在過度捕撈、污染和氣候變遷等多方影響下，全球海洋生物多樣性正在下降。然而海洋幅員遼闊，難以進行大範圍遠洋生物的長期監測。評估和嘗試應用新的海洋生態監測技術將有助於探討物種豐富度、多樣性和分布情況，促進海洋資源的管理與保護。【延伸閱讀】以eDNA追蹤瀕危魚種 　　環境DNA(Environmental DNA，或稱eDNA)是指生物體釋放到環境中的遺傳物質，從海洋水體中分離eDNA並進行定序分析，可得出從微生物到大型海洋動物的特殊序列，並透過時間、地點的歸檔作業，建立長期的DNA紀錄，可用來檢視入侵物種是否存在、評估生物族群隨時間的變化性，或是追蹤具有重要生態意義的特定物種，是非常有效率的監測方式。 　　美國西岸沿海存在著California Current Ecosystem，是具有高度生產力的湧升流系統，而史丹佛大學海洋解決方案中心(Stanford Center for Ocean Solutions) 則在其中鎖定了一些採樣點，以2016年與2017年收集的eDNA樣本的監測數據與傳統的視覺調查及底拖網調查進行比較，發現可以在eDNA樣本中找到更多海洋物種的訊息。透過底拖網與eDNA調查，總共可確認80種不同的魚類與哺乳動物，包含海豚、鯨魚、海豹、海獅等。 　　藉由此項研究的應用驗證，可確定eDNA能協助追蹤自底拖網逃離而無法觀察到的生物，可為長期的海洋調查提供更多細節，搭配傳感器收集海水鹽度和溫度等數據資料，更能追蹤生物隨不同年份的環境變化而改變分布的狀況。但目前的eDNA定序結果還無法直接用來計算各物種的數量或豐度，也無法確認特定物種年齡或大小，顯示這eDNA監測技術還不會取代利用拖網或聲音的監測方法，但可用來幫助擴大追蹤範圍。相關研究發表於<Frontiers in Marine Science>。

許多作物在開花期需要依靠風力、雨水或動物幫助完成授粉，才能達到一定的產量，維持農民收益。然而，受到氣候變遷、農藥過度施用等影響，蜂群數量正在逐漸下降，也連帶影響蟲媒作物產量，威脅全球糧食安全。部分農民只好額外採用人工授粉的方式以確保後續產量的穩定，而針對大規模種植的商業化作物，則需要更有效率的人工授粉方式。 　　現在，以色列公司Edete則建立了一個點到點的授粉服務（APaS），系統模仿蜜蜂的授粉行為，具有收集和散布花粉兩大部分。首先在花粉收集方面，Edete用機械方法收集花朵，並分離出花粉，再使用專門技術將具有活性、可發芽的花粉保存一年以上，進而解決了作物開花期不同步的問題，以此確保開花期不同的商業品種都有辦法進行良好的授粉，保證提升農作物產量。 　　在散布花粉方面，於作物開花期間，將儲存好的花粉裝入Edete專用的高效人工授粉機中，機器會將乾燥花粉散布在樹木上。公司的第三代授粉機使用光學雷達(light detection and ranging，LIDAR)感測樹的輪廓，並使用演算法盡量接近目標樹木。Edete的授粉機無論在白天或夜晚的任何溫度下都可以進行操作，能夠快速、完整地散布花粉到範圍內的盛開花朵上，目前以於現場測試中提升了杏仁的產量。【延伸閱讀】2025年的日本政府是否能讓所有農戶數據化？ 　　根據估計，至2050年世界人口會增加到九十多億，因應逐漸增長的糧食需求十分重要。目前Edete 已在以色列和澳洲建立了花粉生產設施，並與杏仁市場的主要生產者建立了合作關係，未來也將試圖為落葉果樹授粉，幫助提高梨子、蘋果、櫻桃，杏子等其他作物的產量，防止糧食短缺的危機。

隨著現代化科技發展，市場中新的營銷渠道得以打開，資訊的可追溯性、傳輸效率和收集方式也得到改善。加利西亞2020年的數位化指導原則與國家和歐洲ICT戰略一致，確保以智慧化、永續化和一體化的方式進行所需的轉型，有助於解決加利西亞在社會面、經濟面和環境面的問題，其目標有三項： 通過智慧化解決方案改善管理和生產流程，提高第一級產業的競爭力。 使用創新技術協助產品控制，將糧食品質和安全性轉變為加利西亞第一級產業的主要元素。 通過資通訊技術促進對第一級產業活動的永續和負責任的管理。 　　而加利西亞是西班牙的漁業重鎮，由加里西亞文化創新與技術現代化中心(Amtega)與海洋部(Consellerias del Mar)合作的Primare計畫是一項通過創新技術解決方案實現加利西亞第一級產業活動促進農村地區和海洋發展的戰略。幫助當地畜牧、林業和漁業更具永續性並有助於提高其競爭力。其目標已包含在加利西亞2020年數位議程<現代化到第一級產業的數位化轉型(De la Modernización a la Transformación Digital del Sector Primario)>的挑戰13中。 　　目前Primare Lonjas 4.0計畫已完成Ferrol、Fisterra、Camariñas、Cariño、A Pobra do Caramiñal、Porto do Son、Mugardos、Barallobre、Aldán、A Guarda、Baiona、Vilaxoán、Vilaboa、Arcade等14個市場的技術平台，集合了管理、拍賣、市場營運、發布銷售紀錄等功能。自計畫啟動以來，平台上共管理了超過38,000批次，共計約1,330噸海鮮產品，銷售額超過330萬歐元。計畫在2020年將持續擴展，並致力於開發新功能以及改善基礎設施和技術設備。【延伸閱讀】久保田農機實現智慧農業，創造農業經濟價值 　　完成數位化的市場可以在平台上獲得有關以不同方式在市場進行販售的漁獲物的類別和重量等資訊，並發行與產品市場銷售相關的文件。新的系統也有助於與不同主管機關進行管理，方便進行會計、賬單、稅款的處理。計畫還提供如拍賣螢幕、伺服器、智慧型手機等便於通訊設備、秤和貼標機等。使用這樣的新系統，拍賣管理者可以通過智慧型手機指導流程，授權買方透過應用程式進行面對面或甚至可以同時在不同的市場中進行連線拍賣，對於某種特定類型的拍賣，甚至可以評估買家不必到市場，而是在拍賣師的監督下直接以最高價格授予該系統以出售產品。市場的數位化還包含通訊改善，例如拍賣室Wi-Fi，幫助買家在銷售過程中進行連接。 　　加利西亞政府將在2018年至2021年間投資超過470萬歐元，歐洲海事和漁業基金會（European Maritime and Fisheries Fund，EMFF）共同出資75％，以增進水產市場數位化、營運銷售管理改善、線上拍賣、設備更新、數位管理等，改善現有商業環境。

依據日本厚生勞動省(Ministry of Health, Labour and Welfare)2016年對產業安全與健康進行的調查結果顯示，有59.5％的員工遇到與工作有關的問題，可能會感到高壓、困擾和焦慮。在日本，預防工作者心理健康失調的重要性不斷提高，隨著對改善心理健康的需求越來越大，在辦公室環境中從事綠化布置的情形也越加普遍。 　　日本兵庫縣立大學(University of Hyogo)此次針對實際的辦公室環境進行研究，探討33位男性與30位女性辦公室人員進行桌面綠化的壓力改善情形，受試者可以依據自身喜好選擇喜愛的盆栽(bonsai)、空氣植栽(air plant)或苔玉(kokedama)並學習照顧植物，在感到疲勞時凝視植栽3分鐘。而研究人員則利用特質焦慮量表(State-Trait Anxiety Inventory)與脈搏頻率，在為期4週的實驗中收集參與者心理和生理方面的壓力感受資訊。 　　研究發現，在辦公桌前放置小型植栽有助於降低工作人員的心理壓力，且與受試者年齡或喜好植物選擇並無相關，推測讓受試者自己選擇與照顧植栽的方式可以增進與植物的互動關係，這樣的參與模式可能會促進人們從壓力中恢復，且3分鐘的休息時間也能讓受試者將注意力從工作中轉移到植物，改善心理健康。【延伸閱讀】打造全方位自然體驗的療癒都市 　　以上結果對從事室內植物種植和銷售的企業而言，透過植物協助維持上班族的心理健康或許具有市場潛力。另外，未來也將進一步研究其他的紓壓方法以及對不同工作場所的影響，例如專注力、任務績效和生產效率的改善。相關研究發表於< HortTechnology>。

雜種優勢(heterosis)是指透過不同的親代進行雜交所產下的雜交種能夠繼承親代各自的優勢，常用於牛產業的育種改良上。         這次Neogen公司首次發表了Igenity + Envigor，這是一種雜交牛雜種優勢的基因檢測技術。Igenity是Neogen公司推出的基因檢測工具，能幫助畜牧業進行育種選擇，並管理不同性狀結合市場行銷的關聯變動。而Envigor為Neogen現有的Igenity Beef平台增加了一些新功能。除了Igenity既有的16個性狀外，Envigor則具有牛隻品種性狀的基因組數據，並將不同品種基因組成的雜種優勢列入計算公式中，提供了雜交牛雜種優勢的估計值，範圍從1到10，越高的分數代表雜種優勢越高。         Envigo Neogen產品經理Jamie Courter表示：藉由良好的雜交計畫可以證明雜種優勢能使得牛隻繁殖力提高、淘汰率降低、犢牛斷奶磅數增加以及飼料轉化效率提高等。這樣的工具源自於多年的性狀研究和計畫結果，其意義不是為了取代現有的雜交育種試驗，而是幫助管理者做出更好的決策，為其找出針對牛群成功懷孕、斷奶、生產力、適應能力和飼料轉化效率等最好的遺傳配對，提升農場效益。【延伸閱讀】族群遺傳研究結果顯示芬蘭大西洋鮭之尺寸正在逐年縮水中         Neogen研究與開發小組發現，Envigor評分每提高1分，則使母牛懷孕的機率增加4％，且在牛群中工作6年的可能性也提高4％，這兩者都是影響飼養母牛的底線成本(bottom-line impacting costs)的關鍵。藉由這樣的技術可以追蹤每一頭牛的品種組成，維持某些品牌或品種所主打的特殊性狀，或是優化後代的生產能力。

叢枝菌根菌(arbuscular mycorrhizal fungi，簡稱AMF)是指能與植物根系結合共生的真菌，可以幫助植物吸收土壤中的磷、氮、水分與微量營養素，提升植物的耐旱性與對病蟲害的抵抗能力，而植物則會提供一部分的糖進行交換。通常土壤中會存在天然的菌，大約有80%的陸生植物都與AMF有關，市面上也具有商業化的菌根據可供田間施用。 　　在真菌孢子於土壤中發芽之前，根系定殖(root colonization)的過程就已經開始了。植物根系會散發出特殊的化學物質，觸發真菌孢子發芽並朝向植物根部生長。當真菌與植物接觸後，植物中就會發生一系列複雜的反應，進而停止了對入侵物防禦，允許真菌進入根部並產生微小的樹狀結構，也就是叢枝(arbuscules)，這也是真菌和植物交換糖和營養素的地方。【延伸閱讀】改良酵母菌株可以減輕疲勞 　　與大多數植物一樣，大豆也能與AMF進行配對與共生，但究竟是那些基因可控制AMF定殖於大豆中，仍需進行更多研究。伊利諾大學(University of Illinois)則使用全基因組關聯分析(genome-wide association analysis)來確定與大豆菌根定殖相關的基因組區域。研究人員在裝有菌根菌(Rhizophagus intraradices)孢子的盆中種植了350種不同基因型的大豆，六週後於顯微鏡下觀察植物根部以評估定殖狀況，並比較了這些大豆基因組的差異性，找出六個性狀基因座(quantitative trait loci，QTL)，而這些基因座內包含了nodulin protein families和其他基因。 　　透過研究能夠了解哪些基因與菌根菌定殖具有相關性，能幫助育種者開發出對菌根菌更具親和力的大豆品種，幫助大豆提升養分吸收、耐旱和抗病能力。

目前認為修剪整齊的城市草坪與城市綠地所提供的生態環境服務並不相符，因集約化管理的草坪大多種植低矮的一年生植物與經歷頻繁修剪，故生長速度較慢的物種在頻繁修剪後無法和其他物種競爭，因而減少了授粉媒介的花卉資源，使得城市中的植物和昆蟲多樣性減少，不但降低了城市生態系統的適應力，定期維護管理亦需要大量資金，但目前尚無大量研究城市草坪割草制度對生態的影響。魁北克大學（Université du Québec）研究人員使用整合分析(meta-analysis)研究北美和歐洲的數據，發現城市草坪（包括公園、圓環和道路邊緣）的除草頻率增加，受到的干擾越多，蟲害和雜草入侵的可能性就越大，會對生態產生負面影響，尤其是無脊椎動物和植物多樣性將受到威脅。         減少除草頻率能夠帶來許多環境效益：包含增加傳粉媒介、增加植物多樣性、減少溫室氣體排放，且植物對病蟲害、雜草和乾旱的抵抗力更強。另外，以豚草(Common ragweed)為例，豚草是在北美和歐洲地區常見的植物過敏原，過往研究估計，魁北克地區的豚草過敏費用為每年1.55億加元，在奧地利和巴伐利亞每年為1.33億歐元。由於豚草繁殖能力非常好，能夠在高頻率除草的干擾下生存，僅降低除草的頻率就可以適當減少如豚草等入侵種，並降低受花粉症影響的人數和醫療費用。【延伸閱讀】研究發現綠化程度越高的地區所需支出的醫療保險費用越少         此外，為了解密集除草的經濟成本，研究人員對魁北克的Trois-Rivières進行探討，評估了草坪維護的經濟成本，發現高度使用區域(如公園、綠地)的除草頻率從每年15次減少到每年10次，低使用區域的割草頻率(如一般空地)從每年3次減少到每年1次時，公共維護成本可減少36％。目前研究人員正擴大研究範圍，並開始將研究結果應用於草坪健康改善，相關研究發表於<Journal of Applied Ecology>。

雖然氣溫會影響人所感受到的冷暖程度，但在相同氣溫下，若空氣濕度高，則人們更容易覺得熱，需要仰賴空調等維持舒適度。若能開發降低空氣濕度且較不耗能的相關技術，就能有效減少空調的使用。此外，未來20年，全球能源總消耗量預計將從30％增加到50％，為了促進環境永續發展，需要能開發太陽能、水利、地熱、風力等天然資源作為能量來源，以取代石化燃料。 　　新加坡國立大學(National University of Singapore) 的研究人員則採用光活性材料和超吸濕性水凝膠組合成人造光合作用裝置（artificial photosynthetic device）也稱為光電化學反應系統(Photo-electrochemical)，能夠像植物一樣，以光和水產生能量。其中含有鋅和鈷的水凝膠可從潮濕的空氣中收集超過其重量四倍的水，光陽極則由鐵電半導體雜合物(ferroelectric-semiconductor hybrid)構成，在10mW/cm2的光照下將吸收的水氧化並產生0.4mA/cm2的電流，能量可傳送到太陽能電池儲存，而水凝膠則可持續從空氣中吸收水分補充，以維持能量生成，整套設備可降低12%的相對濕度，與商用空調相比更易於安裝、攜帶，且運作成本更低。【延伸閱讀】法國生物性廢棄物在隔熱材料領域中找到第二生命 　　目前氣候變遷與人口增加仍在持續，人們通常在空調設備上耗費大量金錢以維持舒適性，對空調的降溫需求也不斷增加，這也將導致能源消耗提升。此設備的低成本及高移動性更能與風扇結合使用，幫助降低空氣中的相對濕度，效果優於市售的乾燥劑，進而改善環境的熱舒適性並減少對空調的依賴，帶來潛在的能源和金錢效益。相關研究發表於<Joule>。

人類燃燒化石燃料後所排放的二氧化碳約有三分之一被海洋吸收，導致海水的pH值下降，也就是海洋酸化。目前的海洋的酸化速度非常快，在這樣的環境下，貽貝、牡蠣和某些藻類難以產生堅硬的碳酸鈣殼。在2016年的一項研究中，芝加哥微生物學中心共同主任Cathy Pfister博士表示，在西北太平洋地區收集的貽貝殼平均比1970年代薄32％。另外，海洋酸化也可能使得雙殼動物的幼蟲發育異常，影響海洋生態的發展，為了更加了解海洋酸化對海洋物種的影響，芝加哥大學(University of Chicago)利用地中海貽貝（Mytilus galloprovincialis）作為觀察對象，探討酸化環境對其族群的影響。【延伸閱讀】海洋暖化危機—食物網弱化 　　2017年研究人員於法國採集了地中海貽貝，並以12隻雌性個體和16隻雄性個體雜交以作為起始種群，以確保遺傳多樣性(總共192種遺傳組合)。他們將幼蟲分為兩組，一組是在正常環境(pH值為8.1)的海水中發育；另一組是在pH值為7.4的海水中發育，此pH值實際上低於目前野外環境。目前全球海洋平均pH值約為8.0；在部分地區的pH值可能會達到7.7。而實驗中採用的 pH值則是比未來100年預測的全球海水pH值平均下降幅度更低，但卻是本世紀末前沿海棲地的海洋物種可能會遇到的情況。 　　研究人員將貽貝幼蟲放在桶中飼養，並定時測量殼的大小並分析存活幼蟲的遺傳組成，發現在低pH值環境中具有很強的選擇特徵，顯示能在此環境成功適應的貽貝中產生了獨特的遺傳變異。此外，在低pH環境中飼養的貽貝殼比在正常pH環境中生長的殼小，但是在兩種條件下生長的貽貝總存活率相同，表示貽貝具有能力適應更加惡劣的生存環境，這在氣候變遷持續推進的情況下似乎是好消息。但作者指出，pH值只是影響環境的其中一個變因；雖然某些物種能夠因應pH值急劇下降的環境，但若伴隨鹽度或溫度的大幅改變，這些物種就不一定能持續存活。 　　地中海貽貝是提供全球食物來源的貽貝物種之一，根據此項研究結果可以看出保護水產的遺傳多樣性非常重要，因為基因庫中似乎已經具有適應近期海洋酸化的能力。相關研究發表於<bioRxiv>。

考量於地球人口的持續擴張，實行永續食品系統能提供充足和營養的食物，並提高氣候適應能力，減少對環境的負面影響。過去的綠色革命促進農作物產量不斷提高，支持了大量人口的糧食供應，但也造成天然資源使用需求增加、溫室氣體大幅排放等情況。同時，也排擠到傳統穀物的消費，過去50年來，印度穀物產量已成長兩倍，其中稻米占了將近一半。目前印度仍持續消費傳統穀物，但消費程度與以往相比較低。 　　雖然印度是綠色革命的主要受惠者之一，但考慮到環境永續，還是需要了解國內營養供應、氣候環境、自然資源分配與利用狀況等因素，以尋找更加適應未來氣候與減少溫室氣體排放的糧食種植方式。印度商學院(Indian School of Business)的研究人員就以稻米為主的季風地區穀物生產為例，對鴨腳稗（Eleusine coracana）、珍珠粟（Pennissetum glaucum）、稻米（Oryza sativa）和高粱（Sorghum bicolor）進行種植評估，並針對以下條件進行優化(①最大化蛋白質供應、②最大化鐵供應、③最小化能源需求、④最小化溫室氣體排放、⑤用水需求最小化，以及⑥氣候適應力最大化)，幫助探討地區性糧食生產決策可以如何改善。【延伸閱讀】美國也開始重視全球未來潛力產業—水產養殖 　　研究發現，水稻需要利用大量水資源灌溉，對於印度國內的地下水資源負擔較大，且稻田中的細菌在阻隔空氣的情況下進行無氧呼吸會促進甲烷(一種溫室氣體)排放。與水稻相比，高粱等傳統穀物營養更豐富，對環境的破壞也較小，部分節水地區可以考慮以其他穀物取代稻米種植。然而，農民生計也是決定是否轉作的重要考量，政府還應該思考經濟因素與補貼政策等現實面的問題，才能擬訂更為周到的政策，將農業效益盡量最大化。相關研究發表於< Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)>。

近年來，勞動力成本上漲所帶來的挑戰引導農業機械朝向高效率與高精確度發展，如何利用減少操作人手與降低人員所面臨的危險，是許多農機具公司的開發方向。然而，在果園當中，植物的本體或樹冠層常是機器作業的重大阻礙，也容易遮擋通訊設備的訊號，故開發在園中採精細動作的自動化機械系統較為困難。 　　現在，Dave Crinklaw開發了全球無人噴霧系統（Global Unmanned Spray System，GUSS），這是一款100%無人駕駛的自動噴霧機器，因外型較矮，可以從樹枝下方穿過，避免撞擊樹上的果實或枝葉導致損壞，能夠在杏仁、核桃、開心果和柑橘園中應用。除了利用GPS定位外，還使用雷達、陀螺儀、碰撞感應保險桿等促進田間移動時的順暢，而Tree-See技術則能確保機器發現縫隙時關閉32個噴嘴，配置的攝影機能將GUSS行走時的影像呈現給遠端的操作人員，除了避免現場操作的風險，操作人員還可在發生問題時停下機器，或是操縱機器越過障礙物。【延伸閱讀】研究指出以機器代替人工採收蘋果是符合經濟效益的做法 　　機器由康明斯6.7 L引擎提供173馬力的動力，為四輪驅動， 90加侖的大型油箱可確保機器運作達14個小時。另外，GUSS的操作由附近控制站處理，控制站中可以顯示所有GUSS的即時影像、儲液罐的液體高度、位置、噴灑速率、速度和方向等數據，1個操作人員可以同時監控8部GUSS，並設定移動邊界，一旦機器移動到預設邊界外就會自動關閉，以便於管理。 　　自2018年世界農業博覽會首次亮相以來，GUSS已經噴灑過20,000英畝的土地，更獲得CES 2020創新獎，顯現出行動數據對於農業精準化控制機器的貢獻與技術發展。

氣候變遷和環境惡化正在威脅全世界，面對這樣的挑戰，歐洲需要新的成長戰略，將歐盟轉變為現代、節約資源和具競爭性的經濟體。過去歐盟在促進經濟發展的同時，對於減少溫室氣體排放也有良好的成效。2018年的溫室氣體排放量比1990年降低了23％，而歐盟的國內生產總值也增加了61％。但是，直到達成環境永續的願景前還有許多工作，歐盟正在引領綠色和包容性經濟的發展。 　　歐盟執委會主席Ursula von der Leyen表示：「《歐洲綠色協議(European Green Deal) 》是新的成長戰略，其中說明如何改變生活、工作、生產和消費方式，進而使我們的生活變得更加健康，並促進產業創新，我們都可以參與過程並從機會中受益，未來將採取迅速行動以促進歐盟經濟成為全球領導先驅。我們決定為了地球上所有生命的利益而成功達成，並通過向世界上其他地方展示如何達成永續發展和維持競爭力，更能說服其他國家與我們一起前進。」 　　執行副總裁Frans Timmermans補充說：「我們的氣候與環境正處於緊急狀態，《歐洲綠色協議》是通過改變我們的經濟模式來改善人民的健康和福祉。計畫闡明如何減少溫室氣體排放、恢復自然環境健康、保護野生動植物、創造新的經濟機會以及改善公民生活品質。在這之中每個人都可以發揮重要作用，每個產業和國家都將成為轉變的一部分。此外，我們的責任是確認過程的公正性，在執行《歐洲綠色協議》時沒有任何人被落下。」 　　《歐洲綠色協議》說明了藍圖，其中包括通過採取乾淨、循環經濟，並阻止氣候變遷，緩解生物多樣性喪失和減少污染等措施來提高資源的有效利用。其中概述了所需的投資和可用的融資工具，且涵蓋了所有經濟領域，特別是交通、能源、農業、建築、鋼鐵、水泥、ICT、紡織和化工等產業。【延伸閱讀】印度內閣批准2018國家生物燃料政策 　　為了在2050年成為世界上第一個氣候中和(climate neutrality)大陸，歐盟委員會將在100天之內提出第一部《歐洲氣候法(European Climate Law)》。為了實現在氣候和環境方面的遠大目標，委員會還將提出《 2030年生物多樣性戰略(Biodiversity Strategy for 2030)》，新的《工業戰略和循環經濟行動計畫(Industrial Strategy and Circular Economy Action Plan)》，《從農場到餐桌的永續食品戰略(Farm to Fork Strategy)》以及對無污染歐洲的建議等，這些工作將立即啟動以達到歐洲2030年的排放目標，並為2050年目標鋪路。 　　欲達到《歐洲綠色協議》的目標將需要大量投資，若要達成2030年氣候和能源目標，預估每年需要追加2,600億歐元的資金，約佔2018年GDP的1.5％。這項投資將需要動員公、私部門，歐盟委員會將在2020年初提出一項投資計畫，以幫助滿足投資需求。未來，歐盟也將繼續在聯合國《生物多樣性和氣候公約》中促進其環境目標和標準，並強化綠色外交，利用G7、G20、國際公約和雙邊關係勸說其他國家共同努力。歐盟還將使用貿易政策來確保永續性，並將與巴爾幹半島和非洲的鄰近國家建立夥伴關係，以幫助這些地區度過永續化進程。

智慧農業之目標為提升農作物生產值，並高度應用串聯各種資訊的IoT(物聯網)與無人機作為技術後盾。在這方面，提供草莓與番茄園藝設施栽培資材的誠和公司，不僅應用大數據提升產量，也建構可視化系統，以盡可能降低農業經營所產生的風險。 　　誠和公司研發部部長大出祐陸指著溫室內的一條藍色塑膠管線：「這裡流著高濃度(約8,000PPM)的二氧化碳」。其設計為直接穿過溫室種植的番茄葉陰影處，就近從植物旁釋放出二氧化碳，讓植物有效吸收。此外，溫室內二氧化碳濃度約有700至800PPM，約為空氣中的兩倍之多。 　　誠和公司為日本農林水產省全國69區「推動智慧農業示範驗證」中擔負其中一個要角，其主要目標應用數據，提升番茄溫室栽培10%產量，20%的銷售單價，同時降低農民10%勞動時間，與10%的生產成本。 　　將平常測量的溫室內的日照、溫度、二氧化碳濃度數據進行雲端管理，必要時再進行澆水與農藥噴灑。二氧化碳濃度高的環境下，番茄也會較快早熟。 　　擁有詳細的生長資訊可估算產量，以及預測出最佳收穫時間，再結合預測市場動向系統，可掌握市場價格動態，有利於高價時出貨。【延伸閱讀】氣象數據支持水稻、小麥、大豆栽培管理支援系統 　　此外，溫室作業員會配戴含特殊程式的手錶，詳實記錄每天作業所需花費的時間外，可以適當管理作業時間，有效掌握每個作業人員工作效率，並可提供高產值的人員配置。 　　大出部長表示：「對於年輕世代的農業經營者來說，重要並不只是每單位面積的產量多寡，能否穩定商品價格，掌握經營風險，持續農業經營才是根本要素。」 　　此項驗證計畫期限至2020年底，爾後由誠和公司自主經營。未來能否以二氧化碳供給裝置與感測器等相關農業設施硬體銷售，加上所蒐數據至雲端應用，提供農業穩定經營服務項目將拭目以待。 　　此外，2019年10月召開「期中審查會議」，集結69個地區的示範驗證計畫。國立研究開發法人農業暨食品產業技術綜合研究機構(農研機構)的師級研究員礒崎真英論述：「一般國家型計劃為獨立進行，具體內容通常須等整體計畫結案後的成果報告才能得知。而這次則是在研究階段讓彼此瞭解具體研究內容，有利於互相切磋、進步的機會。」 　　期盼藉由物聯網與自動化技術之應用，克服農業人力不足與生產力低下等困境，身兼農業技術開發之重責大任的農業機構更是責無旁貸。

細菌性植物病害每年危害許多作物，造成農民的經濟損失，而病原檢測能幫助進行地區性的病害管理，用以觀察當地病原的危害程度與防堵跨域感染，也能幫助農民觀察土壤或水是否已受到汙染，避免在帶有病原的土中耕作或使用帶有病原的水灌溉。最常使用的檢測技術包含酵素免疫分析法(Enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)與聚合酶連鎖反應(Polymerase chain reaction，PCR)，其中PCR因具有高敏感度、高特異性與試劑取得容易等優點，使得採用基因體比對的分析方式越來越普及，使用者也能透過各種方式設計相關的引子(primer)序列。由於病原的基因會透過遺傳不斷變化，引子設計後的專一性關乎其能否於田間實際利用。 　　現在美國科羅拉多州立大學 (Colorado State University)開發出Uniqprimer，這是一款協助設計引子的線上工具，可通過Galaxy網站取得。研究人員透過病原細菌Dickeya dianthicola的基因進行引子設計與工具測試，這種細菌的寄主種類相當廣泛，且會造成馬鈴薯的莖變黑、塊莖腐爛或植株枯萎等病徵，2015年的大爆發導致美國損失超過4,000萬美元。並進一步於加州、科羅拉多州、佛羅里達州、密西根州、密蘇里州、新墨西哥州、紐約州、北卡羅來納州、德州和威斯康星州取得52個馬鈴薯莖、14個塊莖、9個組織培養樣品和41個灌溉的樣品進行測試，總共在41個樣品中偵測出D. dianthicola，具有良好的檢測效果。經由互聯網連接，任何人都可以使用Uniqprimer，儘管作業速度可能會隨著數據資料輸入和RiceGalaxy上同時使用的用戶數量而有所不同。相關研究發表於<Plant disease>。【延伸閱讀】新型可攜式DNA定序裝置可廣泛偵測早期小麥相關疾病

飼料中富含動物生長所需營養，恰好也是適合微生物滋長的溫床，為了防止動物飼料發霉變質，酪農常會添加黏土(clay)作為飼料添加劑。過去的文獻中顯示，黏土添加劑能夠減少乳牛胃腸吸收黃麴毒素(aflatoxin)的機會；利用澎潤土(bentonite clay) 也能減少瘤胃中pH值降低的負面影響，減少牛隻罹患亞急性瘤胃酸中毒（Subacute Ruminal Acidosis，SARA）的機會。此外，黏土為矽酸鹽，具有吸收重金屬和有毒物質的能力，但也由於其強大的結合力，可能會影響關鍵營養物質的分解與吸收。因此，須了解黏土對乳牛飼料分解的潛在影響，以確定營養物質的利用率。 　　美國伊利諾大學(University of Illinois) 採用霍爾斯坦牛(Holstein cows)為試驗對象，以紫苜蓿(dried alfalfa hay)、 乾草(grass hay)、 溼酒糟(wet brewer’s grains)、 碎玉米(ground corn)、 青貯玉米(corn silage)、soybean meal(豆粕)等六種飼料進行瘤胃原位消化實驗(in situ digestion methods)，並在其中添加黏土以觀察飼料分解情形。研究人員將飼料放入網袋中，然後通過手術將其直接送入瘤胃，經過兩個小時到四天的消化後取出袋子並針對內容物進行採樣分析。結果發現，在乾草飼料中添加2%黏土時，可幫助脂肪的消化率和使用率就達到最大化。【延伸閱讀】餵食花生飼料可提高肉雞中不飽和脂肪酸含量 　　通過此項研究，可以告訴生產者在面臨黃麴毒素的風險時，可以考慮使用黏土，且不必擔心黏土阻礙飼料的消化率。另外，黏土會結合帶正電的離子，減緩瘤胃中的酸性，幫助避免因TMR(完全混合日糧，total mixed ration)飼養所導致的SARA風險。綜上所述，作者建議可添加1%到2%的黏土到飼料當中，黏土除了幫助降低黃麴毒素對乳牛的影響，還能作為pH緩衝劑並改善某些飼料的分解，具有利用價值。

主題1：病蟲害防治 《研發同等藥劑效果之稻種溫湯消毒》 　　由東京農工大學、富山縣、佐竹株式會社、秋田縣立大學與信州大學共同研發種子消毒技術。此項技術發現預先乾燥水稻種子，可強化水稻高抗耐溫性。透過比平常高5℃的條件下溫湯消毒，仍可維持發芽能力，甚至具有發揮抗水稻徒長病、稲熱病、幼苗立枯病、水稻白葉枯病之化學合成農藥之同等效果。 　　其研究成果顯示，此項技術有效於抗藥性之病菌，同時可減少農藥的使用，有助於友善環境。 主題2：智慧農業 《輕鬆可得！配水管理系統—ICT自動化管理大幅降低勞力與費用》 　　農研機構利用ICT技術，研發供水路到水田的最佳農業配水管理系統。此項配水管理系統可因應所需的水量，讓水泵出力最佳化，省去人員管理作業程序，達到節省勞力之效益，同時可降低電費等管理費用，以及降低水資源浪費問題。 主題3：病蟲害防治 《蝙蝠的超音波防止飛蛾侵入，達成草莓溫室九成防治效果》 　　由農研機構、東北學院大學和JRCS公司(Just Right Customer Solution)利用飛蛾討厭蝙蝠所發出的超音波的特質，研發出模擬蝙蝠人工超音波驅離飛蛾之裝置。 　　此裝置針對草莓溫室側窗所設計。超音波功能主要利用飛蛾日沒前到清晨這段出沒時間開啟，大幅降低溫室類飛蛾侵入，成功抑制九成以上的蛾類飛蛾產卵，並有效控制農藥使用量，達到有效病蟲害蟲管理。 主題4：智慧農業 《利用AI人工智慧技術可提前預測三週後果菜類生產量，強化栽培環境改善與穩定交易，有助於農民所得提升》 　　高知縣、富士通、Nextremer公司研發可由智慧手機資訊共享的「高知縣園藝品生產預測系統」。此系統將所累積的出貨數據上傳至雲端系統，並加上果菜類每日出貨量、品質與部會內產出成果，預測之後的出貨量。藉此提升農業經營現場生產指導，改善栽培環境，以及促進大量預先銷售模式之建立，進而提升農民所得。【延伸閱讀】2019日本農業十大研究成果排行 主題5：動物衛生 《牛隻白血病的新抗病方法，有效成功抗病毒，應用於牛的疑難雜症疾病》 　　北海道大學研究小組針對有效疫苗，以及目前尚無有效治療的牛隻白血病成功研發出新型抗病方法。此項研發可抑制免疫細胞的內分泌物質和抑制其誘導的蛋白質功能的各種藥物 (前列腺素E2抑制劑以及免疫檢查點抑制劑)，可減少牛隻白血病毒感染。除此，未來包含牛隻白血病在內，可應用於其他牛隻疾病。 主題6：病蟲害防治 《利用電力或超音波消滅福壽螺，無須使用任何藥劑驅除侵略水田外來物種》 　　國立佐世保工業高等專門學校發現侵略水田外來物種福壽螺對於電力會產生靜電反應。利用這種性質，在水田周邊設置電力裝置吸引大量福壽螺靠近捕捉，並在短時間內用超音波功能消滅捕捉的福壽螺。此項技術，無須使用任何藥劑可有效驅除福壽螺。 主題7：動物健康 《盡早發現牛乳房炎新型診斷方法。利用小型NMR早期檢測黃色葡萄球桿菌乳房炎》 　　國立研究開發法人理化學研究所與農研機構發現利用核磁共振(NMR)檢測牛的乳汁，可早期發現乳房炎新型診斷方法。其診斷方法發現留意乳汁所含有微粒子的表面積，感染黃色葡萄球桿菌的乳腺炎乳汁的比表面積數值較少。所呈現數值可即時反應此項症狀，能早期控制早期治療。 主題8：智慧農業 《輕巧低價專為中型養豬農家所設計的自動洗豬舍機器人，免除辛苦清潔作業亦能節省人力》 　　農研機構、中嶋製作所與香川大學等研究團隊，針對中型養豬農家所設計的自動化洗豬舍機器人。此機台輕巧可因應日本狹窄的豬舍通道，且無須太多花費即可清潔豬舍。由於豬舍環境嚴峻人工清潔向來辛苦且非常需要耗費時間。而自動化清潔機器人正好可幫忙負擔這部分工作，相較於人工清潔亦可降低30%勞動時間，同時徹底洗淨消毒，降低疾病風險。 主題9：新育種技術 《發現水稻高耐病性與促進植株花朵變大的BSR2，研發水稻紋枯病新防治法》 　　由農研機構、國立研究開發法人理化學研究所、岡山縣農林綜合研究中心生物科學研究所發現讓水稻重要病害之一的紋枯病，以及可讓促進植株花朵變大的遺傳因子BSR2。未來持續研究BSR2紋枯病的結構，研發新防治方法。此外，利用此項遺傳因子，進而研發出可高度抗病害的大型花朵。 主題10：智慧農業 《利用AI人工智慧，研發從人工到自動化茶葉採摘機》 　　由鹿兒島縣、松元機工公司、日本計器鹿兒島製作所研發可自動化採摘茶葉的「無人茶葉採摘機」。目前此機台已接受訂單開始販售。此機台利用AI人工智慧確認茶樹的位置，自動化且高精準度進行自動化採摘作業，亦可自動行駛至隔壁茶田。此項研發不僅大幅節省人力，在降雨等各種惡劣氣候下仍可作業，除了增加工作效能之外，同時可減輕事故風險，提升農作業安全。

地球資源有限，而人口仍在持續增加，在短短二十年內，人口將由目前的77億上升至97億，屆時土地的使用競爭將更加劇烈，其他用途會不斷壓縮現有的農地空間，故必須盡快改變現有的農業生產模式，才有可能避免未來營養不良的問題。同時，氣候變遷也正在影響著現在的環境，而美國有8.4%的溫室氣體排放來自於農業活動，基於環境永續之考量，農業經營需要採取降低溫室氣體排放的方式。 　　過去十年中，垂直農業(vertical farming)發展蓬勃，因可充分利用垂直空間，比起一般單層的耕作方式更能提升土地利用效率，水資源的和化學藥劑的使用也減少許多，透過這些方式可減輕農業對環境的影響。另外，在城市地區附近建立垂直農業，產品運輸的距離就能縮短許多，間接減少運輸過程中二氧化碳的排放。然而，部分觀點認為維持垂直農業所提供的人工環境需消耗大量能源，並不屬於生態友善農業的一部分，這也是許多相關公司致力突破的技術障礙，以更高效率的資源利用提升實行垂直農業的優勢。【推薦閱讀】類似樂高積木般可組裝的垂直耕作系統 　　AeroFarms具有專利氣耕種植系統(aeroponics)，在可完全控制作物生長環境的人工系統中進行耕作，依照目標作物所需空間訂製結構高度，並提供霧化的水和養分供植物吸收，其用水量比田間耕種少95％，比水培少40％。而且，此系統還採用LED燈為不同目標植物提供精確的光照強度和波長，促使能源利用效率最大化。另通過遠端監控，科學家在每次收穫時可以掌握超過130,000個數據，用以精進預測分析的正確性，盡量縮小耕作風險。這樣的智慧化系統使作物種植時間比傳統田間縮短一半，且每平方英尺的生產力比起一般田間商業農場更高。 　　結合機器學習、機器視覺以及物聯網協助收集傳感器數據等多種技術，AeroFarms至今已成功種植超過5億株植物，300多個品種。目前正與有影響力的市場領導者（例如Dell Technologies）合作，以提升自動化和數據分析方面的能力，希望能更進一步促進植物的健康狀況與產量。

草食性的反芻動物，例如牛，主要通過瘤胃中的微生物幫助分解纖維素以提供其生長所需能量，許多生物性和非生物性因素會影響纖維素分解的效率，進而影響動物生產力和健康。利用總體基因體學(Metagenomics)可以了解瘤胃中參與纖維素(cellulose)和半纖維素(hemicellulose)分解的相關基因，但僅能確定微生物群的分解潛力，無法了解分解酵素的基因表現狀況。而瘤胃中微生物群組成複雜，為了更加了解反芻動物消化道中的微生物分解纖維素的活性，加拿大Lallemand Animal Nutrition已與法國Dendris建立了研發合作關係，將開發一種新的監測工具，以評估不同營養條件下（包括補充益生菌）對消化菌群關鍵功能的影響。【延伸閱讀】巴布紐幾內亞的豬農已成功運用區塊鏈技術進行溯源管理 　　在由法國國家農業研究院(Institut National de la Recherche Agronomique，INRA)和克萊蒙奧弗涅大學(Université Clermont Auvergne)的團隊進行的原型開發期間，選擇了約400個涉及纖維素消化的關鍵基因，並鎖定了60個重要基因作為探討分解纖維素和半纖維素的生物標誌(biomarker)。此工具將有助於促進反芻動物的精確餵養，並有助於開發飼料配方或新型飼料添加劑，以提高纖維分解效率。 　　由於益生菌可以提升瘤胃分解纖維素的效率，因此使用這樣的功能性生物晶片(functional biochip)有助於了解牛隻瘤胃中的狀況，並訂定相對的營養改善方式以改善瘤胃功能，現階段公司僅用於內部研發或客製化需求使用，尚無商業化計畫。相關研究發表於<frontiers in Microbiology>。