日本畜牧業食用牛發展現況 　　根據日本農林水產省2022年公開的「畜牧業新農與離農調查報告」顯示，負責食用牛繁殖與培育的新進養牛戶，自2018年到2021年每年增加220人以上，但自2022年卻急速減少177人。與其同時，離農轉職者每年約有1,500人。等同於每年減少有1,300人以上食用牛的養牛戶。離農者的增加勢必影響休耕地，連帶缺工問題，休耕地活化也陷入惡性循環。 　　從離農原因調查顯示，主要有高達半數以上的原因來自養牛戶的高齡化(47.1%)，以及的後繼無人(6.7%)。另一方面，食用牛所需牧草飼料佔總體經營成本的4~5成左右，在飼料價格不斷攀升情境下，導致經營不善與惡化則占了一成(12.5%)。對此，根據農林水產省最新公開2024年4月畜產與酪農農情資料(圖)，目前的進口價格相較於之前最低價差距有兩倍之多。 　　此外，近年來世界動物衛生組織(WOAH)倡議的動物福祉，實際落實於畜牧業的現場飼養管理仍面臨一定困境，加上面對人力不足問題，導入智慧放牧技術成為解決的途徑。【延伸閱讀】- 以動物做實驗--談3R 兼具產值提升與友善環境的智慧放牧技術 　　在日本的中國地方與四國地方，有高達八成的中山間地域(1)的休耕地陷入活化困境，根據農研機構西日本農業研究中心的研究人員表示，休耕農地活化、高效省力的生產經營、削減牛犢生產成本，降低進口飼料成本及加強飼養管理等目標，皆可利用智慧放牧技術解決。 　　該研發團隊於2022年投入為期兩年的「休耕地活化對環境維護之成效與高產值智慧放牧之示範驗證計畫」，於2024年發表五大研發技術成果： 1. 放牧草地的形成與維護管理 (1) 休耕農地活化技術 　　利用休耕地餵養牛隻具有活化農地、維護環境永續的優點，然而過去人工除草或是除去牛隻無法食用的樹木和帶刺的植物則耗費相當多的時間與勞力。新型割草機上裝載的功能，則是可以直接利用機台內部刀刃將樹枝植物對著地面垂直旋轉擠壓粉碎，省去人工收集跟堆疊雜草屑的時間與勞力。其他尚有因應山坡地傾斜程度(最多傾斜40度)、無線裝置等多項功能。 (2) 牧草種植計畫支援系統與延長放牧期間 　　牧草是牛隻飼養最重要糧食，為有效低成本與拉長放牧期間，牧草的種植計畫更是缺一不可。研究團隊開發一套牧草種植計畫支援系統，可因應飼養牛隻頭數，管理所需的牧草數量，避免浪費與不足問題發生。 (3) GPS導航的雞糞施撒技術 　　除了國際飼料的攀升，近年來化學肥料的價格同樣不斷上漲，地方轉向使用價格較低廉且氮肥成分比牛糞還高的雞糞作為牧草種植肥料。然而，如上所述，放牧草地大多為非平坦劃分不均且高低傾斜的山坡地，特別是在施肥操作上，由於無法完全透過目視掌握總體現況，加上數公頃規模的施肥，難以避免重複施肥或遺漏施肥的可能性發生。 　　研發團隊開發一台結合GPS導航和撒播功能的高性能雞糞施肥機，除了可以降低化肥成本，同時讓沒有經驗的操作者也可以簡單且有效操作，創造施肥成效的最大值之外，因應政策推動的綠色糧食戰略，更能夠實現無化學栽培的綠色農業。【延伸閱讀】- 農業脫碳!AI、自動化的先端技術X日本綠色糧食戰略發展 2. 放牧家畜與電力柵欄之管理 (1) 放牧牛位置勘查技術 　　相較於牛舍飼養，放牧的優點在於可以省下餵食與打掃的時間，牛隻可以任意自由移動。缺點則是牛隻脫離柵欄或造成事故風險。本研究利用GPS與ICT技術，讓飼養者憑智慧型手機可以輕鬆掌握牛隻所在位子，無需擔心牛隻動態，更可以省下人力搜尋的力氣。【延伸閱讀】- 日本利用ICT技術栽培溫泉草莓 　　這項技術應用關鍵在於在牛隻脖子上裝載GPS，藉由無線發送位置訊息，對接放牧周邊裝置的母機，將牛隻行動的位置轉化為智慧地圖，協助飼養者管理牛隻移動路徑與位置。 (2) 電力柵欄管理技術 　　一般利用休耕地放牧地通常會設置柵欄限制牛隻移動範圍，若是為防止受到野獸侵害則會使用既可省力又有用的電力柵欄。然而，電力柵欄仍有它的侷限性與仍須避免造成的風險災害。例如，樹木倒坍、野生動物的侵入、漆包線的脫落、雜草叢生導致漏電等。倘若放牧管理者可即早發現修補，則可防範於未然。因此，研發團隊發明一種可以監視電力柵欄的電壓值裝置，透過訊號傳送至智慧型手機，可以大幅削減管理勞動力。【延伸閱讀】- 虛擬圍欄技術應用於畜牧業 注１：「中山間地域」指不利於農業生產條件的丘陵山坡區域（資料來源:農業部）。

1960 年代核彈試驗的放射性碳分析結果顯示，現有的地球系統模型可能低估了陸地植被和土壤所吸收的碳量。研究人員指出，這些碳的儲存時間比之前認為的更為短暫，這表示人工排放的二氧化碳在陸地生物圈中停留的時間可能不如現有模型預測的那麼長。因此，為了制定有效的氣候政策，有必要使氣候預測和全球碳循環的描繪需要更加精準。 　　據研究指出，植被和土壤吸收約30%的人為二氧化碳排放量，但二氧化碳淨流入陸地生物圈的過程卻未受到限制，這在全球淨初級生產力(NPP)和碳週轉率的過程中尤為明顯。NPP是指植物利用大氣二氧化碳產生新組織的速率。但目前NPP的估計值差異很大，主要是因為依賴統計預測和有限的場地規模測量。 　　1950和1960年代的核彈試驗增加了大氣中的放射性碳(14 C)，這些碳被陸地生物圈吸收。追蹤核試驗後生物圈中放射性碳的累積，有助於評估NPP和碳週轉率。然而，直接觀察全球14 C的累積一直是一項挑戰。為了解決這一問題，英國倫敦帝國學院研究團隊結合了核彈產生的放射性碳預算與模型模擬，為20世紀60年代(1963年至1967年)的全球核電廠提供精準的約束條件。【延伸閱讀】- 找出能夠適應「更熱地球」的根將有助於緩解糧食供應的壓力 　　最終研究發現，現有模型低估了 20 世紀 60 年代核電廠的規模和影響。當時的淨生產力至少達到每年63 PgC/年，而目前的碳排放率已增長至 80PgC/年，遠高於現有模型預測的43至76 PgC/年。這種差異主要源於模型低估了短壽命或非木本植物組織中儲存的碳量，而碳的吸收和週轉正是陸地生物圈中控制人為二氧化碳碳匯的主要因素。【延伸閱讀】- 日本 2050 年實現碳中和之情境分析 　　因此，該研究提出，陸地生物圈中的人為碳儲存可能比之前認為的更短暫，並且更容易受到未來環境變化的影響，迫切強調須進一步改進氣候模型，以提高預測精確度。

利用再生碳源製成的永續航空燃料能有效減少二氧化碳排放，以緩解氣候變遷。異戊二烯醇(1,4-二甲基環辛烷，DMCO)是一種關鍵的化學物質，用於生產噴射生物燃料混合物。這些混合物是由異戊二烯醇與其他化學品結合。【延伸閱讀】- 【減量】植物來源的永續航空燃油可減少碳排放達68% 　　過去研究表示，異戊二烯醇可由微生物作為宿主來生產。如果能利用植物材料中的可發酵糖作為碳源，並透過工程改造的Pseudomonas putida細菌來生產異戊二烯醇，將能夠推動永續航空燃料開發。然而，這種微生物需經過基因工程改造才能成為最佳選擇。 　　美國聯合生物能源研究所的研究人員採用了先進的基因組規模代謝模型(Genome-Scale Metabolic Model)與微生物基因工程來優化Pseudomonas putida的異戊二烯醇生產能力。利用計算模型預測和選擇基因編輯目標，確定其優先順序，並進一步優化P. putida的代謝路徑，以在較少量的工程菌株中測試，大幅提高異戊二烯醇的產量。 　　研究結果顯示，經過優化的細菌使異戊二烯醇的產量提高了10倍，是朝著噴射燃料永續生物生產的重要一步。研究人員建議，為進一步提升異戊二烯醇的工業生產量，需持續進行優化，例如基因工程菌株改善、生物製程優化和分離製造工程、引入 CRISPR 基因編輯技術及其他生物製程技術等。【延伸閱讀】- 利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度提高生物質產量

由日本兩大農業研究機構－國際農研（ＪＩＲＣＡＳ）與農研機構（ＮＡＲＯ）共同研究，利用食物的氮足跡，促進熱帶及亞熱帶島嶼的有機資源之應用，並有降低化學肥料使用，成功將糧食系統中減氮成效導入視覺化。 　　這項研究主要以位於日本農畜產業興盛的亞熱帶島嶼－沖繩縣石垣島為目標對象，分析島外引進的糧食與飼料（包括從外國進口或本土和離島引進），以及島外輸出的糧食（出口或移出）等.....全面性瞭解島嶼食物系統中的氮負荷現狀。 　　同時，計畫也以島內最大的有機資源「牛糞堆肥」施作在農地上的可能性為研究目標，並提出要達到綠色食物系統戰略目標數值：「化學肥料使用量減少３０％」的情境分析方案。其結果顯示，將七成以上的牛糞堆肥用於農地，可有效降低30%化學肥料使用，維持作物所需要的氮投入量，同時也降低了石垣島18%總氮排放量。 　　本研究應用食物的氮足跡評估方法，透過積極且妥善地運用原有農地所富含的有機資源，亦能有效減少化學肥料使用量，不僅提升農業生產力，更兼具環境保護內涵。此外，這項方法還能應用於其他熱帶與亞熱帶島嶼，以因應近期價格波動所需要政策措施制定依據、且能實現聯合國推動永續發展目標(SDGs)，以及日本政府推動綠色糧食戰略所提出「降低30%化學肥料使用量」之目標。 圖1.石垣島的食物氮足跡計算示意圖 圖2.食物氮足跡計算概要示意圖 圖3. 石垣島的現況與提升牛糞堆肥的氮流量 　　未來這項模式，將不僅只運用於資源循環方面，針對肥培管理等各項技術對降緩環境負荷之成效或是減少化學肥料使用量上皆有模式可循。同時，本計畫研究成果，更能為日本本土島嶼或是向菲律賓等其他熱帶島嶼國家，作為消費者、生產者、行政單位方面，在策略擬定與政策溝通上帶來實質效益，為全球致力於淨零碳排與降低化學肥料使用盡一份心力。【延伸閱讀】- 成功利用食物的氮足跡可視化達到農牧業化肥降低30%目標

在拉丁美洲及加勒比海地區，共有25個國家種植水稻，為當地重要糧食來源，每日提供人們總熱量攝取的12%至75%。目前，國際生物多樣性組織(Bioversity International)與國際熱帶農業中心(International Center for Tropical Agriculture, CIAT)開發了一種新水稻管理方法，有效減少了用水量和溫室氣體排放，為解決全球暖化提供重要突破。【延伸閱讀】- 氣象數據支持水稻、小麥、大豆栽培管理支援系統 　　傳統的水稻生產方式透過讓稻田長期淹沒的方式抑制雜草生長，但這也同時讓有機物在缺氧環境下因腐爛而產生大量甲烷。此為一種溫室氣體，根據亞洲開發銀行的數據顯示，全球種植水稻產生的甲烷佔所有人造甲烷的12%，對全球暖化的影響佔1.5%。【延伸閱讀】- 省34%灌溉水！農改場再生紙膜插秧技術 還可抑制雜草 　　為了解決這個問題，研究人員採用了間歇灌溉技術，該技術最初由國際稻米研究所(IRRI)於20世紀70年代時在亞洲開發，此技術利用在稻田進行間歇乾燥和淹水，雖然減少了甲烷排放，卻促進了一氧化二氮的形成，而該氣體也是導致全球暖化的重要因素之一。【延伸閱讀】- 間歇灌溉省水逾30％ 農民可用手機遠端操作代替巡田水 　　研究人員藉此在原研究基礎上進行技術優化，使其適應哥倫比亞的氣候條件，並同時減少甲烷和一氧化二氮的排放。之前的技術水稻於種植時水位會下降至土壤以下15公分，但透過改良的種植技術可使水位下降至5到10公分，這樣可讓水更快的補充，以此減輕水稻種植壓力，提升產量。這項技術在哥倫比亞西部地區進行測試應用，結果顯示透過該技術可在不影響水稻產量下，減少用水量和溫室氣體排放。 　　隨著全球人口增加，稻米需求也不斷增加，因此如何不耗盡自然資源，維持、增加稻米生產符合人民糧食需求，是一個當代相當迫切的問題。透過該技術研發，未來可有望在拉丁美洲其他國家推廣，為該區域稻米管理提供新知識及方法，促進知識轉移，改良稻米生產系統，滿足不斷增長的糧食需求。【延伸閱讀】- 稻米透過再生方式突破氣候變遷造成產量降低的壁壘

在農業上，氮肥常用於提高農業產量，但隨著全球糧食需求增加，過度使用無機氮肥會導致溫室氣體排放、地下水汙染及土壤品質下降等問題。而有機肥料雖然環保，但氮含量較低，如需大量使用，則會增加土壤鹽分，阻礙植物生長，並產生更多二氧化碳和一氧化二氮。 　　為了解決這些問題，日本京都大學及RIKEN永續資源科學中心的研究團隊尋找天然氮源，發現一種光合海洋細菌-紫色非硫細菌(PNSB細菌) Rhodovulum sulfidophilum具有從大氣中吸收氮並轉化蛋白質的能力。將該細菌製成乾燥生物質，發現其氮含量達到11%，遠高於其他有機肥料。【延伸閱讀】- 國產有機肥料增碳匯 可望成為溫氣減量方法學 　　實驗比較日本油菜在無機肥料和PNSB生物質肥料輔助下的生長情況，結果顯示，植物能夠吸收生物質中的氮，且無論在涼爽或溫暖環境中，生物質肥料都能促進植物生長，最重要的是，即使生物質肥料的氮含量高達四倍，土壤的pH值和鹽度仍保持正常。 　　PNSB生物質肥料的碳氮比較低，釋放氮的速度較慢，30天內可釋放約60%。雖然這意味在施作時需要更多生物質肥料，但仍具有減少了二氧化碳和一氧化二氮排放的好處，也降低環境中的氮排放。 　　由於該種肥料利用空氣中的二氧化碳和氮氣進行轉化生產， 因此被命名為空氣肥料，目前在日本註冊為有機肥料。生物質肥料在未來將使農業更加環保，並可解決無機肥料供應鏈分配問題，減輕氮肥對環境的負面影響，這些實驗結果只是初步的，後續仍需進行生命週期評估以確定產生的環境足跡，並同時考慮生產、儲存、施用、運輸等過程中的挑戰。【延伸閱讀】- 生物炭及其醋液於有機肥料產品生產製作技術

目前這項制度由生產者自由選擇加入，由於這項措施可為生產者凸顯農產品的差異化，同時也能提供消費者作為購買指標，因此，在效益持續擴展下，將有助於推廣。以下針對制度概要、目標作物、相關規定與參加辦法進行說明。 制度要點 作為綠色糧食戰略推動的一環，推動友善環境足跡的視覺化，增進消費者的購買選擇。 運用化學肥料與農藥或化學燃料的使用、生物炭、水田的水資源管理等栽培資訊，計算出溫室氣體的排放量和吸收量，並依照貢獻度於標籤上清楚標示相對應的星星數。 稻米品項有別於其他品項，同時具備生物多樣性維護以及溫室排放削減的貢獻度等級分類。 本措施的計算方式與申請方法等詳細記載於操作手冊中，並於今年(2024年)3月正式上路。(截至2024/6為止共有209件登錄，銷售處達358所) 協助生產者與業者計算與資材販售服務。【延伸閱讀】- 農業脫碳!AI、自動化的先端技術X日本綠色糧食戰略發展 目標作物 　　目前符合這項制度的農產品有米、番茄、小黃瓜、小番茄、茄子、菠菜、白洋蔥、洋蔥、白菜、馬鈴薯、甘藷、高麗菜、萵苣、蘿蔔、胡蘿蔔、蘆筍、蘋果、柑橘、葡萄、日本梨、水蜜桃、草莓、茶等共計23種品項。   溫室排放削減與生物多樣性維護之標示規定

臺南柳營是全國最大的酪農區及鮮乳產地，創立於1974年的「桂芳牧場」，第二代經營者曾仁瀚不遵循傳統勞力密集的經營管理方式，積極導入自動化設備及智慧科技，包括從紐西蘭引進外型好似旋轉木馬的圓盤式擠乳機，只需花費15分鐘就能擠好乳，減少人力作業負擔，也讓牛隻身處自在舒適的環境，擠出更香醇的乳汁；還有使用自動化仔牛餵乳機器人，能藉由電腦精準計算小牛的每日成長所需的進食量，確保每頭小牛健康成長。【延伸閱讀】- 科技始終來自「牛」性 機器人擠牛乳產量增加15% 　　曾仁瀚營造良好的飼養管理和獨立生產流程，讓桂芳鮮乳成為國內少數擁有產銷履歷的知名鮮乳品牌，如今桂芳牧場乳牛飼養規模已超過300頭，平日除了餵食、擠乳、清潔等工作，還有一項重要工作就是觀察每隻乳牛的體態。 　　畜試所指出，乳牛體態評分（body condition score；BCS）是判斷乳牛健康的重要指標，特別是在乳牛轉換期的體型胖瘦，會影響泌乳早期的酮症發生率及泌乳高峰期的乳量。傳統方式是目測巡檢，採人工紀錄經驗，不僅耗時多工，也難以聚焦體態異常的牛隻，無法即時提供牛隻健康照護及治療。 　　工研院智慧感測與系統科技中心執行長朱俊勳表示，乳牛3D體態辨識系統結合專家經驗與AI分析，針對乳牛體態、體型進行辨識，建立數位化的國內乳牛體型資料庫，能減少牛隻的花色和牛體清潔度的影像干擾，不但取代耗時耗力的人工量測，牧場管理者可根據3D影像辨識結果，精準判讀乳牛的胖瘦度分級，作為未來國內乳牛大數據統計分析資料庫的一環。【延伸閱讀】- 應用智慧項圈以推動酪農業之發展 　　以飼養300多頭乳牛，平均日產量約5噸鮮乳的桂芳牧場為例，過去每天要安排1至2人，每日巡場檢查牛隻健康狀態，每人需花費1.5小時，導入技術後，利用RFID（無線射頻辨識,　Radio-frequency identification）感測器，能清楚判定每頭牛隻身分，牛隻只要走進擠乳通道，一秒就完成每日體態健康檢測，省下來的人力更可專注在牛隻營養補給與照顧，讓牛隻產乳狀況更好。【延伸閱讀】- 【減量】添加植物萃取物於飼料中提升乳牛能源使用效率及降低甲烷排放 圖一、「乳牛3D體態辨識系統」整合智慧感測器與AI技術，精準快速掌握乳牛的胖瘦度分級，如同幫人類量測BMI指數，酪農可依照乳牛體態，及時調整出最佳的飼育配方與策略。圖／工研院提供 圖二、工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」已導入位於臺南的桂芳牧場，業者可每日自動化檢測牛隻體態健康，省下來的人力更可專注在牛隻營養補給與照顧。圖／工研院提供 圖三、工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」結合專家經驗與AI分析，針對乳牛體態、體型進行辨識，建立數位化的國內乳牛體型資料庫，能減少牛隻的花色和牛體清潔度的影像干擾，取代耗時耗力的人工量測，精準判讀乳牛的胖瘦度分級。圖／工研院提供

歐洲口蹄疫控制委員會（EuFMD）介紹了羊痘和山羊痘這些高度傳染性疾病的症狀，這些疾病有高死亡率和發病率，爆發後可能帶來重大損失。EuFMD也詳細說明了應對措施，強調及時通報和隔離的重要性，以減少疾病的擴散和對畜牧業的影響。希望藉由提升防範意識，及早發現和應對這些嚴重的動物疾病。【延伸閱讀】- 師生協力　推動牛、羊傳染性疾病自主快速檢測技術普及化

全球領先的農業技術公司之一先正達種子(Syngenta Seeds) 今天宣布與人工智慧公司InstaDeep 合作，將先正達的專有性狀研發能力與InstaDeep 的大語言模型(LLM) 平台結合起來，加快開發為農民提供解決方案的作物性狀。 　　InstaDeep 開發了一種先進的語言模型 AgroNT，該模型是一種基礎大語言模型，在 48 種植物物種的基因組上進行訓練，以解釋遺傳密碼的複雜語言。經由AgroNT，可以獲得包含基因的調控註釋、啟動子/終止子強度、組織特異性基因表現和功能變異優先順序的預測。【延伸閱讀】- 利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度提高生物質產量 　　預先訓練的AgroNT模型可在 HuggingFace 平台上公開取得(https://huggingface.co/InstaDeepAI/agro-nucleotide-transformer-1b )，以作為研究使用。 　　本技術利用AI語言模型向大自然學習，旨在準確預測基因的調控方式，進而有可能將性狀控制和作物性能提升到新的高度。本次合作的初始階段將重點放在米和大豆性狀的設計。【延伸閱讀】- 了解植物性狀特徵由來，提供育種更多嶄新思考方向

日本高齡化問題伴隨而來的勞動力短缺，直接導致農作物產量減少，加上全球暖化大幅影響農業總體運作，農民需要採取以永續農業為目標並減少對環境影響的措施。【延伸閱讀】- 「園藝治療」是農業也是高齡照顧綠健康產業 　　因應上述課題，日本一家負責碳纖維複合材料的Carbon Xtract公司和九州大學共同合作，藉由提高溫室內的CO2濃度，促進植物光合作用進而增加農作物產量的原理下，成功研發出直接回收溫室中二氧化碳的小型m-DAC®裝置。藉由這項技術不僅可提高作物產量，促進脫碳效果，並達到淨零碳排之雙重效益。【延伸閱讀】- 為何我們要走向脫碳？ 　　與此同時，研發團隊與提供全國農業知識及統籌農民關係網的的JA全農合作，推動設施園藝的「新形態的永續農業」。另外，更進一步與雙日企業和三菱UFJ銀行五方共同締結協議，一同成為加速推動農業脫碳的聯盟夥伴。 m-DAC®回收二氧化碳之應用 　　m-DAC®是世界首創研發創新，應用捕碳網的分離奈米膜（m-DAC®）技術，直接從空氣回收二氧化碳。這項分離膜裝置與電化學/熱化學的二氧化碳轉化裝置相連結，可連續性地直接將大氣的二氧化碳回收到碳燃料生產。不同於目前世界主流的大型工業DAC（Direct Air Capture）裝置，獨家研發的m-DAC®體積小，可放置在任何大小場域，實現地產地消型的DAC。 圖一、m-DACⓇ裝置示意圖（九州大學研究所藝術工學研究院 尾方研究室製作） 圖二、回收到碳燃料製造流程(資料來源: Carbon Xtract)

隨著智慧科技的進展，農民開始運用高科技技術協助農事作業，數位農業應用有別於傳統模式，可以說是以自然為本，以農業歷法和氣象資訊引領方向，並在無人機、人工衛星和AI解析等先端技術加持下的新型態農事作業。以下介紹日本當前農業數位先端技術應用之案例。 北海道JA的人工衛星與無人機的遙測技術        人工衛星大多用於天氣預報的氣象衛星雲圖，或用於汽車導航和智慧手機的GPS。然而，隨著科技的進展，逐漸在農業領域嶄露頭角，其中，人工衛星和無人機的遙測作物生長診斷技術備受關注。       人工衛星遙測方面，主要透過獨特的影像解析技術，將水稻葉色、出穗期水分、玄米蛋白質含量等生產現場常用指標進行圖像辨識與轉換學習。再由Z-GIS(註1)或其他地圖軟體等繪製成田地電腦模型，指定診斷日期後上傳至網站，即可進行解析。其結果會依顏色區分田地情況。        例如，利用出穗期水分辨識出乾燥和未乾燥區域，進而判斷採收日期。北海道農協(北海道JA)，則是利用上述分析工具掌握採收時間，並與生產者共享其資訊，一同參與協助農事作業。此外，葉色辨識可以判斷追加施肥的時間點，讓農事管理更加科技化和精準化，並進一步提升生產效率和作物品質。        無人機遙測技術方面，主要裝載特殊攝影鏡頭，透過無人機拍攝影像進行分析。可自備也可委託單位協助拍攝。無人機遙測技術可辨識與分析每個田地的 NDVI 和植被覆蓋度的平均值和變化，以及可以計算出每一個網格點(1m空間解析度)的NDVI和植被覆蓋度。其分析結果可以從應用程式下載，協助農民施肥決策和倒伏診斷。【延伸閱讀】- 使用無人機圖像進行雜草檢測優化算法 全農X BASF數位農業「Xarvio®FIELD MANAGER」        由日本全農與BASF數位農業公司合作開發一套人工智慧的栽培支援系統－Xarvio® FIELD MANAGER，本系統專門用於支援水稻、大豆及小麥的生長預測及病蟲害防治。其中一項功能是應用人工衛星的「植生地圖」，主要利用衛星圖分析田間的植被健康狀況，詳細提供作物生長的分析報告。同時，可以依據系統判斷最佳追肥時間點和追肥量。        此外，Xarvio® FIELD MANAGER可以根據農地輸入的品種、插秧日期等資料，輕鬆掌握農田作物每個生長階段，大幅減輕現場確認的勞動力負擔。   註１：Z-GIS是一種以地理資訊系統（Geographic Information System, GIS）。

今年(2024年)2月起IIJ與千葉縣白井市有了一項新的合作，同樣以智慧化方式，提升當地名產梨子的產量，並解決當地長期鳥獸災害，同時改善當地從農民高齡化問題。 　　目前這項計畫處於示範實驗階段，IIJ以白井市約68.5公畝的水田為實驗基地，導IoT與無線通訊等相關設備。如下圖所示，試驗應用開發中的水田感測器，自動測出水位與水溫，再由遠端操作自動供水。並同步測試透過氣象感測器，以LoRaWAN、Private LoRa、Wi-Fi HaLow等方式進行數據傳接收。 　　此外，還能夠透過本系統確認生產現場的感測是否正常運作、人力勞動負荷問題與節水方面的成效，並評估最重要的農作物產量與品質評價。 　　除了硬體設備的導入之外，IIJ尚提供了IIJ水管理平台，讓農民、白井市等相關人士皆可以透過智慧型手機與電腦公開取得資訊。IIJ目前為2024年度日本農林水產省資訊通訊環境應用籌備委員會的負責窗口，協助農村基礎設備管理智慧化、達到省工與提升生產效能之效益，目標是希望透過資通訊環境的整備，促進地方振興與活化。【延伸閱讀】- 日本發展區域型Local 5G新農業技術-以東京智慧農業為例 圖一、白井市水田實驗階段之總體示意圖

如何減少農業活動中二氧化碳和甲烷等溫室氣體的排放，提升農地的碳吸收能力，讓農業從溫室氣體的「排放源」轉變為「吸收源」，農業脫碳化成為解決的關鍵鑰匙。然而，這過程並不容易，特別是氣候變遷的驅使下作物生長環境變化、生產力下降，早已嚴重衝擊農業生產者。對此，世界各國積極提出相關政策和技術開發，推動農業脫碳化，協助農業生產者應用新技術排解經濟壓力，以韌性因應這項外在長期危機，以下詳細探討相關的挑戰與可能性。 氣候變遷與農業間的關聯性 　　隨著溫室氣體排放增加，全球暖化加劇了極端氣候與氣候條件的變化，農作物的生長深受影響。與此同時，農業雖為溫室氣體的排放源，卻也為固碳增匯帶來貢獻，充分顯示農業脫碳化有利於實現永續農業之目標。 世界各國因應農業脫碳化之對策 　　世界各國正積極推動農業脫碳化之各項因應措施，例如，法國提出「千分之四倡議」（4Per 1000 Initiative），以增加土壤碳含量減緩氣候變遷影響性為目標。其內容主要推動土壤的永續管理，讓土壤有機物每年達到0.4％成長率。另外，澳洲則是導入「碳農業」制度，農地的土壤碳儲存量可作為碳信用額進行交易，成為農業生產者新的一項收入來源。【延伸閱讀】- 農田減排、增固碳、增碳匯的科學管理 　　此外，國際間也致力發展「氣候智慧型農業CSA」(Climate-Smart Agriculture)的公私夥伴關係，藉以平衡糧食發展與氣候變遷，在維護農業系統與因應全球暖化上發揮更具體的作用。【延伸閱讀】- 【減量】什麼是氣候智慧型農業 農業脫碳化與再生能源的應用 　　為實踐農業脫碳化，再生能源應用同樣不可或缺。例如：在農地上設置太陽能發電設備或風力及地熱發電，將產生的電力用於農業生產上。另一方面，由氣候組織（The Climate Group）和碳揭露計畫（Carbon Disclosure Project, CDP）共同主導的再生能源協議RE100（(Renewable Energy 100），主要以企業使用的電力100%來自再生能源為目標。農業領域也正朝此方向推進。 農業脱碳化之技術開發 　　新技術方面，農地土壤碳儲存技術，透過適當使用肥料、堆肥以及植被管理等有助於農地土壤中吸收和儲存碳，讓農地可作為碳的吸收源。另一方面，為了減少農業生產中的能源消耗，節能型設施、設備也不可或缺。例如：節水型灌溉設備和高效智慧機械，皆助於實現環保農業。再者，農業機械電動化對於減少燃料消耗和二氧化碳排放，不僅可有效達到脱碳化效果，更能提高作業效率，減輕農民負擔。 碳信用與農業新收入來源的可能性 　　由於碳信用可以作為碳交易的額度，特別是農業中的減排活動，有助於為農業創造新的收入來源。目前碳信用取得來自農業領域中生物碳應用、有機農業與再生能源等項目。 農業脱碳化與地方再生的連結性 　　地方再生與農業脱碳化有著深厚的關聯。直接利用在地資源，不僅可以減少農業的碳排，亦可促進地方活力。特別是當地有機農業、再生能源應用，不僅促進產業成長，對於整體環境改善也有積極作用。此外，農民可透過與在地企業鏈結，進一步加速農業脱碳化。例如，利用在地企業產生的廢棄物進行生質能發電，不僅為地方創造就業機會，同時活絡地方經濟。【延伸閱讀】- 國際間以生質能為主的負炭技術發展趨勢 農産品的「脱碳可視化」措施 　　為了讓農產品的脱碳效果可視化，可利用「碳足跡」計算工具，計算並在產品上顯示從生產到出貨過程中，每個環節所排放的二氧化碳量。藉此，讓消費者在購買上有新選擇，並藉由市場的銷售讓友善環境農產品有了新契機，且同時激勵生產者建立綠色生產體系。 農業脱碳化未來面臨挑戰 　　農業脱碳化為實現永續社會的重要方向。目前，相關新型技術研發正如火如荼進展中，包括再生能源應用、土壤碳固定技術的推廣、各式節能性設施・設備導入以及農業機械的電動化轉型。此外，碳信用作為新的收入能源也備受關注，相關資訊的可視化，以及提供消費者的資訊傳播也十分重要。透過上述相關措施方案，期待未來的農業活動，可以在減緩氣候變遷上發揮重要作用。以更積極的態度面對農業脱碳化的挑戰，持續探索新的可能性。

在蒙古戈壁沙漠，雙峰駱駝作為家庭生計的主要來源。然而，連續數年的極端乾旱使得原先綠草如茵的丘陵變得枯黃，草場越發稀疏，駱駝奶的產量也降低了一半，嚴重影響牧人的收入與營養來源。氣候的變遷迫使牧人遷移尋找更好的牧場和水源，但駱駝的習性戀舊，使牠們不願意離開熟悉的地方。 　　面對這些挑戰，聯合國糧食及農業組織(FAO)實施了一個由歐盟資助的計畫「著眼於永續發展目標編製預算，推動蒙古國就業轉型」，旨在透過加強駱駝奶價值鏈來創造乾旱地區的就業機會。這駱駝奶農場計畫在蒙古國內堪稱一項創舉。 　　牧人們將駱駝帶至農場並在這裡工作一年，期間他們可以運用已建成的農場設施，如擠奶室、擠奶機、飼料混合機等。一年後，牧民將完全掌握經營駱駝奶廠所需的知識，他們可以選擇繼續在此工作，或建立自己的農場，直接將生產的駱駝奶供應給加工廠。 　　傳統上，蒙古牧人只讓駱駝自行吃草，不會餵食飼料，並且只在九月至次年二月期間手工擠奶。現在透過該項計畫的資源與知識，提高了駱駝奶的產量與品質，並減少手工擠奶的勞動強度。 　　當地牧人的生計高度依賴各種駱駝產品，該計畫的實施提高了駱駝奶的產量和牧民的收入。即使氣候不斷變遷，只要勇於探索，嘗試新方法與新技術，駱駝養殖就可以做到長盛不衰。【延伸閱讀】- 【減量】荷蘭研究放牧可減少畜牧業氨與甲烷的排放量

日本為實現 2050 年碳中和目標，2020 年編列了２兆日圓的「綠色創新基金」（Green Innovation Fund）作為十年研發預算。這項計畫由國立新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)法人單位為執行單位，在以產官共同攜手合作的目標之下，提供企業至2030年間從研發、實證到社會落實等各階段的支援補助。 　　另外，為正確運用並有效執行基金，由經濟產業省的產業結構審議會之綠色創新事業推動小組負責決定各部會的補助計畫分配。同時，由各部會之下所設置的各領域小組負責審議各計畫實施的優先順序和基金補助款適當性，再由相關部會負責單位制訂研究開發與社會實施計畫，並依序對外公告。 　　農業領域方面，由農林水產省的農林水產技術會議事務局、林業廳、水產廳依循推動小組所提出討論與建議，於 2022 年制定「農業綠色低碳關鍵技術計畫」。其有關計畫研發議題如下： 主要三大研發議題： 1. 高機能生物炭之供給與應用技術之建構 　　利用微生物可提供肥料成分與促進作物生長之機能，研發增進農作物兩成以上產量的高機能生物炭，並藉此建構農產品的環境價值之評價方法。【延伸閱讀】- 加入生物炭的負碳環保混凝土 2. 高層建築物木造用的等向性大斷面木材之開發 　　以國產材料為原料，開發新型材料（可同時承受長寬方向載重的木質材料）的高效製造等向性大斷面木材之技術，增進國內高層建築物所適用的國產木材需求。並建構人工林的砍伐、使用、種植等循環應用模式，增進森林二氧化碳儲存量。 3. 促進藍碳的海藻床應用技術之研發 　　利用添加促進海藻生長的混合基礎材料和海藻移植輕型滾筒（僅占原有重量 1/4）等技術等整合應用，進而有效地恢復海藻床・開發海藻供應系統。【延伸閱讀】- 【增匯】新的水產養殖技術可以通過大量海藻幫助緩解全球糧食危機

人們逐漸意識農業生產對環境造成莫大影響，更加重視強化農地低碳生產與生物多樣性保育的重要性。近年來「再生農業」（Regenerative agriculture），以無使用農藥和化肥的自然再生的生產方式備受全球高度關注。對此，全球相關的食品及物流企業積極倡議其中，日本產學研界也紛紛投入於此項研究。【延伸閱讀】- 開發酸化處理GrAAS工法，連結低碳農業新技術 再生農法與溫州橘研究 　　再生農業主要是利用自然力量恢復農地生產力。雖然與有機農業有著相似作法，但在關注土壤的作用性仍有些差別。例如免耕式栽培及輪作，定期更改作物種類及種植位置等皆有不同之處。 　　另一方面，慣行農法通常會經由翻耕，將土壤搗至細碎，讓種子和幼苗更容易生長，並使用曳引機將稻草堆肥埋入土中。反之，免耕式栽培則採取不翻耕的方式，主要為了保留讓土壤中積累大量有機物和碳等優勢。 　　另外，種植高粱等禾本科綠肥作物時，無須採收直接作為肥料埋入土中，這樣做法不僅能夠預防病蟲害，同時還具有碳固定的效果。廢棄物轉化成有機肥料的技術應用同時也為再生農業的一環。 　　2022年，由NTT西日本、理化學研究所和福島大學等共八家產學研單位，針對土壤進行了相關研究，主要以溫州橘為標的，觀測種植地的土壤及其中的微生物與作物產量、甜度、香氣之間的關聯度，期盼透過研究結果，提高作物品質並緩解對環境負擔。 　　研究團隊在和歌山、熊本等八個縣市，共約兩百多個場域，進行有機農業和慣行農法的比對研究，探討土壤條件和溫州橘品質、產量之間的關係。其數據結果顯示，有機農業的微生物群落更加豐富多元。因此團隊在2023年擴大與從事有機栽培的企業合作與研究範圍。 　　NTT西日本方面，則是協助收集土壤和作物相關的大數據，期待透過「數位孿生」(Digital twin)的建置，未來能在虛擬空間模擬作物生長環境。【延伸閱讀】- 【減量】英國刮「再生農業」風－打造高儲碳農田，王室支持 全球大型企業領銜推動 　　全球食品與物流等大型企業紛紛將生態保育作為企業經營戰略的一環，這也促使「再生農業」受到高度關注，考量消費者和投資者的意識抬頭，企業也逐漸把「自然正成長」(Nature Positive）與「碳中和」等議題並列，作為重要經營議題之一。 　　「自然正成長」(Nature Positive）以維護生物多樣性，扭轉目前大量物種滅絕的現況，逐步恢復生態系統為目標。為了實現此一目標，人們開始將原材料中的農作物或物流配送時使用的食材，轉換成友善環境之作物。 　　知名跨國企業「百事公司」即是一例，為了實現自然正成長的目標，百事公司將自營農場中一部分的固定生產區域，積極轉換成再生農業。另外，聯合利華、沃爾瑪、嘉吉公司、星巴克、麥當勞等跨國企業也陸續表態支持。另一方面，戶外服裝品牌「Patagonia」利用過去以有機棉花生產商品的經驗，推出了再生農業認證計畫，並與其他公司聯手成立認證機構。 　　另一方面，世界銀行、世界企業永續發展委員會（WBCSD）、國際自然保護聯盟也加入此項運動，並於2021年成立「Regen10」官方組織，希望透過與全球5億多的農民合作，目標2030年未來食物將有一半以上是對人類、自然和氣候有正面積極貢獻的生產方式。【延伸閱讀】- 【綠趨勢】有助於食品系統實現碳中和的五項技術 藉以科學知識為後盾 　　農業對環境造成壓力的議題，應用科學知識加以緩解也是相當重要的一環。 　　在日本，農林畜牧業佔溫室氣體排放的比例約為4%（2019年度統計），佔全球比例高達23%（2007至2016年平均）。加上，全球居住面積約有50%為農業用地，化學肥料和農藥的使用將導致土壤劣化和水質污染。另一方面有96%哺乳動物是家畜的緣故容易造成環境污染的連鎖反應，對生物多樣性負面影響更是不在話下。 　　2022年聯合國召開第15次生物多樣性公約締約國大會（COP15），提出企業在生態系統維護應扮演的角色。為了促進企業披露對自然環境的影響，推動「自然相關財務揭露（TNFD）」並制定相關內容。 　　日本方面，農林水產省推動「綠色糧食戰略」，制定2050年減少一半化學農藥使用量、30％化學肥料使用量、並增加有機農業耕地面積至25％等目標。同時，積極建立有機農產品的購買資訊和物流機制，讓消費者更容易地取得有機農產品。 　　然而，農民在生產方面仍面臨諸多挑戰。例如，必須因應不同的天氣和土壤特性，採取免耕栽培方式並非適用於所有農地，以及連同輪作農法如何確保一整年有穩定的生產量等皆存在各種不確定因素。 　　目前，世界各國政府追隨跨國企業的腳步，開始轉變農業政策的方向。在日本，雖然生產者的反應仍稍嫌緩慢，期待在不久的將來，能夠與歐美相同，以企業作為領頭羊帶動行政部門和農民們朝著打造環保型農業的方向邁進。【延伸閱讀】- 直擊日本推動綠色糧食戰略重要兩張王牌-食品安全與有機農業

農業部畜產試驗所北區分所 凃柏安 　　長期以來國人對於羊乳定位在冬季補品，但從營養的觀點羊乳是一種非常符合人體吸收的營養食品，各種成份都和人乳相似，是老少咸宜的營養補充品。為了改變國人對羊乳的認知和促進國產羊乳的發展，生產高品質羊乳有助於改變國人對羊乳以冬天溫補為主的認知，降低羊乳的羊味更可擴大全年羊乳消費習慣。 　　生羊乳品質風險分析技術由「生乳中游離脂肪酸含量與品質管理技術」、「生乳中總生菌數與致病菌種類快速檢測技術」與「生乳短中長鏈脂肪酸比例管理技術」三大技術組成，進行從山羊飼養管理、擠乳與貯乳條件、關鍵微生物種類及數量、鮮乳保存條件等項目的系統化管理。【延伸閱讀】- 師生協力　推動牛、羊傳染性疾病自主快速檢測技術普及化 一、生乳中總生菌數與致病菌種類快速檢測技術 　　羊乳含有較為不安定的短鏈及中鏈脂肪酸，生乳中的特定細菌可將脂肪酸氧化後產生不良氣味，影響鮮羊乳產品的風味。本技術可快速檢測生羊乳中總生菌數和致病菌種類，在短時間內準確測定生乳中的細菌總量和檢測是否存在特定細菌種類。 二、生乳中游離脂肪酸含量與品質管理技術 　　游離脂肪酸含量與鮮羊乳的品質、風味和使用期限之間存在密切關聯。生羊乳中的游離脂肪酸是品質控制的一個關鍵指標，因為它們可以影響鮮羊乳的風味和對應的保存期限，本技術以特定數值進行原料生羊乳的品質管制。 三、羊乳短中長鏈脂肪酸比例管理技術 　　山羊乳中的短鏈及中鏈脂肪酸屬於較不穩定成分，而特定細菌的作用可能加速使其氧化產生不良氣味。因此，生羊乳短中長鏈脂肪酸比例管理技術的引入，成為品質管理的關鍵一步。這項技術使生羊乳生產者可透過調整羊群泌乳期結構，搭配合適飼養日糧組成管理，更精確地調整短鏈及中鏈脂肪酸的比例，以控制風味，確保羊乳的品質。 　　本技術為山羊乳品質的提升和風味的控制提供了關鍵工具，有助於改善生羊乳的品質，延長鮮羊乳保存期限並維持風味，同時提高了國產鮮羊乳的市場競爭力，使消費者能夠享受更高品質的山羊乳產品。 圖一、生羊乳品質風險分析技術三大技術組成，從生乳到鮮乳進行完整管理。   圖二、生羊乳中總生菌數與致病菌種類快速檢測技術。   圖三、生羊乳中游離脂肪酸、短鏈與中鏈脂肪酸含量檢測。   圖四、新世代高品質國產鮮羊乳。