生質能源由於其可再生性，被許多國家視替代石油燃料相對環保的選擇，但生產諸如玉米酒精這類生質能源會消耗大量的土地、肥料和淡水資源，不僅消耗本來就有限的糧食，還會帶來其他污染問題。如何同時兼顧生產能源又不損害日益增加的人口所需食物量，海藻是個可行的解決方法，不需要消耗任何既有資源，還可利用海洋尚未開發的巨大潛力。然而，要使海藻成為大規模的生質能源選擇，有一些障礙必須克服。 　　美國能源高等研究計劃署(ARPA-E)有一個名為MARINER的計劃，專門支持海藻新能源產業種植、採收、運輸和育種選擇等技術和系統的研究開發，像是提供資金援助建立配備感測器的海藻養殖場，可藉水下小型無人機追踪海藻生長並檢測破壞情形，或是研發可以拖運物資或採收海藻，被稱為「海上曳引機」的自動拖船都是計畫資助的一部分。Marine BioEnergy是一間正在執行ARPA-E計畫的公司，目標是在太平洋中建造大型海藻養殖場，收穫海藻並透過化學流程轉化為沼氣或乙醇等能源，以提供使用。同時期望能改善大部分大型海藻不會生長於遠洋海域的問題，因為遠洋海水表層有陽光照射但養分稀少，而較深的海水區域富含養分但缺少陽光，不利於大型藻類生長。Marine BioEnergy的科學家們想出了解決方法，他們計畫在漂浮於海上的農場種植大型海藻並將其與潛艇無人機連接，白天時農場停留於海水表面讓藻類行光合作用，而在夜間、暴風雨或船隻行經時無人機將消耗白天儲存於太陽能板的能量將農場拖到水下獲取營養，每隔幾個月將整個海上農場拉至收割地點採收海藻。研究結果去年首次與南加州大學合作進行的田野試驗，所得到的初步成果令人振奮。【延伸閱讀】無人機為日本高齡農民提供高科技幫助 　　ARPA-E計劃負責人表示，若要減少美國經濟活動所造成的大量碳排放，許多分析顯示，生質能源需要占美國能源使用的20％至25％，而海藻生質能源對氣候的潛在好處也持續在研究中。ARPA-E的另一個目標是減少藻類生質能源的碳排放，儘管海藻的生產和轉化成生物能源的過程仍然需要一些能源消耗，但不會像化石燃料那樣將新的碳釋放到大氣中，雖然燃燒時會釋放出碳，但這些碳排放僅是大型藻類在生長時所捕獲的，這意味著碳足跡的生成將不到汽油的一半。然而，因為擔心潛在的生態影響和未經證實的氣候效益，並非所有人都認為這是一個好主意，儘管依然存在許多問題待解決，但海藻提供降低碳排放的願景仍使海藻生質能源值得被探索研究。

植物在繁殖期時會生長發育葉片，主要是因植物莖上的生長點具幹細胞群，其可與葉子或花朵形成新莖。另外，透過日光與溫度的影響，植物在某個特定的點會轉換到生殖階段，其將會開花並產生種子進行繁殖。在多年生植物中，一些生長點仍保持繁殖性，因此開花後該植物可在下個季節重新進入繁殖期進而繼續生長，然而對於一年生植物則不具有此功能，因此其開花後將會死亡。萊頓大學(Leiden University)生物研究所植物發育遺傳學教授Remko Offringa與他的團隊發現一個可使一年生植物在開花後仍能持續存活的基因，此基因可使植物的生長點在開花後仍保繁殖性，其研究成果發表於《自然植物》期刊中。 　　這項研究中，研究人員使用了典型的一年生模式植物—阿拉伯芥（學名：Arabidopsis thaliana ）。第一作者Omid Karami證明AHL15基因是如何表現其特性，Karami藉由過度表現該基因，使其比一般清況下更活躍。經改良後的阿拉伯芥與多年生植物一樣，某些生長點仍有繁殖性，因此該植物在開花後仍持續生長，並可開花數次。當研究員使AHL15基因失去作用能力後，該植物的壽命比一般正常的植物短，因此，證明出AHL15 基因(也被命名為REJUVENATOR)可調節植物的壽命。【延伸閱讀】藉泛基因組研究找回番茄原有風味 　　Offringa表示該基因的發現有助於了解植物的生活史與衰老狀況，並能進一步回答為何某些物種在進化過程中部分變成一年生，另一部分則變成多年生植物。如農業中的糧食作物(水稻、小麥等)為一年生植物，將其改良使植物的生長點保有繁殖性，在收成後該植物可持續生長，因此，在不種植新水稻的情況下，可從同個地區收割數次糧食作物，從而提高單株產量。農民在種植開花次數更多的植物時，進而減少了耕種的次數，最終使土壤生物群保持完整性，因此，這項研究非常適合農業的永續生產。

在德國漢諾威的Volocopter推出一款德國兩座多旋翼電動飛行機，以其客運直升機技術為基礎，許多設計與材料的採用皆與客機相同，最終開發出具有農業應用的貨運無人機。該公司於11月Agritechnica (農業機械與零配件展)中的John Deer’s未來技術展台，展示了其與強鹿(John Deere，為農機品牌商) 噴塗技術相匹配的VoloDrone演示儀。強鹿的噴霧器附件則具有兩個產品罐、一個幫浦和一個噴桿，而VoloDrone的機架配備了標準化的有效載重對接系統，該系統可以將不同的附件安裝在機架上，其九米寬的大小決定了動臂的寬度，主要是旋轉器能到的地方，噴灑作業即可到該處。Volocopter首席執行官—Florian Reuter表示此為第三代Volocopter，主要是設計團隊忠於原始設計且因為該設備的推進系統有很高的冗餘度。另外，現今在使用技術相關方面具有很高的協同作用，也就是其有相當成熟的通過認證能力及技術可靠性。 　　VoloDrone具有18個獨立的推進裝置、全電動系統和有效載重高達200公斤。每充電及更換鋰電池一次，VoloDrone可飛行時間長達30分鐘，並能藉由遠端操作或藉由預編程的路線來設定自動模式。VoloDrone在建立服務時也一直與世界各地的監管機構合作，Reuter表明與在城市環境中無人機的運行相比，期望在非關鍵環境（如農田）中對無人機進行的認證能夠相對容易。Volocopter最初的構想是能將VoloDrone應用於多變的地形的高價值農作物，如陡坡葡萄園，但此系統將於今年夏天廣泛測試，以確認其他案例是否適合。除了用於噴藥外，VoloDrone還可以有其他農業應用，如在作物收成期間能將空箱或滿箱進行搬運。此外， VoloDrone與John Deere合作是很有意義的，因為John Deere是世界上最大的農業製造商，可以為全球客戶提供服務，而John Deere還具有有令人印象深刻的GPS信號裝載量，尤以John Deere的StarFire GNSS增強系統能夠真正在世界任何地方進行極其精確的GPS定位功能。【延伸閱讀】科技如何保護糧食作物免受數十年來最嚴重的蝗蟲襲擊 　　Reuter表明這樣的構思來自主要四個類別中的潛在客戶要求Volocopter生產一架貨運無人機，主要原因是雖然物流除了可為客戶提供服務，也是作為公司內部運貨及一般行業所需的重要角色。然而，一般物流的所有關鍵點上都具有很高的冗餘度，意味著任何關鍵點都可能發生問題，然而，無人機可以完全對此問題進行互補的動作，最終完成任務。

美國伊利諾大學自然資源與環境科學系（NRES）的科學家們在伊利諾州玉米種植協會成員的幫助下，開發了一種能即時估算作物生產力的新方法。研究者表示，在以前能利用的衛星空間、時間分辨數據大多數都相當粗糙，但我們能藉由新的衛星技術來估計作物的產力和穀物產量，該數值又稱為葉面積指數（leaf area index, LAI）。此研究結合了野外測量，獨特的野外網路攝影鏡頭以及高清晰度的衛星數據，目的在於提高估算伊利諾州及其他地區農作物生產力的準確率。【延伸閱讀】無人機及衛星遙測在公衛醫療方面的應用 　　研究員利用測量兩顆不同的衛星所反射回地球的光所產生的表面反射率數據，用以估算農業用地的葉面積指數。這種利用兩顆衛星收集數據的方法，代表了老式衛星遙測技術的重大突破，不但能每天返回到地球上方同一地點，還可以精細(3公尺至30公尺的分辨率)的方式看到地球。由於衛星遙測數據不能直接轉換為LAI數值，為此研究小組開發了兩種不同的數學演算法來轉換表面反射率，在開發估算LAI值的演算法時，科學家們與伊利諾州農民合作，在全州36個玉米田中安裝了網路攝影機，以提供連續地面監測紀錄，而攝影機的影像提供了詳細的地面實地訊息，用來使衛星遙測數據得出的LAI估算值更加完善。實驗結果顯示，兩種演算法所估算的LAI數值與研究員的地面數據相當吻合，這結果意味著該方法可利用外太空所提供的訊息，即時估算世界上任何地點的LAI數值，衛星遙測方法可以檢測出產量欠佳的區域，在不久的將來能向農民提供即時數據，讓他們能透過養分管理，農藥施用等方式來改善作物的種植情形。

海洋為人們提供食物和生計來源，覆蓋了地球70％的表面積，但大部分仍尚未開發，導致我們對水下的情況所知甚少。人類正逐漸將海洋推向極限，污染和過度捕撈的情形意味著，海洋中的塑膠製品將很快超過魚類總數，而海水的酸化將殺死珊瑚和許多海洋生物，整個生態系統正在發生劇變，從而導致的連鎖反應正威脅著人類的糧食和經濟安全。魚類與其他動物蛋白來源相比，所形成的碳足跡相對較低，當今全球約有30億人口都以它為食，而養殖漁業被視為替代傳統捕撈漁業十分重要的食品生產業，因此幫助魚類養殖戶不論是對人類或守護海洋健康來說都十分重要。 　　Tidal團隊在Alphabet X平台上的研究重點是開發新工具來了解更多水下的情況，耗費三年的時間諮詢了養殖漁戶來了解他們的需求，期望能以友善環境的方式來減少養殖上的問題，像是飼料的浪費、無法預測的疾病和化學藥品的濫用。現今成千上萬條魚的健康福利是透過人工捕撈來判定，將魚從水中一隻隻取出觀察個體資訊，相當耗時費力且不可靠，數據搜集規模也相當有限。為了解決問題，團隊開發了水下感測器和軟體分析平台，可以檢測和解讀人眼不可見的魚類行為，分析軟體可以隨著時間的推移監控成千上萬條的魚，觀察並記錄單獨魚隻的進食數據，還能搜集溫度和氧氣含量等環境訊息，而這些訊息能使漁民即時瞭解其魚群的健康狀況，並就如何管理漁場做出更明智的決策。【延伸閱讀】人工智慧於養殖鮭魚產業之應用潛力 　　該系統與挪威魚類養殖公司Mowi研發部門合作研究並完成田野測試。Mowi利用水下感測器在自家鮭魚養殖場進行即時的生長、重量分佈，飼料餵食量和蝨子計數等相關數據搜集，再應用人工智慧平台來分析大數據，長期觀察趨勢並了解如何應對魚群的行為。Mowi首席執行官表示，他們的願景是希望引領藍色革命，作為世界上規模最大的鮭魚養殖者，肩上負有特殊責任，除了致力於技術開發提高競爭優勢外，還期望能進一步優化養殖產業以永續的方式持續從海洋中獲取健康的食品。在經過漫長的研發測試階段後，該計畫已經準備好進行商業驗證，未來將會推廣遍及挪威各地。

動物健康投資歐洲創新展示會是藉由展示動物健康和營養健康方面的研究成果，也與各方討論了所有物種中動物保健行業的趨勢和市場動態以吸引投資機會，因此可為這些企業、全球38個國家的金融投資者和戰略合作夥伴建立起新關係。今年欲於倫敦舉辦的會議中，有一項令人注目的議題為精密生物製劑。 　　許多病原菌對全球公共衛生造成嚴重損害，並為食品供應鏈帶來衝擊。迄今為止，牲畜的疾病預防包含疫苗、抗生素和其他抗菌化學藥品的混用，然而過量使用有時會使得畜禽疾病的產量具潛在性增加，但也可能導致更多致病性病原產生，並可能產生更多致死病原菌。社會大眾擔心牲畜會產生對抗生素有抗性的超級細菌，因此消費者與監管機構要求去除或減少抗生素的使用。雖然現今已有許多食品公司公開承諾減少使用以抗生素飼養之肉品於其供應鏈中，但這會造成生產者需要尋找更好的方法處理這項艱鉅的任務，藉以保護畜群或家禽免受疾病危害。 　　因此，越來越多公司集資，例如：加拿大NovoBind公司，期望以更少的錢保護更多動物的健康，該公司正在開發一種精密的生物製劑平台，以保護牲畜免受病原細菌、病毒和寄生蟲侵害。精準性生物製劑是指將奈米膠囊技術(微型耐熱性藥物載體工程技術)與免疫學結合的新興科學技術。NovoBind的聯合創始人兼首席執行官—Hamlet Abnousi表示這樣的構想來自美洲駝的自然免疫力，他們從美洲駝找到最有效的抗體，易於重新編輯蛋白質以開發出新用途，因此研究團隊透過發酵以找出適應不同環境的抗體，並與影響不同物種的不同病原菌對抗，藉以專研出如何設計與如何改造這些蛋白質結構的知識，且同時創建了這些抗體片段的資料庫。基本上，該精密生物製劑的作用原理是透過保護性抗體的微小片段尋找並結合以解除病原菌的武器系統，簡言之研究團隊欲提供被動免疫，直到生物有機會建立自己的免疫力。近期，研究團隊聲稱其正在研擬一系列每年給家禽、蝦和伴侶動物部門造成總計220億美元損失的病原菌處理方法。雖然該公司尚未公告確切的數量紀錄，但可從2019年6月其首次與Lallemand Animal Nutrition共同開發並商業化先進的沙門氏菌生物製劑看出端倪，因此有助於NovoBind完成其A輪融資。除Lallemand外，其他一些戰略投資者也透露了他們的參與意向，包括加拿大天然產品公司、水產養殖技術中心和專門的金融投資者包括Seventure Partners、Mindset Venture Group、Lightheart Management Partners和Carpere Ventures。由於研究成果具有效益，因此比利時生物技術公司Ablynx、Argenx和Biotalys也使用Novobind創建的平台。加拿大天然產品公司首席執行官—Shelley King表示NovoBind了解市場需求，並明智地定位自己，可以滿足全球對安全且有效的解決方案的需求，這些解決方案可以替代抗生素和其他抗菌化學藥品。【延伸閱讀】13家公司的創新技術可用於改善畜牧業生產 　　此外，在動物健康投資歐洲創新展示會上，來自另一家加拿大生物技術公司Glysantis的團隊正在研究和開發自己的奈米顆粒平台技術NanoDendrix，顯著提高了先天免疫反應的能力，從而用於對抗潛在病毒和抗菌，其具有廣泛的生物醫學應用，而目前主要用於水產養殖和家禽業行業。另外，也有幾個生技公司開發出不同的精密生物製劑，如下： Armenta（以色列）使用聲脈衝技術（APT）開發了第一種用於牛乳腺炎的非抗生素治療方法。在美國和歐洲，乳腺炎每年造成的損失超過60億美元。經APT處理的感染母牛已顯示出70％的治癒率，因此牛奶產量增加了10％。實施APT可提高農民的盈利能力，改善畜群健康和母牛福利。 Nextbiotics（美國）的目標是利用尖端的合成生物學工具和噬菌體技術，為應對抗生素耐藥性危機提供獨特的解決方案。它提供了消除病原（壞）細菌的解決方案。它的第一個產品是用於動物飼養者的飼料添加劑，可增強動物營養並顯著減少抗生素的使用。 Simple Ag Solutions（美國）是一家以B2B的模式提供軟體服務的公司，在動物健康與生產之間架起了橋樑。它的平台是專為畜禽生產商設計的，用於管理抗生素的使用，優化生產並促進審核。以上的成果皆為新型健康的替代品建立起新的里程碑。

德州農工大學的農業相關聯合組織-Texas A&M AgriLife正在開發一種便宜且易於使用的手機應用程式(APP)和灌溉管理系統，以幫助農業生產者提高用水效率並永續生產棉花。此項新計畫名為「結合感測器與作物模式的新型決策工具以供高效灌溉管理」，其由Texas A&M Water Seed Grant Initiative資助，並以不同機構與各領域的專家共同合作，如Rolling Plains Cotton Growers Inc.公司、Gateway Groundwater Conservation District、地理空間水文學家-Srinivasulu Ale、作物生理學家-Curtis Adams、農業生命擴展服務農藝師- Emi Kimura、博士後研究員-Yubing Fan、應用技術中心的執行董事-Jim Wall和計算與信息技術總監Keith Biggers。 　　Ale表示波狀平原生產的棉花產量約為德州的13%。然而，該地區的西摩爾含水層不斷發生乾旱和地下水位下降的情況，使得棉花的生產面臨挑戰。此外，未來暖化與乾燥的氣候將造成人們抽取更大量的地下水以滿足農業所需。Adams也表示大多數灌溉支援工具具有局限性，使它們在某種程度上對生產者沒有用處。因此，為了在該地區永續經營棉花的生產，生產者必須採取節水高效的灌溉策略，而研究目標即是使用一種新穎的方法來改進現有技術。 　　由於現有的app沒有利用短期天氣預估模式來制定及時灌溉計畫，而此新app卻能藉由安裝在中心樞軸系統上的感測器收集作物信息，並結合作物和經濟模型之生長季節的歷史資訊和預估未來短期天氣的數據，提供及時更新的虧損訊息或完全灌溉時間表和經濟成果的多種潛在組合，以估算不同灌溉管理策略下的預估棉花產量、灌溉水平和淨收益，因此，生產者可以選擇最適合其產能和預期回報的灌溉策略。Kimura預估生產者若在20萬英畝的波狀平原採用此app進行灌溉，則可能節省數百萬加侖的地下水，並延長西摩爾含水層的經濟壽命。【延伸閱讀】人工智慧預警系統警告西葫蘆之白粉病 　　一旦田間試驗的數據經由驗證後，未來將針對選定的生產者在不同的作物條件、土壤、灌溉能力和天氣條件下進行進一步評估。此項研究預計在今年年底前開發使用，於2021年在生產端進行測試，並於同年秋季發佈。此外，該app的開發期望未來進一步應用於其他行栽作物且不僅限於德洲地區。

當乳牛面臨病原體侵襲抑或是熱浪等外在環境干擾時，會延伸出許多問題，為了提高動物的抵抗能力，育種改良是一種可行的解決方法。尼德蘭(Netherlands，舊名：荷蘭)瓦赫寧恩大學暨研究中心(Weningen University＆Research，WUR)和乳牛育種公司(CRV)的研究人員發現，透過擠奶機器人測得的牛奶產量波動可以用來繁殖具遺傳優勢的乳牛，該研究成果發表於《乳業科學雜誌》(Journal of Dairy Science)。研究人員表示，牛奶產量數據的波動之間存在遺傳差異，而擠奶機器人協助記錄的每日牛奶產量數據，提供了研究遺傳分析的大好機會。當乳牛面臨疾病與併發症的侵擾時，跟人類在生病時會放鬆休息相同，其牛奶的產量也會暫時下降，而短期的下降會導致牛奶產量數據上的波動，在具有良好抵禦能力的乳牛身上，這種數值波動較少。【延伸閱讀】大數據幫助改善豬隻健康狀況之商業應用 　　根據近20萬頭乳牛的每日牛奶產量記錄數據顯示，部分乳牛的每日牛奶產量波動很大，而其餘則保持穩定狀態，具有穩定牛奶產量遺傳優勢的乳牛通常具有健康的乳房，少有乳牛酮症(主要是由於牛體內碳水化合物及揮發性脂肪酸代謝紊亂，所引起全身性功能失調的代謝性疾病)等問題的發生，通常也更加長壽。與當前育種所使用的性狀相比，此研究更著重於牛奶產量波動指標所提供的附加價值，可以更好掌握乳牛應對壓力來源時的反應以及其恢復的速度，若以此為基準來做育種上的選擇，便能夠繁衍出對適應環境變化更有彈性，並具有良好抵禦能力的「無故障乳牛」。

由法國Axéréal農業合作社所屬的Axiane Meunerie公司推出的Savoir Terre品牌麵粉2019年在超市上架，現在結合區塊鏈的技術，消費者透過手機掃描QR Code並鍵入包裝上的保存期限即可完整掌握產品的資訊。 　　Axiane Meunerie是法國麵粉製造與銷售的領先者之一，從2017年開始啟動Cultiv Up計畫，截至目前超過2,500個農民響應並加入這個永續農業的活動，以對環境、農民及消費者最好的耕作方式生產。例如，為了維持田間環境的平衡，農民運用創新科技規劃產期和適度施肥；收成後的小麥儲存通風良好的穀倉避免蟲害滋生使用殺蟲劑；部分農場還放置蜂箱以維護生物多樣性並有助維持蜜蜂種群等。依據為期3年的合約，農民可獲得保證的酬勞，而麵粉銷售收入的1％將捐贈給環境保護協會「 1％為地球」。【延伸閱讀】厄瓜多蝦養殖業與區塊鏈平台的合作 　　Axiane使用的系統是由專精於區塊鏈應用在食品產業的新創公司Connecting Food開發。此系統可讓消費者瞭解包括農民、農場、穀倉位置、小麥輾磨廠和麵粉倉儲狀態，甚至獲得農民提供的私房食譜等，使生產流程與供應鏈更加透明化，提升產銷履歷的可信度。一旦商品有問題，調查源頭、追蹤產品流向與回收及釐清責任歸屬也更加迅速，亦確保交易安全使農民獲得公平合理的報酬。Connecting Food亦為乳業生產合作社Prospérité Fermière架構乳品區塊鏈。不只是麵粉，橄欖油供應商CHO也加入了IBM Food Trust計畫，向消費者保證其Terra Delyssa 特級初榨油的品質。區塊鏈不僅是溯源、物流和交易的利器，更有助建構產業生態健全多贏的格局。

造成海洋垃圾的主因是人們傾倒了大多數無法被分解的塑膠於海洋環境中。日本先前已開發出生物可分解的塑膠，目前有PHBH (由Kaneka Corporation生產）和PBS（由Mitsubishi Chemical Corporation生產）。然而，這些生物可分解塑膠屬於脂肪族聚酯，與聚乙烯與聚丙烯等傳統塑膠材質相比，其品質較差、生產量每年僅幾萬噸(全球產量為3億噸)以及生產成本是傳統塑膠的兩倍以上，這些因素限制了它們的使用。因此，發展出可大量生產且低成本的生物可分解塑膠以解決日益嚴重的海洋垃圾問題是極有必要的。 　　澱粉是玉米、塊莖與塊根類作物中所含碳水化合物的主要成分，而纖維素是植物中的主要成分，常為人知的便是棉花纖維(cotton fiber)。日本大阪大學工學研究科高麻昭彰副教授與宇山博史教授帶領研究團隊與日本食品化工公司共同合作，將常見的生物質澱粉和纖維素結合，開發出一種海洋生物可降解塑膠。研究人員透過簡單獨特的製造工藝改善了澱粉的耐水性，使製成的複合材料除了具有高度海洋生物可降解性外，也表現出優異的耐水性和高強度，其材料價格也相對便宜。【延伸閱讀】都市廢水回收再利用應用於農業作物生產 　　此項新產品提供了低成本且可有效利用的生物質，預計可顯著地減少全球海洋垃圾的新沉積數量，使該材料的使用更有效率且可持續性的循環，同時減少溫室氣體排放(例如：二氧化碳)，因此，該技術被定位為《巴黎協定》的關鍵的環境技術，從而可能實現聯合國的可持續發展目標-COP25與日本政府主導的Moonshot計劃(目標4-資源循環)。

在過去50年間，農民會在春季或農作物萌芽後不久採集土壤樣品，送到實驗室裡進行化學試驗檢測含氮化合物，但測試結果大多僅限量測植物能立即應用於生長的硝酸鹽和銨鹽含量，並不能檢驗出大部分留存於土壤有機質中的氮素儲存量，此種形式的氮需要土壤微生物的幫助，才能從土壤有機質中釋放植物養分提供玉米利用，而氮在植物生長中扮演著相當重要的角色，農民需要知道土壤中氮儲存量的多寡，才得以優化氮肥的使用效率。 　　為了解決這個問題，愛荷華州立大學的科學家最近發表了一篇論文，該研究分析了30種不同生物和化學土壤組合試驗結果，化學試驗主要測量泥土中的氮含量，而生物試驗則是測量在最佳溫度和濕度下培養14天的土壤微生物所釋放的氮含量，並利用電腦演算法從中尋找合適的試驗組合，用來預測玉米最佳的氮肥施用量，可以使微生物更有效率地從土壤有機質中釋放儲存的氮含量。 　　另外他們還將實驗結果與原先的標準化學試驗結果進行了比較，發現他們的組合測試方式，能將農地中氮肥的過量施用和使用量不足的情形減少了約40％，比起原有的化學試驗更能準確地估算玉米的氮需求。而這對農民來說十分重要，因為不僅能有效利用肥料，還能避免氮肥過量引起的徑流汙染和其他環境影響，同時改善氮肥施用不足所導致的單位作物產量降低的情形，這項研究會提供更準確的氮肥使用量建議，從而為農民帶來經濟效益並改善環境品質。【延伸閱讀】神經網路加速機器學習預測植物生長模式 　　研究人員表示在過去的幾十年中，相關的生物測試已經越來越流行，但測試所需的14天期限可能會降低此試驗的應用率，現在研究團隊正在思考縮短檢測時間的方法，期望未來能讓更多實驗室採用，獲得更準確的玉米用氮量推薦。

澳洲每年有超過2/3的地區降雨少於500毫升，是地球上最乾旱的國家。去年夏天的毀滅性叢林大火季成為全球頭條新聞，這表明降雨的缺乏具有破壞性的結果。由於水是農業不可或缺的資源，乾旱對澳洲農民而言是長久存在的問題，因此搭配提高用水效率並充分利用每一滴水的技術是不可或缺的。 　　現今，荷蘭無線土壤濕度感測器製造商—Sensoterra與澳洲國家窄頻網路公司（NNNCo）進行合作，該合作旨在為該國和整個亞太地區的農民帶來有效的用水技術，主要的運作模式是利用Sensoterra感測器收集數據，而NNNCo運用低功耗廣域網路（LPWAN）及其低功率遠端（LoRa）技術將數據傳輸到其他地區。LPWAN與用於移動數據通話、下載文件和流式傳輸內容的無線網路相反，其利用Sub-GHz來傳輸（頻率為1GHz以下，27MHz~960MHz），通常為無須執照的無線電頻率且無法處理較高的位元速率。【延伸閱讀】可搭載於蛾身上精巧且可遙控降落的感測器 　　此外，一般水分監測設備是具有線、複雜、須單獨的數據紀錄器且具高度操作技巧，因此Sensoterra即為因應這些問題而誕生，該公司在全球地面上部署了6,000至7,000個感測器，歐洲與美國的農民皆使用Sensoterra的技術來追蹤苜蓿、杏仁、黃瓜、啤酒花、馬鈴薯和番茄等農作物的土壤水分含量。 　　這項技術除了可減少多達30%農業用水外，其單點深度和多點深度感測器須依靠無線網絡的連接來收集並傳遞濕度數據，再對其進行分析以推動有關土地管理的決策。由於大多數亞太地區使用的LoRa頻率範圍相同（儘管中國和印度擁有自己的頻率），這使澳洲可成為擴張該項業務的基地，NNNCo協助將Sensoterra感測器引入澳洲的農場、農業組織和地方政府，然後再將其提供給其他亞太市場。綜上所述，這些技術適合應用於物聯網設備，以進行簡單數據的遠程通訊，如：Sensoterra的土壤探測器。 　　目前澳洲、紐西蘭與印尼的一些農民已使用Sensoterra系統，其透過手機app可每小時獲得數據，該數據會告訴農民植物水分是否太潮濕、太乾燥或是適當，使農民及時做出更好的決策，並最終最大限度地提高用水量、改善作物生長狀況和產量。

氣候變遷可從多個面向發現，如洪水、乾旱和極端溫度的發生率增加。根據奧緯咨詢公司最新報告預估僅金融服務公司因氣候相關的風險使其損失達1萬億美元。另外，在SEEDS and CRED的報告指出南亞地區-印度、尼泊爾、緬甸和孟加拉等國家共發生232次洪水、129次暴風雨、48次極端溫度和7次乾旱，這四個國家的人口約16億，佔世界人口20%以上。最近，印度與巴基斯坦的邊界出現了大批蝗蟲，導致兩國的農作物大量損失。造成這種情況其中一個主因是氣候變化，其包括雨季延長、風向變化與印度洋氣旋活動加劇。 　　事實上，人們面臨了大量蝗蟲的干擾，也面臨因高溫與化學農藥的濫用使蜜蜂種群量迅速下降，導致異花授粉作物的生產力下降等許多問題。各階層的社會都受到氣候變遷的影響，其中小農將會歸類於嚴重風險類別。印度的小型與邊緣農民擁有的土地不到兩公頃，但卻佔印度農業人口的85%，其平均每年收入約1,500美元。印度這些小農和世界上約4.5億的其他小農皆面臨到氣候變遷造成的巨大挑戰。 　　由於印度農業高度依賴地下水與季風灌溉，氣候變化易產生極大的風險。中央地下水委員會(CGWB)的研究顯示印度5,723個地下水評估單位中，有839個被過度開發，而226個則為臨界狀態，這對數百萬農民的用水造成不利的影響。印度80%的水消耗量約7,000億立方公尺(BCM)，印度農業60%的用水來自地下水，其排放率遠遠高於進水率。估計未來10年，50%的水井(4,500萬口)將會枯竭。【延伸閱讀】日本推動智慧農業、友善環境、生物技術綜合戰略 　　因此，解決氣候變遷需要各方合作，共同整合出合宜的方法，如政策制定、投資與開發新技術等。下列為過去幾年中印度農業為應對氣候變化造成的風險所開發出的創新成果，這些農業技術的創新不僅僅是為解決氣候變遷而開發的，其也為改善農場和經濟的價值鏈，故彼此產生很大的協同作用。印度農業科技涵蓋了數據科學、生物技術、生態學、社會學及許多其他的領域，儘管仍為起步的階段，但顯然需採取多個跨領域的方法來解決面臨的挑戰，以擴大並增加農民採用新技術的意願。以下為與氣候風險相關的3個農業技術類別： 1. 建立可預測氣候的數據驅動模組 　　長久以來人們利用氣象站與衛星來預測天氣，過去幾年的變化是改善硬體、電腦運算處理能力、雲端儲存，以及更重要的是深度學習模組的應用。考量到天氣模式高波動性、預測準確性和將模組進行預估的及時性測試，印度農業科技具有初創企業的精神、模組數據的風險處理和以用戶為中心的方法等優勢。這些初創企業中試圖將天氣參數和其他關鍵數據聯結起來，如水資源問題、土壤營養和作物健康等，他們透過感測器、物聯網設備和智慧手機收集農地現場的數據，而這些數據需經無人機、衛星與氣象站的數據進行交叉比對，以建立出高準確性預測模組。雖然這種複雜的數據處理需要資訊工程師、數據科學家、氣象學家、水文學家和農藝家共同合作，也需要大量資金方能執行，但印度的初創公司克服此項困難，他們以各自的專業領域為起始點，逐漸融合多硬體與多變量模型，同時與公共機構合作，如印度空間研究組織（ISRO）、印度農業研究理事會（ICAR）、印度氣象部門（IMD）和農業大學，如此可加快新模型的開發。印度農業科技初創公司，如SatSure、CropIn、Farmguide和Skymet已使用衛星圖像和氣象站為大片農田開發新型模組，而BharatAgri、Fasal、Krishitantra、Cultyvate、Senseitout和AgSmartic等初創公司使用感測器、物聯網與智慧手機以提供水、肥料、作物健康和預防措施的精準建議。將這兩項數據模型與方法融合來進一步推動氣候風險預測的準確性和及時性，從而有利於農民和其他價值鏈的相關人員。 2. 節約資源的方案 　　印度的節水方法中，常見的為滴灌和微灌，但僅達15%的應用潛力。隨著腐植質儲量和土壤肥力的下降，不僅需要水，而且還需要立即注意土壤保護，因此通過定制肥料來改正氮磷鉀比例以改善土壤肥沃度。印度農業科技藉由數據驅動模型，使用無人機並盡可能利用生物農藥替代傳統農藥，從而進一步維護水土保持。在這種情況下，其需要從基礎面大量創新，以輔助政府在促進微灌、土壤健康和規範農藥使用方面的努力。過去幾年中，印度農業技術的範例如下： a. BoreCharger：一種低成本的井筒補給模型，可提高深層含水量的產量。 b. Distinct Horizon：深層尿素機，對於水稻可減少40％的尿素消耗和溫室氣體排放，並使產量增加10％至60％。 c. aQysta：開發Barsha泵，利用河流和運河中的能源以零燃料和電力消耗來抽水。 d. EF Polymer：以生物廢棄物開發出一種聚合物，可在作物根部保留更高的水分。 e. Barrix：使用信息素開發出環保型作物的保護方法。 　　除此之外，在許多其他領域中也可看到創新技術，如農業廢棄物轉化為可用能源等，這些初創公司的創新技術皆需要資金等各方支持，以搭建農民間的橋梁，使這些新產品可成為主流。 3. 減少碳足跡 　　過去大多數印度農業科技的創新以某種方式為減少碳足作出貢獻，如Ninjacart、DeHaat、SuperZop、ShopKirana、Kamatan和WayCool等公司彙整相關需求、科學存儲和優化供應鏈路線來提高能源效率。此外，藉由脫水、冷鏈、物流解決方案與農場級加工，如S4S Technologies、Ourfood、Ecozen、Tessol、Promethean、Inficold、Agrigator和Tan90等，減少了能源與化石燃料的使用。溫室農業與水培法的結合不僅提高了單位能源和水的生產率，而且由於此類企業靠近印度的主要消費中心，因此也縮短了食品里程，如: Clover Ventures、Triton Foodworks、Absolute Foods、Kheyti和Kosara等。 　　在這三項類別中，可看到因應氣候變遷而新興的印度農業技術可及時的協助整體環境，同時，與氣候相關的保險則有潛力成為新型模式。一般而言，有必要為解決氣候變化的初創企業建立強大的公共生態系統並獲得政策的支持，如:電動汽車的問世、處理汙染的技術等。另一個重要的區塊是透過政策的制定和教育以提高農業社區對氣候風險的認識和敏感性，進而增加相關新農業科技技術的採用率。此外，可為印度所有60多萬個村莊建立氣候風險指數(CRI)，或至少建立15個農業生態區，並根據CRI的嚴重程度為農民提供一系列因應辦法，CRI也可作為作物輪植的政策制定之參考，並於最後階段可將CRI納入農民信用評分、保險費和直接受易轉移的依據，以照顧他們在氣候風險下的生存。 　　如上所述，過去十幾年中，許多企業陸陸續續建立起農業科技生態系統，吸引保護自然資源的投資脈動，使農業可永續發展，同時為投資者創造價值和可觀的回報，如美國亞馬遜公司創始人及現任董事長兼執行長-Jeff Bezos將投入100億美元於新地球基金會以因應氣候變遷。真正的本質是需要重新調整投資者的思維模式，以在投資農業供應鏈的同時保有氣候適應力和單位經濟的雙重目標。

以往科學家在伊利諾州厄巴納的豬隻日糧中發現豬的飼料轉化率較高，但科學家仍不完全了解主要原因。過去伊利諾伊大學的研究表明，銅不會改變飲食中的脂肪和能量吸收。然而，根據新的研究卻指出，這種元素似乎增強了豬吸收後利用脂肪的能力，從而提高了整個日糧的能量利用。 　　伊利諾州動物科學系的教授Hans H. Stein表示他們以兩種飲食分別餵不同的豬，但投餵的飲食量是相同的，控制組與對照組的飲食主要包含玉米、豆粕與含可溶物的酒粕，控制組與對照組的飲食中含有每千克僅20毫克氯化銅，而對照組則另外多含150毫克的羥基氯化銅。研究結果表明羥基氯化銅可促進脂肪的代謝，從而使豬獲得更多能量的方式。如此可以解釋投餵銅元素於日糧中，豬的飼料轉化率變得更高，這也為生產者帶來了更好的飼料轉化率和節省經濟的支出。Stein先前的研究發現脂肪和能量的消化率並沒有因為加入相同比例的羥基氯化銅而改變。因此，為了瞭解銅吸收後對脂肪代謝的影響，研究人員評估了豬組織樣品中的基因表達情況。其發現在肝臟、脂肪組織和少量的肌肉組織高度表達參與脂質代謝和脂質利用的基因，即表明飲食中的銅可能藉由改善脂肪酸的攝取、運輸和利用來影響與脂質代謝有關的信號傳導途徑。【延伸閱讀】黏土作為乳牛飼料添加物的利用潛力 　　這現新發現受到監管抗生素作為生長促進劑的機構的歡迎，然而銅並不一定是完美的解決方法，主要因素是銅的管制對環境影響重大，若可利用少量的銅或其他形式的方法來達到相同的目的，生產者與環境皆可受益。

隨著世界人口不斷增加，科學家和食品學專家們不斷尋找消耗更少資源、以對地球友善的方式獲取更多食物的方法。養殖漁業便是其中一種，將魚飼養在與自然相似的環境中，不同的是會在周圍設置屏障防止魚類游離。鮭魚在挪威養殖業佔了大宗，通常會將魚養在避風港或峽灣等地沿海岸設置的養殖箱網中。如同農業，水產養殖也需要漁民進入養殖區觀察和衡量養殖情況，人們得穿上潛水衣，潛入箱網觀察魚類生長情形。但在先前的研究中指出，潛水員在籠子裡游泳會讓鮭魚產生壓力，它們會用力拍打尾鰭並與入侵者保持距離。集約化水產養殖帶來巨大商業利潤的同時，也引起了民眾對魚類福利的關注，壓力的升高可能會導致魚群開始出現侵略和競爭行為，還容易感染疾病和寄生蟲降低生產力。 　　來自挪威科技大學、塔林理工大學和愛沙尼亞生命科學大學的研究人員們試圖利用機器人來減低人為觀察對鮭魚生長的影響。他們在一個裝有約188,000條鮭魚的箱網底部裝設了攝影機，然後派出一位潛水員作為比較組，將一台商業用於檢查養殖箱網，重達90公斤並由六台推進器驅動的水下遠程操作機器人Argus Mini，和一台仿生(biomimetic，用人造物質、設備或系統來模仿自然的技術)由四個獨立腳蹼驅動，重量18 kg名為U-CAT的小型機器人放入養殖箱網中做實驗。兩組機器人和潛水員均配備了GoPro3攝影器材，用以計算此研究中所評估的兩個變因，魚尾鰭的拍打頻率和攝影機與魚之間的距離。【延伸閱讀】Alphabet推動Mineral項目，希望利用機器人改善作物耕種效率 　　透過觀察影片後研究人員發現，在有潛水員的情況下，鮭魚的迴避反應最為強烈，代表商業上潛水員進行魚籠檢查的標準程序對魚群造成相當大的困擾。而U-CAT機器人可以在很近的距離內觀察養殖場中的魚，但機器人的存在仍然會引起魚的行為反應。Argus Mini機器人的出現比U-CAT引起的迴避反應大得多，但透過比較多組研究數據後發現鮭魚的行為差異主要是由機器人的尺寸和行進速度所造成，而不是由運動模式(是否為仿生)、顏色差異或是流體動力學等設計參數所引起。在最後科學家們指出，幸福的魚往往更健康長壽，從而能得到更高的產量。

國立中興大學農藝學系王強生教授從事水稻育種研究超過數十年，在農委會生物經濟計畫的支持下開啟低升糖水稻的育種研究，建立稉稻與秈稻的突變庫，並以分子育種技術縮短育種時程以及創造具備不同性狀的新品種，目前已建立4,000個水稻品系；除了著手研發低糖、低GI的新稻米品種，王強生老師的米強生團隊也與農業委員會農業試驗所、國立嘉義大學、台大醫院雲林分院的專家學者協同合作開發，篩選抗性澱粉高的水稻品系、米粒理化性質分析，綜合各項分析數據進而挑選出符合市場需求的低糖、低GI水稻，再進行動物與人體試驗，以及植物品種權申請。 　　試圖從一片紅海市場中找出屬於低升糖稻米的生存之道，米強生團隊將持續研發更多優質水稻品種，致使台灣農業科研能量在國際間更加閃耀。 【相關資訊】 想更進一步了解此專案研發成果細節，請逕洽財團法人農業科技研究院陳小姐，電話：03-5185092，信箱：1032201@mail.atri.org.tw

牛結核病(bovine tuberculosis, bTB)是目前英國所面臨最困難、棘手的動物健康疾病之一，每年因為感染bTB而宰殺的牛隻超過30,000頭，英國政府為對抗此疾病的擴散訂定了為期25年的作戰計畫，然而英國密集的家禽飼養範圍涵蓋了57%牛結核病病發高危險地區，所以必須採取預防措施，在過去政府提出了減少野生獾數量來控制bTB擴散的應對政策，研究數據顯示，獾的捕獵已經顯著降低bTB在牛群間的傳播率，在分析兩個重災區後發現分別減少了66％和37％的發病率。最近英國動植物衛生局(Animal and Plant Health Agency，APHA) 在牛用疫苗研究上取得了重大突破，在經過測試確保其安全和有效性後，可能會成為抵抗bTB的有力工具，英國政府於今日記者會明確的表明將在未來五年內將加快部署牛用疫苗的使用，並改良牛隻檢測系統進行更敏感的測試，提早攔截疾病，希望能盡快將bTB從牛群中根除。 　　英國環境部長表示，牛結核病是一種移動緩慢且隱匿性強的疾病，會對農民生計造成巨大損害。根據過去的研究，雖然捕殺野生獾能大幅減少該疾病的傳播，但沒有人希望無限期持續獵捕這個物種，因此將加快其他戰略的佈署，包含改善診斷方法和接種牛用疫苗，政府打算開始在為期四年獵殺週期結束的地區實施獾用疫苗，並進行持續性的監控，透過大量獵殺減少野生獾的數量後，接著使用疫苗來處理種群之間的感染，將使其他防疫措施（例如牛用疫苗接種）的實行更有效率，但若是流行病學證據顯示替獾注射疫苗無法有效抑制疾病的擴散，將不排除增加捕獵區範圍。APHA所進行的這項開創性研究是在未來現場試驗和申請使用許可的第一步，雖然這種具破壞性且復雜的疾病目前沒有單一的解決方法，但牛用疫苗的研發能成為預防bTB多管齊下的一種新工具，成為農民們的強大後盾。【延伸閱讀】協助控制牛隻疾病的新型疫苗 　　根據英國最新數據統計，截至去年為止（至2019年11月）減少了9％的bTB牛群感染總數，有染病疑慮的牛群減少了約10％的數量，而因疾病被宰殺的動物總數則減少了4％。政府還制定了計劃與畜牧業合作，從今年的後半年度開始，於英國什羅普郡和斯塔福德郡兩個重災區強制實施對該疾病的監控測試，預計從2021年開始將擴展到其餘的高風險地區。

長久以來，大量來自不同地方的有機廢棄物最終以垃圾掩埋或焚化來處理，因此導致增加溫室氣體(greenhouse gas, GHG)的排放並汙染土壤與水。為了解決這個問題，制定與實施適當的廢棄物管理是非常重要的。 　　在歐盟資助的TO-SYN-FUEL計畫中涉及到新工藝的開發，夫朗和斐應用研究促進協會內的環境安全和能源技術研究所大大的改善了幾種生物質殘渣轉化成二氧化碳中性液體燃料的技術，其稱作熱催化重整技術(Thermo-Catalytic Reforming, TCR)。將TCR與分離氫相結合，分離氫相是由加氫脫氧反應(hydrodeoxygenation, HDO)和變壓吸附法進行反應而成，其中變壓吸附法是將分子篩利用壓力變化的方式來吸附並純化出特定分子。此反應將多種生物質殘渣轉化成3種主要產物：富氫合成氣體、生物碳和液態生物油。 　　該技術的應用從實驗室小規模擴增至大規模生產模式，其每小時可將300公斤的汙泥轉化成燃料，此汙泥為廢水處理過程所產生的最終固體成分，研究團隊欲進一步將生產能力提高到每小時將500公斤的乾汙泥進行轉化，期後續可進一步透過高壓HDO和常規精煉來生產柴油或汽油並能直接使用於內燃機。【延伸閱讀】快速轉化污泥以生成沼氣的新技術 　　這項新技術顯示出對於利用生物質與殘渣具有很高的潛力，研究人員Robert Daschner表示研究目標是將技術處理效率提升至每年處理2,100噸的乾汙泥，並實際運用來生產出超過21萬升的高級生物燃料和3萬公斤的綠色氫氣，期望可在歐洲地區設置100個此類工廠，使每年多達3,200萬噸的有機廢棄物轉化成永續生物燃料，以減少3,500萬噸的溫室氣體和垃圾掩埋場的有機廢棄物，同時建立出永續綠色商業燃料的案例來支持歐盟委員會的目標。