四) 雞蛋之洗選與食安疑慮 　　一般消費者對購買雞蛋回家後放入冰箱冷藏，若雞蛋殼有汙染源或病原，則其可能汙染其他食物，因此有食安的問題，所以雞蛋經洗選對消費者而言可提高食品安全。雖有些生產業者對洗選作業持抗拒的態度，認為洗蛋過程會把蛋殼的保護層—角質層(cuticle)洗掉，並且以有些國家的市面雞蛋並未洗選來支持其看法。由於各國家地理環境差異之不同，雞蛋不經洗選而上市並不能一體適用於台灣。以英國為例，其蛋雞有注射沙門氏菌疫苗且雞蛋並無經過洗選，此係英國氣候乾燥且長年處於涼溫，雞蛋比較不容易變質，此與台灣經年處於高溫潮濕環境不同，所以雞蛋很容易品質劣化，尤其破殼蛋在台灣夏季高溫的環境條件下，只要1至2天就會開始劣變，可能發生細菌汙染、黑變、發霉、昆蟲幼蟲繁殖、長蛆等情形。雖說雞蛋經清洗會洗掉角質層，但只要低溫貯藏，經相關學術界試驗證明：洗選蛋經3週後蛋內容物品質仍好。 (五) 格外蛋經打蛋處理之食安疑慮 　　雞蛋的生產與運輸過程造成破殼蛋或裂殼蛋，及不符合市場販售規格的蛋，蛋雞業者、運輸業者、蛋商、洗選場及液蛋製造業者對前述格外蛋逕自打蛋製成液蛋，是目前業界普遍的行為。根據現行法規及國際作法，只要未逾期或蛋膜完整未破裂的雞蛋，均可作為液蛋原料，但是液蛋製造及其相關產品的管理是有嚴格要求，包含業者登錄、良好衛生規範（以下簡稱GHP）、包裝與標示、冷鏈運輸儲存等，均應符合食安法相關規範。由於前述打蛋行為製作液蛋的業者人數眾多，所以衛福部與農委會針對格外蛋已加強源頭管理，並列為輔導查核重點項目。 (六) 雞糞處理 　　蛋雞業者在經營上難題之一就是雞糞處理，大部分傳統蛋雞場雞糞不經發酵處理直接晾曬，不但會占用大量的用地，還會產生刺鼻的惡臭、孳生蒼蠅及引來大批野鳥，除對鄰近居民的環境生活品質影響甚大，另可能引起疾病的傳播。一般蛋雞場無堆肥場，也無具備設立堆肥場遠離住家的條件。 二、因應蛋雞產業問題解決之道 　　民國108年衛福部、環保署、行政院農委會與食品安全辦公室於立法院進行「蛋雞場用藥管理與跨部會應變機制」報告，農委會將從「統進統出」全場消毒、雞蛋集貨中心、與「洗選蛋機制」等方式進行蛋雞產業管理升級。目前國內蛋雞場為了維持蛋的規格及供蛋數量的穩定度，蛋雞場必須使用「老中青混養」來飼養蛋雞。未來農委會畜牧處希望成立「集貨中心」，集合地區的中小型蛋雞場，集貨中心和蛋商簽訂合約，並且統一監督、調配底下蛋雞場的產蛋情況，如此一來，蛋雞場就無須「拚供蛋數」，也就能以「統進統出」飼養。 　　Mohammed(1986)指出，多年齡層的蛋雞舍容易孳生蛋雞之黴漿菌(Mycoplasma synoviae, MS)；Hubrecht and Kirkwood(2010)亦指出對動物採統進統出管理可減少大腸桿菌(Coliform)的感染。實施「蛋雞統進統出」管理模式的作法，係將蛋雞場之飼養及生產設定為只有一種同週齡之雞隻，當飼養的規範週期時間已到，飼養於雞舍內所有的雞隻必須進行淘汰與清場，並能同時執行全場的消毐，由於採此管理模式下的消毒作業有較以往的作法更為徹底，可大量減少病原的傳播與交互傳染，當蛋雞健康雞隻免疫力提升，在死亡率低之情況下，則產蛋率即能提高。 　　為了改善及提升國內家禽疫病的防疫作為，勢必要從防疫系統的第一線做起，然唯有「統進統出的管理模式」，才能達到杜絕病原的傳播及生產效率提升之目的。然而，目前國內蛋雞場為了維持供蛋規格及數量的穩定度，必須使用「老中青混養」來飼養蛋雞，長期以來影響整體蛋雞場皆能採取統進統出的管理模式。因此，亟需政策上配合推動建立集貨中心，俾利蛋雞場實施統進統出，一併解決蛋雞疫病、蛋品食安及強化蛋品流通等等問題。 (一) 實施統進統出及建立集貨中心 1. 實施統進統出之必要性 (1) 提升生物安全，增加雞隻生產力 A. 徹底消毒 　　語云：「沒有健康，就沒有利潤」(No health, no gain)，實施統進統出可提升生物安全。藉由實施統進統出的產蛋空檔，進行雞舍的徹底消毒，可大量減少病原的傳播與交互傳染，並加強禽舍的環境衛生維護作業，提升蛋雞業者專業素質，使其更有能力處理禽病防疫問題，進而降低其雞隻死亡率並增加雞隻生產力。另外，驅除體外寄生蟲更有效率: 雞蝨影響雞隻健康與產蛋，但是在老母雞實施噴藥驅蟲，則成效不彰，因為其會逃離雞體，跳到另一批次年輕的母雞身上或到雞舍縫隙死角。若蛋雞場能實施統進統出，則撲滅雞蝨的問題能迎刃而解。 B. 產品安全 　　蛋雞舍採分批飼養，則淘汰也分批進行，因此雞舍只能局部消毒，此時噴霧消毒藥物也容易汙染其他批次的飼料槽，因而進入雞蛋生產系統，造成雞蛋有藥物殘留，導致其產品安全有疑慮。 C. 飼料營養均衡 　　產蛋雞的飼料有產蛋前期與後期之分，兩者營養成分有差異，例如：產蛋後期飼料鈣含量較前期為高，蛋雞舍實施統進統出，則所有母雞都是相同的週齡，其飼料種類可一致，因此可滿足雞舍蛋雞的營養需求。 D. 雞舍實施統一的光照計畫 　　蛋雞是長光照的禽類，在接近性成熟開始產蛋前須有每週逐漸增加光照時間之點燈計畫，需日落後或黎明前黑夜點燈來延長雞隻每日光照時間，以刺激卵巢發育排卵，以提高產蛋率。產蛋後則維持每日光照時間為16至17小時，不能任意更動時間。若一棟雞舍有老、中與青三種週齡之蛋雞，則雞舍無法實施統一的光照計畫。 E. 利於產銷協調機制的建立 　　實施統進統出須有配套，即組成團隊並透過產銷班及集貨中心區域聯盟營運的概念，此時可藉群策群力的力量來建立雞蛋品牌，提升整體企業形象，也可提高蛋品的利潤，讓蛋雞業者能有更多的機會在競爭中永續經營。透過與產銷班或合作社協同營運，可使雞蛋有計畫的生產，產銷平衡，讓蛋雞業者的利益獲得合理分配。產銷班及集貨中心的蛋銷售，可藉由組織增加在市場之能見度，因而拓展通路。 F. 工作效率提升 　　在畜牧產業中，蛋雞每日生產，則業者須每日工作。由於管理員沒有假日休息，以調劑身心，其很容易產生工作疲乏。若經由集貨中心或合作社安排雞場輪值生產，則業者能有輪流休息，且工作時間上有彈性，可提升生活品質，與健全畜禽產業職場環境安全。 (二) 成立集貨中心之必要性 　　台灣存在一次性包材問題，主要原因在於大部分的雞蛋從農場到賣場之間沒有經過洗選場的雞蛋洗選及包裝處理。例如鄰國日本的雞蛋，在95%國產的雞蛋當中，除了20%作為加工之用之外，其餘部分的雞蛋經過洗選處理。經過洗選處理後的雞蛋，在經過分級包裝後就直接輸送到超市、賣場、商店街等消費市場銷售。像日本雞蛋的流通方式，自然無須透過雞蛋大運輸以不斷重複使用的雞蛋容器運載，大幅降低雞蛋農場之間禽流感等病毒的雞隻感染。因此，我國如能設置雞蛋集貨中心，一方面可以提升雞蛋品質與價格穩定之外，還可以降低禽流感等疾病的傳染。雞蛋集貨中心處理流程設置雞蛋洗選場的最主要目的是希望將雞蛋產業能與蛋雞產業結合一貫生產體制，有助於「安全」、「安心」、「安定」的產業目標。同時能將我國雞蛋塑造成美味、營養以及價格合宜的永續產業。參考鄰國日本作法，很多的雞蛋集貨中心是從種雞飼養、種蛋孵化、雛雞育成及產蛋，集蛋後再輸送到附設的雞蛋洗選場處理，並能夠在雞蛋集貨中心進一步處理格外蛋。 　　雞蛋集貨中心可以整合分散飼養農家的雞蛋集中成大批量貨物物流據點。換言之，雞蛋集貨中心成立的目的是使原來分散、小批量及規格質量混雜不容易進行批量運輸和銷售的雞蛋，經過集貨中心處理，形成批量運輸的商業模式，建立運銷流通的經濟規模性以促進大批量、高效率、低成本和快速流通機制。 　　由蛋雞業者或以相關組織所建立的雞蛋集貨中心，不僅可以提升農家的運銷能力，還可以提升農民組織收益，市場擴展以及品牌的建立。同時也能藉由提升雞蛋的銷售管道，對該產區創造更多的就業機會與畜產業的發展。換言之，透過雞蛋集貨中心的處理流程以強化當地蛋雞業者拓銷能力，進而多元化拓銷市場。 三、未來雞蛋產業可發展之技術策略—集貨中心之經營模式 (一) 依加入方式的經營模式 1.由原產銷班飼養農家共同設置集貨中心經營型態 2. 由跨區整合產銷班飼養農家出資的集貨中心經營型態 3. 蛋雞飼養委託方式的集貨中心經營型態 4. 組成農業合作社附屬集貨中心經營型態 (二) 依關係企業聯盟的經營模式 　　例如：飼料廠商企業聯盟的集貨中心經營型態。 (三)外部企業聯盟(依行業)的經營模式 　　例如：流通業者(或是盤商等)企業聯盟的集貨中心經營型態。 (四) 行政支援型的經營模式 　　例如：以鄉鎮農業法人結合鄉鎮縣政府等的行政支援型經營模式上述的各種蛋雞生產法人化型態各有其特色，思考蛋雞生產法人化以哪種型態比較適合必須視其各地區蛋雞產業特徵客觀條件、契養主(契養戶)意願以及經營目標而定，並經過縝密的規劃與溝通建立組織的經營共識這會是產銷合作體系能否持續最重要之課題。然而眾多的集貨中心組織的經營型態在不同的農業項目當中存在，必須視其農業特色建置屬於合適的雞蛋集貨中心的組織型態，以下就其主要的集貨中心組織的經營模式分別說明。 四、各種雞蛋集貨中心經營模式之利弊分析 (一) 產銷班共同經營模式 　　這種組織型態的集貨中心的經營需要具備幾個條件才能成立： 1. 設置集貨中心需要鉅額資本的投入，參與的蛋雞飼養戶的飼養規模需要達到一定的水準，否則難於達到規模經濟，無法維持長久的經營運作。 2. 集貨中心的經營將有別於蛋雞的飼養專業，從蛋品的衛生安全管理到市場通路的擴展需要具備不同領域專業，蛋雞農難以在短期間養成這方面的知識。 3. 比起單純的蛋雞飼養的資金調度，經營集貨中心在這方面的需求更大，能否有效的控管資金流動性是一項很大的挑戰。 4. 複數生產者所組成的合作經營模式之優缺點 　　以產銷班合作經營可以集思廣義，並發揮眾志成城之團隊精神；然而複數生產者所組成的合作經營模式確實存在著一些的優缺點，分別如下： (1)優點 A. 由蛋雞業者所組成的，相同專業比較容相互了解雞蛋產業特質，有助於經營共識的形成。 B. 由原先的生產階段利益結合加工階段的附加價值將會提升蛋雞業者的收入。 C. 由個人經營方式轉向組織化與企業化的經營方式，這將有助於蛋雞業者的經營績效。 D. 過去只停留在個人經營的層次上，織化與企業化的營有助於提升市場流通的競爭力。 (2)缺點 A. 雞蛋集貨中心的經營範圍有些專業超越蛋雞業者的能力，須適度考量集貨中心產業經營效能之運行。 B. 雞蛋集貨中心所需資金較為龐大，除了資金運作壓力較大之外，個人財力與負擔能力存在差異，容易造成在出資的方式與比例的不同主張，影響對經營組織的向心力。 (二) 農業合作社的經營模式 　　透過蛋雞飼養戶共同組成的農業合作社直接投資與管理的雞蛋集貨中心的特徵在於生產與加工工程的整合，經過雞蛋洗選的處理與分級包裝後，經過雞蛋洗選與分級包裝之後的蛋品再交給蛋商或直接銷售農業合作社的流通體系。然而相同專業的蛋雞飼養戶組成農業合作社，在成立之前需要確認以下幾點事項： 1. 是否已經從純飼養蛋雞農的立場加入合作組織的心理準備？ 2. 是否具備經營管理能力？ 3. 是否認為可以適應由組織化，企業化與法人化的產銷合作組織體系？ 　　已經法人化的農業合作社之經營方式是透過專業經理人與專業職員擔任事業的推展，生產與經營的管理分離。因此，法人化的合作組織型態存在一些優缺點。 4. 法人化的合作組織型態之優缺點 (1)法人化優點 A. 法人化制度有助提高社會信用，容易取得金融機構的融資與資金的擴大。 B. 農業合作社為農民團體組織有助於取得公部門的資源。 C. 法人化制度有助於建立更完整的組織化與企業化之經營。 D. 專業經營有助於品牌的建立，提高雞蛋的附加價值。 E. 專業經營能力提升有助於與擴展通路，增加收益。 F. 創造就業條件與專業人才的養成。 (2)法人化缺點 A. 雞蛋集貨中心的屬於加工品目需要課徵一定稅額。 B. 必須投入相關專業的訓練與人員的聘任，相關的管理成本將會提高。 C. 與純飼養生產相較之下，法人化必須投入相關的設備與流通系統的支出，這將增加投資風險。 (三) 關係企業聯盟的經營模式 　　雞蛋集貨中心經營模式也可以由蛋雞飼養過程相關產業聯盟產生。例如，大成集團在台灣一些鄉鎮設有多所蛋雞場和契約養殖場，提供飼養禽舍，將所生産的雞蛋運至雞蛋洗選廠，並提供消費者及食品加工業者作為品牌蛋及液蛋。 1.關係企業聯盟之優缺點 (1)優點 A. 雞蛋產業從生產，加工到銷售的價值鏈將會更緊密的結合。 B. 相較之下大企業的資本較為雄厚，有利集貨中心的經營，並能建立專業的企業化經營。 C. 加工與流通管道更趨多元，有利於開創雞蛋的多元價值。 D. 借助企業化的經營模式，容易跳脫過去農業保守的經營心態。 F. 加速雞蛋產業的創新能力。 (2)缺點 A. 雞蛋產業容易造成偏向大企業主導方式，未來小規模蛋雞飼養戶生存更加不易。 B. 蛋雞飼養與雞蛋銷售將受制於關係企業的經營模式，弱化了農民在飼養成本與銷售價格的議價能力。 (四)外部企業聯盟的經營模式 　　由流通業者(或是盤商)等企業所組成的聯盟成立集貨中心的經營模式，擔任起雞蛋的加工與銷售，建立企業的雞蛋品牌。由於這種企業沒有參與蛋雞飼養階段過程，純粹介入第二級的雞蛋加工與第三級的銷售服務，並成立自己的雞蛋品牌。 1. 外部企業聯盟之優缺點 (1)優點 A. 容易建立雞蛋產業的企業化經營，提升雞蛋的品牌企業化形象。 B. 資本規模與融資能力較高，有助於建立集貨中心。 C. 雞蛋品牌與通路開拓能力較農業團體強，有助於雞蛋產業的擴大。 (2)缺點：生產與加工，銷售的分離，一旦雞蛋市場產銷失衡容易對蛋雞飼養戶產生較大衝擊。 (五) 行政系統支援型的經營模式 　　結合農業生產團體與公部門的行政系統共同建立的批發交易市場已經存在一些農畜產品的經營模式，雞蛋集貨中心的設置也可以朝向這樣的經營型態思考(圖1)。上述的幾種經營模式都是以私部門的結合產生的經營型態，但是有些面臨專業的不足，資金缺乏，信用力以及組織能力的欠缺，使得推動雞蛋集貨中心的設置並不容易。結合公部門的行政體系將可以解決這一部份的缺點，又同時能夠兼具蛋雞飼養戶與專業經營團隊的建立，朝向現代企業化的經營模式發展。換言之，行政系統支援型的經營模式結合了外部企業，產業以及官股，並能進一步透過公共行政系統結合學術界為諮詢對象，將雞蛋產業建構成為「產官策略聯盟」體制下經營，有助於建立為全面性的經營架構。此種結合已有成功案例，例如各縣市肉品市場。以嘉義肉品市場股份有限公司為例: 其組成員包括嘉義市政府、嘉義市家畜肉品販運商行、嘉義縣農會及嘉義市農會等四個單位，其持股比例分別為49%、33%、17% 與1% ，採民營公司組織型態經營。台灣蛋雞農約有1,700餘戶，多數屬小農，為免於蛋品市場被企業蠶食鯨吞，又要兼顧蛋農永續經營，行政系統支援型的經營模式是具有可行性。 圖一、行政系統支援型之經營模式 五、結論 　　近十幾年來家禽面對嚴峻的食安以及禽流感等問題，政府一方面提升防檢疫預警機制，並與地方建構完善的防疫措施，也啟動多項防檢疫防範措施以確保我國畜牧產業永續發展，其中一項就是雞蛋集貨中心的設置。然而，綜合上述雞蛋集貨中心的設置與經營模式的分析，我們知道不同的經營模式都會存在一些的優缺點，但站在環保與食安的前提下，又需要考慮雞蛋產業的整體發展，哪種的經營模式是適合的實在不容易下定論。然而需要強調的是，農業發展需要兼顧區域的發展，雞蛋集貨中心的設置能夠兼具整合區域資源與產業合作的功能。 　　目前的雞蛋集貨中心大部分由外部企業收購雞蛋進行加工與品牌建立，上尚有一大部分的雞蛋尚未經過洗選以及加工處理，容易造成防疫與食安的漏洞。因此，在推動雞蛋能夠進入更加普及的雞蛋集貨中心處理初期，可以加入日本六級產業化精神做為未來集貨中心的營運模式。由於現在存在集貨場中心由農會或合作社擁有卻無法經營的窘境，以出租方式交由私人的經營模式，這將使得雞蛋產產業很難達成前面所述的食安與防疫目標，同時更難形成雞蛋產業在生產，加工以及銷售的體系性的發展。本研究對雞蛋產業分析透過實地訪視蛋雞之飼養戶，農會與合作社的座談方式，經過專家學者的多次會議討論，認為雞蛋集貨中心之設置有助於產業發展，並在行政系統支援型的經營模式可做為未來優先建立的型態，特別是在政府部門的加入之後，由於組織有會計稽查制度，財務健全，有公信力，因此蛋農對組織有信心，此將有助於雞蛋產業整體健全的發展，同時建構有利蛋雞產業永續發展經營環境。

我國對於RNA病毒之動物疫苗開發與技術發展概況 財團法人農業科技研究院　林俊宏資深正研究員兼副院長 一、RNA病毒簡介 　　病毒依遺傳物質之成份可分為DNA病毒與RNA病毒兩類。RNA病毒之中文全名為核糖核酸病毒；該類病毒之遺傳物質可能為正鏈單股RNA [(+)ss RNA]、反義單股RNA [(–)ss RNA] 或雙股RNA (dsRNA)。目前已知多種RNA病毒與人類或動物之疾病有關 (表一)。多數之RNA病毒只會感染特定種別動物之特定細胞，具宿主專一性。但少數病毒會感染多種宿主或經由跨宿主方式感染人類，並進一步出現人傳人病例。 表一、與人類或動物疾病相關之RNA病毒實例 病毒 遺傳物質 感染對象 外套 (envelope) 嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 (severe acute respiratory syndrome coronavirus, SARS-CoV) (+)ss RNA 人 + 中東呼吸症候群冠狀病毒 (Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV) (+)ss RNA 人 + 腸病毒71 型病毒 (enterovirus 71, EV71) (+)ss RNA 人 – 諾瓦克病毒 (Norwalk virus, NV) (+)ss RNA 人 – 人類愛滋病病毒 (human immunodeficiency virus 1, HIV-1) (+)ss RNA 人 + 豬繁殖和呼吸障礙綜合症病毒 (porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV) (+)ss RNA 豬 + 口蹄疫病毒 (foot-and-mouth disease virus, FMDV) (+)ss RNA 豬 – 豬瘟病毒 (classical swine fever virus, CSFV) (+)ss RNA 豬 + 豬水疱病毒 (swine vesicular disease virus, SVDV) (+)ss RNA 豬 – 牛病毒性下痢病毒 (bovine viral diarrhea virus, BVDV) (+)ss RNA 牛 + 馬動脈炎病毒 (equine arteritis virus, EAV) (+)ss RNA 馬 + 豬流感病毒 (swine influenza virus, SIV) (–)ss RNA 豬 + 水泡性口炎 (vesicular stomatitis virus, VSV) (–)ss RNA 牛、馬、豬 + 立百病毒 (Nipah virus, NV) (–)ss RNA 人、豬 + 牛流行熱病毒 (bovine ephemeral fever virus, BEFV) (–)ss RNA 牛 + 新城病病毒 (newcastle disease virus, NDV) (–)ss RNA 雞 + 豬假性狂犬病病毒 (pseudorabies virus, PRV) dsRNA 豬 + 雞傳染性華氏囊病毒 (infectious bursal disease virus, IBDV) dsRNA 雞 –   　　於RNA病毒中，冠狀病毒  (coronavirus, CoV) 之基因體最大，總長約為26~32 kb。該類病毒是一群具雙層脂質封套之正鏈單股核糖核酸病毒。其封套上具有棒狀突起之結構蛋白質，在電子顯微鏡下觀察會呈現皇冠狀 (圖一)，故被命名為冠狀病毒；其英文中之corona源自於拉丁文，意為皇冠。根據國際病毒分類委員會 (International Committee on Taxonomy of Viruses, ICTV) 之病毒分類規範，冠狀病毒隸屬於巢氏病毒目 (Nidovirales)、冠狀病毒科(Coronaviridae)、正冠狀病毒亞科 (Orthocoronavirinae)。依據血清型與基因體特性，正冠狀病毒亞科又可細分為α、β、γ及δ四個屬。此類病毒廣泛存在於自然界中，自然宿主如人類、家畜、禽類、鼠類及野生哺乳類動物 (如蝙蝠、果子狸及穿山甲)。目前已知之致病性冠狀病毒所引起之病徵如表二所示。 圖一、利用穿透式電子顯微鏡觀察雞傳染性支氣管炎病毒之型態 照片來源：https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=15523 照片提供者為CDC/ Dr. Fred Murphy; Sylvia Whitfield 表二、致病性冠狀病毒 病毒 屬 宿主 病癥 人類冠狀病毒 (human coronavirus) 229E α 人 輕度呼吸道感染 人類冠狀病毒 (human coronavirus) NL63 α 人 輕度呼吸道感染 豬呼吸道冠狀病毒 (porcine respiratory coronavirus, PRCV) ISU‐1 α 豬 輕度呼吸道感染 傳染性胃腸炎病毒 (transmissible gastroenteritis virus, TGEV) PUR46‐MAD α 豬 腹瀉，小於2週齡的仔豬死亡率為100% 豬流行性下痢病毒 (porcine epidemic diarrhea virus, PEDV) ZJU‐G1‐2013 α 豬 嚴重水樣下痢 新型豬腸道α冠狀病毒 (swine enteric alphacoronavirus, SeACoV) CH/GD‐01 α 豬 嚴重和急性腹瀉與 急性嘔吐 犬冠狀病毒 (canine coronavirus) NTU336/F/2008 α 犬 輕度的臨床症狀與腹瀉 駱駝α冠狀病毒 (camel alphacoronavirus) Riyadh α 駱駝 無症狀 貓傳染性腹膜炎病毒 (feline infectious peritonitis virus, FIPV) α 貓 發燒、血管炎及 漿膜炎，有或沒有積液 人類冠狀病毒 (human coronavirus) HKU1 β 人 肺炎 人類冠狀病毒 (human coronavirus) OC43 β 人 輕度呼吸道感染 嚴重急性呼吸道症候群冠狀病毒 (severe acute respiratory syndrome coronavirus, SARS-CoV) β 人 嚴重急性呼吸道症， 死亡率為10% 中東呼吸症候群冠狀病毒 (Middle East respiratory syndrome coronavirus, MERS-CoV) β 人 嚴重急性呼吸道症， 死亡率為37% 牛冠狀病毒 (bovine coronavirus) ENT β 牛 腹瀉 馬冠狀病毒 (equine coronavirus) Obihiro12‐1 β 馬 發燒、厭食及 白血球減少症 小鼠肝炎病毒 (Murine coronavirus mouse hepatitis virus, MHV) A59 β 鼠 急性肺炎與嚴重肺損傷 白鯨冠狀病毒 (beluga whale coronavirus) SW1 γ 白鯨 肺部疾病與 晚期急性肝衰竭 傳染性支氣管炎病毒 (infectious bronchitis virus, IBV) γ 雞 嚴重呼吸系統疾病 鵯冠狀病毒 (bulbul coronavirus) HKU11 δ 鵯 呼吸系統疾病 (從死亡野鳥呼吸道收集) 麻雀冠狀病毒 (sparrow coronavirus) HKU17 δ 麻雀 呼吸系統疾病 (從死亡野鳥呼吸道收集)   二、RNA病毒對我國畜牧產業影響 　　現代畜禽養殖產業面臨比過去更為複雜的疾病。業者必須針對不同之病原進行預防與控制，以避免疫情蔓延所造成之經濟損失。RNA病毒為影響產業經濟甚鉅之病原之一，如可感染豬隻之豬繁殖和呼吸障礙綜合症病毒 (PRRSV)、口蹄疫病毒 (FMDV) 及豬流行性下痢病毒 (PEDV)；可感染雞隻之新城病病毒 (NDV) 與雞傳染性華氏囊病毒 (IBDV) 皆會造成嚴重之經濟損失。舉例來說，1997年豬隻口蹄疫情發生即造成高達1,700多億元之整體經濟損。對於畜禽養殖業者而言，良好之飼養管理為預防疾病發生之最根本方法。此外，疫苗之使用亦是疾病預防措施中不可或缺之一環。 　　目前全球產學研界已針對多數可感染人類或動物之RNA病毒開發不同類型之疫苗與治療方法。於疫苗技術開發過程中，早期以傳統不活化病毒疫苗為主。但隨著重組DNA技術之進步與病毒基因體之解序技術日漸純熟，許多新穎疫苗研製技術不斷推陳出新。利用生物技術來研製新型疫苗使產品更為安全、有效及便宜已成為重要發展趨勢。   三、防治動物RNA病毒危害之相關技術發展 　　目前可運用於防治RNA病毒感染人類之藥物與方法包括抗病毒藥物、疫苗、重組治療用抗體、抗血清及細胞療法。在預防RNA病毒感染家畜禽方面，則以疫苗為主。 　　疫苗係指可用於預防、改善或治療細菌性或病毒性感染之生物藥品，其中含有可誘發人體或動物產生保護性免疫反應之成分。研究顯示，可運用於防治病毒性感染之疫苗種類包括不活化病毒疫苗、活毒減毒疫苗、病毒載體疫苗、次單位疫苗、胜肽疫苗、DNA疫苗及RNA疫苗。以下將就該些疫苗進行簡要說明。 (1) 不活化病毒疫苗 　　將分離之病毒感染特定細胞獲得增殖之病毒後，以化學方法處理使其失去複製與繁殖能力，再混合佐劑可製成不活化病毒疫苗。該類疫苗之安全性高，無毒力回復與潛伏感染之疑慮，但其僅能誘發體液性免疫反應，且免疫次數需達2次以上，方能達到理想之免疫效果。目前市售之家畜禽RNA病毒不活化疫苗如豬繁殖和呼吸障礙綜合症病毒PRRSV不活化疫苗、口蹄疫不活化疫苗、新城病不活化疫苗及牛流行熱不活化疫苗。 (2) 活毒減毒疫苗 　　活毒減毒疫苗係利用低致病性之活病毒進行疫苗之製備；該活病毒可能為自然突變所產生，或利用化學突變與基因工程等人為方式所獲得。目前市售之家畜禽RNA病毒活毒減毒疫苗如PRRSV活毒疫苗、豬瘟活毒疫苗及雞傳染性華氏囊病毒活毒疫苗。 (3) 病毒載體疫苗 　　將特定抗原基因嵌入高安全性之病毒載體如不具複製能力之腺病毒 (adenovirus) 載體中並轉染至特定細胞後，以生成之重組腺病毒作為疫苗之主成分。將定量之重組病毒免疫動物後，病毒會進入細胞中並生產特定抗原，進而誘發細胞性與與體液性免疫反應。目前家畜禽RNA病毒載體疫苗仍處於研發階段，尚未有產品問世，如帶有豬假性狂犬病病毒PRV醣蛋白質gB、gC及gD基因之腺病毒可誘發豬隻產生抵禦PRV感染之效果。 (4) 次單位疫苗 　　次單位疫苗係利用基因工程技術所生產之重組抗原與佐劑混合而成。該類疫苗之生產技術門檻較高，需利用微生物或哺乳類細胞建構蛋白質表現系統並建立微生物或細胞發酵製程與重組蛋白質純化製程。目前市售之家畜RNA病毒次單位疫苗如PRRSV次單位疫苗與豬瘟E2次單位疫苗。 (5) 胜肽疫苗 　　胜肽疫苗係以含有T細胞或B細胞抗原決定部位 (epitope) 之化學合成胜肽作為疫苗活性成分；常見之製法如將化學胜肽與核酸類佐劑或蛋白質佐劑混合後，再利用微脂粒包覆上述成分。該類之疫苗可誘發細胞性與體液性免疫反應，具有運用於治療病毒感染性疾病之潛力。目前家畜禽RNA病毒胜肽疫苗多處於研發階段，成功商品化之案例如豬口蹄疫合成胜肽疫苗。 (6) DNA疫苗 　　DNA疫苗係以含有真核啟動子與特定病毒基因之表現質體或PCR生產線性DNA作為疫苗活性成分。當質體或線性DNA傳送至體內後會進入細胞中並開始進行轉錄與轉譯，進而生產特定抗原。表現之抗原可進一步誘發細胞性與體液性免疫反應。目前可應用於對抗家畜禽RNA病毒之DNA疫苗仍處於研發階段，尚未有產品問世，如PRRSV與口蹄疫DNA疫苗。 (7) RNA疫苗 　　RNA疫苗係將可編碼特定抗原之mRNA以微脂粒包覆後所製成。將其注射至體內後，包覆mRNA之微脂粒會藉由胞吞作用進入細胞內，並釋放出mRNA。於細胞質中，mRNA會被核醣體所辨識，並開始進行轉譯作用產生抗原。之後，表現之抗原會被降解為抗原片段，再藉由第一型與第二型主要組織相容性複合體將抗原片段呈現至細胞表面並被CD8+T與CD4+T細胞所辨識，進而誘發細胞性與體液性免疫反應。目前有關RNA疫苗之研發方向主要聚焦於人類相關疾病，未來亦可將相關技術應用於家畜禽RNA病毒疫苗之開發。   四、我國動物疫苗研發實力雄厚 　　根據 Fortune Business (2019) 研究指出，2018年全球動物疫苗市場規模約為97.5億美元，預估2026年將達到160.01億美元，年複合成長率為6.4%。於全球動物疫苗市場中，以家畜禽疫苗產品之市場規模占比最大；其中又以亞太地區之成長最為快速。家畜禽疫苗市場規模持續增長之主因包括養殖規模持續擴增、疾病之爆發、新產品之推出、政府支持計畫及農民之防疫知識日益提升。為抵禦不同家畜禽疾病之發生、提升舊有疫苗之效果及增進免疫之方便性，各國之產學研界仍積極開發符合市場需求之創新單/多價疫苗。 　　我國動物疫苗產業始於民國三十八年，迄今已有七十一年之歷史。於產業發展過程中，政府長期投入資源與研發經費，以持續深耕重點領域技術、促進產學合作、培育高階研發人才、整合運用研發資源、強化業者輔導及推動國際化等策略，積極協助產業技術創新與提升競爭優勢。相較於亞洲其他國家，我國具有充沛之疫苗研發人才，藉由既有之研發能量搭配合適病毒株、細胞模式及動物模式等工具將有助於開發安全有效之新型家畜禽RNA病毒疫苗。    五、結語 　　得益於科技與交通的發達，國際間交流越來越方便，面對未來「地球村」的發展型態，許多地區性疫病亦更加容易隨著運輸系統擴散至全世界，國內民生健康與農業整體經濟也將受到許多挑戰，因此，病毒創新防治需結合生物基礎研究與科技研發，再加上宏觀、靈活的分析能力及技術才能切實幫助產業與民生。

台灣石斑魚王國之未來 由育苗開始—白身階段就有神經壞死病毒與虹彩病毒感染 國立成功大學生物科技與產業科學系　洪健睿教授 水生重要病毒研究團隊　陳廣文　邱炫文　邱宥維　吳立洋　洪健睿 　　台灣之漁業王國，在世界上具有舉足輕重之地位，當中的石斑魚產業更是重要，但也因近年氣候變遷，養殖環境劇烈變化，使得養殖漁業漸趨艱辛。石斑魚產業以育苗為第一優先，養殖環境、飼料、魚體健康皆為重要關鍵。石斑魚又以神經壞死病毒以及虹彩病毒為造成魚體死亡之最大宗。因此在育苗時，檢測石斑魚苗疾病、提升養殖環境、開發機能性飼料添加物，從魚體、環境、飼料三方面對於疾病控制著手，幫助魚體對抗疾病，增加種苗存活率與提升臺灣之整體競爭力。 圖1. 龍虎斑(珍珠石斑)幼苗階段之攝食群聚現象 壹、追蹤育苗時之體內病毒含量 　　在石斑魚1.5吋到1.8吋魚苗時應深度追蹤體內神經壞死病毒及虹彩病毒之指數。在檢測魚場送來的樣品時，本研發團隊發現，在石斑魚1.5吋幼苗體內皆可以發現到兩種病毒的產生，因此除了檢測方面的技術提升，應多加注意漁民養殖情形，應防止魚隻密度過高造成高度緊迫，連動促使病毒量上升。 　　目前臨床對神經壞死病毒之檢驗較為穩定。以RGNNV病毒株為主。利用檢測試片或RT-PCR偵測較為穩定。但病毒指數就較難確立。臨床發病指數已log 4-5(檢體中可檢測到一萬隻病毒)就會開始出現臨床症狀。如不平衡之迴旋泳動、體色變黑等症狀。虹彩病毒之臨床檢測較不穩定，早期有Rana strain(Rana 病毒株)，現在以ISKNV strain(ISKNV病毒株)為主。目前臨床檢出較不容易、因為資訊還以Rana病毒株為主。目前我們發現臨床檢測值在log 3-4(檢體中可檢測到一千隻病毒) 就會開始出現臨床症狀，如伏於池底、攝食慾望低及體色變黑等症狀(如下圖所示)。此症狀現場養殖人員較無經驗。 圖2. 虹彩病毒感染初期魚​​​​​​ 貳、選擇良好白身苗之重要性 　　逐年氣候暖化，病原物大量繁殖，疾病產生更加惡化，石斑幼苗存活明顯下降到一至兩成，甚至更低。如何明顯改善生產之技術平台急需建立。目前白身苗普遍皆已是神經壞死病毒之帶原者，體內以含有高量之病毒量應避免選用。病毒量的含帶量應先在試水的時候趕快檢驗體內含帶量，若體內病毒含量過高在養殖過程很容易爆發群聚死亡，甚至是在運送途中就會爆斃。 參、建立良好養殖環境 　　在石斑魚養殖環境當中，在高密度養殖條件下，環境之水溫、溶氧、氨氮含量最為關鍵。養殖水溫過高容易促使水中各種病原體大量孳生，水溫過低會造成食慾變差，甚至停止進食。水中溶氧過低及氨氮過高，魚隻容易產生緊迫。因此目前智慧化環境管理的開發與管理，可說是相當重要。配合資訊及通訊技術提升魚場環境條件的控制及魚隻狀況的掌握，是成功之重要關鍵。 　　自然生態養殖法，利用藻水或肥水之水質條件來生產石斑苗。白身苗剛進入陌生新環境時。相當不穩定與容易出現過度緊迫之現象，此時若無法改善環境因子，白身苗就會誘導體內相關病原物之視機大量增生，因而產生大量死亡。此時若有藻水或肥水(有水色，白身苗有可躲避之感覺)之存在，白身苗則可以安然度過初期之環境緊迫期。此法之使用可降低抗生素之使用，是相當環保之新概念。 圖3. 肥水建立之池水，水色較不透明 肆、機能性添加物之飼料添加 　　凡有助穩定魚苗可降低緊迫之機能性添加物可選取於池中或餌料中給予。可明顯減緩病毒性與細菌性病原物上升。 1. 益生菌添加 　　益生菌（Probiotics）可定義為：有利於宿主（共生於宿主或存在四週環境）、能夠改善飼料利用率、 提供營養價值、改良外在環境或增加抗病能力的活體微生物。不一定是活菌才有免疫功能，細菌的衍生物如：胜肽聚醣（peptidoglycan）和脂多醣（lipopolysaccharides） ，對於養殖生物亦是相當有益處。 　　益生菌主要功能： (1) 增加營養及改善飼料效率； (2) 刺激性或細胞性免疫； (3) 競爭性排斥； (4) 改善水質； (5) 抗病毒作用。 　　益生菌種類有硝化菌、光合菌、消化菌等等，要如何使用就要看功力之深淺。簡述如下： (1) 硝化菌 　　硝化菌其實有兩種類別，亞硝酸菌與硝酸菌。硝化菌最重要是能將水中的氨分解為較無毒性的硝酸根。亞硝酸菌Nitrosomons專門分解毒性最強的氨產生亞硝酸硝酸菌Nitrobacter可將毒性較弱的亞硝酸分解成硝酸根。硝化細菌只能利用無機營養鹽，不能分解及利用有機廢物；大量的有機污染會直接或間接抑制硝化菌的生長。例如水中有機廢物一多，會導致大量腐生細菌族群增生，對硝化菌產生空間的競爭。硝化細菌並無光合色素，不能利用光能來作合成作用，並且反而會受到強光照射的傷害。光線會對硝化細菌的生長及繁殖有或多或少的傷害，生態上硝化細菌有避光現象。 (2) 光合菌 　　光合細菌（Photosynthetic bacteria，簡稱PSB），為革蘭氏陰性細菌。厭氣環境下可利用光能進行光合作用，以H2S和有機物作為供氫體，以CO2或有機物作為碳源。光合細菌的使用，主要是在於淨化水質，消耗水中有機物，以及避免水池底泥產生硫化氫。另外光合細菌對魚、蝦、蟹、貝類幼體具有促進生長，提高存活率的作用。可能是因為光合細菌含營養物質，其蛋白質含量超過大豆，維生素B群種類與含量超過酵母，特別是維生素B12、葉酸和生物素等含量豐富。另外，重要生理活性物質的輔酶Q在光合細菌中含量遠超過其他生物。可適當將光合細菌混入飼料中餵食水產生物。 (3)消化菌 　　消化細菌是一大群具有分解有機物能力的有機營養菌，尤其指腐生細菌，能分泌體外酵素，消化外界有機物質。消化細菌分泌胞外酵素，限解體外大分子有機質，再利用滲透作用，將小分子吸收至體內充作營養物質。消化菌能將有機質分解礦化，並因此得到養份。適合消化細菌生長範圍，T=20~35℃， pH值4-10、D.O.依據不同種類硝化菌決定。分裂速度快，25℃時，好氧型約20~30分鐘分裂一次。其中枯草桿菌（Bacillus licheniformis），為一好氣腐生菌，能分泌活性強的蛋白質分解酵性素，還能分泌出其他有機質分解酵素。上述相關益生菌適當使用可以改善水質與明顯降低微生物之感染。可減少抗生素之使用量。 2. 抗氧化劑添加 　　魚隻被病毒所感染或者是養殖密度過高產生緊迫反應。上述的狀況在魚體內都會產生大量的活性氧化物質(Reactive oxygen species，ROS)。而抗氧化劑可以有效降低魚體內的氧化壓力水平，以一般最基礎的維他命C、蝦紅素、茄紅素、乙烯半胱氨酸等就可說是一個相當好的抗氧化劑來源。在於魚隻感染發病時，添加抗氧化劑可以幫助魚體對抗疾病，獲得較好的存活率(如下圖所示)。 圖4. 龍膽石斑室外兩吋苗之黑網內養殖：飼料投餵 伍、未來展望 　　石斑魚產業具有高經濟價值，但相對的養殖條件也較為嚴苛，因此對於養殖者的技術及知識也是一大挑戰。但若能跨越養殖上的困難點，必能吸引更多業者投入。檢測石斑魚苗疾病、使用自然生態養殖環境、開發機能性飼料添加物，從魚體、環境、飼料三方面對於疾病控制著手，幫助魚體對抗疾病，提升種苗存活率。 陸、參考文獻 洪嘉鎂，海大與中研院聯手，從石斑魚腸道菌找出免疫力提升關鍵，農傳媒，2018。

農業新科技加值策略，擴大產業鏈格局 財團法人農業科技研究院　洪子淵研究員　賴威延副研究員　黃蘊慈研究員 行政院農業委員會科技處　許萌芳技士　黃明雅技正 壹、前言 　　農業是國家發展及社會安定的重要基礎產業，也是因應氣候變遷十分關鍵的綠色產業。我國農業隨著社會經濟發展與總體環境情勢變動，面臨氣候變遷加劇影響區域農業生產、農業人口高齡化導致勞動力缺口，及全球經濟貿易自由化等多項挑戰。而新技術應用一直是被視為農業轉型升級的重要工具之一，近年來，我國農業科技朝向精準及永續發展，106年度起推動為期4年之「農業生物經濟產業國際化與永續發展計畫」，即針對「農業基因體應用」、「動植物新品種」、「動植物健康管理」與「農業副產品利用」等4大重點項目，奠定穩固與深厚的農業技術研發與應用基盤。我國農業科技未來走向將不再是閉門造車，行政院農業委員會（簡稱農委會）已透過多項政策型計畫與自動機械、資工通訊、保健醫學或加工保鮮等領域進行合作，將激盪出更多的創新合作思維，並以產業價值鏈格局，擴大農業加值空間，創造新形態的農業架構，使得從業人員各盡其才，農地善盡其利，建構年輕化、有活力、高競爭力之樂活農業，期加速我國下階段農業科技邁入新的里程碑。   貳、國際生物技術創新發展與產業化趨勢 　　依據2019年《世界人口展望》(World Population Prospects)統計，未來30年全球人口將增加20億，預估2050年達到97億。在自然資源有限與氣候變遷的影響下，農、林、漁、畜等生產如何應付未來人口增長的糧食需求，以及去化人類經濟活動留下的廢棄物，實為全世界的共同課題。現今世界各國多以永續生產系統與資源最佳化利用為追求主軸，以養活全球人口、防範資源枯竭、減緩環境污染、因應氣候變化為目標，透過生物技術的創新運用，能在產業過程中不同節點達成加值成果，為廣大農業增添許多不同的可能性。 　　農業生產方面，為了使生產系統更加貼合未來需求，各國均積極開發加速育種的新興技術，包含分子標誌、基因工程技術等。例如美國Aviagen公司已將基因組學技術納入肉雞的品系培育，以提供特殊的肉雞品種；英國Genus plc公司也透過基因編輯成功培育出對傳染性胃腸炎病毒(transmissible gastroenteritis virus, TGEV)具有抗性的豬。這些品種改良技術除了能快速回應現有的產業需求外，更有利於進行後續的生產管理。 　　在動物疫苗應用方面，加拿大薩克其萬大學使用反向疫苗學開發新型疫苗，可幫助畜牧動物抵抗絲狀黴漿菌，現今已獲得肯亞疫苗生產商的許可並進行生產。美國Zoetis公司也推出了歐洲第一種狗用口服疫苗，可幫助預防博德特氏菌(Bordetella bronchiseptica)，減少伴侶動物的疫苗接種壓力，在提升動物福利上甚有助益。另一方面，降低藥劑、抗生素使用的同時仍維持動物健康也是不可或缺的一環，例如：智利聖地亞哥大學將香草植物與微生物添加於養殖鮭魚飼料當中，能夠減緩鮭魚因環境壓力造成的氧化損傷；澳洲詹姆斯庫克大學則利用清潔蝦進行生物防治，幫助減少養殖石斑魚的寄生蟲卵與降低感染率，透過這些多元的管理方式，就能有效減少抗生素抗藥性的產生，幫助達成One Health的目標。 　　此外，一般農業活動的生產過程中常累積大量副產物，國外就曾利用複合性敷料開發、資材應用擴展、萃取物功效性驗證等技術，開發多種用途之新興產品，有助落實資源最佳化並增加農業生產收益。例如：新加坡國立大學使用棉花纖維開發出棉花氣凝膠，除了幫助血液凝結，也具有較好的生物相容性，減緩患者過敏的機會；巴西農業研究公司Embrapa Instrumentation利用脫水食材與奈米材料製成可食用塑膠，同時能快速被分解；美國伊利諾大學亦發現咖啡廢棄物萃取液所含的酚類化合物具有應用於預防第二型糖尿病的潛力。這些技術除了能開展額外的潛在用途，更可幫助產業提升收益，並促進資源的循環應用性。   參、我國應用生物技術的加值成功模式 一、跨域加值：農工與農醫合作 　　我國農業在生物技術應用及發展，愈來愈注重跨領域整合與運用，無論是在智慧演算與自動監控對農業栽培或動物養殖的技術精緻化，或是綠色材料醫療保健成分的開發等。 　　以近期農業智慧應用開發為例，因臺灣養豬農戶多屬於中小型生產模式，面臨收集豬隻生長數據時經常處於人手不足的狀態，農委會已邀請學者執行開發體型體重自動化檢測技術，特別針對臺灣養豬工作現場環境考量設計，可透過電眼辨識豬隻體型，編寫訊號運算系統則能將生理數據變為可視化圖表，該技術不僅讓即時體重資訊可被自動記錄，進而幫助解決養豬戶記錄人力缺乏問題，更使育種業者輕鬆辨識商業優勢性狀，加 速我國豬隻育種開發。 　　此外，因應人口高齡化趨勢及人們對身體保健的重視，產、官、學、研界開始投入探索及開發自然資源中蘊藏的保健成分，透過研發人員的深入研究，結合農業與生物技術，進而看見每一個自然資源成為高價值原料之潛力。以臺南官田所盛產的菱角為例，每年上千噸菱角的廢殼目前已被製作成生物炭、木醋液等土壤改良劑作再利用資材，惟受眾範圍有限，地方政府也苦思其他利用模式，在農委會補助下，醫學大學學者萃取純化廢菱角殼內含之機能性成分，經動物實驗分析發現了能改善阿茲海默症的活性成分，且保健原料的市場價格日益趨漲。由小窺大，透過農醫合作是足以產生一加一大於二的翻倍成長。 二、技術加值：基因體應用與循環再利用 　　在開放的國際經貿體系環境下，如何避免農產品進口衝擊與擴大出口機會一直都是我國關注的議題。農委會除了提出改善生產結構、產銷平臺與資本設施等紮根的政策措施外，持續提升及穩定產品品質更是強化產品競爭力之成功之鑰。 　　臺灣農業育種技術上擁有豐沛研發經驗，公部門及民間蔬果品種經常推陳出新，在品質控管方面，我國從蔬果品系優良性狀的基因純淨度做起，為維持銷售種苗品質，當育種者將新一代雜交品種種子交付專業農戶或種子公司後，需持續監控種子基因純度，以確保後代的雜交成功率與品種正確性。農委會補助學者利用新興的遺傳分子檢測技術導入以次世代定序為基礎的高通量SNP分子標誌開發技術，並已針對種苗業者提供的番茄、甜瓜等暢銷蔬果共超過1,000個一代雜交品種進行測試，發展出可以進行大規模基因型分析與分子標誌開發的技術平臺，此類新型檢測方法除了可以降低檢測人力、檢定成本與縮短育種時間，同時避免傳統的田間檢定方法(grow-out traits, GOTs)因僅靠外顯性狀判斷所引起的爭議問題，進而維持種苗性狀品質與種苗業者商譽，提升種苗產業的內銷與出口競爭力。 　　農業副產物加值應用方面，根據環保署將廢棄物所做的分類，其中牡蠣殼、禽畜糞、畜禽下腳料等屬於有污染疑慮之可分解廢棄物，若能多加思考能減少環境衝擊並同時提高農產附加價值的方法，即能在經濟活動與環境保護上達到雙贏。以廢棄牡蠣殼為例，因其在海邊被隨意堆置產生之嫌惡環境被地方政府所正視，現在已有業者將牡蠣殼粉化作土壤改良劑與飼料添加劑，企圖減少廢牡蠣殼的堆積量。然而，南部有一學者專家利用天然材料的生物相容特性，將牡蠣殼作為先端醫材的開發對象，創造可運用於人體的骨質材料，且每公克的販售價格與一般土壤飼料添加劑差距可達30萬倍，另評估未來售價將較進口骨粉少三分之一，有極大機會取代進口骨粉，不但降低國人醫療成本，兼具循環再利用的精神，更可有效提升牡蠣產業收益。 三、品質加值：優質種原與安全飼養模式 　　由於人口持續增加，動物性蛋白需求亦隨之增加，集約飼養有助提升單位生產力，但也造成疫情監控的壓力，優良品種及疫病管理在經濟動物飼養上扮演極為重要角色。以家禽為例，早年土雞種原混雜使得體型等性狀不一，且疾病會經母體垂直感染多有帶原，造成選育工作非常困難，若要同時兼具防疫與商業性狀的選育，需要政府協助投入相關資源。因此，農委會畜產試驗所在漫長的高品質種禽選育之路下，從1997年發表了「近親土雞台畜1號」開始，學研界陸續推出「興大土雞101品系」，到最近的「黑絨烏骨雞」，發表了數個土雞品系，更協助業者發表土雞品系「凱馨桂丁土雞」及「豐輝下營紅牌土雞」等，皆是產、官、學、研花費20年以上的心血。新品系種雞除了提升自體免疫能力以減少施藥次數，同時也增加飼料換肉率、頭腳比、肉質、肉色、產蛋率、育成率與體型整齊度等，甚至烏骨雞外觀賣相上更可出現絲羽、藍耳、鳳頭、毛腳、鬍子、五爪、玫瑰冠、烏骨、烏皮和烏肉等的「十全」特徵。農委會已透過育種工作人員的世代努力，在選拔健康禽畜族群的同時，兼具商業品質需求。 　　此外，除了提升動物內在健康，飼養環境病原也是需要亟力控制，一般透過定期消毒、打掃、施打疫苗與設施動線規劃等動作進行管理，現在更有多種新興科技元素增加於畜舍設計的案例，包括可自動監測二氧化 碳、嫌惡氣體、溫度、濕度、餵飼量等環境因子，亦可輔助飼養溯源管理。而農委會近期亦運用生醫光電技術於畜舍病原監控上，該技術運用表面共振效應搭配拉曼光譜，開發非侵入性之病原即時監控平臺，可以快速 且準確地檢測豬霍亂沙氏桿菌、鼠傷寒沙氏桿菌、豬胸膜肺炎放線桿菌與氣管敗血性博德氏桿菌等病原，以初步控制現場疾病散播，同時也可利用晶體式發光二極體技術應用於病原廓清與減少嫌惡氣體的累積，針對畜舍衛生安全做到主動式預防的效果，達到維護畜禽生長環境品質。 四、研發成果加值：產業化推動與國際化 　　研發人員經過多年努力產出的農業科技研發成果，除了提高附加價值外，尚需借助政府產業化推動政策，給予進入產業鏈最後一哩路的助力。農委會已與財團法人農業科技研究院(簡稱農科院)合作，透過技術盤點、研發成果整合、育成輔導及國際化推動的推動機制，強調運用產業策略與客製化服務、產研科專輔導、新事業開發與服務、農業育成服務、產業人才培訓及國際化營運服務等產業化服務，進行產業化上中下游之輔導整合，彌補產業化發展缺口。 　　以農委會自2017年推動之「生物經濟產業策進及新事業服務」亦針對生物經濟4大重點議題之亮點產業，統整生物經濟重點產業之產業策略與資訊服務，已陸續完成近20案國內外市場產業趨勢蒐集與研發策略建議案例，並透過農業科技產業情報站進行資訊推廣，累積影響超過25萬人次，配合諮詢輔導，強化情報資訊服務體系，同時輔導新進駐育成廠 商3家，成功促進業者投資達5,250萬元以上。 　　另於人才培育上亦針對再生循環資材領域，舉辦人才培訓班，結業人數計45人；而農業科技商品化事業化以及產業化的推動，已建立「農科研發成果商品化事業化運作機制」、「農科研發成果境外實施評估及媒合機制」及「研發成果運用與保護、法務法規及評價諮詢服務」，包含從技術整合、商品化事業化評估、新事業促成至推動技術境外實施等系列服務措施，完成研發成果商機挖掘及盤點分析，進一步進行技術整合與加值規劃，並導入商業概念和完整事業發展之營運模式，有效地將相關研究成果推廣於農企業的新產品開發與新事業發展；統計至今已協助超過72件來自農試研究機構、大專校院、法人單位、產業界等農業科技研發成果，透過技術價值鏈建立、事業價值鏈分析及技術整合等工作，進行商品化發展潛力評估，完成共41件技術套組整合與商品化發展潛力評估，以及完成27件商品化事業化評估(business plan)，並促成13案商品化事業化成功案例，包括6案衍生新事業案、7案衍生新事業部。 　　其中，不乏具備可外銷或境外實施國際化潛力之案件，例如其中3家業者配合政府南向政策以及農科院的輔導下，完成東南亞拓展布局，說明如下。 （一）執行「高效禽畜糞處理設備拓銷與再生循環示範基地建置計畫」，輔導特克斯科技股份有限公司，於東南亞進行禽畜糞處理設備拓銷，並與馬來西亞雪蘭莪州農業開發公司共同合作，完成循環示範基地建置。 （二）執行「台鼎活動帷幕設施南向示範場拓展計畫」，輔導台鼎活動帷幕股份有限公司完成專利布局評估與專利申請，並於馬來西亞柔佛州完成3層活動帷幕設施示範場建置及推廣工作。 （三）執行「甘藷國際化營運模式建立計畫」，輔導慶全科技農業股份有限公司，進行印尼、新加坡等東南亞地區之國際市場的開拓。該計畫透過國際化營運模式的規劃，協助2式技術模組完成南向輸出，預計透過農科院輔導可協助業者提升營業額達新臺幣4,850萬元，促成投資額達新臺幣2,400萬元。   肆、未來發展建議 　　鑑於歐美日等國際先進國家所推動的科技重大方案，均以生物技術作為核心應用於農業、工業與醫藥等領域，而產業化推展的模式也漸漸從公權力的協助，推動轉換至民間企業單位主動且跨領域的參與努力，其產業化的影響透過科技與智慧化的導入更是越趨貼近民眾的生活。而我國現今已有的科研合作所造就的成功模式也與國際間多元發展的走勢相符，可從上述多個案例得知，透過農工、農醫以及產業服務等跨領域創新合作的加值垂直整合關係，所衍生的新品種、新的服務模式以及減少資源的浪費，能夠產生比原有更為豐碩的加值化效益，嘉惠人民生活與產業發展。因此如何借鏡成功模式，接續擴大複製或落地應用至產業鏈，仍須透過不斷的創新研發及各種輔導政策工具導引，持續強化我國農業與各領域間的橫向串聯，以凝聚各界能量進而轉型升級，營造環環相扣的共好產業網絡，樹立一個符合我國農業特性、超越產業聚落的創新模式，促進我國農業邁向與其他產業關聯更為緊密且更具競爭力的新形態經濟生活圈。

都市農業地景營造與教育體驗之思路與實踐 國立屏東科技大學農企業管理系　段兆麟教授兼行政副校長 一、緒論──都市農業的意義與重要性 　　都市農業（Urban Agriculture）是農業發展的一種特殊型態，是以區位作為分類變項的農業型態。都市農業是指位處都市地區的農業，包括城市地區與城郊地區的農業。由於區位的特殊性，都市農業的經營目的、經營的型態與內容、市場與顧客、服務方式及社會責任等，都有別於一般位處鄉村地區的農業。 　　都市農業是都市化的產物，一個地區都市化後，工商業興起，人口密集，建築物櫛比鱗次，汙染劇增，工作緊張，人際關係淡薄，生活品質隨之下降，此時亟需綠地及休閒空間，以平衡市民心理與生理的壓力。農業擁有最多的綠地，農村田園景色優美，水及空氣清新自然，人情味濃厚，所以是提供休閒遊憩、平衡身心壓力最佳的場地。因此，都市裡的農場存在意義其實相當於公園綠地，左擁綠野美景，右賞鳥語花香，但又多一分鄉土文化體驗以及人情關懷，是市民最具有人性化的休閒空間。 　　台灣研究都市農業起源甚早。大約在1990年代後期，林梓聯、江榮吉、蕭清仁、林英彥、蔡宏進等專家學者，與北京市城郊經濟研究會在兩岸輪流舉辦都市農業研討會，發表論文，探討都市農業的議題，此為台灣研究都市農業的濫觴。當時林梓聯(1996)提出都市農業具有下列功能： 都市內的農業生產基地提供新鮮、衛生、安全的蔬果、花卉，使都市具有自足的農業功能。 都市農業的活動，如市民農園、休閒農場、教育農園、花卉公園、銀髮族公園等，建立有「農」的都市。 都市農業的生產及生態環境發揮綠洲的作用，具有「都市之肺」的功能。 都市農業的體驗活動，吸引市民參與，忙裡偷閒，鬆弛減壓，有益養生，使市民體認富裕與幸福的真諦。 　　由於都市農業與市民生活具有互補互助的效能，因此都市農業係調和農業與人、都市及自然的關係。吾人應從食物系統、休閒生活、教育體驗、景觀美學、環境生態、文化保存、永續發展等觀點，正視農業在都市的深層意義。臺灣臺北市、新北市、桃園市、臺中市、臺南市、高雄市等六個直轄市建制之後，具有實施都市農業的條件，並顯現其重要性。 　　本文首先以文獻探討法，回顧「都市農業雜誌」(Urban Agriculture Magazine)近五年的主要議題；其次就推行都市農業地區地景營造與教育體驗兩個主題予以闡述與建議。 二、世界都市農業發展的主要議題與特性 (一)世界都市農業發展的主要議題 　　都市發展融合農業功能是世界的趨勢，各國皆重視都市農業的建設。本文綜整「都市農業雜誌」（Urban Agriculture Magazine）2015年迄今，各年度各期的主要議題如下： 2015年(第29、30期) 建立城市地區的食物系統(City Region Food Systems; CRFS)，包括重視城市對鄉村的依賴性及食物安全；政府制定具有經濟性、社會性、環境性的永續食物系統；培育多功能的都市農業型態；營造可食地景、市民農園；縮短食物里程等。 強化鄉村與城市的聯結。包括：推廣社區支持農業(C.S.A.)制度；合理配置城鄉空間的角色與功能；保護城郊農地；搶救城郊里山(城鄉社區合作、食物生產、食農教育、地景保護、文化保存、環境教育等)。 2016年(第31期) 城市空間總括式規劃與利用。包括重視社區各方參與者(Stakeholder)的力量；秉持社區行動主義；強化CRFS的社區參與與規劃；重視都市農業因不同社會經濟發展程度的差異性；建立地方永續發展的食物制度；妥善處理城郊自然災害。 2017年(第32、33期) 認知城市食物─廢棄物─能源的關係與私人部門。包含：建立循環農業系統；鼓勵社區參與；引入商業模式；推廣太陽能；注意氣候變遷的影響。 城市生態學(Urban Agroecology)。包括：認知三種都市農業概念與行動方案的差別性：UA、UA+(永續發展的都市農業)、oUA(有機運作的都市農業)。 2018年(第34、35期) 對CRFS影響及衝擊的衡量。衡量過程包括設計指標、蒐集量化資料、週密的及時間序列的衡量方式；衡量要有邏輯架構及成效管理；衡量氣候變遷及極端氣候對CRFS的衝擊；衡量地方食物系統要涵蓋六個主題：居民、食物環境、消費、食物鏈、農產食品部門、政府行動。 CRFS青年農民的教育與就業機會。提供青年企業經營的培訓，發展潛力；指導作業的技能；組織合作社。 (二)世界都市農業發展的特性 　　綜觀五年來世界對都市農業研討的議題，可知都市農業的特性如下： 都市農業以生產、生活、生態「三生」為主要的內涵，但依都市的社會經濟發展程度而異其重點。 　　在開發中國家，生產性是基礎的，城市化過程中一定保護農業的適度生存發展；在提高農業的生產性功能的同時，注意發揮其生態性、生活性的功能。在已開發國家中，都市農業的生態性與生活性則高於生產性。都市農業的三種特性構成都市農業內涵的三個部分，因此都市農業的組成可用以下公式表達。此公式指明都市農業兼具生產性、生態性、生活性的功能： 都市農業＝生鮮安全農產品＋公益性園林綠地環境＋農業休閒體驗 食物供應是都市農業的基本功能。CRFS特別重視在地性、生鮮、安全、便利，縮短食物里程的特性。 特重CRFS的永續發展，即推動都市農業的進階版UA+。保護農地，重視農業生產與環境保護的平衡，培訓青年農民，提倡農業生態理念、搶救城郊里山、重視規劃機制等。 農業食物的生產方式多元化。城區食物雖然主要來自郊區生產，但社區支持農業、市民農園、認養農園(Owner’s Farm)、屋頂菜園等普遍存在。 生產活動減少環境負擔，推廣循環農業模式。農業產銷應採可回收方式，減少廢棄物，節能減碳，利用綠色能源(如太陽能)。 注意氣候異常對城郊農業生產的衝擊，防止天然災害。 重視城郊地區農村的生活品質與文化保存。推行食農教育、環境教育、農業景觀(可食景觀)、傳統文化保存、生態教育體驗等。 重視社區參與。地方相關單位及人員參加CRFS的規劃與推行，社區支持農業制度、社區與農民合作、提倡社區行動主義，社區引導政策、關注移入居民的需求等。 三、都市農業地景營造 (一)都市農業景觀管理 　　地景的本質是「美」，所以美學原理指導地景營造。 景觀的重要性 依據體驗的觀點，城市郊區要引導遊客融入情境，參與活動，而獲得愉悅的感覺。城郊與遊客互動，就是要感動遊客的感官（眼、耳、鼻、口舌、皮膚），而產生美好的感覺（視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺）。遊客五種感官中，最先啟動的是眼睛，影響大腦遊憩決策最重要的也是視覺，所以城郊莫不致力於美化環境，營造清新自然、柔美順適的場地，以吸引遊客來場留場，因此鄉村取悅遊客，地景營造建立第一功。 景觀與景觀管理的意義 所謂景觀（landscape）是指以人為觀察的主體，對於自然或人為的環境景物認知及感受，所形成的意象之綜合體(王鑫、許玲玉，2005)。 都市農業景觀管理（landscape management），就是城郊對自然或人為環境景物所進行規劃設計、調整及維護的活動，以產生美的意象，而提高遊客的滿意程度。 （二） 農業美學的原理 一般美學原理：都市農業景觀管理（landscape management），就是對自然或人為環境景物所進行規劃設計、調整及維護的活動，以產生美的意象，而提高遊客的滿意程度。 統一原則：景觀具有功能多樣性和結構複雜性。景觀多樣化的統一，就是在變化中有統一，統一中有變化，是統一性原則在景觀規劃設計和改變中應用的一個核心概念（劉黎明，2009）。郊區的環境景物，依其性質可分為相互同質與相互異質的現象。同質太多，顯得單調而呆板；異質太多，則顯得混雜淩亂。所以郊區的環境景物要協調統一。 均衡原則：均衡創造寧靜，防止混亂和不穩定，具有一種無形的控制力，給人以安定而舒適的感受。人們通過視覺均衡感可以獲得心理平衡（劉黎明，2009）。郊區環境景觀規劃及體驗設計要顧及均衡調和，使遊客心生穩定平和。 韻律原則：韻律可以產生強烈的方向感和運動感，引導人們的視線與行走方向，使人們不僅產生連續感，而且期待著連續感所帶來的驚喜（劉黎明，2009）。郊區景物佈置應讓遊客有方向感與運動感。 比例原則：比例是指存在於整體與局部之間的關係，是一種用於協調尺寸關係的手段，強調的是整體與部分、部分與部分的相互關係。比例原則可產生和諧、協調的視覺形象（劉黎明，2009）。郊區景物對於整體與局部，或局部與局部的尺度關係，應考慮美感。 自然景觀的美學特徵 合適的空間尺度：郊區的空間或建物設施，其大小、長短、高低、遠近應適宜，譬如農場中不宜有高聳的建物、超過比例的設施面積，遠近不協調的區位佈置等。 景觀結構的適量有序化：城郊產區或設施佈置要有規律性，但為避免呆板，又不宜過度中規中矩，所以景物配置要在規律中有變化，在變化中又顯規律性，像市民農園的景觀，在規律的田區中，每區承租人種植不一樣的蔬菜，而顯現豐富的變化性。 多樣性和變化性：郊區可以從農林漁牧產品、季節農時、農村生活文化、設施建築等方面表現多樣性及變化性。 清潔性：郊區環境保持清新、潔淨、安全、健康，這是景觀管理最基本的要求。因此農場要有專人維護環境，隨時清除廢棄物，消除污染源，不要製造視覺污染（如雜亂的電線、指示牌），以留給遊客純淨的印象。 安靜性：郊區除了天籟之聲（蟲鳴鳥叫、風聲、流水聲）及遊客歡笑聲之外，應避免不相干的噪音出現，所以農場不應有機械噪音、廣播噪音、遊客吆喝嘶吼聲，以保持場區景觀的清靜閒適。 生動性：郊區應運用動植物資源或自然資源，以營造景觀的靈動性，譬如種植柳樹搖曳生姿、蜜源植物誘蝶、果實樹木誘鳥、禽畜動物奔跑跳躍、魚遊動，甚至設置跌水設施促進水的流動，皆可增加環境景觀的生動性。 自然性和連續性：郊區的自然景物應是百分百的天然物，具有本土性與草根性，所以農場植栽儘量栽培於土地，而非從他處移來的盆栽。動物遊走在牧野的開放空間而非關在圈欄，魚在池塘而非水族箱，以保持景觀的自然性。場區實施大面積團塊狀栽植（如花卉、香草），數大就是美，可產生震撼性的景觀效果。 人文景觀的美學特徵 符合美學元素：郊區人為景物要符合美學的四大要素：形狀（form）、線條（line）、色彩（color）、質感（texture），所以農場內主要的設施，如餐廳、住宿、解說與會議室、畜舍、溫網室、倉庫、洗手間等，甚至解說牌、指示標誌等，從規劃設計到維護管理，都要把握美學的元素。 自然協調原則：郊區人為景物是在自然環境中起造，所以應與周遭的自然環境特徵一致，因此木造設施優於鋼筋水泥建物。設施座落位置不破壞綠地的完整性，設施建置不影響生態環境。總之，人為景物對自然景觀的價值不應減損，最好還有加分的效果。 均衡協調的原則：郊區人為景物之間應考慮局部與整體，及局部與局部的關係，譬如洗手間宜附在其他建物之內，或外觀予以美化，以免外表突兀。具有特色的設施建築置於入口不遠處，以營造入口意象。 文化性：郊區人文景觀應反映地方的文化特性，使與其他體驗活動共同型塑一致的意象，譬如客家莊農場有三合院、煙樓的景觀、原住民園區有傳統的石板屋；反之，搭建歐式建築，則顯不倫不類。人的生活與生計活動亦是人文景觀的一部分，都可凸顯地方文化的特色。 簡單素雅性：郊區所有人為活動都構成景觀的內容，因此外貌上要給遊客潔淨、流暢、純雅的印象。農場偶見電線或管路配置淩亂、垃圾未清、清潔用具棄置、房舍外牆剝落、設施損壞、解說牌模糊不清、曝曬私人衣物等，都須加以改進。 （三） 美學原理在細部景觀營造的應用 　　所謂細部景觀管理，係在主體景觀之外，具有輔助性、襯托性、零散性景觀效果的景物形象。列舉如下： 植栽管理 草坪管理 水塘管理 空地管理 建築物管理 廁所管理 排水溝渠管理 車道及步道管理 停車場管理 解說牌管理 休息座椅管理 環保設施管理 （四） 台灣六都地景營造的範例 台北市士林區陽明山海芋地景​ 新北市淡水區忠寮市民農園 桃園市蘆竹區坑子溪休閒農業區茶園地景 台中市東勢區東勢林場 台南市大內區走馬瀨休閒農場 高雄市美濃區毛豆產業地景 （五） 都市農業地景營造的建議 植物地景盡量採取「可食地景」方式。 採用本土植物樹種。 基於生物多樣性概念，以叢聚方式營造地景。 考慮生態的效果，營造動植物共生的地景。 地景樹種儘可能選擇有防治空氣汙染、噪音汙染的樹種。 四、都市農業教育體驗 （一）教育體驗的意義與理念 意義 　　教育部頒布「2012年國民中小學九年一貫課程綱要」，將學習領域分為七個學習領域，其中一項為「自然與生活科技」領域。該領域的一項教學實施即為「運用學校、社區或校外自然環境，提供學生各種可供學習的資源。配合自然科學學習的需要創設教材園、運用社區內的環境資源、參觀博物館、農場或做野外考察、利用圖書館、教育資料館，以及提供諮詢的專家等，以幫助學生做有效率的學習」，可見農場是政府規定實施自然教育的場地之一。都市中小學生前往郊區或農場實施自然生態教育，是教育界的需要，亦是農業界的貢獻，這便是「教育體驗」類型的休閒農場。 　　另從環境教育及食農教育層面認知城郊農場的功能。「環境教育法」第1條及19條指出：為了促進國民瞭解個人及社會與環境的相互依存關係，增進全民環境認知、環境倫理與責任，教師、學生均應參加四小時以上環境教育。其次，為推廣食農教育應強化飲食與農業之連結，增進國民健康，促進全民參與及支持農業發展，強化城鄉交流，維護飲食安全及農業文化傳承，宜鼓勵民眾前往農場學習農產品生產過程。所以城郊農場是實施環境教育和食農教育最佳的場域。 理念 　　教育理論對於學習者獲取「知識」的途徑，有理性主義與經驗主義兩種論述。提倡理性主義者認為知識來自於學習者內在的心理結構，教育的功能在於開展學習者的心理結構，培育知性的種子。提倡經驗主義者認為知識來自於環境，教育的功能在於訓練學習者的感官以獲取環境中的資料。此二論述雖然歷經若干學者試圖調和，但學習者透過感官從環境中汲取資料，是知識形成的重要途徑。美國教育學者杜威（Dewey）主張「由做中學（learning by doing）」，認為經驗是活動的產物，「行以求知」是最好的學習方式。 　　現代學校的自然教育已不能以學校教育、課本知識為滿足，必須走出校門，尋求讓學生參與、操作、體驗的學習機會。郊區或農場具有豐富的自然資源，農場場主是實務經驗培養出來的教師，因此農場是實施戶外自然教育最佳的場所。農場應將其自然生態資源整理而設計成有系統有條理的教育體驗活動，對學生及社會大眾提供自然知識的學習機會，如設計學習單，規定學生的學習目標及應完成的學習作業。 （二）都市農業教育體驗的類型 農林漁牧主題體驗型 　　農林漁牧主題體驗型以農林漁牧體驗與環境生態及農業創新科技學習為目的。農作、森林、養殖、畜牧體驗，從動植物的栽培管理與飼養管理過程，農林漁牧操作體驗、生態環境認識，創新科技展示，及以農業六產化提升價值的展示與解說，都是學習的內涵。循環農業的生產模式符合環境意識，已有若干休閒農場設置魚菜共生的體驗活動。 　　建議增加永續農業思路下農林漁牧經營模式的教育體驗活動；增加農業生產對廢棄物、廢棄水減量及節約能源方面，創新生產系統的教育解說。 安全農業主題體驗型 　　都市農業生產特性是生鮮與安全。都市農業生產教育體驗，應推廣農業生產的自然農法、產銷履歷制度、友善環境耕作、有機農業等知識與操作方法。介紹農產品安全的驗證制度，以及設計市民可以親身體驗的農事活動，以增進市民對安全農業的認知，並達到推廣安全農業，促進市民健康的目的。安全農業體驗特別適合對國中小學生實施，將安全農業的概念從幼年奠立。 　　建議增加城市屋頂菜園、市民農園的體驗與指導。 食農教育主題體驗型 　　食農教育主題體驗型結合農業教育體驗、飲食教育體驗為目的，瞭解食材從產地到餐桌，餐桌到腸胃的過程。從食材生產、加工運銷過程、食品安全，及飲食相關知能、健康飲食、飲食文化、在地食物消費、低碳飲食、永續餐飲材料、綠色餐廳、永續農業推廣、氣候變遷調適策略等，皆可構成食農教育體驗的內容。 　　建議特別加強CSA、食物與環境關係的解說教育與體驗。 環境教育主題體驗型 　　環境教育主題係「環境教育法」的要旨在城郊農場的實踐，設計體驗活動，以供市民參與與學習。環境教育主題體驗型結合農業生產、生活、生態及生命一體化為目的。經營內容包含生態教育、環境教育、食農教育。園區內以生態工法及友善環境耕作方法，促進場內的生物多樣性。整合在地特色自然環境資源，例如地形地貌、生產地景、動植物棲地，提供豐富的導覽解說，提升民眾對大自然的認識，進而促進人與自然的和諧共生。 　　建議可加強氣候變遷及城郊里山環境生態的體驗內容。 文化教育主題體驗型 　　文化教育主題體驗型結合農村生活文化、農業產業文化體驗學習為目的。舉凡農村生活中的食、衣、住、行、育、樂等六大農村生活層面，及一切農林漁牧的作物或牲畜制度、品種、栽培或飼養管理技術，設施設備器具、生產資材、加工技術、運輸儲藏方式、灌溉設施、二十四節氣支配農耕制度等皆可構成農業文化教育體驗的內容。 　　建議可加強新住民(新移民)文化的體驗內容。 五、結論 　　都市農業是以城鄉區位作為分類變項的一種農業發展類型。一個地區都市化之後，其地區內的農業特性將隨之改變。改變後將提高農業的都市性，使農業資源為都市服務。台灣過去較少都市農業的特性。但隨著「六都」的成立，都市出現較大的郊區，都市農業乃逐漸成形，而其必要性與重要性逐漸升高。 　　都市農業是世界都市發展的潮流。本文依據各國發展都市農業的先進經驗，以地景營造與教育體驗二大範疇為探討的對象，研提改進的建議，期盼藉此助推台灣都市農業發展達致國際水平。   參考文獻 王鑫、許玲玉，1992，人與景觀，2005年5月28日取自http://eeweb.gcc.ntu.edu.tw/topic/land/book2.htm 江榮吉，1996，城市化與都市農業發展，兩岸城市化與都市農業研討會論文集，台灣農業經營管理學會與北京市城郊經濟研究會。 李阿嬌、傅仰人，2018，都市農業：U-Farming都市農業，科學發展，552期，pp.16-21，財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心。 林英彥，1996，城市化過程中保護農業政策以及發展二、三級產業與農業的關係，兩岸城市化與都市農業研討會論文集，台灣農業經營管理學會與北京市城郊經濟研究會。 林梓聯，1996，都市農業的條件、功能、形式及結構，兩岸城市化與都市農業研討會論文集，台灣農業經營管理學會與北京市城郊經濟研究會。 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邁向臺灣茶產業3.0之轉型契機與發展芻議 行政院農業委員會臺中區農業改良場　李紅曦場長（前茶業改良場場長） 行政院農業委員會茶業改良場　蔡憲宗課長 行政院農業委員會科技處　蔡偉皇技正 財團法人農業科技研究院　洪子淵研究員　陳南宏副研究員 一、前言 　　茶為世界上需求量最大的飲料之一，且不同之飲茶習慣在世界各國均流傳已有數千年之久。目前全球主要的茶生產區，依產量排序包含中國大陸、印度、肯亞、斯里蘭卡、土耳其、越南、印尼等地，而茶葉種植需要特殊氣候輔助生產，且溫度與濕度變化能夠直接影響茶葉品質，因此種植區域以熱帶及亞熱帶地區為主。隨著各地健康意識逐漸抬頭，對於茶葉所具有健康效益亦有效促進不同的消費市場定位，同時有機茶或多元性茶飲原料之相關市場也逐漸擴大，因此臺灣茶產業未來之發展不僅只固守本土市場，更可多拓展外銷市場並持續鞏固國際形象。 　　臺灣茶產業發展200餘年以來，種植面積最高達到4.8萬公頃，外銷量最盛曾達6.5萬公噸，但隨著土地與勞力成本上漲，我國茶市場已由外銷市場轉為滿足內需，惟因以生產精品的特色茶為主，故仍具國際外銷市場發展潛力之高競爭優勢，在全球茶市場佔有特殊重要地位。目前國內市場約有85％需仰賴進口，依據農委會臺灣農業統計年報及財政部關務署進出口貨物統計資料顯示，2017年茶耕作面積為1.17萬公頃、產量為1.34萬公噸，2018年進口量值約為3.2萬公噸與近8,000萬美元、出口量值約為8千公噸與1億400萬美元，進口每公斤約2.5美元、紅茶與綠茶合佔8成，出口每公斤約12.8美元、以部分發酵茶為主佔35％。生產方面則受到自然資源較匱乏、氣候變遷加劇、農業人力老化與缺乏及環境永續生產等挑戰，故生產與供應鏈成本也隨之日益增加。因此未來如何在以符合農業安全友善、循環永續之目標下，應用省工機械化與智慧化操作，以掌握氣候與環境狀況，並能預測產期產量及提高效率，另並加強副產物與多元產品的開發，以創造附加及增加價值，同時強化臺灣茶產業的國際競爭力，以期支持建構年輕化、高產值、高競爭力且穩定立足於全球的綠金產業，為臺灣茶產業之永續發展持續努力，係當前重要的茶產業重要課題。 二、全球茶產業與技術發展概況 　　依據國際茶業委員會(International Tea Committee,ITC)統計資料顯示，2017年全球茶葉產量合計581萬公噸，較2001年的305.8萬公噸，16年來成長約9成，顯示茶葉市場持續快速成長。另依據聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)於2015年發表的World tea production and trade Current and future development，評估消費市場趨勢、茶作物病蟲害影響、跨國企業競爭為驅動國際茶葉價格變化之主要因素，以及隨著消費者需求習慣瞬息萬變，使得全球茶葉產量不斷增加，FAO預測全球紅茶生產量將會以每年2.9%的速度增長，至2023年時紅茶產量將到達417公噸，綠茶的成長量則比紅茶高8.2%，2023年時將到達297公噸。以世界最大紅茶集散出口國的斯里蘭卡(Sri Lanka)與肯亞(Kenya)來說，茶產業為其重要經濟來源，帶來龐大的經濟效益與大量的就業機會，同時該兩國亦具備可供大量外銷與容量之物流港口腹地。斯里蘭卡的可倫坡港正建構第五代行動通訊技術 (5th generation, technology, 5G)及建置物聯網 (Internet of Things, IoT)系統有關之自動化、機械化、數位化及電子商務 (digital business)方案，試圖打造南亞最先進之數位港口，預期能為斯里蘭卡增加更多茶葉經銷商機，藉此國際連結網絡及透過資通訊產業提升國家財務收入。而生產耕作與管理方面，各國近年來均同樣面臨農業勞動力短缺，此情況對於人力需求量大的茶產業更形嚴峻。為能有效紓緩茶園人力短缺與生產量不足的情況，建立智慧化生產與管理體系、自動化農用機械輔具、環境友善與永續經營以及緩和自然資源耗竭之精準農業施用等科技發展項目，由茶園生產供應鏈來看，各國主要技術應用可概分為下述四種： (一)自動滴灌遠端遙控 　　坦尚尼亞為非洲第四大茶葉生產國，其運用中子水分測定儀(soil moisture neutron probe, SMNP)測量茶樹生長時的土壤含水量，利用滴灌技術生產之茶葉生產量較未施行灌溉技術之茶葉生產量多17倍，而與噴灑灌溉相比，茶葉生產量多2倍，而用水量只需噴灑灌溉的一半。斯里蘭卡的Onesh Agri公司利用滴灌技術協助茶樹度過乾季，使其生長狀態更好，且在雨季時單位面積可提升產量20-30%，而乾季時更推測產量可提高50%，採收之茶菁品質則較傳統茶園更佳。 (二)土壤與環境智慧監控 　　印度的CDAC (Centre for Development of Advanced Computing)公司，利用美國NI(National Instruments)公司開發出的無線感測器網路系統做出田間茶樹監測系統，監測重要的土壤特性，如土壤溫度、濕度、pH值及偏遠丘陵地區茶樹生長的環境參數，並使用線上決策支援系統來控制灌溉、施肥及農藥，以維持茶樹健康生長。 (三)茶葉採摘機械化 　　日本的OCHIAI公司推出可僅供兩人或一人操作之輕型茶葉採收機，利用背帶協助支撐機器重量與穩定；另外也有自動移動式的茶葉採收機，操作者可以坐在機器上操控前進速度。澳洲的Williames Tea公司則推出大型茶葉採收機，人可站在機器上操控。機器中間設有三個平面旋轉切割器，可準確採收適當高度以上的茶葉，一次可收獲高達200公斤的茶葉。 (四)農業數據與AI協力判斷 　　美國伊利諾大學開發的TerraSentia機器人，具體型小的優勢，方便於植株間移動並利用安裝在機器人上的傳感器收集動態田間資料，可即時傳送至管理者的智慧型手機或電腦，因機器人具備演算法的學習能力，可先教導機器人辨識常見的作物疾病與性狀測量，如植物高度、葉面積和族群量，經過多次學習後所收集的資訊將會越趨正確。以色列的Saillog公司開發出智慧型手機可用的應用程式，則藉由用戶收集各地區的病蟲害數據外，另搭配人工智慧學習與分析病害照片，可給予使用者適當的建議；而資料不足的病蟲害則透過農業專家判斷，再於電腦程式中修正指令與資訊，因此使用時間愈長，愈能精準判斷。日本的PS Solutions公司推出具備人工智慧功能的小型農業感測器e-Kakashi，能收集記錄到空氣與地面溫度、日照及累積溫度，透過雲端整理數據後能發送訊息告訴系統使用者數據分析結果。 三、臺灣茶產業面臨之問題與契機 　　1970年代為我國茶產業重要的轉變期，當時適逢整體產業轉型，工商業發達、勞力成本上升，茶業乃逐漸失去外銷競爭力，出口量逐年下滑；1982年臺灣茶葉出口量首度跌至約1萬公噸，雖隔年出口量爬升，但於1985年出口量跌落1萬噸以下後，即逐年下降，至今每年出口量未能恢復至1萬公噸，惟自2015年起已開始回升，至2018年已上升至8,000公噸（圖一）。但從1991年至2017年之全球茶葉產量概況，全球茶葉生產量於2003年起急遽增加，2017年生產總量約558萬公噸，較2015年增加10%產量，顯示全球世界茶葉產量係逐年日益上升（圖二），且主要生產茶葉之前十名國家均有呈現大幅成長或持平的趨勢（表一）。 圖一、1973-2017年臺灣茶葉生產及進出口之變化 資料來源：財政部關務署進出口貨物統計，茶業改良場整理。 圖二、1991-2017年全球茶葉產量趨勢 資料來源：經濟部工業局2018年工業區年報，茶業改良場整理。 表一、2011年至2017年世界各國茶葉產量概況 資料來源：經濟部工業局2018年工業區年報，茶業改良場整理。 　　然而隨著國民所得日益增加，購買力大幅提升，對於茶葉需求轉而追求精緻茶的選購，加上飲茶方法與消費習慣的改變，便利、快速、可隨身攜帶的茶飲文化為現今我國茶產業的發展方向，如：袋茶、罐裝茶、珍珠奶茶、手搖茶等，均使茶葉消費量大增，國人飲茶量平均由1976年的0.27公斤上升至2017年的1.5公斤，雖然全球與臺灣茶葉需求量持續上升，但我國茶相關科技研究發展資源卻日益減少，不論在種植面積、年產量（表二）及科技研發資源（圖三），我國茶葉均未能跟上全球茶葉需求與潮流變遷。 表二、2001年至2017年臺茶種植面積與產量 資料來源：行政院農業委員會臺灣農業統計年報。 圖三、近十年茶相關研究計畫與經費趨勢統計 資料來源：政府研究資訊系統（GRB），財團法人農業科技研究院整理。 　　過去十年我國茶產業仍是以提升精品茶之相關技術為首要目標，隨著土地與勞力成本逐年增加，以及年輕消費族群的茶飲型態轉變，商用茶需求已快速攀升，使得國內茶原料產量與成本無法滿足茶飲業者所需，故業者僅能尋求自國外進口成本較低的紅茶與綠茶原料，或諸多茶商轉至海外投資，藉由人工成本較低廉的越南等地從事部分發酵茶的生產，使得臺灣茶葉進口量急速上升。面對有如進入戰國時代的市場競爭挑戰，同時我們也看到了臺灣茶產業所發揮出的農業韌性，積極的導入「新興跨域科技」及「拼配獨特風味」，提升商用茶生產與競爭力，並結合「精緻在地特色」及「多元文化魅力」等，強化精緻茶特色與魅力，逐步建構起我國精緻茶與商用茶併進的生產供應鏈。 　　臺灣獨特的拼配技術，也有著其他國家特色茶無法取代之色香味，促進國人茶飲料市場蓬勃發展。據經濟部統計，我國每年賣出10.2億杯茶飲，平均每人每年喝44杯，營收達500億元，且針對商用茶（珍珠奶茶）更是極具整店輸出潛力。因此，位於屏東的台灣農林公司老埤農場，亦嗅到此商用茶產業的商機，導入新興跨域科技，強化滴灌系統、無人機噴藥、乘坐式採收機等硬體升級，以及茶業專家決策系統，以達到茶園機械化且省工智慧的管理，有效提升商用茶產量。目前已完成商用茶生產專區約300公頃，預計今(2019)年將擴增面積至470公頃，率先為商用茶產業布局。 　　另外，政府積極推動的浪漫臺三線政策，其中茶產業復興部分，結合歷史人文、自然生態、文化體驗、環境教育及產業發展等面向，以拓展在地特色產業與發展茶產業六級化，如桃園市政府之臺灣客家茶文化館及桔楊公司龍潭精緻茶加工觀光工廠之興建，即期發揮精緻茶特色與地方創生推動。茶改場另規劃建置特色茶風味輪及借鏡紅酒AOC系統研議建立分類分級制度，期結合臺灣茶國際形象魅力，形塑新的茶消費型態與感動，塑造國內外消費者共通用語，強化購買意願與建立國際品牌。 四、臺灣茶產業之發展芻議 　　臺灣茶產業發展迄今已有久遠歷史，而行政院農業委員會茶業改良場(以下簡稱茶改場)一直扮演著研發先驅與產業推動的領頭羊角色，致力於臺灣茶業之品種改良、產製銷技術改進、推廣教育服務及特色茶產業輔導等事宜。為因應整體茶產業發展趨勢以規劃發展方向，2018年7月31日至8月1日廣邀產官學研界辦理2天的「臺灣茶產業研發論壇」，針對「茶園之永續經營」、「茶多元產品開發」、「飲料調製與應用」及「產業創新國際化」共4項主題，研討產出24項結論，具體擘劃臺灣茶產業創新研發藍圖，之後並接續召開「國產商用茶產製銷」與「國產精品咖啡產業整合研發」等座談會，並藉由國際趨勢掃描、資源盤點、專利布局、專家座談會及焦點團體訪談等方式，集結茶產業與相關之產官學研各界精英及學者專家之專業知識，集結茶產業與相關之產官學研各界精英及學者專家之專業知識，逐步擬定並規劃出四項重點發展項目，期望臺灣將已成熟的精品茶，並配合新時代的創新茶飲，另結合藉由文創提升的藝術茶飲，採特色茶及商用茶併進之發展策略，建立臺灣茶產業之完整產製銷體系。該四項重點發展項目如下： (一)茶園智慧友善生產 　　為因應全球氣候變化急遽、農業人力老化與缺工以及環境永續生產之前提下，未來茶產業之生產體系勢必需藉由優良品種之選育，與智慧化田間感測器與農機輔具等人機協作應用，同時輔以專家決策支援系統，積極提升茶園之精準化管理技術，相關推動措施如下： 1. 茶樹分子育種技術應用：因應氣候變遷、滿足市場年輕化與商用茶冷飲需求以及品質特殊性等，加速新品種之育成與縮短育種年限。 2. 茶園友善與有機耕作體系建立：精進有機與友善耕作驗證機制，開發低成本及高效率生物防治資材，並強化土壤監控及水源保護等管理技術，降低茶園對環境之影響，落實國內友善耕作之永續農作生產模式。 3. 智慧化茶園體系建構：導入AI人工智慧協助傳統師徒制之專業技術轉型與提升，以科技延續茶葉傳統職能之延續，並開發茶園生產之省工省力機具與智慧管理模式，提升茶葉品質及競爭優勢。 (二)新興加工加值技術開發 　　由於年輕消費市場與健康意識之興起，茶在特殊風味與機能性之需求也隨之增長，為提升整體茶產業之國內外市場所需，透過加工加值技術將有助於茶產品在供應鏈體系中，能提供更多元之商品產線，同時藉由具機能性茶飲與茶副產物跨域應用之產品開發，拓展其在不同市場之定位，以延伸茶產業之經濟價值，相關推動措施如下： 1. 臺灣特色茶製茶與加工技藝：強化臺灣特色茶、精品茶以及商用茶之製茶工藝與省工作業技術，以提升加工後茶葉品質(香氣、風味等)與價值。 2. 茶機能性產品多元開發：強化機能性萃取與成分驗證之研發，開發具生理調節機能之保健食品或植物新藥等高值化產品。 3. 茶副產物加值利用：開發茶葉副產物或次級品加值運用，達到提升副產物利用率與環境友善之目標，以創造產業經濟效益。 (三)商用茶飲原料管理與調製 　　全球茶飲需求量持續增加的情形下，我國在精品茶已具高競爭優勢，隨著快速的生活型態與需求的改變，即飲型（Ready-to-drink，RTD）茶的靈活性，使其市場快速上升，我國茶產業應掌握趨勢進行轉型升級，以提升我國茶飲國際品牌之知名度，本次聚焦於茶葉、草本茶作物以及咖啡等飲品，進行商用原料品質管理與配方等研究，相關推動措施如下： 1. 原料供應與品質管理：提升茶飲市場之商用茶原料之溯源管理及產地鑑定技術，以建立商用茶之標準規格。 2. 原料開發與調配：新興風味之茶飲原料配方與風味比例之規格化訂定，並建立搭配不同原料之拚配技術，以穩定商品品質與多元化飲品開發。 3. 茶器及茶周邊資材開發：針對新一代之茶飲料產品，研發符合產品特性之儲架保存包材技術，並開發滿足時下年輕使用者需求之便利、簡單及時尚之飲品包裝與茶器開發。 (四)形塑國際茶產業時尚與文化 　　隨著國內外茶產業消費市場的需求轉變，亟需掌握未來消費型態，進而創造茶飲時尚潮流，因此需培訓茶葉鑑定及文創行銷之專業人才，並經由第三方認證及透過市場回饋機制，建立完整之品牌認證系統，透過臺灣茶品牌認證與文化創新體驗等行銷策略，將茶產業推向國際市場之最後一哩路，相關推動措施如下： 1. 產業人才發展創新：建構完善之人才培訓、製茶與品級鑑定等相關體系，強化各類茶葉從業人員專業度。 2. 新茶飲文化與服務加值：結合茶產業藝術文化，進行文創周邊商品開發與新興市場之拓展，透過文化與技術服務加值，形塑臺灣新茶飲文化，結合茶文化專業展示宣傳與文創競賽，提升精品茶之獨特性與市場特色、促使商用茶品牌建立更具商機與價值，以拓展年輕消費族群與打入國際外銷市場。 3. 鏈結虛實行銷與產銷通路：強化現有精品茶與商用茶之販售茶行或展售店家與電商行銷方式，藉助網際網路之便利，發展有效商業模式與行銷通路，以發掘潛在客群，並將消費行為數位化以進行數據分析，瞭解消費者市場端之需求。 五、結論 　　我國臺灣茶產業發展迄今已有久遠歷史，由傳統育種與穩定生產的「茶產業1.0」，以及精品茶與特色茶生產之「茶產業2.0」發展，已累積深厚的科研能量基礎及接軌國際市場競爭之潛力。面對全球環境與市場消費需求的改變，我國更亟需朝向精品茶與商用茶併進的「茶產業3.0」世代來邁進，以持續奠定茶飲科技核心技術，提升精品茶結合文化設計之藝術茶飲，並透過多元商品開發，鏈結飲品原料生產來帶動六級產業化發展，健全商用茶之生產體系與產製銷供應鏈，同時在相關部門的政策協力下，亦從農業科技、產業文化及休閒觀光等不同角度進行茶產業的振興與升級，期能帶動植茶面積增加與地區休閒產業，達到茶產業永續經營體系與引領新茶飲潮流，進而創造更多茶產業之國際經濟價值。 【行政院農業委員會已於2023年8月1日起升格為農業部】

臺灣農產品運銷體系變化與新情勢 國立中興大學行銷學系　李皇照退休教授 壹、臺灣農產食品運銷體系 　　農產食品運銷體系是一種動態演進的結果，隨著政治、法規、經濟和產業、社會、文化、技術和自然資源等總體環境的變化而調整，以適應農產食品供銷情勢，並符合市場交易，滿足生產者和消費者雙方需求，獲致社會最大效益之目標。臺灣農產食品的運銷通路體系，經時間歷程的演進、呈現出多元而複雜的相互競爭態勢，大致可描繪如圖一所示： 　　目前基本上係以批發市場為軸心，扮演著集中、均衡與分散初級農產品之功能；但農(漁、畜、禽)產品的產品特性、產銷環境條件及市場發展程度不同，通過批發市場交易的初級農(漁、畜、禽)產品比率各有差異。以園藝產品為例，據估計蔬菜類產品約有五成，水果類不到五成，花卉類則有八成左右透過批發市場拍賣或議價交易，顯見批發市場在臺灣農產運銷體系中的重要地位。然而，消費者食品消費需求偏好改變、零售業態多元興起與變革、物流效率精進與技術創新，以及電子商務的興起和擴散等因素變化，致使通過批發市場交易的初級農產品比率逐年衰退，農產品批發市場的角色與地位已大不如前。 　　參與農產食品運銷的農產品生產者、食品加工製造商、運銷商、服務商和仲介機構、消費者，以及行政管理者皆各司其職，扮演執行運銷職能活動角色，推動促成交易達成之任務。臺灣農產品運銷通路多元，不同通路各有其特性、優點與限制；參與者可依其本身資源與能力，經營產品之性質、以及市場競爭環境等條件，選擇適合參與的通路，執行運銷職能和進行交易活動。   貳、農產食品運銷體系變革的驅動力 　　驅動農產食品運銷體系變化的外部環境因素多樣而複雜，因應產業環境變化不斷調整、進化。近年來驅使變革的主要因素包括： 　　一、ICT的發展改變了運銷環境與交易行為方式 　　隨著智慧型手機、平板電腦問世，帶動行動電子商務熱潮，而穿戴式行動裝置技術發展，更加速行動電子商務的興盛。根據資通訊技術(ICT)的發展和消費者趨勢分析，未來零售業將出現六大趨勢：(1)電子商務從PC端走向移動終端；(2)零售行業與社交網路之日益融合；(3)即時競標增加；(4) 通過網際網路實現無邊界全球消費；(5)本地支付與送貨變得更靈活；(6) 基於資料分析的消費者最佳決策。 　　二、冷鏈與物流技術提昇農產食品運銷效率 　　冷鏈(Cool Chain)與低溫物流管理已成為農產食品運銷重要的技術發展趨勢，目前國內農產食品供應之冷鏈體系建置與管理尚有改善空間；農產食品物流涉及的範圍廣、流程多，為提升物流效能，須導入各種資通訊技術(ICT)如：條碼、自然辨識系統、銷售點時系統(POS)、電子資料交換(EDI)、加值網路(VAN)、無線射頻辨識(RFID) 等。為整合物流作業活動與流程，做好品質管理之全程追蹤，以確保農產食品衛生與安全，智慧物流(Intelligent Logistics)的發展概念已然成形，隨著RFID、GPS，以及ICT技術的進展和成熟，智慧物流在未來物聯網(IoT)之應用中，將扮演重要角色。 　　三、電子商務興起，改變交易型態 　　隨著網際網路快速發展與普及率提高，商業環境也日益優化，民眾可通過網路進行購物、交易、支付等活動，電子商務新模式如雨後春筍般興起，並迅速拓展其規模。電子商務作為一種新興業態，憑藉著低成本、高效率的優勢，將有效地促進農業產銷業者運用此新途徑，尋找商機、增加銷售通路，擴大市場銷售涵蓋範圍。 　　四、零售業態多元發展，競爭愈見激烈 　　受經濟發展影響，國民所得提高，所得分配差距亦隨之擴大，不同消費階層所購買農產食品的需求異質化也將更加明顯，選購時的重視屬性各有不同，惠顧零售業態行為也具偏好性；為滿足不同消費者，零售業態各有市場區隔和產品定位訴求，以突顯其獨特性。由臺灣最近五年綜合商品零售業銷售之變化情勢來看，綜合商品零售業的四大業態營業額佔比結構雖稱穩定，每年銷售總額皆有成長，但年增率卻呈現逐年下滑趨勢，百貨公司、超級市場、連鎖式便利商店等業態之年平均複合成長率，相對高於零售量販和其他綜合商品零售業。 　　五、虛實整合發展，強化市場競爭力 　　受到電子商務興起之影響，原先從實體商店購買商品及服務的人群逐漸轉向虛擬通路，這樣的無店舖銷售型態將是未來趨勢，也使得傳統實體商店業者面對嚴峻挑戰。電子商務經營者挾其技術創新優勢，除致力虛擬商店經營外，為擴大其市場規模，亦積極投入實體新型態零售商店經營。部分已具備實體規模的通路經營者也積極加入虛擬通路建置，更有許多知名零售業者已實質進入虛實整合營運和業務運作，例如知名超商與多家網路購物平台合作物流，負責到店取貨、付款等便利性服務；量販店除各地自營實體門店外，更建置網路量販店，提供各式生鮮、冷凍農產品販售，訂購一定金額時還可享免運費、24小時貨送到府服務；亦提供團購優惠商品，號召會員聚合採購。這種虛實整合的零售產業發展，將改變傳統農產食品流通與營運方式。 　　六、應用巨量資料，掌握機先、建立競爭優勢 　　巨量資料(Big Data)係指「大量、高速、及/或類型多變的資訊資產，需要新興技術促進更強的決策能力、洞察力與最佳化處理」，其中的相關性(Unknown Correlation)、未顯露的模式(Hidden Patterns)、市場趨勢(Market Trend)等訊息，可能具有廣大的應用潛力。而在產業變革下產生的新興資訊來源，包括社群媒體資料、行動位置資料、物聯網感測資料、開放性資料等，所帶動的創新應用和經濟價值無限。農產食品運銷體系參與者需有效綜整這些資訊，進一步整合分析與運用，才能改善決策品質，掌握市場變化機先，提高運銷效率，並能提供主動式智慧型之創新應用服務，建立優勢競爭地位。   參、農產食品運銷新情勢 農產食品運銷通路和供應鏈在總體和產業環境變化下，將藉助科技發展和創新之力提升效能，完善更加符合未來社會需求農產運銷體系。 　　一、多元化之農產食品運銷通路 　　臺灣過去討論農產運銷議題時，政府和社會大眾多關注於初級農產品層面，較為重視農民團體共同運銷，以及批發市場決價制度，獨尊批發市場機能，此些情況皆是從生產面出發的供給導向思維。然就總體和產業驅動因素之變化而言，消費市場變化則更為迅猛，大眾農產食品異質化需求大增以及交易方式革新，均帶動零售業態與型式朝向多元發展，運銷通路階層趨向精簡，市場競奪局面更顯嚴峻。 　　數位經濟時代使得交易趨向虛擬化，農產食品運銷參與者藉助網際網路之便利，發展有效商業模式，且供應端與消費端更可透過網路直接接觸，故原先扮演中介角色的中間運銷商勢必得調整原先執行的運銷職能活動，否則將被淘汰。新形勢下，農產食品供應體系與農產品運銷之異同比較，列示於表一。 　　由於農產食品運銷體系之制度產生變革，参與成員之運銷職能活動若要能適切回應消費者需求，必須有效運用ICT、物流與金流技術，提升運銷作業效率和經濟效益。以往的運銷通路層級將大大減縮，零階通路的電子商務直銷模式、一階通路的生產單位，及直接供貨零售機構(如：超級市場、量販店)的作業模式，在不同新型態的供應鏈發展將更普遍盛行。新情勢下多元化農產食品運銷通路結構之發展局勢，詳如圖二所示。 　　農產食品運銷通路多元並存的狀態在未來具有可預見性，不同通路間的激烈競奪也難以避免。在這場競爭的賽局中，傳統農產品批發市場經營管理者若無及時轉型，適時進行組織改造、調整服務項目和內容，並思考批發作業和流程變革，市場地位將受到威脅。例如：農產品批發市場之重要職能，乃提供公平、公開的交易平台，以及公正的決價機制，其交易價格可作為一種參考價格指標(Reference Price)，提供未經農產品批發市場交易之各類通路價格發現(Price Discovery)之依據。然而，若是各類農產品經由批發市場交易數量逐漸減少，經由比率不斷下降，則批發價格參考指標的代表性將受挑戰。 　　二、農產食品供應鏈 　　農產食品業之供給與需求新情勢促進多元運銷通路發展，在不同運銷通路的競奪消長間，運銷通路業者能否勝出，端賴其是否快速調整，滿足市場需求。若以交易買方之需求特定程度 (異質性)，和賣方供給條件(如：生產複雜性、失敗風險，和產品差異化) 做為二個構面，則可建立不同供需環境下較合宜的農產食品運銷體系類型。農產食品需求的同質性愈高，則供應者生產複雜程度、生產失敗的風險也較低，而產品差異性愈低，則公開市場交易的運銷體系適用性愈高，價格機制則是在不同運銷階段執行職能活動的主要協調工具。然而，購買者若對農產食品需求屬性特定程度愈高，亦即產品差異化要求愈深，供應商生產產品所需的技能複雜程度高、生產失敗風險高，產品差異性程度愈高，那麼運銷體系就愈趨適合朝向封閉式整合性供應鏈模式發展。 　　臺灣目前農產食品的交易活動主要在公開市場進行，或是買方於現場逐批看貨、拍賣和議價，此為最常見的兩種決價方式，參與不同運銷階段的成員大多獨立運作，欠缺互動、協調及整合的機能。面對不同消費者族群之異質性需求，社會大眾也要求嚴格制定農產食品安全法規，並落實執行產品安全檢驗，處在這樣的產業環境氛圍，農產食品運銷業者做好食品安全之全面品質管理，已是基本任務與職責(如圖三)。 　　供應鏈體系如何強化體系內參與成員之協調與整合性，促進各階段成員緊密配合運作，成為能否於競爭市場中勝出並永續經營的重要關鍵。圖四揭示新情勢下，農產食品運銷的供應體系發展之雛型。 　　為促進參與成員間相互合作和彼此信任，加快整體供應鏈對市場變化的回應，訊息共享是參與成員應有的基本理念；不僅能快速了解目標顧客的特定需求，優化生產和運銷作業，更有助於降低供應鏈的運營成本。為進一步提昇運銷技術效率，導入與運用現代ICT和物流技術，使供應鏈各環節能更緊密地相互協調，確保能適時且適量，提供符合消費市場需求屬性、以及安全的農產食品。 肆、參考文獻 　　本文摘錄改寫自：李皇照 ，2016，”臺灣農產品運銷體系演進之趨動力與新情勢”，收錄於臺灣農產運銷發展史，第四篇第一章，第338頁至358頁。

智慧農業機器人的技術現況與展望 蔡清池 國立中興大學電機系終身特聘教授 國立中興大學副研發長 台灣機器人學會理事長 國際模糊系統學會當選理事長 戴逢均 國立中興大學電機系博士後研究員 　　繼精準農業[1]後，我國現階段的智慧農業發展策略，如行政院農委會的「智慧農業4.0」[2] 與行政院科技部生科司的「智慧科技於農業生產之應用」[3] 等計畫，著重於智慧科技在智慧農業生產及數位服務之應用。智慧農業生產的推動目標[3]是減少極端氣候造成之農損、紓解農村高齡化及從農人力短缺、提升水資源之有效利用、解決農業栽培及漁、畜飼養過程產生之廢棄物處理等問題，達成資源循環利用、環境友善及農業永續。該智慧農業的發展策略將藉由智慧農業創新科技的投入及研發，利用全方位的思考，整合農業生產所需之系統化智慧農業機器及技術，促使未來農業生產朝向省時、省力、省工、精緻化及資源再利用之智慧農作栽培及漁、畜飼養模式，並建立安全且便利的農作環境，使臺灣農業邁向年輕化、高競爭力的農業型態進而發展具有國際競爭力的輸出產業。 　　依據精準農業的議題與相關技術[1]與上述的科技部與農委會所提的智慧農業目標與策略[2-3]，新版的智慧農業實現情境可想像如下的情景。攜帶有多種不同功能攝影機器的智慧無人飛機穿梭於農田或農場上空，一邊監控作物或漁畜生長狀況，一邊將資料無線傳送雲端，透過邊緣與雲端運算，進行符合成本與對環境傷害最少的農藥與化肥施用分析及對水資源最有效的管理，或對漁畜生長提出最佳的飼養策略與繁殖環境。農民只要透過一只手機或平板電腦連上雲端，即能輕鬆完成「巡田」、「農作」或「飼養」等任務。以農作而言，農民可利用大數據與人工智慧系統的分析，可瞭解作物特性，以適時調整土壤類型微量元素與養分、灌溉行程、作物輪作以及其他生長條件；使用葉片感應器測量植物含水量的壓力，用土壤感應器蒐集水移動方式並追蹤土壤濕度、碳及土壤溫度或密實度的改變，可優化灌溉工作，避免作物受損。農民更可拍攝作物，然後上傳資料庫，提供每日參考價格，作物售出時系統即時提供資訊，讓農民不需離開農場，就能參與全球經濟活動。在消費端，消費者經由掃描包裝上的二維條碼( QR Code) ，可在家輕鬆看到作物與漁畜生長生長的自動化環控廠房生長採收與飼養及採收過程；遠在國外的通路商則可藉由農業雲供應鏈系統將臺灣外銷的農產品迅速在國際連鎖超市鋪貨；而經由雲端下單訂購數個月後的農作訂單，農場工作人員同時正藉由 RFID 系統準備這批要內外銷的農作菌種，種苗或漁畜。 　　達成智慧農業生產的願景與應用需求，需要許多的智慧物聯網與智慧農業機器及技術方能達成，這些的技術涵蓋自動化環境控制裝置，多感測器，農用物聯網，人工智慧，農用無人機與農用機器人。智慧農業所使用的自動化環境控制裝置與過去農業自動化與精準農業所使用的自動化技術大致相同(如種苗生產自動化，自動化栽培設施， 農藥及肥料施用自動化，田間作業自動化，作物採收自動化，農產品收穫後處理與儲運自動化與農產品廢棄物處理自動化等)，所不同的是一些基於人工智慧的新創智能裝置或設備將會因應需求而生。農用感測器涵蓋範圍廣泛，可用於農作微氣候，量測的土壤中微量元素與養分、土壤濕度、碳及土壤溫度或密實度，灌溉水高度，作物高度，病蟲害病徵，蒸散作用，光合作用，葉片含水量的壓力，熱影像，多光頻譜，作物生長性狀，作物生理感測等量測。結合多種感測器的農用物聯網的原理與設計，與工商用途的物聯網完全，後端連接雲端系統，配合人工智慧進行相關的運算需求，但須考量所使用的感測器在農作或漁畜環境的耐用性與可靠度。智慧農業所使用的人工智慧，不僅涵蓋狹義的深度學習技術[4]，更涵蓋廣義的專家系統，類神經網路，模糊邏輯，進化演算法，人造生命系統/群體智慧等技術，通常置放於雲端系統內執行，有時也使用於邊緣計算，增快系統效能，用於農作或漁畜飼養的生長性狀之影像理解，病蟲害辨識與預警，智慧環境控制。農用無人機大都採用旋翼方式，分成量測偵查與施肥施藥等兩種用途，使用於「巡田」、「農作」或「飼養」等任務。農用機器人是實現智慧農業機器及技術中之一種多功能的智慧農業機器，也是一種專業∕特殊用途服務型機器人[5]，隸屬於場域機器人(Field robots)，從事於農業、擠奶、畜牧、林業等農作功能。農用機器人有固定基座與移動等兩式。固定基座農用機器人的功能，類似工業機器人，用以執行固定位置的多種農作功能。大部分的農用機器人皆可移動，採用移動平台或導軌方式，進行多種不同形式的農業播種、栽培、收穫及漁畜養殖飼養等功能。 　　智慧農業生產所需的智慧農用機器人通常需與人工智慧，物聯網，感測器，自動化環境控制裝置相互結合。以下舉一例說明結合移動農用機器人與智慧科技的機的智慧型環控決策系統與病蟲害預警系統。如圖一的智慧型作物生長，環控決策系統與病蟲害預警系統的開發必須基於供分析與學習用的『耕作資料庫』，該資料庫內容需包含生產設施內的各項環境因子（整體環境的溫度、濕度、照度等以及培植體的pH值、EC值、礦物質成分等）的「環境感測資料」與作物生長情形（植栽間距、主幹高度、開花∕結實之位置∕高度、枝葉茂密程度∕通風透光程度、側芽∕側枝除取數、葉片∕面生長情況等）的「生理感測資料」；病蟲害發生的因由與症狀，以及能針對設施（溫室）內部的微氣候以及栽培體各項因子進行控制調整的環控設備∕滴灌與噴灑設施等。圖六的智慧型室內整合經濟作業生產系統之系統架構圖，該系統有環境感測，耕作資料庫，作物生理感測，人機控制界面，病蟲害預警，決策分析與控制，溫室控制設備，以及溫室機器人等模組。溫室機器人則用於作物生長時的授粉，而主要使用的人工智慧技術如深度前饋式網路（DCNN），卷積或折疊類神經網路（CNN）等，其中如Faster R-CNN, Mask R-CNN，MobileNet, AlexNet 等深度學習網路，已被學者專家用來分析與預測作業成長與病蟲害情況。當然該溫室也同時使用相同的機器人進行不同區域的任務執行。 圖一、國立中興大學生機系、臺中農業改良場與金三角蔬果合作社合作之智慧型環控決策系統與病蟲害預警系統架構示意圖。 　　智慧農業生產有許多使用結合人工智慧，農用感測器，物聯網，農用無人機與農用機器人的應用範例。以下舉一例說明多台多陸空協作機器人與智慧監控系統的案例。該案例依據經濟作物的生長環境因子，病蟲害偵測量測的量測需求以及收穫預期評估，建立結合如圖二的多台陸空協作智慧農用機器人與監控系統，用以進行戶外經濟作物的生長環境因子量測，病蟲害偵測捕捉與施肥噴藥之關鍵技術研究，並進而建立實際可用的系統。本系統也可推展應用於陸空或海空漁畜飼養環境。 圖二、陸空多智慧農用機器人之戶外經濟作物生長環境因子量測，病蟲害偵測與施肥噴藥之工作示意圖。 　　農用無人機的研發與製作，在國外已行之有年，如美，日，歐盟與中國大陸等國的廠商，皆有成立公司專門從事農用無人機的製造，買賣與維修。我國在農用無人機的設計生產與研發，正方興未艾。在廠商部份。國內有經緯航太科技股份有限公司，可進行固定翼，直升或多旋翼等無人機研發、製造、後端資料分析。該廠商新近研發的神農無人直升機已用於農業噴藥使用，同時也開發可用於大面積作物災損狀況拍攝的翼龍無人機。在使用無人機於農作病蟲害，熱影像取像，多光頻譜掃描，土壤肥力，作物生長性狀等量測，國內已有不少的產官學單位進行技術研發，例如中興大學楊明德研究團隊進行無人機於農作生長與環境條件空中量測，台南農業改良場與成大航太所合作開發30公斤負載、噴藥用途的多旋翼無人機，交通大學與宜蘭大學等研究團隊使用自行開發的無人機或商用無人機進行果園或特殊作物(松露)的生長與環境等資料。整體而言，國內的農用無人機使用已漸趨成熟，但在大面積的漁畜養殖飼養之應用，尚待努力。 　　在農用機器人的設計，生產與應用方面，我國尚未有專為農作播種、病蟲害防治，栽培、收穫及漁畜養殖飼養等功能而設計生產的專業服務型機器人。因為農作或漁畜養殖飼養的功能需求截然不同，農用機器人的設計生產與應用也有甚大變異。以下以噴藥與採果為例，說明農作機器人的發展與應用。至今，國內外的噴灑農藥的農用機器人都建基於自動導航車(AGV)的架構，裝置合適的超音波感測器，或雷射感測器，或全球定位系統，影像偵測，或室內定位裝置等裝置，配合適當的有導軌或無軌式的導航控制系統，即可進行室內或室外農作環境的噴藥作業。國外廠商已有設施內行駛的植保噴藥機器人。除噴藥需求外，目前國內研究者使用的採果農作機器人，皆使用工業界現有的工業機器人，如PUMA，或具有人機協作功能的UR機器人，將其裝置於自動導航車上面，再加裝簡易的力感測器，進行採設施內的葡萄，草莓，紅椒或彩椒，或機器授粉等的農作機器人。就技術發展而言，國內有許多可生產AGV的廠商，有機會可配合智農需求，研製可移動式的農業機器人。另外，國內如達明與工研院等公司已研製具人機協作功能的協作機器人，有機會可被應用於採果或其他需要人機協作功能的農作功能。 　　對於進一步的智慧農作管理部分，主要還是以每日的巡田、鋤草、施肥與噴藥的勞動負擔的降低為主，除了透過小型自動化農具外，近年使用無人機（植保機）進行大面積的快速施肥與施藥也是其中一種降低農民負擔的方式。然而隨著用藥觀念的改善以及精準農業的推廣，希望能準確把握施肥與用藥量，降低資源的浪費以及對環境的污染，透過各種不同的感測器，尤其是影像視覺化分析判斷的生長情況來決定施肥與用藥的智慧農業變成了發展的重點之一。以往通常仰賴農民自己的經驗以及氣候的變化來判斷，現在逐漸朝向將這些經驗數位∕數據化進行分析，透過設置氣象站以及田間感測器來收集環境資訊，將耕作資訊建立為資料庫進行分析，透過專家系統來實現耕作輔助系統，農民僅須透過遠端監控數據的分析結果與建議決定要進行的應對內容的數位化智慧農業將會是未來的趨勢。數位化智慧農業將會仰賴整合了電機、資訊、植病、生機等跨領域人才，配合農民的實際耕作經驗來建置自動化生產管理系統，並且透過物聯網與目前的各種自動化農機進行整合，藉此實現完整的智慧自動化農業生產系統。除此之外，對於作物的生理分析，尤其是生長狀況以及是否有受到病蟲害的分析判斷，以及基於環境氣象資料的分析預警系統也將是另一個發展的重點。也可以說，只要有了完整的環境與作物資訊的收集與分析系統，配合能自主執行農作的智慧自主化農機，智慧農業當中最重要的自動化生長與管理系統便能得以實現。 　　在作物採收與後續的作物處理與儲運等方面，對於稻作部分已經擁有相當成熟的收割與稻穀乾燥與儲藏的自動化設備，但是對於較為柔嫩的蔬果類作物，目前大多還是得仰賴大量人工進行採收。目前已有使用機器手臂，配合軟性∕撓性機械夾爪進行採收的設備，可透過影像視覺分析判斷作物是否已可採收，且自動進行抓取位置與採收方式的判斷，自主完成採收作業。然而現有技術的限制，還無法加快分析與判斷的速度，夾取作業也會因為擔心傷害到其他作物而使採收的移動路徑規劃有所延遲，以致於採收速度仍遠低於人工作業。這部份可透過人工智慧技術以及演算硬體，還有採收裝置硬體機構的進步來克服，讓機器能以相仿，甚至超越人工的準確率以及速度自動化進行採收作業。至於儲運部份，主要還是對於產品的分級與包裝的人力需求為主，目前的自動化分級包裝管理系統還是以秤重式進行初步自動化分類，最後透過人工目測驗證後進行包裝的方式進行，目前已有廠商開始利用影像為基礎的深度學習分析系統來進行瑕疵檢測，並以抽樣方式進行糖度、果形、大小、著色率、瑕疵率和重量等品質指標的檢測，未來若能實現準確的非破壞式檢測，將有望透過自動化設備進行更準確的分級與品管，維持固定的判斷條件並有效降低仰賴人力的人工判斷的需求。 　　而對於全智動化智慧栽培設施，也就是全智動化植物工廠的建立，則是智慧農業的一種理想發展模式。希望透過建置智動化管理的環境，提供作物最佳的生長環境，並由育種至採收的一貫化作業，徹底實現精準農業並有效的控制產量與品質，對於缺乏穩定糧食來源的現代社會來說，將會是重要的嘗試與發展方向。然而目前為了達到精準管理環境所需花費的成本依舊過高，當未來智動化設備的發展與智慧農耕技術的進步達到一定程度後，低成本、高產量、可穩定生產的作物生廠工廠將不再是夢想。 圖三、國立中興大學土環系之有機廢棄物快速熟成工廠系統架構示意圖。 　　最後對於農產與漁畜產品的有機廢棄物處理的智動化。傳統的農業廢棄物處理多以焚燒方式進行，但容易造成空氣汙染；而畜牧業產生的禽畜糞廢棄物更是大量且難以處理；若要使用這些有機廢棄物做為肥料使用，養分有效且成效不高，若要製作成熟成後的堆肥佔地且曠時，且易因為熟成過程中產生的異味造成等同空氣汙染的環境影響。在農業循環經濟下，逐漸有農業廢棄物，如筊白筍的廢棄物與雞糞，製作成有經濟價值的再製品或有機質肥料之研究。另外如近年中興大學楊秋忠院士研發團隊的研發成果，如圖三所示的人工智慧有機廢棄物快速熟成工廠系統架構示意圖，可適當結合機器人的操作，已可實現3小時內的有機肥快速熟成，讓這些有機廢棄物能夠快速地製成有機肥，有效的對這些廢棄物毫不浪費的進行循環再利用，真正實現循環耕作經濟。 　　綜觀以上的智慧農業發展需求，短中期的農用智慧系統，智慧農用裝備或機器人之可能努力的發展方案有6案。其一是以深度學習為基礎的病蟲害辨識系統與早期預警以及相關配合措施，其二是結合深度學習與專家系統所得的可解釋人工智慧系統(XAI)，其三是結合機器人與人工智慧為基礎的智慧環控技術，其四是異質多台農用機器人合作或協作，其五是含有力控制與人機協作的智慧農作或漁畜飼養機器人，其六是具有邊緣運算與人工智慧的農作物聯網與雲端運算系統。 　　在結論部分，從科技部與農委會所提的智慧農業目標與策略，以及上開對現今台灣智慧農業生產技術的討論，目前對於智慧農業的發展，需致力於智動化農作設備的發展，透過整合各種環境與作物感測器的設置來有效掌握田間情況，並透過大量耕作資料與人工智慧，發展低人力需求、全智動的作物生長管理系統將會是為來主要發展的目標；而發展不對環境造成負擔，有效實現循環經濟的農業廢棄物管理也將成為重要的發展目標。為此，透過農業相關人才發展農耕技術的本土化、耕作資訊的數位化分析，以及利用物聯網串聯智動化農機的智動化農機與生產管理系統將會是發展重點。未來隨著技術的發展，農業機器人的效率將會不斷提升、成本下降，管理系統也將隨著耕作與氣象資料的累積，能夠提供更準確地耕作建議，最後全智動化農業在產量和可持續性上超過傳統耕作方式，相信並不會需要太久的時間。

國內外基因體工程相關法規掃描與探討 食品工業發展研究所　朱文深主任　林奐妤研究員 農業科技研究院產業發展中心　洪子淵研究員　陳南宏副研究員 　　科學家於1973年首次成功發展重組DNA技術且應用廣泛，基因工程與基因定序技術的迅速發展，許多突破性的創新研發成果亦陸續孕育而出，尤其以基因編輯之CRISPR/Cas9技術為本世紀以來生物技術領域最重大的創新突破技術，各國紛紛開始討論透過基因編輯技術所生產之動植物是否屬於基因改造生物之規範與定義範疇，其中，美國以既有的規範體制管理基因體工程科技，歐盟則是另立專法管理。 　　以下將探討各國基因改造作物管理制度，深入剖析各國對基因編輯技術管理現況，最後更分析基因改造產品開發趨勢並探討產品個案，期望從法規管理面向深入淺出的了解國內外基因體工程產品之發展。 一、各國對基因改造作物之定義與管理方式 　　各國對基因工程研究與相關產品亦產生出不同的風險管理模式（表1），大致區分成兩種概念：以最終產品為基礎之管理模式（product-based regulation），以技術為基礎之管理模式（process-based regulation）。 表1. 各國對於基因改造定義之分類 基因改造之定義 國家 以產品為基礎 美國、阿根廷、加拿大、烏拉圭、菲律賓、墨西哥、哥倫比亞、蘇丹、宏都拉斯、哥斯大黎加、孟加拉、日本、韓國、俄羅斯 以技術為基礎 巴西、印度、中國大陸、巴基斯坦、南非、玻利維加、澳大利亞、西班牙、葡萄牙、捷克、斯洛伐克、羅馬尼亞、歐盟、英國、紐西蘭、臺灣 不確定 巴拉圭、緬甸、智利、越南 　　(一)最終產品為基礎之管理模式 　　美國認為無論是基因改造或非基因改造作物，兩者之間並無本質上的差別，監控管理之對象應是技術產品而非生物技術本身。美國並沒有為基因改造生物單獨制定法規，是在現有的法規基礎上增加了重組DNA技術的內容說明，同時在技術產品的查核管理上亦是採用「無罪推定」的策略，若不能提出充分的科學證據，證明基因改造產品是不安全的，就可假設此產品是安全的，沒有必要對相關研究與商業化採取過多的限制。 　　(二)技術為基礎之管理模式 　　歐盟對食品安全與環境問題非常重視，對農業基因改造生物之管理採取比較嚴格的方式，認為不論是何種基因或生物，只要是透過重組DNA技術所獲得的基因改造生物就具有潛在危險性，全都需要接受安全評估及監控管理，同時建立相對應之管理條例及指導文件，以及多個與生物技術有關之標準。歐盟這類型的管理模式也影響了部分基因改造產業的發展，所以同隸屬於歐盟的各個國家中，在管理或法律方面仍存有部分的分歧意見，尚有部分國家並非完全按照歐盟有關基因改造產品管理體系來運行與研擬制定相關規範。 　　我國管理態度傾向於採取較為折衷模式，由科技部在研究階段擬訂規範守則，管理實驗室基因改造生物的安全；基因改造動植物之田間試驗部分，則是由農業委員會進行把關及審核作業，針對風險安全評估試驗係在隔離環境中進行及審慎評估，以確保基因改造動植物對原生生物體及環境等方面是安全無虞的；食品上市販售與標示方面則是由衛生福利部進行管理與審核，由於國內尚未核可任何基因改造生物之種植或養殖，故目前均以進口原料之登記許可、抽查檢驗與標示管理等為主，進行產品在安全審核與抽查之把關作業，以避免標示不清或參雜不明含基因改造之原料流入市場，確保民眾在食品衛生安全方面之選擇權力。 二、各國對基因改造研發與安全評估規範 　　據國際農業生物技術應用服務組織（International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, ISAAA）統計，2017年全球有1.898億公頃的土地用於種植基因改造作物，總面積比1996年時增加超過111倍（圖1）。前五個種植基因改造作物最多的國家包含：美國7,500萬公頃，巴西5,020萬公頃，阿根廷2,360萬公頃，加拿大1,310萬公頃及印度1,140萬公頃。此五個國家種植面積佔全球基因改造作物種植區域的91%。 圖1. 1996~2017年間生物技術/基因改造生物的種植面積 　　統計全球2017年種植最多的四種基因改造作物，以大豆9,410萬公頃最多，玉米5,970萬公頃次之，另棉花2,410萬公頃及油菜1,020萬公頃則分居第三及第四名。儘管基因改造作物的爭議不斷，但基因改造作物具備多重效益及優勢，有多達30個國家及1,800萬農民受益，因此越來越多的基因改造食品在市面上市。為了保障民眾食的安全，各國對於所有基因改造食品上市前，均設有嚴格的安全評估及規範（表2）。 表2.  各國對生物技術（含基因改造）研發與安全評估規範 國家 管理機構/律法 規範制定 歐盟 歐洲食品安全局（EFSA） 歐盟制定嚴格的法律以管理基因改造生物，以及用基因改造生物製造的食品、飼料及添加物。依據「第1829/2003號規章」與「第1830/2003 號規章」規定，基因改造生物及用基因改造生物製造的食品或飼料須通過嚴格的環境及安全評估後，即可銷往歐盟。 美國 農業部（USDA）動植物衛生檢驗局（APHIS）、食品藥物管理局（FDA）、環境保護局（EPA） 美國於1986年發布「生物技術管理整合架構」（Coordinated Framework for Regulation of Biotechnology），由三個主要機構訂定相關規範管理基因改造生物。農業部動植物衛生檢驗局依據「植物保護法」管理基因改造植物的種植、進口或運輸。環境保護局依據「聯邦殺蟲劑、殺菌劑及滅鼠劑法」管理含有抗蟲基因之基因改造作物，在上市前尚須經核准。食品藥物管理局依據「聯邦食品、藥品和化妝品法」管理基因改造食品及標示。 臺灣 科技部（MOST）、農業委員會（COA）及衛生福利部食品藥物管理署（FDA） 未開放種植基因改造作物。進口的基因改造食品或飼料在上市前，須進行生物安全評估，並經主管機關查驗登記核發給許可證後，始准其製造、加工、調配、改裝、輸入或輸出。 中國 農業部 設立國家農業轉基因生物安全委員會，負責評估基因改造生物安全證書申請的相關法規。進口基因改造生物材料，均需向農業部申請並獲得轉基因生物安全證書。 日本 農林水產省（MAFF）、厚生勞動省（MHLW）、文部科學省（MEXT）、經濟產業省（METI）、環境省（MOE） 頒布「卡塔赫納法Cartagena Act」，規範基因改造活體使用的類型與限制。農林水產省規範設施內的作物與動物改良與動物疫苗開發；厚生勞動省規範基因治療的病毒與人用醫藥品；文部科學省規範研究單位的基因重組實驗；經濟產業省規範生產過程中的項目；環境省進行環境風險之影響評估，以確保不影響環境生物多樣性。 韓國 食品藥物安全部（MFDS） 基因改造食品則須依據「食品衛生法」進行安全評估與銷售標示要求，進而有效執行基因改造食品在食品、醫藥、農業等不同領域之使用，以及進行產品釋放到環境之安全評估等技術措施。 加拿大 環境部（EC）、衛生部（HC）、食品檢驗局（CHIA） 基因改造種子與飼料之生產及進口皆須經環境部核准後方可進行販售；基因改造食品或藥品受衛生部與食品檢驗局共同進行上市前評估與審核；基因改造作物與種子的開發與種植經由食品檢驗局監督，並在試驗前提供相關的作業訊息，以進行釋放到環境與人體之風險評估。 澳洲 基因技術管理辦公室（OGTR） 依據聯邦法案「基因技術法2000」、「基因技術條例 2001」管理基因技術與基因改造生物，以保護人體健康及環境安全。 巴西 生物安全技術委員會（CTNBio）、生物安全理事會（CNBS） 基因改造產品必須通過生物安全技術委員會審核，確認符合生物安全標準才可正式販售。 墨西哥 基因改造生物安全法（Biosecurity of Genetically Modified Organisms） 管理基因改造生物的發表、商業化與進出口。預防生物技術/基因改造對人類健康及環境、生物多樣性造成的風險。 南非 基因改造生物法（Genetically Modified Organisms Act） 執行基因改造生物之研究、生產及營銷等相關規定，與基因改造生物接觸之相關研究實驗設備與田間隔離設施。 　　我國基因改造科技管理模式從上游的科技研發、中游的田間試驗至下游的產品上市是由科技部、農業委員會、環境保護署、衛生福利部等部會依其權責加以管理（表3）。 表3. 我國基因改造科技管理規範 階段 主管機關 管理範圍 相關法規 基礎研發 科技部 研究計畫 1. 基因重組實驗守則 田間試驗 農業委員會 植物 1. 植物品種及種苗法 2. 基因轉殖植物田間試驗管理辦法 動物 1. 畜牧法 2. 基因轉殖種畜禽田間試驗及生物安全評估管理辦法 水產動植物 1. 漁業法 2. 基因轉殖水產動植物田間試驗管理規則 微生物製劑 1. 環境用藥管理法 2. 遺傳工程環境用藥微生物製劑開發試驗研究管理辦法 產品上市 衛生福利部-食品藥物管理署 食品 1. 食品安全衛生管理法 2. 基因改造食品安全性評估方法 標示 1. 食品安全衛生管理法 2. 包裝食品含基因改造食品原料標示應遵行事項 3. 食品添加物含基因改造食品原料標示應遵行事項 4. 散裝食品含基因改造食品原料標示應遵行事項 農業委員會 飼料 1. 飼料管理法 2. 基因改造飼料或飼料添加物許可查驗辦法 三、各國對基因編輯技術之規範及管理措施 　　近年來基因工程與基因定序技術的迅速發展，合成生物學（synthetic biology）及基因編輯（genome editing）遂為焦點討論議題。這些技術最早設定以較高產值的生醫領域為目標，期望透過DNA組成修正，用於治療先天代謝性或癌症疾病患者。隨著農業科技議題的顯現，以及新興植物育種技術的發展，基因編輯技術逐漸應用於農業領域中，各國亦開始討論透過基因編輯技術所生產之動植物，是否屬於基因改造生物之規範與定義範疇（表4）。 表4.  各國對基因編輯技術之規範及管理措施 國家 管理機構/律法 規範制定 美國 農業部（USDA）動植物衛生檢驗局（APHIS）、食品藥物管理局（FDA） 產品對植物不具危害性，對於雜草不具毒性，皆不受美國農業部管制，但需受到食品藥物管理局及環境保護局的管制。食品藥物管理局已完成公眾意見徵詢，但尚未公布如何管理。 阿根廷 農業生態安全諮詢委員會（Office for Biotechnology, CONABIA）、生物安全委員會（Argentinean Biosafety Commission） 界定新興植物育種技術產物是否為基因改造生物的諮詢流程。研發者須提供有關育種及篩選作物的過程、導入新特性的技術及方法、最終產物中存在的遺傳變化的證據，以及開發過程中可能短暫使用的轉殖基因等資訊。 加拿大 衛生部（HC）、食品檢驗局（CFIA） CRISPR/CAS9技術所衍生的基因編輯產物或其他新技術衍生之產物認定屬於新穎性的產物依照「新穎性食品法」管理。 歐盟 歐洲食品安全局（EFSA） 歐盟法院判決，基因編輯技術並沒有長久的安全使用紀錄，因此基因編輯技術產物屬於基因改造生物的管理範圍，須評估其對人類健康及對環境可能帶來的風險，亦須確認其可追溯性，且產品也須標示，並進行上市後監控。 紐澳 澳洲基因技術管理辦公室（OGTR） 目前正在修訂「基因技術條例」，將SDN-1基因編輯技術修飾的生物排除在基因改造生物監管之外。 日本 厚生勞動省（MHLW） 提出不含有外來DNA之基因編輯產品不被視為基因改造生物，若有外來嵌入基因之生物則視為基因改造生物。 中國 尚未制定相關管理規範 2016年制定的國家五年計畫中，新一代的基因編輯技術也被列為發展重點。 四、基因體工程技術管理發展進程及未來展望 　　自1973年科學家首次成功發展重組DNA技術後，各國政府對於基因工程的重視程度日益提升。1976年美國國家衛生研究院（National Institute of Health, NIH）成立了重組DNA顧問委員會，美國農業部、環境保護局及食品藥品管理局等政府主管機構，從各方面嚴格監管所有重組DNA研究；1991年經濟合作暨發展組織、世界衛生組織及聯合國糧農組織共同合作制定基因改造生物食品安全評估原則，提出「生物技術衍生食品之安全評估策略」報告；聯合國制定之「卡塔赫納生物安全協議書」，管理基因改造生物之轉移、處理及使用，使生物科技所能帶來之利益最大化，同時將環境及人類健康所可能面臨的負面影響減至最小（CBD, 2003），目前已有157個國家是「議定書」的成員，許多國家將此協議書作為各個國家基因改造生物管理規範的參考準則。 　　基因改造作物已上市二十年，經過數十個國家評估基因改造作物作為食品及飼料之安全性，基因改造生物至今仍然存有爭議，民眾對其安全性仍有疑慮。近年來研發商為減少產品上市前安全性評估之龐大花費，轉而開發基因編輯技術衍生產物，希望這類新科技不僅可加速新品種開發時程，亦可豁免於基因改造規範的管理，降低產品開發成本。近年來，基因編輯技術蓬勃發展，各國主管機關著手修正管理規範，但畢竟研發在前，管理制度在後，在空窗期尚無法律可依循。目前大多數國家對於基因編輯衍生產物的管理規範卻仍不清楚，各個主管機關在面臨制定新技術之管理規範時，不僅要考量是否與原本的法律有所牴觸，更要考量新技術衍生產物所引起之生物安全風險，對企業發展、社會經濟等之影響，以確保管理規範不會扼殺新技術的發展與創新。 　　美國國家科學、工程及醫學學院籌組基因工程作物委員會，審閱過去20年共900多篇基因改造作物之文獻報導， 2016年公布報告「基因工程作物：經驗與展望（Genetically engineered crops: experiences and prospects）」，報告指出基因改造作物與傳統作物對人體健康及生態環境的影響並無差異，至目前為止尚未發現基因改造作物會對環境造成不利的影響，但建議政府應持續監控管理，另提出未來應以體學技術評估基因改造作物之安全性，並建議政府的審查應更加透明且納入公眾意見，才可贏得公眾之信任。 伍、綜論 　　生物技術的進步帶來更多創新的新興育種產物，目前已有許多未含有外源基因的基因編輯產物即將上市，此不僅讓各國主管機關面臨挑戰，也與現有的基因改造生物管理法規密切相關，各國主管機關需要即時地檢視目前的管理規範，針對管理範圍做必要的調整。目前為止，僅少數國家提出明確的基因編輯產物管理規範，加拿大很明確地以新穎性作物管理，歐盟以基因造生物管理，美國農業部及阿根廷採送件諮詢方式以確認是否管制，大多數國家包含美國的食品藥物管理局、紐澳、日本、韓國、中國及我國都尚未有明確的管理規範。 　　基因編輯技術的應用，不僅是學研界積極研究發展以維持我國生物科技立足於國際領先地位之契機，更是產業界突破基因改造生物框架，開創新興生物產業的關鍵，過度嚴格的管理將會扼殺創新生物技術的發展及實現基因編輯技術的潛力。創新的技術需伴隨著有效管理、法規制定及實質應用，才能最大化帶動我國生物科技產業創新與轉型發展。 【參考文獻】 Canadian Food Inspection Agency, CFIA. 2018. Plants with novel traits. http://www.inspection.gc.ca/plants/plants-with-novel-traits/eng/1300137887237/1300137939635 Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications, ISAAA. 2017. http://www.isaaa.org/ T. and Araki, M. 2017. A future scenario of the global regulatory landscape regarding genome-edited crops, GM Crops & Food, 8:1, 44-56, DOI: 10.1080/21645698.2016.1261787 Gene Technology Scheme, NGTS. 2018. The Third Review of the Gene Technology Scheme - Preliminary Report. P., Wang, J., Shen, X., Rey, J.F., Yuana, Q. and Yand, Y. 2017. Fundamental CRISPR-Cas9 tools and current applications in microbial systems. Synthetic and Systems Biotechnology. 2: 219-225. E. 2018. With a free pass, CRISPR-edited plants reach market in record time. Nature Biotech. 36:1.

農業政策型科技計畫 「推動農業科技產業全球運籌計畫」成果效益與經驗分享 財團法人農業科技研究院產業發展中心　陳俞螢助理研究員　洪子淵副研究員 行政院農業委員會科技處　郭秋怡技士　蔡偉皇技正 壹、前言 一、計畫緣起 　　行政院農業委員會依據行政院國家科學委員會（現為科技部）第200 次委員會議決議，由機關首長提出「雄才大略」之政策額度計畫—推動農業科技產業全球運籌計畫（以下簡稱全球運籌計畫），期能整合既有農業科技研發能量，並將農業科技研發成果加速其商品化、產業化及國際化等加值運用，在農業整體戰略思維轉型之政策方向下，加強跨領域整合及創新加值，同時培育跨領域高科技人才，以實現「建構年輕化、有活力、高競爭力之樂活農業」之願景。 二、計畫定位及目的 　　農業乃最重要之民生基礎產業，亦是因應全球氣候變遷最關鍵的綠色產業。我國擁有深厚之農業技術研發與應用基礎，惟近年來面對全球經貿高度自由化與區域經貿整合，以及中國、東協等國經濟快速崛起，我國農業更應積極以「生產型農業」擴大為「新價值鏈農業」，應用產業化創新加值取代保守防禦為主的策略布局，積極朝向研發成果商品化與產業化之目標努力，建構國際級安全農產品之供應鏈，提升產業競爭力，進而增加整體農業就業機會與收入，建立臺灣農業國際品牌，使臺灣農業科技產業不僅能與在地化生活結合，更成為全球化的綠金產業。 　　為達成上開目標，農委會於2014年提出3個綱要計畫並整併其能量，重新提出「推動農業科技產業全球運籌」綱要計畫，其下分為「農業科技產業化推動」、「潛力產業關鍵技術補強」、「產業化整合研發」及「設施農業升級與產業加值」等4 大分項，擬透過該等分項之產業化進程（圖1），包括研發規劃階段所需之「產業分析」，繼以10 大潛力產業關鍵技術補強與設施農業升級之「科技研發」投入，輔以「商品化應用」及「產業化開發」引導農業科技產業創新、提升產業動能，促進農業新創企業之發展，再透過「國際化推廣」，加速國際行銷與布局以達成全球運籌目的，使臺灣成為亞太地區農業科技產業重鎮。 資料來源：作者整理（2017） 貳、經費配置與推動情形 一、經費配置及參與機構 　　全球運籌計畫執行期間於2014 年起至2017年止，為期4年，總投入金額計新臺幣（以下同）2,274,047 千元，以各年經費分佈來看，計畫初期投入431,491 千元，至2017 年投入經費已達617,293 千元，具有顯著的提升而成果產出亦相對成長。若依計畫4 大重點推動分項之投入經費比例來看（圖2），其中農業科技產業化推動佔整體計畫經費23%、潛力產業關鍵技術補強35%、產業化整合研發22%、設施農業升級與產業加值20%。 資料來源：作者整理（2017） 　　另因全球運籌計畫歷年參與機構約達百家次，執行機關眾多並遍布全臺，其中歸納包含農業所屬試驗機構及全臺各地改良場所、法人單位、各大專院校及業界機構等，因此針對其相關經費進行統計，分布狀況為農委會所屬試驗機構佔計畫整體經費約28%，法人機構約51%，學術機構約13%，業界機構約8%。 二、各分項發展推動重點 　　本計畫先依農業科技發展關鍵要素，分為「農業科技產業化推動」、「潛力產業關鍵技術補強」、「產業化整合研發」及「設施農業升級與產業加值」等4 大重點分項，並依據不同任務與需求，於各分項下規劃不同之推動措施，以做為本計畫之總體運作架構（圖3）。 資料來源：作者整理（2017） 　　（一）農業科技產業化推動 　　掌握產業與科技趨勢，讓臺灣持續優勢研發地位，並活用智財模式創造價值，優化智財流通與保護，提升產業競爭力。同時，推動創新營運模式，提高農業科技產業價值，擴充檢測驗證能量，建構農業生技研發委託服務技術平臺（CRO, Contract ResearchOrganization），使我國具備全球服務接單實力。 　　（二）潛力產業關鍵技術補強 　　選定10 項（動物用疫苗、飼料添加物、生物農藥/ 肥料、檢測檢驗、石斑魚模場、觀賞魚與周邊產品、農業機械、菇蕈類、植物種苗及伴侶動物食藥品）具國內外市場潛力之重點產業進行分析，並透過生產技術補強與優勢掌握，建構國際級安全農產品之供應鏈，增加整體農業就業機會與收入。 　　（三）產業化整合研發 　　整合農業上中下游研發體系，有效運用農業研發資源，以突破產業發展困境，期藉「跨領域、整合型、延續性之較大型科技計畫」，達成「強化農業競爭力與科研實力」之目標，藉由農委會現有推動之法人、學界及業界等科專計畫機制，除配合具潛力亮點產業之關鍵技術整合，更完備產業核心技術開發，促成業者順利承接並輔導業者研發成果並加值運用。 　　（四）設施農業升級與產業加值 　　聚焦蔬菜與果樹之目標作物，結合農工商跨領域專業，整合設施栽培技術與硬體設計，以整廠輸出創新營運模式，建立農業設施產業之臺灣品牌。重點投入設施農業技術升級、設施農業產業布局與黃金廊道農業新方案等工作，並培育跨域人才、開發新興市場及高質專利布局。 三、計畫執行成果 　　全球運籌計畫據以產業化與國際化為導向進行各分項之任務規劃，應用農業科技產業化推動、潛力產業關鍵技術補強、產業化整合研發、設施農業升級與產業加值等系統性分工，4 年來已達成多項重要成果指標與產業效益(如圖4)。 資料來源：作者整理（2018） 參、總體效益與評估方式 　　績效管理之目的在於有效提高總體產業之績效。然而，定期的績效評估不論對現代化企業或公共組織均甚為重要，同時也是為了能更及時有效的解決問題。為了能有效呈現全球運籌計畫推動成果與效益，以系統化的方式進行計畫總體評估，並透過質化或量化的方法來評估是否已達計畫原定目標與預期效益，本次總體評估約可分為4 大面向進行探討（圖5）： 資料來源：作者整理（2017） 一、量化成果基盤建立 　　總體效益是由各分項與個別細部計畫之成果堆疊而來，然而本計畫含研究層面、執行機關、成果產出及衍生效益等執行內容量非常龐雜，如何有效獲取所有計畫產出成果之數據與佐證資料，係成為本次評估的最大挑戰。統計歷年全球運籌計畫項下約有471 件次之細部計畫，執行單位約有104 個，故透過農業計畫管理系統逐一建立與盤點歷年成果資料，建立分年度及全期成果量化指標，同時針對重要5 項（技術創新、經濟效益、產業推展、社會影響及全球運籌發展）產出類別，透過農委會各分項承辦長官，與各細部計畫執行人索取完整資料，並為後續各類分析建立起成果統計資料庫。 二、總體績效與質化分析 　　為讓本計畫成果能以多面向效益進行盤點分析，係將歷年所有績效指標拆解為146 項，所涵內容達68,766 個單元，並再依計畫總體目標重新設定出：技術創新、經濟效益、產業推展、社會影響及全球運籌等5 大關鍵指標，搭配各項佐證資料計算其量化效益與達成率。而與量化相較，質化偏重的是對計畫的深入微觀探討，故在分析量化效益的同時，亦會進行成果的質化評估，藉此判斷是否需要焦點整合、個別剖析或是以階段性來界定規模，同時配合專家評估、產業化潛力及技術成熟等分析，篩選較具產業代表性的亮點個案，並透過半結構式的個案訪談，協助其挖掘出特色成果與社會影響等效益。 三、衍生經濟效益評估 　　農業相關成果往往只評估到直接的效益，然而其所帶動之整體社會效益或所衍生之經濟成效，都較難被估算到，故本計畫亦綜整各項農業科技產出成果，以經濟面進行衍生效益推估，其模式係依據國家發展委員會「公共建設計畫經濟效益評估」方法及案例（圖6），並以歷年生技產業統計與廠商調查資料為基礎建立評估模式，依「創新」、「就業」、「分配」等構面進行效益推估。 四、成效推展與露出評估 　　如何將農業科研成果科普化轉譯，有效應用媒體能量讓民眾有感，已是主管機關必要的任務之一，因此本次評估亦盤點全球運籌計畫歷年來相關活動（包含國內外廠商合作項目、國際合作項目、成果發表會、人才培育課程、國際參展與交流）等，期能藉此探討各類宣傳模式的擴散效果，以做為未來相關科研計畫之成效推展參考。 資料來源：國家發展委員會 肆、關鍵成功因素分析 　　科技計畫係指國家為強化其科技潛力，綜合其開發目標和提高國家地位所建立的組織、制度和執行方向，因此科技政策須仰賴不同層級計畫的分工執行，從其規劃、形成、執行、管考、評估等各階段均環環相扣，方能有效達成計畫預期目標與成效。綜觀本計畫推動之關鍵成功因素，主要可歸納為首長支持、產業需求、產業化輔導、成果管理及成效推展等5大因素（圖7）。 資料來源：作者整理（2018） 一、首長支持 　　政策型計畫規模大且執行單位多，因此於各階段執行與管考面均需有由上而下(Top-Down) 的指令，來加速串連整個推動策略，全球運籌計畫主持人則由農委會主委親自擔任，提出「雄才大略」之政策規劃與預算，並由農委會科技處統籌推動，同時指派各分項之專責承辦人員彙整督導，定期召開總體計畫成果檢視與檢討，即時的從上而下給予支持與協助，讓整體推動更為順利。 二、產業需求 　　科技研發亦需要符合市場需求，方能落實產業化應用，因此本計畫於推動過程中，已陸續成立7個產學研聯盟（分別為動物用疫苗、飼料添加物、植物用微生物農業資材、觀賞水族暨周邊資材、伴侶動物健康、植物種苗以及臺灣設施農業產業聯盟），透過聯盟的推動與交流活動，促進研發技術與產業需求整合，有效橋接研發成果於產業應用。 三、產業化輔導 　　整合農業科技研究院之產業化能量，提供產業分析、育成輔導、新事業加值、人才培育及國際合作等產業化服務，加速農業科技研發成果商品化進程，進一步形成產業聚落，帶領農業科技產業創新與提升產業動能。 四、科研成果管理 　　成果管理與績效的彙整分析，於過程中往往都被忽視，然而，要達到精準的效益分析與成果檢視，均需掌握計畫各項成果指標，因此本計畫於2016 年起，全面建立量化成果指標與佐證資料，同時進行質化效益彙整與評估，並依計畫目標將評估項目，分為技術創新、經濟效益、產業推展、社會影響及全球運籌發展等五大構面，及其優先關鍵檢視指標（表1），以確保項下所有計畫目標一致。 五、效益推展 　　透過系統性的露出規劃、個案訪談或群體成果展現等模式，協助科研成果科普化，適時應用研討會、成果記者會、小影片、故事性報導及記者參訪團等多元媒體推播，有效提高計畫成效之能見度與有感度。 資料來源：作者整理（2018） 伍、結語 　　綜觀本次全球運籌計畫之績效達成率與發展趨勢（圖8），除於「技術創新」構面上擁有亮眼的績效外，每年均有顯著成長，並無受到計畫結案前的效益收斂影響，也替未來科技發展奠定基礎；而「產業推展」及「經濟效益」構面上，實質上雖受到計畫結案前的效益收斂影響，但仍維持成長趨勢，且依此本計畫總效益為49 億1,501 萬元，而實際投入經費23 億1,680 萬元計算，創造出約為實際投入經費2.19 倍之總效益，成效上亦屬相當良好的表現。另就社會面效益則增加2,829 名的就業機會，增加農民受益人數約151 名，提高農民收益約2,010 萬元。 　　農業是國家發展及社會安定最基礎、最重要的產業，也是因應氣候變遷最關鍵的綠色產業。在全球化的發展過程中，極端氣候與天然災害的防治、生態環境的保護與能源資源的枯竭、傳染病與新興病毒等議題，都已成為世界各國要共同面對的問題，因此，農業生物技術的突破一直是被視為農業轉型升級與持續投入的重點要素之一。而本次全球運籌計畫於技術創新已奠下良好的研發基礎，並依各階段進行產業化推展，但部分重要任務仍需賡續推動，故於計畫結案的同時，亦規劃後續之銜接方式（圖9），讓研發能量持續積累。 資料來源：作者整理（2018）     資料來源：作者整理（2017） 　　全球運籌計畫執行結果於各構面均已創造出良好的成效，藉由本次整體評估與檢視過程，除系統性的歸納其成功要素外，亦於下列提出未來可再精進之措施建議，期能做為後續相關大型政策計畫之推動參考，為臺灣農業科技計畫提供更具效率的管理模式，加速創新科研整體發展。 一、組成專責團隊 　　由於全球運籌計畫成立之初，並未成立專責管理團隊，使得各項研究成果均分散於各執行單位中，雖偶有單一效益展現，卻難有系統性成果盤整，未來相關大型計畫應於規劃階段起，即搭配專責團隊給與各階段之協助，以加強績效管理與成效展現。 二、成果管理與資料庫建立 　　由於計畫成果資料龐大，著實需要建立管理文件制度及完整資料庫，藉由計畫管理與成效追蹤制度，不僅可完成計畫整體管理考核作業，亦可協助篩選計畫成果亮點，以強化政府重要施政執行效率。 三、強化橫向聯繫 　　為強化研究團隊、產業輔導團隊及業者間之交流與互動，未來應持續推動產學研聯盟或相關之交流活動，除可實際瞭解業者在產業發展中的困境與需求，相關意見亦可提供予主管機關或研發團隊參考應用，以利研究端與產業需求端之實質對接。 四、建立滾動機制 　　在科技計畫講求投入與產出之高性價比的要求下，除計畫起始的縝密規劃與後續搭配之產業化輔導外，在執行階段之成果管考及效益追蹤，更需落實滾動檢討，以達到汰弱留強效果，有效提升農業科技研發強度。 參考文獻 1. 行政院經濟建設委員會。2008。公共建設計畫經濟效益評估及財務計畫作業手冊。 2. 行政院農業委員會。2017。政府科技發展行政院管制計畫─推動農業科技產業全球運籌計畫期末報告書。 3. 行政院農業委員會。2017。推動農業科技產業全球運籌計畫綱要計畫書。 4. 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