巴黎「都會大自然」已於今年7月正式啟用，未來2年完工後，將是歐洲最大空中農場。負責人向中央社表示，食材在地主義、對抗熱島效應與節約資源是都會農場的最大目標。 　　2015年，巴黎市凡爾賽門展覽園區（Parc desExpositions de Versailles）開啟了現代化的計畫，其中包含綠建築工程，打造展場屋頂的都市農場。 　　發展都市農業的新創公司Agripolis採用先進的水耕與氣耕技術，解決屋頂無法承受大片土壤重量的問題，最後取得巴黎市政府標案。 　　經過幾年籌備，這座位於展覽園區六號場館屋頂的空中農場命名為「都會大自然」（Nature Urbaine），原本預計今年春天啟用，卻因Covid-19疫情延宕工程，最後終於在今年7月1日正式開放。 　　目前空中農場仍有逾一半空間未完工，計畫創辦人暨Agripolis負責人哈迪（Pascal Hardy）告訴中央社，都會大自然未來2年全部完工後，將占地1.4萬平方公尺，是歐洲最大的空中農場。 　　透過水耕與氣耕，農場目前種植20多種蔬果，夏季日產約1.5公噸無化學農藥蔬果，售予周邊食堂、蔬果店、飯店與民間組織，包括一旁的夥伴餐廳，以推廣「在地食材主義」（locavorisme）。每週三下午也有開放蔬果攤位，方便民眾前往採購，不僅新鮮，更可減少運輸碳足跡。 　　對於食材在地主義，哈迪指出，目標是要讓消費盡可能在地化。因此都會大自然出售的蔬菜，無論對象是公司或一般消費者，都是在周邊1到2公里範圍內。「因為很多人都知道有機是有限制的：買國外進口的有機蔬菜其實意義不大。而且大家也都知道，下一波趨勢會是在地優質食材，很多人都在尋找這種產品」。 　　哈迪向中央社說，這個大型空中農場計畫的貢獻，一是食材幾乎不需運送而減少運輸距離；二是助抗熱島效應、降低溫度；此外，空中農場也能減少消耗資源，無論水或養分均可循環再利用，且效率更高。 　　「我們希望能展示一種不同的模式，得以納入並嘗試解決其他農耕所有的缺點。所以這也是一種創新，以積極態度處理環境保護，同時避免二氧化碳排放」。 　　蔬果生產、承辦會議活動以及社群與教學是都會大自然的3大活動主軸。其中社群活動包括都市農場中135塊各1平方公尺開放認養的農地，一年只要320歐元（約新台幣1萬800元），就能擁有一塊屬於自己的空中田地，動手種植蔬果。【延伸閱讀】都市農業在美國紐約都會區推行之現況及挑戰 　　都會大自然有時週六會開課，教導認養者栽種的知識及技巧，並提供基本所需工具，「因為平常在超市買菜，不會接觸蔬果背後的生產過程、知識與故事」。認養民眾多是附近居民，也能趁種菜維繫感情。只可惜今年因為疫情，彼此鮮少見面，許多菜圃也都暫時由工作人員協助打理。 　　一名認養民眾展示了她的白菜和小番茄，並表示：「這個空中農場很有趣，概念很棒，風景很漂亮，如果家裡沒有陽台或花園，就可以來這裡。」 　　本業工程師的哈迪聊到創業過程，他原有一間相關產業的小公司。2016年，哈迪開始對農業經濟模式的研究產生興趣，便在自家屋頂進行實驗。從一開始的1名實習生，到2名，後來越來越多人聞聲而來，只好把原來在經營的公司交給別人打理，全心開發都市農業生產模式，算是無心插柳。 　　哈迪強調，空中農場並沒有取代傳統農業，而是在傳統與有機農業間找到第3條道路，並尋得對抗化學農業、殺蟲劑、提早收成與長程運輸的農產模式。 　　他下一步希望能把這樣的種植模式推廣到一般民眾屋頂，不僅能自產蔬果，更能透過植物吸收屋頂散發熱量的特點，共同對抗都會區典型的熱島效應。

針對目前現代化城市越來越明顯的熱島效應（Urban heat island effect, UHI effect），Google近期宣布成立樹冠實驗室（Tree Canopy Lab），透過航空照片、近紅外線影像等資料，配合人工智慧分析方式確認各個城市內的綠化覆蓋率，藉此協助城市規劃種植更多樹木減少熱度產生。 　　產生城市熱島效應情況，通常是因為城市高密度水泥建築吸熱，造成城市範圍內熱度提高，因此相比空間寬闊、水泥建築相對較少的鄉村，居民感受均溫通常較高。 　　而降低熱島效應較為實際作法，就是增加城市間綠化比例，但過往作法通常是透過人力調查，並且參考人口分布密度等數據進行推擬，過程中可能會出現誤判情形，造成實際降溫效果不佳，甚至產生額外成本開銷。 　　因此Google成立的樹冠實驗室，便藉由航空照片、近紅外線影像資料，配合人工智慧分析，確認城市各地區實際產生熱能，並且比對當前城市實際綠化情況，藉此釐清哪些地區必須增加綠化比例，透故更具效率方式達成城市降溫目的。【延伸閱讀】人工智慧平台的應用將使挪威養殖漁業朝永續經營的方向發展 　　Google先在美國加州洛杉磯進行合作，其中發現超過一半洛杉磯居民居住在樹冠覆蓋率不到10%地區，甚至有44%居民居住在有高溫風險地區，但樹冠覆蓋率最高地區卻甚少有人居住，因此Google希望藉由樹冠實驗室項目協助更多城市以更具效率方式改善熱島效應問題。

阿拉伯聯合大公國（United Arab Emirates, UAE）因豐富的原油產量而獨一無二，但其夏天乾燥炎熱，耕地稀少等特性，在過去很少會有貝都因人（在沙漠曠野過遊牧生活的阿拉伯人）居住於此，但自1970年代以來石油的發現和其帶來的龐大財富，讓許多僑民蜂擁而至。杜拜目前約有330萬居民，其中包含200個不同民族，飲食方面的需求不斷在增長且力求多樣化，除了依靠昂貴的淡化水外，其糧食供應嚴重仰賴進口，根據官方統計比例高達90％，農產品會透過飛機從世界各地運往杜拜，但因COVID-19疫情的大流行破壞了全球供應鏈運輸，讓阿拉伯聯合大公國的糧食安全不得不被重新檢視。【延伸閱讀】垂直農場矗立沙漠，杜拜綠色革命確保糧食安全 　　沙漠中部一個超現代垂直農場的建立，證明了杜拜決心發起一場「綠色革命」以克服對糧食進口的依賴。位於阿爾巴迪亞（Al-Badia）市場的花園農場能生產多層的蔬菜作物，除了精心控制的光照和灌溉外，也回收90％的使用水。農場負責人表示，我們不希望再仰賴進口，期望全年都能在本地生產糧食，不必擔心突發降雨或乾旱之氣候變化，垂直農場皆由電腦控制，每棵植物都會獲得所需的光、濕度、熱量和水；而另一位農民也參與了創新農業模型的建立，使用水耕栽培技術在溫室中種植鳳梨，並透過電子商務網路平台出售農產品，在較冷的月份還能在自己的農場裡種植試驗水果、蔬菜甚至小麥，為家人生產足夠的糧食。 　　此外在距離杜拜海岸線和耀眼的摩天大樓不遠，也能看到有幾家牧場在裝有空調的棚屋中飼養乳牛，這有助於向當地市場提供新鮮的乳製品。或是在巨大控制水箱中，模擬挪威當地生態環境，監控養殖鮭魚的生長狀況，所以儘管外面環境炎熱難耐，鮭魚仍能在水箱中悠游成長。 　　杜拜食品安全委員會主席表示，這類的模式農場通常是由私人來經營，但其相當受到阿拉伯聯合大公國當局的支持，有關部門已經啟動了一項計劃，期望到2021年能促進農業技術的使用，將國內農業生產提高15％。

邁向臺灣茶產業3.0之轉型契機 農委會茶業改良場茶作技術課 蔡憲宗研究員兼任課長、胡智益副研究員兼股長 茶類多元技術強 極端氣候最頭痛 　　臺灣有將近200年的製茶歷史，跟世界上其他國家相較，多元的茶種類及百年演進的產製技術，是我們強而有力的優勢。 　　茶葉以發酵程度區分，包含不發酵的綠茶類、全發酵的紅茶類，以及部分發酵茶，如包種茶和烏龍茶類。臺灣是少數這三類茶兼具的國家，尤以部分發酵茶最富盛名，像文山包種茶、凍頂烏龍茶、高山茶、東方美人茶等等，兼具多種茶類的製造技術，堪稱是臺灣茶產業特色。 蔡憲宗課長（右）與胡智益股長（左）表示，從茶芽的尺寸、顏色等農藝性狀，就能判別茶葉品質的良莠。 　　此外，像大陸的黑茶類如普洱茶，國內也開發緊壓茶的加工技術，目前其他產茶比較大的國家則以生產某一種茶類為主，像日本是綠茶，印度、斯里蘭卡為紅茶類，鄰近的越南以生產綠茶、紅茶為主，所以加工技術多樣性還是臺灣。 　　不過，臺灣雖然握有技術優勢，卻仍面臨著茶園土地面積太小、生產勞力成本高及茶園經營管理不易的窘況，氣候變遷的干擾則是最難解的課題。茶改場研究員兼課長的蔡憲宗說：「低溫、高溫和乾旱」這三個極端氣候現象，一直輪流在各茶區出現，造成整個產業不穩定，除了衍生產量品質和安排人力困擾，還嚴重影響到末端的行銷策略。 採摘的茶菁要適度，不能太長，否則對製作茶乾或後續撿枝作業都是困擾。 手搖與罐裝飲料 帶動商用茶崛起 　　過去國人著重特色精品茶，把喝茶視為一種風雅的生活方式，文人雅士往往從一杯慢茶、一盅佳茗裡品味茶的質樸純正，也體現交友的真誠。不過時至今日講求快速、便利，「拿著就走」的手搖飲、罐裝飲，幾乎已成為臺灣人的生活日常，臺灣珍珠奶茶更是遠征海外，在各地掀起排隊風潮，帶動一股商用茶飲的崛起。 　　臺灣自民國七十幾年開始從紅茶冰演變成目前的泡沫紅茶，最近這十幾年商用茶飲蓬勃發展，又推展到全球。隨著日益擴大的市場，光臺灣一年茶飲原料就要消化掉2萬多公噸茶葉。 　　過去曾有雜誌報導，臺灣1年喝掉的手搖杯大約10.2億杯，換句話說，光是手搖杯現調飲料，1年的產值就在550億以上。而且不光在臺灣生產消費，也有業者「整廠輸出」，把整個泡沫紅茶產業移到歐洲、日本、美國等地，許多國家都可以看到我們的珍奶市場。若再加上罐裝飲料，市場更是可觀。 　　不過，蔡憲宗課長不諱言，臺灣多數人覺得泡沫紅茶店、手搖飲喝的茶都是「拼配」的原料，主要消費族群是年輕人，跟他們心目中的「特色精品茶」單一原料不一樣，根深蒂固的觀念難以轉移。因此，雖然瓶罐冷飲、手調飲的成長速度非常快，全球市場相當龐大，臺灣的農友卻還沒有加以因應改變生產模式，實在非常可惜。 「茶產業3.0計畫」 商用與精品並進 　　「商用茶原料」從種植到茶菁加工的模式，以及銷售管道等，與傳統特色精品茶的生產有很大的差異。蔡課長認為，如何創建品牌，吸引顧客甘心掏腰包一來再來，這不僅要靠業者的努力，也是茶改場的使命。政府擬定了「茶產業3.0計畫」，追求特色精品茶、商用茶並進，要幫助茶農改變觀念，透過AI智慧協助進行，重新贏回商機。 　　農業演進從人工、機械、自動化到邁入智慧化，而「茶產業3.0計畫」正是智慧化農業的體現，涵蓋了茶園端的「智慧友善生產」、加工製茶及精製端「新興加工加值技術開發」、「商用茶飲原料管理與調製」，最終到提升行銷的「國際茶產業時尚文化」等四大內容，期能藉助工具及科技，走入商用茶與特色精品茶並進的時代，實現「國際化」的願景。 農林公司老埤農場乘坐式採茶機。（圖片提供／蔡憲宗） 　　談願景，也要講技術及策略，首先就是要將土地整合成一個大農場概念。屏東有個老埤農場，它是單一業主，茶園面積有500公頃，但像桃竹苗地區茶園，以契作模式結合，再利用智慧農業軟體整合在一起，以利掌握茶園生長狀況及病蟲害發生情形，可以達到大農場之效益，例如桃園茶業生產合作社透過整合系統把鄰近大約30公頃面積整合一起管理，目前全臺有五、六個地方正在推展像這種合作社模式的經營；另外像南投名間地區則是以初製廠為中心，跟農友建立契作的關係。 蒐集大數據 導入智慧化生產排程 　　過去老農多是依靠傳統的經驗或獨門技術產製茶葉，但一些剛從大學畢業或返鄉耕作的青農卻不見得能有好的傳承。蔡課長表示，以茶改場的角色，可以歸納很多茶農的經驗及研究的大數據，經由試驗，得出一個最佳的標準，最後據此導入智慧化自動生產排程，未來不管老農也好、青農也好，都可以很快從這裡學到一個「精準標準」的生產技術規範。 　　不過，「智慧化」的功能可不僅於此，它還可以進行預測或監測。茶作技術課胡智益股長表示，例如氣象預警告知這幾天可能會下大雨，茶農就能提前因應關閉澆水機器的設定，以免到時候水份過多，預先避免過猶不及所造成的危害。這些智慧工具可以幫助一個經驗的傳承。 　　蔡課長也出示手機，上面並列著各種環控數據。他說：「我們希望只要拿著一個手機，就有辦法知道茶樹生長情形或茶廠作業進度，甚至預測到一週、兩週之間大概會要做些什麼事情。」、「我們也可以透過手機APP看出每一塊田正在做什麼，集體按照排定的生長排程作業，茶菁（生葉）品質就能達到一定的標準，再進標準化的智慧製程，如此可以達到標準規格化的生產概念。幾乎可以說，手機裡就藏著一座茶園、茶廠、技術，靠著APP即能追蹤動態技術條件，工作更有效率。 　　今年開始，茶改場打算先在北部桃竹苗地區找至少兩家，面積大約30公頃，進行智慧化自動生產排程，未來再陸續推展到全國各茶區。 AI智慧省工機具 有效助經驗傳承 　　仰賴AI智慧及省工機械進行茶園管理及製茶技術的精準與標準化已是既定趨勢。茶農們利用的科技工具，除了有「微氣象感測裝置」，專門用來蒐集包含茶園的土壤溫濕度、導電度、空氣溫濕度、風向、風速、雨量、氣壓及照度等數據。還有「茶園自動滴灌系統」，會利用感測裝置透過網路傳至電腦的資訊，評估對不同茶樹品種的土壤肥力、茶樹生長、葉片養分及茶菁質量等，建立灌溉及施肥的決策系統。【延伸閱讀】農業供應鏈優化和價值創造 透過手機就可以掌握茶葉生產管理資訊。（圖片提供／蔡憲宗） 　　無人機在科技農業中也受到廣泛運用。「無人噴藥機」，短時間即可完成作業，解決傳統農藥噴灑需有至少2人，同時牽著長長管子，耗時費力的作業程序，除了省時、省工、省錢，還能避免農藥交叉污染及殘留的食安風險。此外，無人機也能進行「多光譜技術的應用」，藉由無人機（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）搭載多光譜或可見光相機，能快速蒐集茶園照片、植生指標，分析茶樹生長光譜、茶樹病蟲危害等徵狀，同時建立影像應用資料庫。 　　多數的變革都得面對一連串的問題，對將來的未知惶恐，更需要專家的建言引導。身為百年研究單位的茶業改良場，憑藉著龐大的研究基礎、農友端的觀察及國外交流心得，與業界合力研發了生產排程APP，讓茶農人在家中坐就能掌握茶園、茶廠動態。其中除了有氣象資訊外，也透過試驗的累積或國外考察結果，在「智慧系統」中設立「專家的建議」，即時給予提醒。 無人機的利用廣泛。此為植保機講習會。（圖片提供／蔡憲宗） 茶葉成分黃金比例 拼配大眾化口味 　　你一定喝過茶，但你可知道為何有的茶喝來清香甘甜，有的卻又苦又澀，為什麼消費者喜歡喝冬、春的茶？答案就是茶葉成分黃金比例──兒茶素、咖啡因、胺基酸等主要成分及組成香氣化學物質的黃金比例。 　　蔡憲宗課長說，兒茶素好處多，但它的成份偏苦澀，咖啡因則是苦味來源，胺基酸較具甘甜味。同一塊茶園在不同的季節也會造成茶葉化學成份的黃金比例改變。不過什麼樣的茶應該具備何種黃金比例才能呈現最好的滋味，一進快速成份分析，基礎數值立刻出現。臺灣剛好擁有各種發酵程度不等的茶類，除了「特色茶」，也可因應商用茶飲的崛起，在茶園和製茶端都針對不同的茶葉發展技術以生產更符合大眾化口味的黃金比例茶葉。 　　「我們對個別地區標準化管理模式，生產出來的茶菁原料就會均質化，茶廠的裝置也透過自動化機械製程，精準控制溫度、濕度、攪拌力道及時間等關鍵參數，未來在生產原料時，成份就不會變異太大，也可降低生產成本。」蔡課長認為，以降低生產成本搭配臺灣原有的技術去迎戰進口茶，相信臺灣茶很有競爭力。 經驗轉科學指標　產業政策國際化 　　茶不只是農業，也是一種文化，更是一門科學。今日的飲茶方式已起了極大變化，茶不再只能熱熱喝，人們同樣追求夏日「凍」感的冷飲滋味。 　　蔡課長有感而發地說，「產業政策，要朝國際化思考」，臺灣有一個重要的強項就是，在生產商用和精品茶都有非常豐富的經驗，能同時滿足兩者的需求。可惜現今臺灣茶農主要生產精品茶，忽略蔚成庶民文化的商用茶飲市場商機，目前國內有供應到罐裝飲料的僅桃竹苗地區，供應泡沫紅茶店則只有南投中低海拔的清香型烏龍茶葉，眾多茶農尚未搶進到大宗商用茶市場大餅。 茶園景致。（圖片提供／蔡憲宗） 　　傳統精品茶講究特色化，但是商用茶卻必須栽培技術一致，講求一定的標準，才不會造成口味南轅北轍。他希望能把所有的人為經驗都轉成自動化的環境裝置，讓茶產品出現的香氣與滋味是最好的，把前輩的經驗所得到的結論，轉化成科學的指標數據，再套用在自動化的機器上，協助人們「精準標準化」管理生產，利用現有的資源、技術，讓臺灣在國際舞臺創造出最佳的茶葉產值。

新冠肺炎疫情衝擊全球貿易及運輸。國際農業永續學會舉辦網路研討會，26國學者專家齊聚探討農業永續發展方案；與會人士說，科技、創新是後疫情時代發展永續農業的重點方向。 　　位於新加坡的國際農業永續學會（IAAS）與美國馬里蘭大學營養與食品科學系6日至9日合辦國際農業創新網路研討會，聚焦農業科技、農業創新、農業永續、農業投資等4大面向，共有來自台灣、新加坡、美國等26國的學者專家參與討論。 　　國際農業永續學會發布新聞稿表示，極端氣候與天然災害對農業生產造成巨大影響。2019冠狀病毒疾病（COVID-19，俗稱新冠肺炎）自年初以來肆虐全球，影響全球貿易與運輸，各國意識到糧食自給率將成為國安議題。【延伸閱讀】微藻將在減緩氣候暖化過程中扮演著關鍵角色 　　面對未來自然環境劇烈多變，與會學者認為，農業科技有助大量生產品質穩定的農產品，創新商業模式可縮短產銷路程，讓消費者以合理價格購得新鮮農產品。科技、創新是各國後疫情時代發展永續農業的重點方向。 　　美國馬里蘭大學教授、國際農業永續學會理事長魏正毅表示，國際農業創新研討會是連結全球專  家、發掘合作機會的平台，透過跨領域學者專家經驗分享，盼為農業發展、農業企業化激發創新思維。 　　台灣中興大學教授、國際農業永續學會副理事長李宗儒指出，台灣在農業科技及互聯網技術卓越，樂意與國際合作並分享經驗。 　　另外，新加坡管理大學副教授、國際農業永續學會秘書長陳偉良說，新加坡是全球智慧城市之首，同時也是亞洲金融中心。近年星國政府推動智慧國計畫，可作為亞洲發展智慧農業的示範基地與訓練中心。

反芻動物腸道中的飼料發酵會產生甲烷（methane），其是乳牛農場中最大的溫室氣體（greenhouse gas, GHG）來源。荷蘭政府農業部門計畫於2020年時，降低溫室氣體的排放量，並且較1990年減少30%，歐盟的目標則是到2050年時減少80%的溫室氣體，然而，乳牛排放出的甲烷量難以確切檢測，因此，研究人員欲尋找一種可以在牛奶中測量到甲烷排放的指標。 　　荷蘭瓦赫寧恩大學暨研究中心的研究員於TiFN計畫利用牛奶脂肪酸（fatty acids）檢測和牛奶紅外光譜（milk infrared spectra）預測乳牛的甲烷排放，雖然以牛奶脂肪酸預測較為準確，但是牛奶紅外光譜的應用潛力相對較高。主要是因為牛奶脂肪酸檢測不適合進行大規模常規分析，而牛奶記錄組織已常規地利用牛奶紅外光譜來檢測奶中脂肪、蛋白質與乳糖含量。為了要確定牛奶是否與甲烷排放量有關，研究人員在特殊的呼吸室測量218頭泌乳荷斯坦牛並收集牛奶樣本，其中乳牛接受了30種不同的飼糧，以模擬荷蘭的乳牛養殖受到不同的粗料（roughage）（如：鮮草、青貯飼料（grass silage）、玉米青貯飼料）和品質（如：收割時間與施肥量）影響。【延伸閱讀】乳牛餵食微藻能提升乳製品營養 　　結果表明牛奶脂肪酸評估飼草類型、含量和品質對乳牛甲烷排放的影響有較佳的評估結果，然而，紅外光譜在操作上相對較容易且便宜，並可以對同一頭乳牛重複測量，從而更好地預測甲烷排放量。因此，若此技術進一步發展可使牛奶紅外光譜成為乳牛甲烷排放的重要指標。

聯合國（United Nations, UN）於2014年決議採用永續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs）作為未來議題發酵的主題，而國際合作社聯盟（International Co-operative Alliance, ICA）以聯合國擬定的SDGs為基礎，宣布未來十年戰略計畫與制定聯盟須完成的貢獻指標，呼籲聯盟成員彼此間在先進技術領域能更緊密相互合作，並透過國際標準化組織（International Organization for Standardization, ISO）進行聯盟間認證的相關討論與促進聯盟間推廣教育。 　　ICA對於戰略計畫之核心目標，列出了四大發展方向： 源於本質及獨特性之身分認同：雖然ICA具有公平、平等、團結等各自獨特的價值，然而類似的理念的組織逐漸增多，組織自身的獨特性與確立性必須明定而出，採納ISO認證、舉辦可提升ICA品牌價值的相關活動等措施仍在討論中。 行動成長 ：為了因應社會環境的快速變遷，對於創新與新技術的應用普及性則視為不可忽視的環節；此外，ICA也重視戰略計畫中青年參與程度，並提出各國組織理事會任用青年人才之相關議題。 聯盟協同合作：有限資源於聯盟業務及相關推廣活動之發展，最佳方式則是透過聯盟共同協力所形成的協作群體。因此，聯盟協同合作方面，計畫也列舉出技術合作、提升附加價值、貿易等方式，朝著逐步建立會員合作清單，並依據合作社會員的個別優勢領域，設置資訊交流場域。 致力於永續發展之貢獻：關於SDGs的落實，也因ICA強化資訊傳播鏈結，並依據這些貢獻設置相關指標。除此，也針對聯盟間成員的發展程度及認知度設定新的評估指標。 　　其中，與農業相關部分，則以兩項目標作為實踐原則，分別為：(1) 致力於保障糧食安全、(2) 提出氣候變遷議題之因應措施。【延伸閱讀】聯合國糧農組織指出於水產養殖業推動遺傳改善做法具有穩定糧食安全的潛力 　　依國際情勢，日本合作社聯盟（Japan Co-operative Alliance, JCA）也提出相關看法，論及日本正在推動農業合作社間的跨群合作，揭示日本未來30年面臨的農業課題，必須依據SDGs的主題內容，逐步實踐這些目標。

Google母公司字母旗下的X實驗室，曾推出Waymo自駕車與其他具企圖心的計畫，如今又公開了另一個充滿雄心壯志的企圖：要以「Mineral」糧食生產計畫，改進農作物生產模式。 　　科技網站The Verge報導，「Mineral」計畫主持人格蘭（Elliott Grant）表示，這項計畫的重點將放在永續糧食生產與大規模種植的研發技術，根據人工智慧、模擬、感應器、機器人等技術的突破，持續開發並測試廣泛的軟硬體原型。 　　格蘭表示，「Mineral」將試著用科技解決各類永續議題，包含為地球上持續增加的人口供應糧食，以及藉了解農作物生長週期與天氣情況，提高糧食生產效率。該計畫也希望在氣候變遷影響地球生態系之際，管理土地與植物生命。【延伸閱讀】研究人員開發了能即時提供農作物生產力數據的估算方法 　　「Mineral」網站指出：「為了養活全球與日俱增的人口，未來50年的糧食產量，勢必要大於過去1萬年的總和，如今氣候變遷還正削弱農作物的生產力」。 　　格蘭表示，「正如顯微鏡改變了疾病的檢測和管理方式，我們希望能以更好的工具改變農業生產糧食的方式」。 　　在「Mineral」團隊開發的首批工具中，其中之一是被暱稱為「農作物嬰兒車」（plant buggy）的四輪機器車原型。 　　這輛車安裝有攝影機、感測器和其他裝置，會研究農作物、土壤等環境因素，「Mineral」團隊接著會運用這些數據，結合衛星影像與氣象資料，以機器學習和其他AI訓練技術，建立一套預測模型，以了解農作物未來的生長情況。該團隊表示，他們已運用這輛原型車，研究伊利諾州黃豆與加州草莓的生長情況。

為了確保動物性蛋白質的永續供應，德州農工大學AgriLife的研究人員利用數學模型找出提升畜牧生產效率與最小影響環境的平衡點，相關研究由反芻動物營養學家Luis Tedeschi博士的團隊發表於「Scientia」期刊。 畜牧生產對環境的影響 　　目前食品生產系統著重於產量與利潤最大化，然而卻難以將環境保育或環境再生納入考量。2050年，世界人口預估達95.5億，這將對全球糧食生產造成極大的壓力。另外，畜牧生產常被認為是溫室氣體（greenhouse gas, GHG）的主要貢獻者之一，其排放量估計14%，表示仍有改善的空間，因此，需要世界各地的作物、土壤與動物學家的相關知識提出快速有效的解決方案以減少對環境的衝擊。 模擬對環境的影響 　　模擬系統的宗旨是將畜牧生產、營養及永續性的概念整合至電腦模型中，其需要考量到過去、現在和未來，並考慮高科技的發展，如感測器技術、通訊設備、天氣預報技術、決策系統和其它管理工具，期望幫助生產者管理風險、適應不斷變化的環境及快速提供多種生產狀況，讓使用者具有「事前知道」的能力，為其選擇出最適方案。因此，集約化的生產若要達到永續經營，需利用科學分析畜牧生態系統，將管理參數設定於模擬系統，以確定採取措施的前後差異，期可產生對環境影響最小的管理措施。模擬系統的應用範圍很廣，如肉牛、奶製品、綿羊和山羊，目前，營養模型已於全球使用，其中德州飼養場與全世界的畜牧業使用牛的生長模型軟體，該軟體已被美國、墨西哥、加拿大、哥倫比亞、巴西、阿根廷、英國、意大利、土耳其、伊朗、中國和澳洲所採用、下載並註冊。【延伸閱讀】改進預測模型將有助於市場及決策者對抗農糧損失之衝擊 智慧農場模型 　　數學模型與近5至10年發明的感測器結合使科學家可檢測一切，透過每分鐘收集的數據，如動物生理活動、進食速度、取水的移動距離等來了解動物的生長發育，並結合氣候等相關資訊以建立人工智慧模型，該模型可辨識何種動物在哪種情況下具有最佳生長狀態。研究團隊目前可偵測體外氣體以檢測飼料或牧場的品質，並根據此信息確定何時給予補給，這樣的科學模式可協助適時的管理，而非單純只是進行一般常規的補充。 　　研究結果顯示可持續性的集約化不僅僅改善生物和物理的飼養結果，其還需採用各方數據，將創新牧場管理系統與基本決策工具等資訊，透過系統整合出智慧農業方案，從而提高生產者的飼養成果並實現環境、經濟與社會的永續發展。而這些工具的開發必須考量到氣候變化對動物福利、營養需求與生產力的影響，同時也需滿足消費者對蛋白質需求的增長及最大程度減少牲畜的環境碳與水足跡，雖然Tedeschi的研究團隊開發的數學模型無法達到100%準確，但它可明確顯示管理模式的改變對環境造成的影響。

氣候變遷為日本農民帶來即時掌握氣象災害資訊與作物栽植管理應變的迫切需求，除此之外，伴隨著農業經營體的規模擴大，生產管理效率也需要同步提升，在上述兩點背景之下，作物栽培管理系統的使用，將是農業發展的重要關鍵所在。在導入應用的同時，也必須針對實際種植狀況與此系統整合性做相關的比較與確認。 栽培管理支援系統概述 　　農民於系統註冊時填寫栽植作物品種、播種日期、農場地址，系統將提供最新的天氣數據以及生產預測、最佳施肥時間與建議用量、病蟲害控制期等生長預測模型訊息。 連結網站，提供各種栽培管理資訊的農業情報系統。 提供預警情資，協助減少農業氣候災害與疾病的發生。 經由生長預測和施肥診斷等方式，提高生產管理效率，促進農業智慧化。 部分資訊內容在網頁應用程式介面化（Web-Application Programming Interface, Web-API）之後，可提供農業資訊共享平台（WAGRI）使用。【延伸閱讀】數據正驅動日本農業未來—「WAGRI」農業資訊共享平台 栽培管理支援系統預警資訊與管理資訊 　　系統可提供2種預警資訊，以及水稻、小麥與大豆作物之15種栽培管理支援資訊，除了可應用即時性氣象數據，也能運用過往數十載的氣象數據，進行作物栽培計畫的程序制定。 栽培管理系統的使用流程 　　農民完成註冊後，可自行於系統的功能選單內選擇自己需要的內容，例如輸入「葉子顏色」，系統就會協助列出相關列表、地圖概況、圖表資訊、預警情資傳輸至電子郵件等相關情報。 以水稻生長預測情報顯示畫面為例 　　條狀圖中的紅線為系統做出預測的日期。在此之前，都是利用實際的氣象數據計算出預測值，而現在，則可以利用氣象預測數據推估出預測值。  　　另外，應用生長預測資訊，更能夠協助農民提前得知最佳栽培管理的正確時間。以水稻為例，系統不僅能因應143個品種，每個幼穗形成期、出穗期、成熟期都能預測。另外，系統還具有「模型調整」的功能，可以透過導入過往出穗期的歷史數據之後，以提高預測的準確度。 水稻生長各階段的預測資訊API服務 　　在栽培管理系統所呈現的內容中，要獲取水稻的生長預測資訊，可以透過Web-API的付費資訊。此外，系統也同樣提供小麥、大豆的生長預測資訊。

在全球氣候變遷的影響下，各個產業都應思考如何減少浪費並有效地利用自然資源。對於美國緬因州的龍蝦產業來說，其供應鏈中的高死亡率一直以來都是個讓人頭疼的問題，為此，美國緬因大學龍蝦研究所（University of Maine Lobster Institute）、聖約瑟夫學院（Saint Joseph's College）、韋爾斯國家河口研究保護區（Wells National Estuarine Research Reserve）和龍蝦業者發起了一項合作計畫，期望透過開發微型追踪器和訂定最佳操作流程，實施品質控制、監測供應鏈的運輸條件和龍蝦健康狀況，目標在減輕龍蝦供應鏈中的壓力點並提高其生存率，此項計畫獲得了美國國家海洋暨大氣總署（National Oceanographic and Atmospheric Administration）薩爾頓斯托爾肯尼迪計劃（Saltonstall-Kennedy Program）的資助，並且是唯一一個針對美國龍蝦所擬定的研究計畫。 　　作為為期兩年計畫的一部分，研究員們正在製作名為甲殼動物心臟和活動追踪器（crustacean heart and activity trackers，C-HAT）的微型感測設備原型機，如同人類使用的健身手環，這種綁在龍蝦身上的非侵入性設備，是用來量測甲殼動物的心跳和活動率，而另一個稱為MockLobster的獨立感測器也將置於板條箱內與龍蝦一起運送，則是用來記錄其在運輸過程中所經歷的溫度、光照和溶氧量等環境條件。與此同時，另一批研究員正在與漁民和經銷商一起開發符合經濟概念的標準化操作流程，用以監測水質和龍蝦一路從捕撈陷阱經由船上水槽、板條箱、運輸卡車、到達批發商和加工廠路程之間的行為、血液蛋白量等健康狀況生理指標。【延伸閱讀】保護海洋生態的龍蝦捕撈裝置 　　目前已與Ready Seafood和Luke's Lobster等龍蝦供應鏈公司合作，進行了初始裝置的設置並進行數據收集和分析，研究員表示之後將進行更多次的運輸試驗，以期得到具代表性的研究數據。

水稻是世界上重要的主食之一，尤以亞洲地區為甚。水稻被列為一年生植物，經過一個生長週期後即死亡，然而，在一些熱帶地區，一期稻作收割時會保留稻頭，之後再施肥及灌水使水稻繼續生長，因此稱作再生稻，屬二期稻的一種耕作法，其照護方式如同草坪割草後仍可長出草是一樣的道理。水稻種植於在熱帶地區可有較長的生長期，但因日本涼爽的氣候使得再生水稻的耕作較為罕見。此外，雖然再生稻讓農民在同塊田地中收穫更多的稻米，但是與一般稻作相比它需要較長的生長時間。而近年來，日本平均氣溫較高，使得稻農可能擁有較長的種植時間。因此，農研機構（National Agriculture and Food Research Organization, NARO）研究員Hiroshi Nakano欲著手研究更多有關水稻的再生潛力以幫助日本稻農。 　　在這項研究中，研究團隊收集稻米、進行計數與秤重確定了產量，並比較兩個收割時期與稻頭高度的稻作以確認對一期與二期稻作之影響，研究利用植株生長指標—葉面積指數（Leaf Area Index, LAI）進行觀測，LAI為單位土地面積上累加之所有單面綠色葉片的面積總和，同時也觀察稻穗之非構造性碳水化合物（Non-structure carbohydrates, NSC）的變化，以了解作物當時的生長狀態與活力，期望協助日本南方的稻農找到新的耕作策略以因應氣候變遷並增加稻作產量。【延伸閱讀】日本最新水稻品種有助農民預先確定收穫時間 　　結果顯示由於植物有更多的時間使稻穗飽滿，因此正常時間收割比過早收割的稻米產量來得多，另外，稻頭高度較高（50公分）可獲得更多來自葉子和莖中的能量與養分，使其產量相對較高。因此，將正常的收割時間與較高的稻頭高度結合起來增加LAI與NSC，從而使最高總產量達每公頃14.4噸，其高於平均值的3倍，這項技術將有益於日本南方稻農及其它相似氣候地區的農民，並可能為全球氣候變遷造成的新環境帶來更高的稻米產量。

隨著世界人口快速增長，對食物供給的需求也不斷增加，但由於氣候變遷的加劇所造成糧食產量下降的情況，已讓「糧食安全和永續供應」成為全人類必須共同面臨的重要課題。 　　日本豐橋工業大學機械工程系的研究小組運用微流體晶片技術（microfluidic chip technology）開發出一種能提早發現和預防作物疾病的多重基因檢測設備，這項研究的主要目的是在研發一種診斷技術，用來支持高效率且穩定的優質農作物生產，讓即便是沒有特殊專業知識、技能的一般農業生產者，也能以基因的角度，用輕鬆、快速的方式在場域中即時檢測植物病蟲害。新型恆溫式圈環形核酸增幅法（Loop-mediated isothermal amplification，LAMP）是檢測目標核酸（DNA或RAN）的常用診斷方法之一，無需使用昂貴儀器和精準的溫度控制進行PCR分析，在恆定溫度下即可擴增目標基因，因此其在研發方便使用的檢測工具和即時現場診斷方面皆具有相當大的發展潛力。然而一般的LAMP測定法的使用需要專門的知識和技能，而且對於每種目標病毒，皆必須分別準備大量的樣品試劑混合物才能進行操作測試，故在運用上有一定的難度。【延伸閱讀】以植物病毒系統開發多功能抗真菌劑 　　為此研究團隊開發出運用聚二甲基矽氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）製造，約手掌大小的微流體晶片，裝置由五個反應腔室和一個微流體通所道組成並相互連接，期望透過半導體製程技術對植物相關疾病多重遺傳檢測做出貢獻。關於其檢測操作流程，第一步是從患病黃瓜葉中萃取出含有目標病毒的RNA，並以此作為試驗樣品，將樣品和反應試劑混合置入檢測晶片的樣品投入口，樣品和試劑會自動混合並分配到多個反應腔室中，以上動作僅需一次操作即可完成，再來將其放在熱水中加熱，即可在1小時內專一擴增目標核酸，進行快速檢測。而該晶片具有能同時檢測多達四種不同類型植物病毒疾病的能力。 　　這個檢測設備的用途相當廣泛，不僅可以用於農作物病毒疾病的遺傳檢測，還可以應用於橫跨農業、畜牧、漁業、食品工業以及健康醫療，包括人類傳染疾病在內的各領域之遺傳診斷。研究團隊表示未來還計畫進一步開發能夠同時診斷四種不同黃瓜病毒加上四種害蟲所引起共八種植物相關疾病的即時檢測設備，不僅如此，它還可以自由改變檢測設備上的目標病毒，以滿足不同需求。

儘管素食風氣在西方國家越來越盛行，但全球人類對食用動物性產品的需求仍在持續增長，而動物的飼養通常需要投入大量的蛋白質飼料，未來飼料作物的生產會需要從農業用地中獨立出來，來避免進一步造成砍伐森林轉換成耕地等土地利用變化情形。不論在德國或是全球，昆蟲和微藻的養殖都一個是新興的領域。 　　在食品生產的永續轉變計畫的一項研究中，德國哥廷根大學的研究小組正在探討如何以更永續和被社會認可的方式生產動植物食品，研究員以餵食添加豆粕（大豆提取豆油後得到的副產品）飼料的雞當作控制組，和添加螺旋藻（spirulina）或昆蟲作為主要蛋白質來源飼料的肉雞作為實驗組來比對，並測試了這些蛋白質替代來源是否會改變雞肉的品質，試驗包含觀察動物的生長情況、檢測貨架存放期的雞肉品質和味覺感官品評等相關測試。【延伸閱讀】畜牧業新希望—益生菌Probiotics和溫度馴化 　　他們對132隻雞所進行的實驗分析結果顯示，添加黑水虻（Black Soldier Fly, Hermetia illucens (L.) ）幼蟲粉末和螺旋藻於家禽飼料中並不會對雞肉品質造成負面影響，而利用黑水虻幼蟲粉末餵養生產出來的雞肉與現有的情況相似，用螺旋藻餵養生產的雞肉具有更濃烈的顏色和風味，總結來說，在尋找新的動物飼料蛋白質替代來源時，兩者皆能成為選項，而他們最新的研究成果發表在《糧食與農業科學雜誌》（Journal of the Science of Food and Agriculture, JSFA）上。 　　目前全球微藻生產價格仍然比豆粕昂貴許多，而且大多用來作為生物燃料、動物飼料或供人類食用，而在歐盟，昆蟲僅被授權用於人類食用和魚用飼料，且都必須透過經認證的動物飼料生產流程來製造，在不久的將來可能會批准其在家禽飼料上應用。

氣候變遷透過持續溫度升高和突發性強降雨的環境變化，以及更頻繁發生乾旱、熱浪和過量的降雨的極端氣候影響糧食生產。該糧食系統已經受到氣候變遷的影響，如不斷增長的人口依賴高度集中於稻米、小麥、玉米和大豆四種關鍵作物的生產地點，此外，COVID-19疫情的流行暴露出全球糧食系統的弱點。在本篇文章中，作者研究了多個關鍵作物產區收割失敗可能發生的變化及對社會潛在的經濟影響，其中作者將收成下降定義為關鍵作物年度生產週期減產，並對全球糧食體系有潛在影響的主要產區。 　　全球糧食系統因氣候轉變將變得多脆弱呢？使全球糧食系統因氣候變遷變得脆弱的綜合因素如下： 對少數穀類的依賴性高：人們的飲食高度依賴稻米、小麥、玉米和大豆特定作物，它們幾乎佔全球飲食熱量的一半，其中稻米和小麥各佔19%和18%。 生產地區過度集中：60%的全球糧食主要來自中國、美國、印度、巴西和阿根廷等五個國家，但糧食生產卻集中在各國家的少數地區，例如：根據農業部的數據顯示印度88%的小麥產自該國北部的五個邦，美國61%的玉米產量來自中西部的5個州，這意味著若極端氣候發生在這些地區將影響全球大部分的糧食產量。 進口穀物的依賴性日益增加：依賴這些穀物的人口正持續增加，特別是發展中國家，主因是該國種植穀物具有競爭劣勢，因此從國外進口穀物比國內生產便宜，例如：阿爾及利亞、埃及、墨西哥和沙烏地阿拉伯是穀物的大宗進口國，而中國則是高度依賴大豆進口。 有限的穀物儲存量：穀物儲量會影響糧食系統應對糧食生產短缺的能力，因為它為穀物價格波動提供了緩衝效果，然而，儘管現今儲存量很高，但這樣的儲存量似乎不足以承受巨大衝擊。 2030年穀物減產15%的可能性翻倍，並可能影響全球穀物價格 　　研究分析發現多個糧食產區因極端氣候的問題造成全球作物歉收，如玉米的生理閾值（threshold）約20℃，超過該生理閾值時則造成玉米產量急劇下降；同樣地，乾旱和極端降水（超過季節性降水約0.5公尺）皆造成次優的產量。2019年資料指出，美國中西部為全球生產玉米的其中一個重要產區，夏季溫度升高且春季降雨過多的可能性較高，進而導致歉收的可能性增加，然而小麥主要的產區卻因過多降雨與氣溫偏高而受益。【延伸閱讀】荷蘭與聯合國環境規劃署、日本共同設立因應全球氣候變遷研究中心 　　根據分析結果，全球作物歉收在未來十幾年發生的可能性與嚴重性將會提高，如1998至2017年，每100例案件中就發生1次穀物生產受到超過15%的衝擊，然而，到2030年時，發生這種事件的可能性將會翻倍，表示以2030年為中心的十年間，至少發生一次歉收的機率為18%，而大於10%的收益率衝擊的年概率從6%上升至11%或是10年間的累積概率從46%提升至69%。 　　由於當前的庫存/使用比率僅佔消費量的30%，幾乎不會在一年內消耗完全球糧食，然而過去也曾觸發食品價格暴漲的事件，因此，無法保證糧食產區歉收時不會發生這種狀況。在這份分析中，作者假設糧食產區歉收時，庫存/使用比率會降至20%，即在當年度全球供給量降至15%。在這種情況下，歷史紀錄表明短期內作物價格將100%飆升或更高，更廣泛的來看，這種規模的負面經濟將衝擊到社會、政治動盪、全球衝突提升和恐怖主義的加劇。 決策者已開始建立更具韌性的糧食體系，但尚有更多待執行事務 　　根據過去10年食品價格的浮動，G20（Group of Twenty, 二十國集團）定案一項行動計劃來降低價格的波動。根據這項計畫，本報告提供一系列符合政府、農產貿易商與多邊組織（multilateral organisations）能同時進行的行動方針，如下: 政府：藉由採用短期內過多的庫存可增加長期的糧食價格的彈性，但仍有其他的挑戰，如高庫存量在低價時期會造成資源浪費，另外，當難以從全世界市場上獲得大量的穀物且各國皆有支付保費的風險時，其無法提供立即的效益。因此，政府可考慮增加非食用穀物的運用性，如監管機構可明確的引入生物燃料需求的相關機制。 農產品貿易商： 政府可補助私營部門以鼓勵增加儲藏設施或投資改善運輸基礎設備（例如：鐵路路線和港口），使貿易商可根據此項政策擬定公司的長期性策略，如庫存容量、相關利用性的投資和貿易策略，進而提高35至40%的全球庫存使用率，即可抵消15%的歉收率。 多邊組織：世界銀行和農糧等組織建議考慮建立虛擬儲備，在高糧價時期，增加現貨市場的賣空可能有助於降低價格。然而，這樣僅限於市場反應過度（例如：實施出口禁令）以及沒有實際糧食短缺下起作用，因此，這些組織也可探索出創新機制的設計，以提高私人部門的庫存率。 　　雖然當今世界平均生產的糧食足以滿足不斷增長的人口，然而極端氣候造成糧食短期價格上漲，進而可能影響約全球7.5億貧困人口並產生廣泛的連鎖衝擊。在豐收年增加產量和庫存量，並提升糧食作物最大程度消耗之靈活性，藉以大大減少糧食不足的風險。

由於氣候變化、殺蟲劑的使用和一些其他因素促使全球的蜜蜂和授粉昆蟲大量減少，農民雖然可以透過噴灑或以人工授粉方式將花粉接種到農作物上，但是機器吹出的羽流會浪費許多花粉顆粒，而且手動將花粉刷到植物上是一件相當費力的事情。 　　位於日本能美市的北陸先端科學技術大學院（JAIST）的材料化學家認為，或許能將授粉的工作外包給自動無人機，他最初的想法是利用包裹花粉的無人機將花粉顆粒摩擦在花上，但是發現這種方法會損害花朵。然而某天在和兒子一起吹泡泡後，意識到肥皂泡泡可能是一種更溫和的傳遞方式，於是便和同事合作研發了一種內含花粉的泡泡溶液，能讓攜帶泡泡槍的無人機使用，為了測試花粉泡泡的活性，研究人員利用這種技術對果園中的梨樹進行授粉，結果顯示這些樹木所結的果實與傳統使用手工授粉方法的樹木一樣多。 　　在各種市售的泡泡溶液中，他們發現使用月桂酰氨基丙基甜菜鹼（lauramidopropyl betaine，是化妝品或個人護理產品中所使用的化學物質）所製成的花粉泡泡維持的最好、最完整，他們還額外添加了聚合物、鈣和鉀等保護花粉的成分，讓泡泡更堅固，足以承受無人機螺旋槳所產生的風。研究人員在果園中對三棵梨樹上的花朵噴出了花粉泡泡，平均每棵樹上50朵授粉花中有95％結了果實，這結果率可與另一組傳統手工授粉的樹媲美，然而三棵僅靠昆蟲和風來傳遞花粉的樹上卻只有約58％的花朵結出果實。為了測試在飛行無人機上使用此種這方法的可行性，科學家在無人機上裝載了一隻泡泡槍，並以每秒2公尺的速度向假百合花噴出花粉泡泡，雖有超過90％的花朵被泡泡擊中，但有更多的泡泡錯失了目標，所以若要使無人機授粉確實可行，就需要研發出具有鑑別特定花朵能力的飛行機器人。【延伸閱讀】無人機進行大面積橄欖病害監控 　　然而並非所有人都覺得建造授粉機器人是個好主意，英國雷丁大學的永續土地管理研究人員在《全面環境科學》中發表了一篇研究，提出若要保障植物的授粉來源無虞，保護自然授粉媒介是相對於讓機器人協助授粉來說更有效的方法。但美國摩根鎮西維吉尼亞大學曾設計過授粉機器人的機器人學家表示，建造蜜蜂無人機和保護昆蟲種群並不互相排斥，建立機器人的目的不是為了取代自然授粉媒介，而是試圖在缺少這些「飛行工人」的地方輔助農民，期望有一天可以將無人機作為「B計劃」（Plan “B” or “Bee”）供人使用。

當前水產養殖產業對於一般魚類及甲殼類動物的了解有限，已成為水產飼料生產商面臨的主要挑戰之一。 　　2020年6月，國際水產網路資訊平台（Aquaculture Nutritionists Network , ANN）與加拿大農事服務公司JEFO Nutrition共同舉辦一場備受矚目的線上研討會。於會議中，Albert Tacon博士認為，目前水產飼料產業必須克服以下幾點挑戰，才可確保全球水產養殖發展可持續成長。 　　Albert Tacon博士過去曾在聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO）任職，現職於夏威夷的水產養殖公司擔任水產養殖及養殖營養之顧問。 一、開發可取代海產材料與活餌飼料的替代品 　　Tacon博士表示，目前水產養殖產業有超過244種魚類及蝦類需要水產飼料，但對某些物種而言，特別是鮭魚，我們對它們的養殖相關資訊所獲有限。因為水產飼料產業的現況，仍多仰賴魚粉及魚油等原料，並未著重開發其替代品。 　　博士認為儘管海洋原料供應有限，全球水產養殖仍有發展的空間。而要確保新型飼料成分能與魚粉和魚油具相同益處，需大量的時間做研究，因為它們不僅僅只是蛋白質和脂質的來源。他還指出，仍然有許多物種需要活餌飼料，其已成為該產業發展的潛在瓶頸。【延伸閱讀】發酵豆粕作為魚飼料替代物的潛力 二、減少對進口原物料的依賴性 　　    Tacon博士強調的第二個議題是對進口飼料成分的依賴。他表示，在亞洲，有50%至80%的成分是進口的。在美洲，除了巴西和美國外，其進口情況也與亞洲類似。此外，這些商品皆需以美金購買，因此價格會隨匯率變動而不穩定。 三、提高消化率     　　Tacon博士強調的第三個議題是環境和永續性問題越來越被大眾關注，而公共水域生產過多的魚，更加突顯這個問題。因此，博士認為易消化飼料對降低廢棄物進入環境的責任日漸重要。 四、投入更多的研發能力 　　Tacon博士提出倒數第二個議題為水產飼料生產商應該研製自己的研發設備，而這與他前述論點相呼應，了解多樣物種的營養需求，有助於將新原料依據物種的需求，添加至那些物種的飲食中。博士認為，雖然亞洲及拉丁美洲有許多國家的飼料業者的技術較為落後，但仍需不斷研發創新。因為市場價格不斷上漲，且商品不斷推陳出新，若業者能擁有自己的研發設備，將可從中降低成本，並測試產品及創新研發。 五、充分利用在地原物料 　　最後一個議題與各國需要好好地利用在地原物料有關。博士認為，或許這些原物料消化率低、蛋白質含量低或纖維含量高，但若搭配創新的加工技術及發酵技術，可有效提高這些產品的營養價值。若魚蝦不具消化這些成分的酵素時，亦可藉由這些技術來破壞抗營養因子，或於飼料中添加酵素，協助它們預先消化。而這些方法已於家禽產業實行多年，水產飼料產業亦可如此。

世界上多數肥料由大型製造廠生產而來，該製造廠需要大量的能量來產生高壓與高溫才能將氮和氫結合成氨。然而，從大型肥料生產的肥料運輸至偏遠農村地區的成本高昂，因此在這些地區通常很難獲得肥料，因此，麻省理工學院的化學工程師正開發出一種較小規模的替代方案，他們設想其可為偏遠農村地區的農民直接在當地生產肥料，如撒哈拉以南的非洲等。研究團隊開發出利用電流將氫和氮結合起來，並在鋰催化劑上進行反應，Karthish Manthiram助理教授期望在未來開發出一種能夠吸收空氣與水，並以太陽能板連接使其可以產生氨的設備，從而提供農民或小社區的農民使用，該項研究發表於「Nature Catalysis」期刊上。 小規模應用 　　100多年來，肥料多以哈布二氏法（Haber-Bosch）的工藝製成，此工藝將大氣中的氮氣與氫氣結合形成氨。其中，氫氣主要來自天然氣或化石燃料中所提取的甲烷，此外，氮的活性很低，所以需要高溫（攝氏500度）和高壓（200個大氣壓）才可和氫反應形成氨。大型製造廠利用這種方法每天可生產數千噸的氨，但是整體成本高且會排放大量的二氧化碳，其中氨是大量生產化學品中排放溫室氣體最大的來源，研究團隊也因如此欲著手開發出減少碳排放的新型生產方法，其同時具有分散生產的額外好處。 　　Manthiram表示理想情況下，新一代的製氨方法可以消除原本存在的二氧化碳足跡，且期望使用電來達到和傳統上以高溫高壓促使氮和氫進行反應的效果。先前研究表明施加電壓可以改變反應平衡以利形成氨，以往在常溫常壓下利用鋰催化劑打斷氮氣分子中的強三鍵並生成氮化鋰，接著再和有機溶劑中的氫原子反應生成氨，然而，這些有機溶劑價格昂貴且反應過程中會被消耗，因此需要不斷的更換，如四氫呋喃（THF），因此一直難以找到廉價且可持續製氨的方法。【延伸閱讀】使用更少的能量合成氨來持續為世界提供燃料 　　根據這項問題，研究團隊提出使用氫氣作為替代THF氫原子來源的方法，他們設計出一種網狀電極，這種不鏽鋼網狀構造表面塗有鋰催化劑，該鋰催化劑是藉由從溶液中鍍出鋰離子而製得的，其可使氮氣可以擴散且通過這個電極，並在其表面和溶解於乙醇中的氫交互作用，並透過鋰催化劑進行一系列反應步驟以轉換為氨。Nikifar Lazouski表示因為氮氣和氫氣難溶於任何液體之中，使得兩者不易快速反應，而這種不銹鋼網格可有效地將氮氣與催化劑接觸，同時將電子與離子結合以解決這種難題。 光解水製氫 　　多數製氨實驗以氣體鋼瓶將氮氣與氫氣流入設備進行反應，而MIT研究團隊則是先電解水，再將氫流入電化學反應器中，即表示將水作為氫的來源。由於整體操作系統夠小，使其可放置於實驗室操作台上，也可以透過連結多個模組來擴大規模以生產更多的氨。此外，另一關鍵的挑戰是提高反應的能量效率，其與哈布二氏法的反應效率(50%-80%)相比僅約2%，研究人員仍需著手解決能量耗損的問題，儘管如此，這仍是向前邁出的一大步，因此總體反應最終看起來是令人滿意的。 　　此外，Manthiram表示氨是一種非常重要的分子，它可以利用相同的生產方法來達到廣泛的應用，如除了可用作小批量肥料生產外，還能應用於能量的儲存，它要求使用風能或太陽能產生的電力來製成氨，之後氨可用作液體燃料，便於存儲與運輸。