在整個英國與歐洲中，白菜莖跳蚤甲蟲（CSFB）是油菜主要的害蟲，特別在冬天時造成的危害甚大，其會造成葉片產生如同射擊孔洞般的創傷，進而導致作物歉收。由於菸鹼類藥物對蜜蜂有害，因此歐洲禁止使用菸鹼類藥物處理過的種子來種植開花作物，這項禁令的制訂是因研究發現一些系統性農藥會使授粉者數量降低，2019年則進一步立法禁止包含其他廣效性農藥的使用，然而這卻導致甲蟲成為英國(特別是在東安格利亞和周邊城市)的主要害蟲。根據2014年的數據顯示，作物的損失高達2,300萬英鎊，也就是全國冬季油菜約有3.5%的作物面積受到CSFB的侵害。研究預估在2020與2021年最佳的產值也僅為126萬噸，比去年同期下降48.9萬噸，這使英國油菜種植前景受到質疑，過去已有研究使用五種寄生蜂針對CSFB進行生物防治，但結果發現其防治成效有限，且也因被禁農藥的使用，造成生物防治在經濟方面具非必要性。 　　在一項科學試驗中，科學家偶然發現某一寄生黃蜂可以為種植者提供一種無化學害蟲防治方法。研究人員正在測試CSFB對油菜的攝食偏好時，他們發現寄生黃蜂莫名出現在CSFB的群落，即使將甲蟲置於盆栽油菜的微孔袋中，寄生黃蜂也會出現。John Innes Centre的Rachel Wells博士表示雖然寄生黃蜂的出現使他們的研究受到影響，但這卻是另一種新契機。它提供寄生黃蜂作為栽種油菜和蕓薹屬蔬菜的可行性生物防治方法，即可作為一部分防治甲蟲侵害的綜合管理辦法。然而，在英國自然歷史博物館和瑞典自然歷史博物館的基因定序結果表明該寄生黃蜂(Microctonus brassicae )僅在2008年首次報導，至今仍未進一步鑑定，屬於一種尚未完全明瞭的物種。【延伸閱讀】部分農藥比起花蜜更容易吸引蜜蜂 　　因此，研究人員積極探索寄生黃蜂的生物特性，並首次發表了CSFB成蟲受到寄生的相關研究，該文獻發表於<Entomologia Experimentalis et Applicata.>期刊。根據研究發現在控制試驗的條件下，黃蜂的數量足以導致CSFB群落崩解。當黃蜂幼蟲從甲蟲消化道出現時，甲蟲將會不育並死亡。黃蜂從卵到成蟲的生命周期僅43.5天，即表示經由人為控制可繁殖更多代。這項研究提出了利用寄生黃蜂和其他遺傳性質相似的寄生蜂物種作為生物防治的商業手段，以保護油菜免受蟲害，此外，黃蜂的寄生率超過44%，即表示黃蜂具正面影響田間狀態的潛力。因此，Rothamsted Research則欲進一步研究整個英國黃蜂與寄生蟲數量，並認為進行農田佈局以利生物防治，如: 保護邊行(conservation headlands)與草畦(beetle banks)。

考慮當前全球氣候變化、人口增長、城市化以及人類對自然資源的過度開發和污染，糧食生產對地球而言是相當大的壓力，威脅生態系統永續的同時也不利於社會穩定。有關未來的糧食生產，將魚類和蔬菜聯合養殖的魚菜共生系統目前是一個備受爭議的話題。這個想法是否能實踐相當值得探討，然而，目前現有的專業魚菜共生系統的經濟可行性分析數據卻相當有限。 　　德國萊布尼茨淡水生態與內陸漁業研究所(IGB)的研究人員最近發表了一份關於魚和蔬菜大規模生產設施的獲利能力分析報告，結果顯示如果按照良好的農業規範並在適當的條件下生產，魚菜共生系統的使用可能兼具環境和成本優勢。科學家們分析的地點是位於德國沃倫（穆里茨）的Mueritzfischer，這家佔地540平方米的工廠採用聯合循環系統生產魚類和蔬菜，研究人員透過一年的實際生產數據進行了研究分析，儘管在研究階段沒有獲利，但它累積的大量數據使研究人員能夠設想出兩種可能實際發生的生產情景。 　　其中一種顯示，如果設施生產規模夠大，魚菜共生的生產模式是有利可圖的，為此科學家們開發出具有經濟關鍵指標意義的模型範例，讓他們能夠計算不同設施規模的生產數據，所開發的範例是基於兩個循環系統組成，魚類和植物在不同系統中生產，智慧軟體和感測器會進行持續性的量測，並在有需要時將兩部分系統相互聯結，以便在充分利用協同作用的同時仍可以為兩個生長設施創造最佳生長條件。【延伸閱讀】字母要以「Mineral」 糧食生產計畫 對抗糧食危機 　　研究人員認為，德國的魚菜共生系統在商業上主要的障礙是高昂的投資和運營成本，包含魚飼料、勞動力和能源等，同時他們也指出企業必須在水產養殖和園藝方面都具有相當的專業知識。此外，根據報導指出利潤比率有很大程度是取決於市場環境和生產風險，這些東西在某些情況下很難預測。該研究的主要作者認為，儘管存在著風險，但此系統仍具有巨大的商業潛力。以城市空間舉例，目前估計有辦法獲利的模型範例大約覆蓋2,000平方米的空間，這意味著在空間稀少且相對昂貴的城市或城市近郊地區，也有機會出現專業的生產系統。若是城市的魚菜共生系統能以這種規模獲利，這種糧食生產模式會隨著全世界城市化的發展變得越來越重要。

氨對於製造植物肥料非常重要，主要是因植物肥料可進一步養活世界約70%的人。在工業製氨中，通常是利用哈布二氏法（Haber-Bosch）工藝生產而來，該工藝由甲烷首先與蒸汽反應生成氫氣，氫氣接著與氮氣反應產生氨。然而，這項工藝的問題是隨著溫度升高，產率即降低。為了持續獲得良好的產率，需使用更多的能量以增加反應槽中的壓力，此外，鐵基催化劑需在350°C以上才有效，為維持如此的高溫也需很多能量，而產率僅為30-40%。目前，人們通常使用化石燃料來生產大量能量，以至於排放大量二氧化碳於大氣中，因此人們進一步開發許多再生資源的替代方案，如風能，但這些替代方案未能被證實具有可持續性。為了增加氨產率同時減少對環境的危害，該反應必須在低溫下進行。為此，需要有能夠在低溫下進行反應的催化劑。目前為止，這種特殊的催化劑對科學家仍遙不可及，一般常規的催化劑即使在高溫下表現出高催化性能，但在100-200 °C時會失去將氮氣與氫氣催化成氨的活性。有據於此，由東京工業大學的Michikazu Hara博士領導的科學家利用常見的脫水劑：氫化鈣及氟化物的結合來開發出改良催化劑，該催化劑的活化能只有20 kJmol-1，僅為使用現有技術所需能量的50%，並可在50°C下促進氨的合成，這為低耗能製氨並減少溫室氣體排放開啟了大門，相關研究發表於《自然》期刊中。【延伸閱讀】二氧化鈦之研發成果可望運用在肥料生產方面 　　該催化劑包含CaFH的固溶體（溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相），其表面沉積釕（Ru）納米顆粒。由於在常見的脫水劑—氫化鈣中添家氟化物可使反應在低溫與低壓下完成，因此科學家進一步進行光譜與計算分析，其發現一種可能的機制，催化劑則是透過該機制促進氨的產生。這個反應機制是因氟化鈣鍵結較氫化鈣強，因此氟化鈣鍵的存在會削弱氫化鈣鍵，而Ru能夠從催化劑晶體中提取出氫原子並將電子留在原位，氫原子接著以氫氣的形式從Ru奈米粒子中進行脫附作用。滯留在晶體中的電子與氟之間產生的排斥力降低了這些電子釋放的能量障壁，從而給予這些材料較高的供電子能力，這些釋放的電子會攻擊氮氣間的鍵結，促使氨的產生。 　　這項製氨的新方法不但少了能源需求，從而降低化石燃料的使用以減少二氧化碳排放量，同時也闡明哈布二氏法可持續性的可能性，為農業食品生產的下一場革命打開了大門。

人工智慧(Artificial intelligence，AI)已經透過提供各種服務成為數百萬人日常生活的一部分，善加利用它會成為強化各個行業的有效工具，在水產養殖業亦是如此。以下是一些目前可用系統的最佳使用指南。 　　飼料費用對於養殖漁戶來說是最大的成本支出，然而，分辨何時及餵飼多少飼料才最適當的技能需要花費數年的時間才能熟練，但若是可以將人類的經驗和知識傳遞給機器學習並應用，這將改變一切。一家名為Observe Technologies的公司提供了一個隨插即用的AI數據處理系統，以便在餵食魚群的同時追踪餵飼模式，目標是為漁民在飼料的使用上提供經驗和客觀指導。另一家名為eFishery的公司開發了一種系統，能使用感測器檢測魚蝦的飢餓程度，利用食物分配器控制並分配適量的飼料，該公司聲稱這可以將飼料成本降低多達21％。日本和新加坡的水產養殖技術公司Umitron Cell提供了可以遠端搖控的智慧餵魚器，避免在危險環境還必須下水的情況，像是暴風雨或夏季炎熱天氣，利用數據優化餵飼時間表為漁民提供決策建議，減少浪費並提高收益和可持續性，為用戶達成工作與生活的平衡，以更少的資源生產更多海鮮。【延伸閱讀】導入新興技術之漁業科技可能發展 　　魚類疾病的發生是下一個驅動養殖成本上升的主要因素，而人工智慧可以輕鬆解決這些問題，程式可以透過蒐集的數據，採取預防措施，並在疾病發生之前預測爆發時機。挪威的海鮮創新社群發表了AquaCloud雲端平台，意旨在幫助魚類的健康管理和研究人員對付海蝨，預測甚至是阻止其在養殖籠中生長，減少依賴性藥物的昂貴治療費用，從而將死亡率降至最低。印度水產養殖初創公司Aquaconnect提供一種名為FarmMOJO的手機應用程式，可幫助蝦農預測疾病並提高水質，配備感測器的無人機和機器人還可以收集養殖數據，例如水的pH值、鹽度、溶解氧含量、濁度、污染物甚至魚群的心跳頻率，而這些數據都可以透過智慧手機獲得。SHOAL為其中最具創新性的產品之一，它使用機器魚來檢測養殖魚場和其他設施附近的水下污染源，透過AI漁民可以遠程打開或關閉水泵、馬達、曝氣機或升壓器，可以透過更改程式參數來預測產量和需求，進一步提高效率和監控能力。XpertSea則是利用電腦視覺技術和AI來計算蝦的生長參數，幫助養殖者預測最有利可圖的收穫期，該系統還可以根據現有數據提前14天預測蝦的生長情形，透過將蝦類生長數據與市場價格結合使養殖者更容易做出正確的決策。

豬在能沙子上漫步，到廁所洗個澡，尋找從天上掉下來的食物，並在柔和的光線下生長茁壯，這聽起來像是生活在瓦爾哈拉（Valhalla，北歐神話中的天堂）的豬，然而這剛好是家庭豬圈（Family Pigsty）計畫的靈感來源，荷蘭瓦赫寧恩大學暨研究中心（Wageningen Universiteit en Research centrum, WUR）的研究讓這一全新豬舍概念成為可能。 　　在這個新型豬舍設計中，豬的自然需求至關重要，瓦赫寧恩大學暨研究中心副教授表示這個計畫獨一無二之處，是在這裡我們可以使養殖系統適應動物，而不是讓動物去適應系統。研究人員將在接下來的幾個月衡量理論是否能確實實踐。例如，新的豬舍設計裡包含一個豬廁所，這個月的實驗將開始測試分離豬隻的糞便和尿液，因為當尿液中的氮與糞便混合時會形成氨氣，從而產生難聞的氣味並對豬隻造成壓力，而分離這些廢棄物還可以順便將氮排放量降低。另外，豬舍地板鋪設沙子提供了豬隻挖坑或洗泥浴的機會，而在屋頂的下方有一個特殊的餵食設備，可以每天投擲食物到沙子上，使豬隻可以像在自然棲息地中一樣覓食。它們一生都待在同一個豬圈中，透過滿足他們的行為需求來避免突然遷移所造成的影響，母豬可以在小豬出生之前自己築巢，同時與同伴保持聯繫，在小豬出生不久後便可以與母親生活並結識其他豬隻，從而逐漸變得獨立。這些豬在類似自然的環境下生長有望不易生病，因此不需要施打抗生素。【延伸閱讀】了解動物肢體語言將有助於提升動物動物福祉 　　對於計畫發起人和研究人員來說，有機會觀察豬隻對新系統做出什麼反應，是相當令人興奮的一件事。科學家表示他們其實並不了解動物的運動與社交互動模式，或是在一起進食的當下豬隻是否會產生侵略性行為，食物什麼時候投放比較合適，為了回答以上問題，他們將進行全方位的剖析研究。除了透過觀察豬圈中的動物來做到這一點之外，研究員們還透過追踪器來記錄豬隻的移動路徑，而這些數據輸入電腦後，會拿來繪製豬的運動模式和位置資訊圖。

現實生活中運用數位化再現諸如細胞、植物、動物、人類和生態系統之類的生命物體以及食物與供應鏈之類的無生命物體的例子越來越多，因此荷蘭瓦赫寧恩大學暨研究中心（Wageningen Universiteit en Research centrum，WUR） 的「數位雙胞胎」計畫應運而生。數位雙胞胎使用新一代感測器和檢測系統，結合高規格電腦和人工智慧數據連接，它們不僅被用來理解、描繪和分析現實情況，還被用來預測研究對象的未來。WUR的數位雙胞胎研究計畫一共分為三個不同主題，虛擬番茄作物便是其中一個，目前每個計劃得到WUR大約120萬歐元資金的挹注。 　　虛擬番茄作物計劃負責人和他的研究團隊正在開發溫室番茄作物的數位雙胞胎，目標是建立一個3D立體模型，透過建立感測器即時回饋來自真實溫室的訊息，而這些不斷更新的資訊使該數位雙胞胎比現有的仿真模型更加先進。科學家在虛擬作物中模擬了作物特性（例如品種）、環境因素與作物管理之間的相互作用，由於模型與溫室中的實際番茄作物聯繫在一起，因此能更加完善的預測，從而為真實作物做出更好的耕種決策。【延伸閱讀】自動授粉機能有效提升作物產量 　　負責人表示之所以選擇番茄，是因為科學家們對這種作物已經有相當的了解，並且在量測和製作番茄3D立體建模以及各種栽培技術方面都擁有豐富的經驗。從開始數位雙胞胎計劃時，就整合了一群感興趣的用戶們的想法，透過他們了解目前番茄種植的現況，或是應該在模型中關注什麼特點，期望在三年內能擁有一個可以正常運作的原型機，讓種植者能將其作為種植番茄時的決策支持工具。例如，該工具可以用於確立種植策略，可對模型中的溫室設置進行調整來做模擬，然後對實際作物施行模擬後最適當的種植策略，另外還能讓農民能夠透過模型來預測所施行的耕種措施對作物收成和財務收支的影響。研究人員不再需要進行重複實驗的測試就可以立即知道諸如調控溫室環境、修剪或變種的植株變化情形，並藉此發表可靠的結果，除此之外還可以對新品種進行針對性的研究，例如，找出能在限制能源消耗或特定類型溫室的條件下，依舊能生長良好的作物品系。

在過去十年中，整合海上多用途平台(MPP)開發的概念已變得越來越重要了，該平台旨在協助調解海上能源發展與水產養殖之間的關係。新的研究顯示，若開發成功，其潛在的經濟利益包括藉由共享空間和共享技術來大幅降低成本並優化海洋空間的規劃。 MPP概念 　　許多研究運用MPP概念，如： Sea Star Spar由一種浮式風力渦輪機和具有足夠浮力的漂浮結構所組成，其可用來養殖有鰭魚類、貝類和藻類。 Gosberg利用能支撐5兆瓦渦輪機的三頭架的等比例模型並在兩腿間安裝了魚籠，進行檢測海上風力渦輪機結構和水產養殖間的交互作用，結果顯示因籠子的關係使流速產生變化並在子結構上增加了載荷。 另一研究則使用翼樑式海上風力渦輪機，其能從深處創造出一種富含營養物的人工上升流，進而增加表層魚類產量。 瑞典Lysekil的海岸對進行研究，結果表明基礎設備與其他組件的結構性修改可促使魚類種群增加。 　　儘管多重整合的概念具有優勢，但研究員指出現今多數MPP多傾向單一用途設備或採用單一學科(經濟、社會或技術領域)的方法呈現。研究人員表示大多數MPP概念僅整合多個海上再生能源設備，如混合風波設備，只有很少的集成了水產養殖系統。【延伸閱讀】最新研究發現渤海特定的漁業資源正在減少當中 挑戰 　　研究指出包含水產養殖的MPP可能具有弊端，如EU-funded MERMAID project，該計畫涉及到許多問題，如： 法律和政策：其成為阻礙主因官僚機構複雜、公共機構間溝通不良、責任歸屬困難和缺乏參考標準。 社會、環境、技術和經濟阻礙： 近岸、近海漁業、旅遊業和航運路線將產生潛在風險。 社會利害關係人難以接受改變海洋景觀的活動。 一些當前的社會障礙，如定錨問題 (缺乏安裝ORE的經驗且對其了解程度低)。 其他問題涉及保險(若需解決潛在的事故問題，造成成本增加)和各種海上作業的組合，其因費用問題而受到侷限，如貽貝和海藻養殖與海上風電場結合，因經營者為避免因多種用途而帶來的風險，因此他們不願分享海上空間。 　　雖然MPP發展有許多挑戰，然而，在中國已有小規模的MPP先導計畫，分別在大關、大灣山和實山。這些項目表明小規模MPP具有極大的潛力為偏遠社區提供服務，其不僅可提供永續、安全且負擔得起的能源，也提供了食物和工作機會等經濟效益。 研究展望 未來將研究出可能影響對於MPP發展的社會可接受性和價值觀。 擬定利益優化並減少衝突風險的策略。如將MPP設置在離岸更遠的地方，以避免與旅遊和導航等近岸衝突。 MPP的開發可促使共同監管框架的發展，使其能良好的協調海洋空間規劃和許可程序的簡化。 　　總而言之，MPP發展儘管面臨諸多挑戰，但藉由良好的空間規劃和基礎設施的共享，其具很大潛力來節省海上能源和水產養殖業的資本支出以及相關的營運成本。

曲狀桿菌(Campylobacter )是造成人類食物中毒的主要原因之一，遭感染後可能會導致腹瀉和嚴重的併發症，通常能在雞肉中發現它們的蹤跡。據統計英國每年有超過五十萬人感染曲狀桿菌，預估造成損失達5,000萬英鎊，其中多達80％的病例是由於消費者處理和食用受污染的雞肉所引起。調查數據顯示，新鮮零售雞肉中有很大一部分被曲狀桿菌所污染，因此需要採取對策來解決這個問題。 　　來自愛丁堡大學羅斯林研究所的研究人員為了確定存在於雞腸道中微生物的類型和數量，利用羅斯林研究所國家禽類研究設施所擁有的獨特家禽品系，分析了對曲狀桿菌具有不同抗性品系的雞腸道微生物群的遺傳組成。鑑於之前小鼠實驗的研究成果，科學家認為透過移植具有曲狀桿菌抗性雞群的腸道微生物到易感染品系身上，可以轉移雞對腸道病原體抗性的遺傳差異，但卻驚訝地發現，儘管易感雞對曲狀桿菌的敏感性更高，所移植的腸道微生物卻僅能在其中存活有限的時間，無法提高對曲狀桿菌的抗性。【延伸閱讀】最新研究發現現今抗生素抗藥性發生率是2000年時的三倍 　　雖然雞品系間對曲狀桿菌的抵抗能力存在著遺傳差異，但腸道菌群的顯著差異似乎並不能解釋這些區別。這個由蘇格蘭政府與生物技術和生物科學研究委員會透過“農村與環境科學分析服務”計劃資助的研究成果將發表於《應用與環境微生物學》雜誌上。

番薯是世界各地重要的營養作物之一，特別是在缺乏維生素A來源的撒哈拉沙漠以南非洲地區，甚至於在亞洲的飲食文化中也時常看見它的蹤跡。儘管中國是目前生產最多番薯的國家，但非洲地區擁有大量土地資源，有很大潛力能繼續擴大番薯種植產量。植物的微生物組會通常會深刻影響著它的健康和發育，儘管番薯很重要，但目前我們對其微生物組的組成了解甚少。【延伸閱讀】超級細菌能幫助植物抵抗環境壓力 　　由Bill＆Melinda Gates基金會資助的AgBiome公司，旨在鑑定和開發有益的微生物，期望能保護發展中國家的作物免於昆蟲侵害。這是首次科學家利用次世代定序技術(Next Generation. Sequencing, NGS)來進行鑑定番薯微生物組的實驗，研究人員發現與其他被廣泛研究的物種相似，番薯的微生物組會遵循兩步驟模型發展，並表示已經證實在單一農場的番薯微生物組中，微生物組成具有驚人的可變性。儘管存在這種變化情形，他們也同時發現在單一番薯農場不同田間區域，以及同一地區兩個不同農場中的微生物組成發展存在著一些共同點，值得注意的是，實驗結果顯示番薯會對其內生菌（生活在植物體內的微生物）形成強大的生態壓力，所以若是要開發能保護番薯免於害蟲侵擾的有益內生菌，這種內生菌必須有能力承受番薯本身所帶來的環境壓力，而這些訊息對於提高番薯產量來說是相當重要且關鍵的一步。

農業、林業與土地使用的改變造成每年有199億噸碳排放當量，其中牛與其他反芻動物產生的甲烷佔了約83億噸。隨著人口增長需要越來越多的糧食供給，進而造成碳排放量的提升，因此農業仍是世界上最大的溫室氣體貢獻者之一，且在未來20年中預計佔總排放量的20%，其中大部分是從牛打嗝的氣體與稻田中的細菌而來。根據路透社的報導，全球諮詢公司麥肯錫發佈了一份報告，該報告概述農場作業效率如何抑制全球暖化的影響，並且指出環保組織建議消費者減少牛肉與羊肉的消費量，另外，降低食物浪費和森林砍伐皆對於碳排放有很大的影響力。然而，從「農場」著手具有潛力使碳排量有效率地減少。與未採取措施相比，到2050年時，每年可能減少46億噸二氧化碳當量，也就是說減少約20%的碳排放量以防止全球溫度提升攝氏1.5度。因此，從農業中減少碳排放的第一步即為盡可能有效率地生產糧食，也就是改變耕作方式，報告指出在25項措施中有幾項影響最大，如下： 新型農業機具的使用：使用零排放替代化石燃料的拖拉機並結合收割機的使用將產生最大的影響，其可創造出高效率耕作方式並因新科技的採用能顯著減少農場溫室氣體的排放，然而現今市面上尚無商用機具產出。【延伸閱讀】氣候、農業和糧食安全：深入研究三者之間係（1/3） 減少反芻動物甲烷排放：反芻動物在食物消化中會產生甲烷，如牛、羊和水牛等，其溫室氣體的排放比2016年中國以外的任何國家還多。因此，基因篩選和育種農場中能夠排放較少甲烷的動物也可產生巨大的影響力。育種者已展現出每頭可減少5%甲烷，甲烷是比二氧化碳還具影響力的溫室氣體，另外，一些飼料添加劑也有助於減少碳排放。

由於近幾週的天氣狀況可能為青貯料的生產帶來許多挑戰，舉例來說，大部分地區異常乾燥炎熱，使農民在短時間內將大量泥漿散佈於草地上。牧草在乾燥的環境下會微量吸收泥漿中的養分，然而在經過數天溫暖潮濕的天氣則容易促成硝酸鹽的大量吸收。若放任不管，其不僅會嚴重降低青貯料的品質，也會因青貯料中產生的氣體進而危害人類與動物的健康，因此牧草專家提出牧草照護之警告，並指出今年春天可能需要解決此問題。 　　青貯料專家David Davies博士表示牧草中含大量的硝酸鹽會帶來幾個問題： 青貯料發酵不理想：硝酸鹽具有緩衝劑的特性，使青貯料發酵時pH值無法正常下降，也就意味著發酵狀況不佳。 硝酸氣體被吸入後對肺部造成永久性傷害：不好的發酵狀況會導致pH值緩慢降低，而牧草中的硝酸鹽則轉化為棕色二氧化氮氣體。該氣體二氧化氮質量較空氣重，其會向下沉澱於青貯料並持續存在一天或更長的時間，因此偶爾可看到其充滿於堆藏的青貯料中，或在壓膜後不久就會產生。這個氣體的問題是它與水接觸時會轉化成硝酸，當動物吸入肺部後會造成嚴重的永久性致命的傷害，稱筒倉氣病，這也解釋了為何整個牲畜的棚架需安置於堆藏青貯料附近，因為使用這樣的方式僅造成極少的損失。 攝入高含量硝酸鹽飼料，影響動物生理表現：營養學家Pete Kelly表示每天每頭牛的硝酸鹽總攝入量應少於150克，若牛食用高硝酸鹽青貯料，則會影響牛循環氧氣的能力並導致表現性下降。此外，餵食青貯料中的硝酸鹽含量升高也會使瘤胃發酵變質，這導致瘤胃中的氨濃度很高使糞便非常疏鬆、增加牛奶尿素氮含量，並有可能損害生育能力。若與尿素處理過的穀物一起餵食會嚴重加劇這種情況。【延伸閱讀】關於食用動物抗生素之替代品使用與研究仍需有更多有效數據及資料 　　根據硝酸鹽帶來的問題，David Davies的建議如下： 遠離危害，適時尋求醫療協助：若在製造青貯或剛造出青貯料後發現到二氧化氮的生成，需遠離這些青貯料。如果對於在農場工作的人有接觸該氣體的疑慮，可快速轉移鄰近畜舍的牲畜並尋求醫療協助。 採取相關措施降低危害風險： 牧草樣本成分分析：農民在製作青貯料前可先將牧草樣本送至進行硝酸鹽與粗蛋白分析。粗蛋白超過18%以及硝酸鹽含量超過0.25%可能表示這批原料有問題，因此強烈建議稍等一下再進行裁切。但是，硝酸鹽含量介於0.15%-0.25%對於發酵也是有問題，這不僅是因為其提升了牧草的緩衝能力，也還因為高含量硝酸鹽與低草糖(發酵所需的基質)會進行生物性反應。 使用高強度的化學添加劑—青貯料防腐劑於青貯料的製程中：目前已知的青貯料防腐劑產品，Safesil Challenge, Kelvin Cave Ltd.的青貯料保存專家Andy Strzelecki技術總監表示該產品已被開發出用於低乾性飼料，其有正確含量的亞硝酸鈉可抑制泥漿中梭狀芽胞桿菌和腸桿菌的生長，藉以去除有害細菌，同時還含有苯甲酸鈉和山梨酸鉀，可消除酵母和黴菌的活性，從而降低發酵不良的風險且不會損害青貯飼料的發酵。此外，因為良好的發酵狀況，青貯料將變得更可口，並且對動物的健康和表現更好。 　　因此，在今年首次裁切的青貯料中，可能潛在大量的梭菌和腸球菌等有害菌，導致較差的青貯料生成，假如對於今年度的飼養有疑慮，在額外搭配任何含尿素的草料或穀物前需考量到所有的成分配給與細菌群組成。

PerkinElmer食品副總裁兼總經理Greg Sears表示海鮮中殘留的抗生素易引起消費者對抗藥性(drug resistance)問題的擔憂，且其也可能影響全球蝦類水產養殖業的聲譽。為確保養殖海鮮的安全性與品質，因此，PerkinElmer公司專門為水產養殖業設計並開發出一種新型試劑盒(MaxSignal HTS Nitrofurans and Chloramphenicol ELISA Kits)，其能夠快速檢測養殖蝦中濃度小於0.1ppb的五種抗生素(AOZ、AMOZ、SEM、AHD Nitrofurans與Chloramphenicol)，即提供樣本簡單的五合一前處理方法。【延伸閱讀】如何使用區塊鏈支援食品安全以恢復消費者之信心 　　另外，PerkinElmer表示該試劑盒與Dynex Technologies的DS-2自動化系統結合使用後，該儀器會自動化各別檢測五個待測目標，降低交叉汙染的風險，且新的分析方法能夠在90分鐘內進行192個樣品分析，即顯示出新方法可加速樣品的分析並提供高度確結果，從而減少手動操作時間與所需的實驗空間。最終，當測試結果出爐後，DS-2自動化系統會產生專屬條碼，提供樣本可追溯性並能將數據連結到實驗室資訊管理系統(LIMS)中，以供及時的試驗紀錄並可分享這些數據，進而協助水產養殖實驗室不但可於當天同時且準確檢測這些抗生素，也可節省試劑用量，藉以幫助食品安全與食品品質的控管，從而協助蝦農和生產者更及時且明智的做出決策並能符合法規的要求。

日前加拿大薩克其萬大學、大草原養豬中心與新創豬肉公司合作，在感染沙門氏菌(Salmonella, 屬於革蘭氏陰性腸道桿菌，在食用遭受其汙染的食物後會發生腸胃炎等症狀，能感染家畜、禽類甚至人類等動物)的豬隻飼料中添加甲硫氨酸、蘇氨酸和色氨酸這三種氨基酸補充劑，評估其是否能有效改善豬隻對抗疾病的能力。 　　這項研究的目標主要是嘗試為豬隻，特別是斷奶小豬制定有效率的飼養策略。而制定這些策略的目的是期望能大幅提高生產者的利潤，同時減少抗生素於飼料使用上的依賴，在提高養殖豬隻對抗疾病能力的同時，還能維持飼料投資的成本效益。目前已經完成了三種胺基酸補充劑對豬隻影響第一階段的研究，結果顯示當豬隻健康時，很難發現氨基酸補充劑發揮任何顯著效用，然而一旦暴露於腸道病原體的威脅下，便能從腸道受損程度的改善、整體健康狀況以及後續生長情形中感受到氨基酸補充劑對其正面的影響。【延伸閱讀】預測乳牛甲烷排放的新方法 　　更甚者還得提高現有胺基酸補充劑的建議添加量來改善豬隻的生長情況和體內蛋白質沉積(此狀況通常和蛋白質的突變或細胞環境變化所引起的蛋白質折疊、組裝和運輸功能異常有關)等情形。另外，營養學家期望能將這些發現應用於商業牛群飼料上的配製，尤其是幫助那些原本就有腸道病原菌問題的牛群，增強其應對疾病的抗性。

草甘膦是一種廣效性的除草劑，其藉由抑制闊葉植物與草(雙子葉植物與單子葉植物)中的5-烯醇式丙酮酸-3-磷酸莽草酸合酶(5-Enolpyruvylshikimate-3-phosphate, EPSPS)來使植物死亡，但不使動物與人類對草甘膦產生不良反應。EPSPS是生物合成必需胺基酸的關鍵酵素，如莧菜於草甘膦存在的壓力下會大量提高EPSPS基因的表達，使植物充滿過多的EPSPS酵素，以提高對草甘膦毒性的抗性，從而抵消除草劑的作用。也因如此，自1970年人們引入草甘膦以來，抗草甘膦的雜草已成為農業環境中日益嚴重的問題。為了解決此項問題，美國密西西比州斯通維爾市農業研究服務部William T. Molin與南卡羅來納州克萊姆森大學Allison Yaguchi、Mark Blenner和Christopher A.Saski共同合作，他們對染色體外的DNA複製子結構進行定序與剖析，奠定了莧菜(Amaranthus palmeri )在草甘膦抗性中的生物化學與分子基礎，其有助於了解植物對環境適應性的進化過程，同時對於優化農藥的使用具有重要的意義。 　　根據研究指出，影響植物抗除草劑的主要因素有兩種。 　　(1) 增加基因複製量以提升基因表達 　　基因或基因簇的擴增現象是動植物與微生物中常見的避開壓力機制，擴增的基因通常存在於染色體外環狀DNA(eccDNA)片段中，稱為複製子。複製子是生物體內維持並複製一般正常外部線性染色體的DNA環。人類的eccDNA和許多癌症、發育缺陷與早衰相關的多種疾病有關，若eccDNA攜帶致癌基因和其他基因作用會促使患病的細胞存活和增殖。根據此特性，Molin等人提供了莧菜對草甘膦抗性的eccDNA複製子完整序列，揭示其結構組織和基因組含量，並檢測可在多世代中複製並持續存在於基因組中的某些特徵。研究員發現eccDNA複製子包含59個基因，其中一個子集(包括EPSPS基因)在草甘膦處理抗性植物後顯示出更高的表達量。 　　(2) 可移動基因元素(稱轉位子)與eccDNA複雜的排列 　　Christopher A.Saski指出eccDNA複製子的DNA含量很複雜，要定序出每個元素非常困難，只有當DNA定序技術發展到單分子程度時，如Pacific Biosciences所開發的完整組件才有可能達到。此eccDNA複製子的起源尚不清楚，但可能因草甘膦的使用推動了轉位子活化和基因體混排的結果，另外，草甘膦的存在壓力可能會促進轉位子的活化，透過複雜的排列並基於與其他eccDNA的類比作用，使轉位子在DNA複製和維持功能中發揮作用，進而影響eccDNA形成和eccDNA活性。因此，含有eccDNA的植物，如莧菜可在經常使用草甘膦的地方生存和繁殖。【延伸閱讀】基因編輯可減少病毒對養豬業的威脅 　　根據研究的結果，可發現了解eccDNA複製子的完整基因組結構和功能將有助於了解草甘膦抗性在植物中如何發展和進化，並有助於調整除草劑使用的策略並抵抗抗性雜草的生長。此外，研究員也確定了從eccDNA到染色體間拴繫著一致的結構特徵，其可能有助於正常細胞在有絲分裂期間維持該片段。未來的研究方向將著重於eccDNA如何在植物細胞中自我複製，並確定複製子的基本功能之序列結構組成。此項新發現會產生新的基因工程方法，並可能可在核基因組之外表達有用農藝性狀。

海洋微生物每年生產超過十億噸的二甲基巰基丙酸(dimethylsulfoniopropionate, DMSP)，佔浮游植物吸收碳的10%，DMSP是細菌的主要營養來源，它滿足了海洋中高達95％的細菌對硫的需求和高達15％的細菌對碳的需求，因此，鑑於DMSP的普遍性和豐富性，研究員認為這些微生物代謝的過程將在全球硫循環中發揮重要作用。然而，該化合物究竟是如何作用及其不同的化學路徑如何影響全球碳和硫的循環，至今仍未有很好的解釋。一項新的研究表明浮游植物(一種微小的海藻，每天生產大約我們呼吸所需氧氣量的一半)周圍的養分「熱點」(hotspots)對於和雲朵形成與氣候調節有關的氣體釋放有巨大的影響力，此外，該研究量化了海洋細菌所處理的特定關鍵化合物DMSP。此研究由麻省理工研究生Cherry Gao、瑞士蘇黎世聯邦理工學院教授Roman Stocker、Jean-Baptiste Raina、澳洲雪梨科技大學教授Justin Seymour與其他四位教授共同合作，相關研究發表於《Nature Communications》期刊中。 　　研究員將一種海洋細菌—Ruegeria pomeroyi的基因進行修飾，當激活兩種處理DMSP的途徑之一時，它會發出螢光，從而可在多種條件下分析基因的表達情況。該路徑的其中一種為去甲基化，進而使微生物能利用碳與硫元素作為生長所需的營養素。另一種路徑為裂解作用，其會產生聞起來具有海味的二甲基硫醚(DMS)氣體。DMS主要負責將海洋中由生物衍生而來的硫化合物轉換至大氣中，硫化合物一旦進入大氣後，便成為水分子凝結的關鍵來源，它們在空氣中的濃度會影響降雨模式以及透過雲的生成來影響大氣整體的反射率，因此，了解影響大部分生產的過程對於改進氣候模型具有多種重要意義。【延伸閱讀】後疫情時代　專家：科技創新為發展永續農業關鍵 　　先前的研究尚未明白細菌在什麼情況下會使用裂解路徑而非去甲基路徑，但研究員認為了解影響氣候的因素是有意義的，如此可更好的了解在什麼條件下會產生多少重要的DMS。這項新研究發現DMSP濃度會影響細菌的作用路徑，在一定濃度下，其主要採甲基化路徑，但在10微莫耳以上時，則採裂解路徑。令研究員驚訝的是當裂解路徑為主導地位時，DMSP的濃度比預期的要高，且也比海洋中的平均濃度高。此項結果表明這樣的作用模式幾乎不會在典型的海洋條件下發生，相反的，DMSP濃度升高的微觀「熱點」可能是導致全球DMS生產量不成比例的原因。這些微小的「熱點」是某些浮游植物細胞周圍的區域，其中存在大量的DMSP，該濃度比平均海洋濃度高出約一千倍。研究員則進一步將基因修飾細菌與浮游植物進行共培養試驗，試驗結果證實細菌會增加DMS生產的路徑表達。此項新分析應該有助於研究員了解這些微觀海洋生物如何透過其集體的行為來影響具全球規模的生物地質化學和氣候相關作用過程的關鍵細節。

植物具有非常複雜的內部交流方式，例如能利用過氧化氫傳遞訊號，刺激葉片細胞產生相關化合物，進而幫助其修復損害或抵抗昆蟲等動物。過去研究人員已經開發了奈米碳管感測器，可以檢測過氧化氫等各種分子，而現在麻省理工學院的研究人員更使用奈米碳管製成的感測器探究植物如何應對環境壓力，這些感測器可以嵌入植物的葉子中，並感應過氧化氫訊號。 　　大約三年前，研究人員開始嘗試將感測器整合到植物葉片中，透過一種稱為LEEP（lipid exchange envelope penetration）的技術，設計可穿透植物細胞膜的奈米顆粒；並發現葉片受傷後，過氧化氫會從傷口處釋出，並產生了一道沿葉片傳播的波，類似於神經元在我們的大腦中傳遞脈衝訊號的方式。當植物細胞釋放過氧化氫時，會觸發鄰近細胞內的鈣釋放，進而刺激這些細胞釋放更多的過氧化氫，就像骨牌效應一樣向外傳出。大量的過氧化氫刺激植物細胞產生許多次級代謝物分子，例如類黃酮或類胡蘿蔔素，可幫助修復傷害。有些植物還產生其他的次級代謝物以抵禦捕食者，這些代謝物通常是我們在食物中所需的風味來源。【延伸閱讀】利用感測器測量土壤裡的硝酸鹽含量 　　感測器產生的近紅外螢光可以連接到Raspberry Pi的小型紅外相機即時成像，直接捕捉活體植物的信號，Raspberry Pi售價僅35美元，十分低廉。此次研究中測試了幾種植物，包含草莓植株、菠菜(spinach)、芝麻菜(arugula)、萵苣(lettuce)、水田芥(watercress)和酸模(sorrel)等，發現不同的物種似乎會產生不同的波形，各物種對不同類型的壓力（包括機械性傷害、感染、熱或光損害）的反應也不同。作者認為，這項技術的應用性廣泛，能幫助植物抵禦機械性傷害、光、熱和其他形式的環境壓力，也可以用來研究不同物種對病原的反應，例如造成柑橘綠化的細菌和引起咖啡銹病的真菌，幫助訂定提高作物產量的新策略。相關研究發表於<Nature Plants>

對於美國加州中央谷地乾旱地區的葡萄酒商人而言，管理葡萄園用水是頭等大事。如今，葡萄種植者能利用地球觀測衛星數據來追踪土壤和葡萄藤的水分含量，了解葡萄園用水量並訂定灌溉計劃。 　　這要歸功於美國國家航空暨太空總署（NASA）與美國農業部（USDA）、猶他州立大學與嘉露酒莊(E＆J Gallo Winery)於2013年開始合作進行的葡萄大氣遙測剖析和蒸散試驗（Grape Remote-sensing Atmospheric Profile and Evapotranspiration eXperiment, GRAPEX）。GRAPEX計劃動員了來自加利福尼亞大學戴維斯分校、猶他州立大學、加州州立大學蒙特利灣分校，和智利、西班牙、義大利、以色列等美國太空總署地球應用科學計劃，共計40多位科學家和技術人員，致力於利用Landsat衛星的遙測功能開發一種多尺度的葡萄園遙測工具，從而改善其管理和灌溉方式。蒸散作用(evapotranspiration, ET)是植物從土壤吸收水分後再從葉子蒸散的一個過程，能有效使植物和土壤降溫，Landsat衛星的紅外線熱影像儀可以觀測溫度變化，故葡萄園的灌溉範圍在衛星圖像中所顯示的溫度會較低，而葡萄種植區域在可見光成像儀的衛星數據中會呈現出一片綠油油的景象，根據對溫度和植被覆蓋狀況的追踪，研究團隊可以繪製葡萄園的用水量和水分逆境圖，以紀錄水資源利用情形。而ET工具包的每日數據可幫助團隊擬定灌溉策略，以確保葡萄田不會太乾燥或潮濕，節省花費於灌溉規模超過100,000英畝葡萄園上的時間和金錢。【延伸閱讀】農業先進大國荷蘭將邁向新的挑戰—應用宇宙衛星預測作物生產 　　嘉露酒莊的副總裁表示，與GRAPEX合作的計畫，大大地提高了精準灌溉的能力，實行衛星遙測數據的發現後，將減少最多25％的灌溉用水量。此外GRAPEX還預計與一個將於2021年初啟動，名為Open ET的計畫整併，它是一個基於網際網路能將多個衛星和農業氣象站公開數據整合的開放平台，讓NASA的科技能應用於農業，以利地主或管理者運用。

沙烏地阿拉伯在水產養殖上投資了35億美元，預計到了2030年，每年可生產60萬噸海鮮，而防止不必要的魚類死亡是實現糧食安全關鍵的一步。透過監測養殖漁場水質，養殖戶可以在水中污染物到達有害程度前即時採取行動並解決問題。目前市面上大多數的商用感測器都必須依靠手動操作，而且一個設備通常只能監控一種數值，像是水質酸度或氧氣含量。具多功能的替代品不但體積龐大、價格昂貴並且通常需要專業的操作技術，想建立能同時執行多項功能的電子設備，通常得在功能的質量和數量之間進行權衡刪減，在研發上具十足的挑戰性。【延伸閱讀】導入新科技對漁業發展帶來的利弊得失 　　來自沙烏地阿拉伯阿布都拉國王科技大學（KAUST）的電機工程師和他的團隊設計了一個新穎的小型太陽能自動供電感測器，利用多維積體電路（multidimensional integrated circuit，MD-IC）建立了一個多工感測器系統，可監控多種水質特徵並透過藍牙進行數據傳輸。研究人員表示，他們想設計一種小型並輕巧的產品，然而在一個電腦晶片上集合不同功能，不但相當複雜並且昂貴，所以科學家將好幾個晶片組合成一個立方體，讓每個面都有不同的用途，包含能監測空氣污染的感測器、能為密封於立方體內的電池進行充電的太陽能板、以及用於藍牙數據傳輸的手機天線，而最重要的水質感測器則位於立方體底部，能測量pH值，溫度，鹽度和氨含量等數值。整個立方體設計成能在水裡浮動，而這些連接的晶片就變成一個設備，機殼經過加重，確保即使在被魚影響的情況下也能保持原樣，漁民可以簡單的將裝置投入水中，設備會自動移動到正確位置，方便監側養殖池中的水質情況。研究團隊希望他們的感測器能夠達成預警目的，幫助於漁民減少損失，也相信這些小方塊能在漁場之外有不同的應用方式，像是可以將它們放到石油輸油管中搜集油質的相關數據。目前研究人員正在努力改善設備的自動冷卻技術，以防止機體過熱，下一步是將進行現場實地測試。