香蕉(banana)是全球重要的主食之一，許多國家也從事香蕉栽培生產與出口以滿足全球的香蕉需求市場。然而在全球氣候變遷的衝擊下，恐將影響以發展香蕉經濟產業為主的國家。英國艾希特大學(University of Exeter)的研究團隊在最新研究中便揭露，全球氣候變遷，恐為國家或區域經濟發展帶來一大隱憂。 　　英國艾希特大學的研究團隊曾以電腦模式模擬法，結合歷史氣象、環境、微生物等資訊，推論出全球氣候變遷在香蕉病原性真菌的擴散與爆發上扮演重要的角色。而最新的研究則將重點聚焦在全球氣候變遷下，世界主要香蕉生產與出進口產業方面的衝擊。研究團隊共蒐集生產全球86%鮮食蕉(dessert banana，原文簡稱香蕉banana)，一共來自27國的數據，希望能發現鮮食蕉產量消長與全球氣候變遷之間的關聯性。研究指出，近期氣候變化雖使鮮食蕉產量提升至每公頃生產1.37公噸，令多數的產蕉國獲益，然而模擬結果卻顯示，若氣候變遷的效應持續增強下，恐將衝擊全球香蕉產量。 　　研究團隊套用由政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change，簡稱IPCC)所制定的溫室氣體排放情境──代表濃度途徑(Representative Concentration Pathways，簡稱RCP)情境進行模擬，分別以RCP 4.5及RCP 8.5的情境，模擬香蕉產量在未來2050年的生產變化。模擬結果發現，香蕉產量在RCP 4.5與RCP 8.5的情境下將分別減產為每公頃生產0.59公噸與每公頃生產0.19公噸。模擬顯示包含印度(India)、巴西(Brazil)、哥倫比亞(Colombia)、哥斯大黎加(Costa Rica)、瓜地馬拉(Guatemala)、巴拿馬(Panama)、菲律賓(Philippines)等10國將面臨氣候變遷的衝擊，其中主要影響的對象為大型供應商(producer)與出口商(exporter)。然而，中南美洲與加勒比海地區的厄瓜多(Ecuador)、宏都拉斯(Honduras)及部分非洲國家反而能在未來氣候變遷下增加香蕉的收益。【延伸閱讀】透過DayCent模擬預估纖維素生物燃料如何減緩全球暖化 　　雖然氣候變遷對農業生產影響甚鉅，然而在建構設施設備、改變經營管理策略等新科技與管理策略的導入下，或許能適度地減緩(mitigation)氣候變遷所帶來的衝擊。為此，研究團隊也於研究中模擬在技術驅動(technology-driven)下的香蕉產量變化，以供整體研究參考，並呼籲將來可能受影響的國家應及早準備，例如：預先加強農業灌溉設備等因應氣候變遷的做法。 　　研究團隊認為目前尚待整合全球主要供應商、出口商彼此間的知識經驗，藉由促進彼此間知識交流，共同面對未來全球氣候變遷下的挑戰。 　　該研究由英國生物技術暨生物科學研究委員會(Biotechnology and Biological Sciences Research Council，簡稱BBSRC)與歐盟相關計畫資助，詳細研究成果已發表在<Nature Climate Change>。

垂直農業(vertical agriculture)是都市農業(urban agriculture)的主要發展型態之一，被認為是解決都市地區糧食供應問題的有效方法。究竟垂直農業有哪些發展優勢，英國廣播公司(British Broadcasting Corporation，以下簡稱BBC)便以美國紐約市(New York City)所發展的都市垂直農業為報導素材，報導有關企業發展都市農業的契機與探討商機之所在。 　　紐約市為高度都市化且人口稠密的地區，當地超市所販售之農產品多購自其他產地，在這樣的市場規模及需求下，總部位在紐約市布魯克林區(Brooklyn)的農業公司──Square Roots公司便抓住這樣的商機，朝都市農業發展的腳步前進。Square Roots公司團隊廣納各領域的專業人才，包括人工智慧專家、農業機械專家、軟體設計專家等，並在與許多公司合作下，一同發展都市垂直農業。 　　Square Roots公司目前與美國地區大型的物流商──Gordon Food Service公司租借約200間倉儲，發展以種植葉菜類作物為主的室內農作。雖然租借適合的室內場域與購置專業的栽培設施，使得都市農業發展初期就得投入高成本，然而這樣的付出可望為紐約市當地消費者提供較新鮮、更即時、高品質的葉菜類產品。此外，進行室內農業毋須擔心氣候的變化，設施內部環境可交由人工智慧系統進行學習與管理，在操作上除了全程自動化外，亦可透過遠端電腦或平板裝置進行作業。由於農業生產作業幾乎全程在室內環境中進行，因此除了擁有不受氣候影響的優勢外，亦擁有能全天候供貨的優勢，為當地消費者帶來便利性。在另一方面，由於生產地多位於都市地區，因此節省不少運輸成本及碳足跡。【延伸閱讀】打造符合高產、高效之永續都市菜園 　　根據Agritecture Consulting最新的市場預估，全球垂直農業總產值可望由2013年的4億美元，經過10年的發展下，估計於2023年總產值將上看64億美元，可見垂直農業的發展潛力。除了販售葉菜類作物外，Square Roots公司希望能在優化生長條件後克服栽培限制，設法嘗試種植如番茄、草莓、胡椒等作物，以滿足更多元的經濟市場需求。 　　本文摘譯自英國廣播公司於2019.08.23的電子新聞，原文內容請詳閱作者Russell Hotten發表之<The future of food: Why farming is moving indoors>一文。

真菌性病害是導致全球糧食作物減產、危害生物安全(biosecurity)的主要病蟲害類型之一。近期在南亞孟加拉(Bangladesh)所發生的真菌性疾病導致當地小麥(wheat, Triticum aestivum)產量銳減，造成嚴重的糧食安全與生物安全危機。為避免這樣的事件再次發生，如何在病害擴散初期，以快速偵測的手段找出關鍵病原，將有助於建立病蟲害早期防治措施，避免疾病的傳播。傳統的作物疾病診斷係透過專家以肉眼鑑別植物病癥，再進一步以生化方法確立病原，然而該方法多倚賴專家經驗，且恐無法正確且有效地正確診斷，最後失去最佳防疫的階段。為了搶在第一時間有效偵測病害種類，以建立有效地因應措施，以澳洲國立大學(Australian National University)為首的澳洲研究團隊便開發出一具可偵測真菌性病害與進行菌相分析的可攜式DNA定序儀(portable DNA sequencer)，希望能應用在作物病害防治方面。 　　研究團隊所發明的可攜式DNA定序儀可分析樣區中疑似患病的小麥，分析過程是將多片疑似染病的葉片樣本與藥劑均勻混和後加到可攜式DNA定序儀中，以全基因組霰彈槍定序技術(whole genome shot-gun sequencing)測出病原的DNA序列，最後再將病原DNA序列與遺傳資料庫進行比對，找出關鍵的病原。研究團隊的這套儀器已證實可鑑別出由Puccinia striiformis引起的小麥條銹病(wheat stripe rust)、由Zymoseptoria tritici引起的小麥葉斑病(Septoria tritici blotch)、由Pyrenophora tritici-repentis所引起的黃斑病(yellow leaf spot)等真菌性疾病。【延伸閱讀】植物適用的可穿戴式裝置 　　研究團隊的這套可攜式裝置可用在田間，進行現場快速檢測分析以獲得最新的疫病資訊，達到及時病蟲害監控的效果。避免類似的疾病再次發生在世界的任一區域。該研究也希望能找出能對抗病害的微生物，並運用環境友善的生物防治法控制疾病的發生。 　　有關可攜式DNA定序儀的工作原理與詳細研究成果，請參考已發表在<Phytobiomes Journal>的文章。

全世界現正面臨人口快速成長的壓力，聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations，簡稱聯合國糧農組織FAO)預估在2050年，全球總人口將上看百億。面臨龐大的糧食供應需求及飢餓人口持續增加的情況下，提高全球農業生產將是必然之趨勢。由於開發中與未開發國家等國家為主的南方國家(Global South)正在經歷人口快速成長的階段，而多數國家同時臨到農業勞動力老化、青壯年人口不願投入農業生產的窘境，因此發展科技輔助農業或許將有助於解決當前之產業現狀。微軟全球行銷市場營運執行副總暨總裁(EVP and President, Microsoft Global Sales, Marketing & Operations) Jean-Philippe Courtois表示，若能有效地駕馭人工智慧(artificial intelligence，簡稱AI)技術，將有助於協助當地農業轉型。 　　Jean-Philippe Courtois提到，越來越多農民勇於接受新興技術，例如應用衛星定位的自駕曳引機、衛星影像應用等。感測器與機器學習等新科技也同樣用以輔助農民執行智慧決策，令生產更有效率。位在印度東南方的安得拉邦(Andhra Pradesh)所執行的先導計畫便展現人工智慧於農業應用的驚人成果。【延伸閱讀】西班牙利用人工智慧防治病蟲害 　　當地農民過往常倚賴傳統農事經驗與臆測的方法來決定何時種植，然而在微軟與國際熱帶半乾旱農作物研究所(International Crops Research Institute for the Semi-Arid-Tropics，簡稱ICRISAT)的合作協助下，為當地農業導入人工智慧優勢技術，進而提高當地農業產量。其中，研究團隊所開發的「人工智慧播種應用程式」(AI Sowing App)匯集過去30多年的氣候資訊，並在整合及時氣象資訊後，運用微軟Azure AI技術預測出最佳的播種時間、播種深度、有機肥料使用多寡等參數。這些資訊不僅可透過智慧型行動裝置進行搜尋，亦可透過傳統功能手機(feature phone)收發相關簡訊。目前該研究已吸引當地175位花生農參與，在參考人工智慧決策建議後，參與計畫的農民每公頃產量可較傳統做法提高30%，顯示導入人工智慧對於提高農業生產的重要性。 　　除了上述實際案例，微軟有其他類似幫助小農的計畫正在進行。希望在不久的將來，智慧農業將能幫助人類解決人口成長引起的糧食安全問題。相關研究案例請參考聯合國糧農組織的連結與微軟官方部落格。

有別於應用早已普及的化石燃料(fossil fuel)，另一種稱之為生質燃料(或稱生物燃料，biofuel)的替代性永續能源仍處於發展階段。生質燃料是一種可再生資源，常見的燃料形式包括乙醇、甲烷、生質柴油等，其中生質柴油(biodiesel)可做為車輛引擎的燃料，在能源應用上極具發展潛力。生質柴油可生物體內常見的脂質──三酸甘油酯(triacylglycerol，簡稱TAG)做為前驅物，經轉酯反應(transesterification)後可合成生質柴油(biodiesel)。由於生質燃油富有發展成為永續替代性能源的潛力，因此生質柴油的原料生產成了各界研究的首要目標。日本京都大學(京都大学，Kyoto University)的研究團隊以大量生產三酸甘油酯的藻類生物進行遺傳學方面的研究，發現提高微藻(Microalgae，或稱microscopic algae)量產三酸甘油酯的重要遺傳關鍵。【延伸閱讀】科學家發現能提高植物油產量的永續作法 　　在先前關於藻類的研究中，雖已發現微藻可在缺乏營養源的環境下生產大量的三酸甘油酯，然而這樣的環境也令微藻無法正常生長與繁衍，降低微藻整體的產能。為使微藻在量產三酸甘油酯之餘，也能同時兼顧正常的生理機能，以提高生產效率，研究團隊開始利用單胞藻(Chlamydomonas reinhardtii)進行一系列的研究。研究團隊首先發現，在充滿氮源但缺乏磷源的環境中，微藻可在增加三酸甘油酯生合成的同時，維持一定程度的生長及生殖等正常生理表現。為進一步釐清生理表現背後的遺傳機制，研究團隊以共表現分析(co-expression analysis)，找到在磷源限制(phosphorus-limited)的環境條件下，參與單胞藻三酸甘油酯生合成的轉錄因子(transcription factor)，名為lipid remodeling regulator 1 (LRL1)的關鍵蛋白，並找出對應的LRL1基因。除此之外，研究團隊同樣發現其他在磷源限制環境下，同樣參與表現的生合成途徑。 　　有鑑於以藻類量產三酸甘油酯的做法，或許可成為合成生質柴油的主要手段，京都大學的這項研究有助於釐清藻類生合成三酸甘油酯的遺傳調控機制，進而推動生質柴油的研究發展。 　　該研究由日本國立研究開發法人科學技術振興機構(国立研究開発法人科学技術振興機構，英譯：Japan Science and Technology Agency，簡稱JST)、日本學術振興會(日本学術振興会，英譯：Japan Society for the Promotion of Science，簡稱JSPS)。相關研究成果已發表在<The Plant Journal>。

高溫及高溫引起的強降雨(intense precipitation)等極端氣候除了造成人員傷亡外，同時也影響農糧生產，進而導致食品製造、食品加工等產業受波及。義大利地區擁有百年傳統酒莊與葡萄莊園，是生產葡萄酒的傳統產區之一，最新的研究顯示，在全球暖化、缺乏穩定降雨、強降雨頻率增加等多種氣候變遷的影響下，已使義大利傳統葡萄產區的釀酒業受到衝擊。 　　美國賓州州立大學(Pennsylvania State University)與義大利基耶地-佩斯卡拉大學(D'Annunzio University of Chieti-Pescara)的聯合研究團隊發現，全球降雨模式在總雨量不變的情況下，由原先穩定降雨(steady rainfall)轉為發生頻度漸增的強降雨型態，為釐清氣溫、降雨型態等氣候因子對葡萄收成及釀酒風味的影響。研究團隊共蒐集多處地區性歷史氣象資訊，並以電腦模擬的方式找出可能影響葡萄熟成的氣候因子。在研究團隊先前的研究中已發現高溫氣候型態將影響到歐洲地區的葡萄收成，也發現由高溫造成的強降雨亦可能影響收成，然而因強降雨影響葡萄收成的主要機制尚未全盤了解。 　　為此，研究團隊共蒐集1820-2012年近200年間，由私人酒莊所記載的採收紀錄，發現自1960年開始，葡萄每年收成的時間在逐年的高溫下逐漸提前，研究團隊利用模型預估出平均每上升1°C便須提前5.92天進行採收。研究團隊認為近期加劇的全球暖化將連帶影響區域性氣候環境，從而改變葡萄生理生長與釀酒品質。【延伸閱讀】低氣孔密度水稻更能因應氣候變遷 　　研究團隊認為在考慮全球暖化氣溫上升之餘，應共同考量受氣溫影響的氣候因子，以通盤了解在全球氣候變遷下所改變的農業生產機制。 　　詳細研究成果已發表在<Science of the Total Environment>。

聯合國糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations，簡稱聯合國糧農組織FAO)發表的最新研究報告指出，在水產養殖業中廣泛、適度且長期穩定地應用遺傳改善(或譯遺傳改良，genetic improvement)，尤其是選育(selective breeding，又稱人擇artificial selection)方面的培育技術，將能在不額外增加飼料、土地、水源等資源投入的情況下提高養殖產量，進而滿足水產品在未來逐漸成長之需求。 　　在2019年由聯合國糧農組織出版的「世界水生遺傳資源—農業及糧食現況調查」(The State of the World's Aquatic Genetic Resources)，以國家轄下水域及領土為單位，回顧近期捕撈漁業及水產養殖業的水生遺傳資源使用情況。該報告共收錄92國提供的水產資訊，涵蓋全球96%的水產養殖總產量、80%以上的全球捕撈總產量。報告中指出，與農、林、畜等陸地農業相比，水生產業在遺傳資源調查、馴化及改良方面依然大幅落後，然而若能透過策略性經營管理及開發利用550種已知水產養殖生物，將有機會大幅強化永續水產養殖生產。 　　聯合國糧農組織於「世界水生遺傳資源—農業及糧食現況調查」所摘錄之重點如下： 解放水產養殖潛力 　　據聯合國糧農組織預測，在未來十年人口成長下，水產消費需求每年預估將成長1.2%，以滿足未來水產消費市場所需。估計在2030年，水產相關製品的年產量將超過2億噸。然而，目前近1/3的海洋漁業資源被過度捕撈，在每年僅能穩定生產9,000—9,500萬噸的水產總產量的情況下，勢必得採取減少損失浪費與提高效率的措施，以確保漁業永續。在這樣的背景下，水生遺傳資源的調查研究將扮演確保永續漁業發展的重要角色。在改善水生遺傳資源方面，聯合國糧農組織建議將重點鎖定在長期選育計畫，期望可提高每代水生物種10%的生產力。【延伸閱讀】水產養殖與海上能源之發展 許多野生物種遭受威脅 　　調查報告指出，許多水產養殖物種的野外的近緣種受到威脅，對此有必要採取優先保育。聯合國糧農組織也呼籲各國政府應採取必要之政策及措施。報告中也提到，除了物種保育問題外，由養殖場域逃逸，逸失或生存在野外的非原產物種，將可能嚴重影響當地生物多樣性及生態系，各國政府應重視相關問題。 強化政策及跨部門做法 　　糧食安全及營養有賴於多樣化與健康的食物組合，這其中亦包含水產食物。為此，報告中提及應在糧食安全及營養政策中納入水生遺傳資源方面的研究。在長期發展策略中綜合考量如：水生遺傳資源跨境經營管理、資源取得與利益分享、遺傳改善及保育等措施。目前聯合國糧農組織在聯合國糧農組織遺傳資源委員會(FAO's Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture)的要求下已草擬相對應的政策，以彌補報告中提及不足之處，在計畫審議及各界協商後，已准許採納做為全球糧食及農業水生遺傳資源保育及永續利用發展的行動計畫。

柑橘黃龍病(citrus greening disease，又名citrus Huanglongbing，簡稱HLB)是由木蝨所攜帶，經蟲媒方式傳播的一種柑橘作物病害。由木蝨所攜帶的病原菌Candidatus Liberibacter asiaticus會寄生在宿主篩管薄壁細胞中，並引起葉片變黃、葉脈木栓化等病徵及影響熟果風味、品質，是危害柑橘產業的重要病蟲害。然而由於Ca. L. asiaticus無法經實驗室人工培養，因此增加其病害防治研究的難度。美國史丹佛大學(Stanford University)的研究團隊運用微生物遺傳工程與檢測檢驗技術，找出潛在可對抗黃龍病病原的化合物。 　　有別於多數研究團隊將目標放在研究木蝨及所攜帶的病原菌本身，史丹佛大學的研究團隊將實驗對象放在找出含有效抗菌成份的化合物。研究團隊利用中華根瘤菌屬微生物Sinorhizobium meliloti進行生物遺傳工程，以S. meliloti做為異源表現(heterologous expression)系統的表現宿主(host)，利用遺傳工程將Ca. L. asiaticus體內調控感染表現的基因植入表現宿主，並加上螢光表現蛋白基因，以便觀察黃龍病感染相關基因在特定實驗環境下的表現情況。一旦該表現系統曝露在充滿抗菌活性的環境，感染基因的表現將受抑制，同時也影響螢光表現蛋白的表現模式，研究團隊便能根據螢光的變化，篩選出可能的抗菌化合物。利用該表現系統與結合高通量(high-throughput)篩選技術，研究團隊共篩選超過12萬種化合物，最終約篩出130種具抑制感染基因表現的化合物。【延伸閱讀】以核醣核酸干擾技術誘發基因靜默之研究有助於提升酵母菌產量 　　有鑑於目前並無針對柑橘黃龍病防治的農用藥劑，研究團隊利用高通量篩選系統，快速批量篩出具有功能性抗菌成份的化合物，該研究或許能在不久的將來廣為應用在黃龍病防治上，除了避免長期施用廣效性農藥使病菌產生抗藥性外，同時也提供完善的快篩平台，為柑橘病蟲害的研究提供一定程度的幫助。 　　該研究由柑橘研究發展基金會(Citrus Research and Development Foundation Inc.)與美國國家衛生研究院(National Institutes of Health，簡稱NIH)等單位資助，相關研究成果已發表在<Proceedings of the National Academy of Sciences>。

你知道市場常見的蘋果，有99%都是來自於進口嗎？若要你細數台灣當季的水果，你能答出幾樣呢？ 　　民以食為天，但在現代社會的發展下，不僅消費者與生產者的距離漸遠，在跨國農食產業鏈的串連下，我們所吃的食物越來越仰賴進口，相反地，對於自身的飲食文化和在地農產的認識也越來越淺薄。 　　食物的選擇將左右農業生產，當消費者需求與在地生產越脫節，將使得在地農村經濟規模越來越萎縮，另一方面，也會使我們必須花費更多金錢來進口食物。因此，藉由推廣食農教育，吃當地、吃當季、了解在地農產，有其必要性。 開放農園採果就夠了嗎？若想振興農村，一點都不夠！ 　　目前台灣已有許多農園開放採摘蔬果，讓民眾更有機會親近土地，了解食物的源頭。但是，僅是帶回一袋自己採的水果就夠了嗎？一次性的休閒體驗可能難以讓農村永續，留在消費者心中的知識也有限。 　　當我們還把去農村當成「休閒」，日本為了落實地產地消，日本政府進一步為鄉村量身打造了一個具有商業戰略性意義的策略——鄉村六級產業（農山漁村の六次産業）。 　　清華大學環境與文化資源學系副教授張瑋琦曾著書說明，「鄉村六級產業」特別保留「鄉村」此一代表地理空間性的詞彙，乃是因為該政策的核心目標為運用在地農業資源活化鄉村，亦即，它不是一個單純的產業政策，而是「救農村」策略。 鄉村怎麼跟都市拉近距離？利用「體驗行銷」把都市人帶進來！ 　　日本《食育基本法》的前言就指出，推動食育的目的是為「促進都市與農山漁村的交流與共生，建構食物生產者與消費者間的信賴關係，活化地方社會、承繼並發揚豐富的飲食文化， 並推動對環境友善的生產及消費關係，提升糧食自給率」。 　　有這樣的前提之下，《食育基本法》也明定農林漁業者及其相關團體需積極提供多樣體驗活動，要讓國人增進對飲食的關心及理解，對大自然的恩惠，並與教育相關團體及有關人員相互配合，努力推行飲食教育。 　　也就是說，「食農教育」其實只是一個用活潑方式把人帶進農村的方式，終極目的是要突破鄉村發展的困境。那麼到底怎麼做才能把人帶進農村呢？ 六級產業KOL：隨時都有800組候補入住的「THE FARM」 　　被財團法人中國生產力中心總經理張寶誠譽為「六級產業KOL」、位於日本千葉縣的「和鄉園THE FARM」即是一個成功案例！「體驗是一種商機，和鄉園為六級產業做了很好的示範。」張寶誠表示。 　　THE FARM營業部長毛利公紀表示，20多年前，當地農民遇到了高齡少子化的挑戰，為了想要把辛苦種植的蔬菜賣出去，1991年由和鄉園現任代表取締役（執行董事）木内博一等5個年輕人共同攜手合資成立了農業法人「和鄉園（WAGO）」，「得創造新的客戶！」他們從合作生產、集貨、運銷，以及格外品（不符市場規格的蔬果）加工事業開始做起，慢慢地打入超市與餐廳，直到現在已經有當地100戶農業生產者加入這樣的集體產銷計畫，每年有高達20億日幣（約新台幣5億8千7百萬元）的產值。 　　和鄉園也取得千葉保護環境農作物認證（Eco農作物認證），實踐友善土地的夢想，更是日本第一家獲得農產輸往歐盟許可認證的組織。其農產加工與栽培事業更拓展至海外，建設太陽能植物工廠，育種出高糖度水果蕃茄在中國生產等等。此外，和鄉園的休閒農場「THE FARM」一年更有高達20萬海內外遊客的到訪！ 　　THE FARM透過產地旅遊、食農教育、在地食材餐廳、農產品地產地消等手法行銷鄉村與山野魅力，營造只屬於它的在地優勢。除了它的住宿區熱門到隨時都有800組候補，除了可體驗滿天星空、青山綠水、享受新鮮空氣與農產，園區還有採蔬果、滑索、獨木舟、生營火烤肉等戶外活動，是日本少數以農業為主題的度假區，非常受到旅客喜愛。 將農業與生活結合，實際體驗才能學習 　　對日本推動食育來說，把人帶進農村是很重要的指標，在第3次食育推動計畫中，「體驗過農林漁業的國民（戶數）比例」的追蹤指標，2015年已經達到36.2%，在2018年提升到37.3%，目標在2020年應達到40%以上。 　　THE FARM的成功案例讓到訪的台南市青農聯誼會會員陳冠彣感到相當興奮，「台灣的農民多是單打獨鬥，但是日本這種團結力量大的方式，很值得學習！」 　　來自雲林的青農洪嘉芳也認為，日本政府對農業發展與食農教育很用心，相較於台灣多用認證來證明蔬果安全、讓民眾安心，反而讓農民感到很有負擔，從日本參訪中她感受到，農業不只有加工和產品，體驗和教育更能讓所有人了解產地與農產品，當關係拉近，相信台灣的農業發展也會朝正向發展。

香蕉(banana, Musa spp.)是全球最盛行的水果之一，在2050年人口即將突破100億大關之際，香蕉市場需求必然逐年上升。然而，香蕉栽培作業上，除面臨到氣候變遷與極端氣候等環境衝擊外，也面臨到植物病蟲害的影響，常見的香蕉病害包含萎凋病與葉斑病等。這些病蟲害在近期同樣受氣候變遷、國際貿易頻率增加等因素影響下，增加其病原傳播的機會及規模。如何於第一時間有效地阻止病蟲害由少數受感染個體擴散至整片香蕉園，將是香蕉病蟲害防治的一大挑戰。總部位於南美洲哥倫比亞(Colombia)的國際熱帶農業研究中心(International Center for Tropical Agriculture，簡稱CIAT)便開發出基於人工智慧(artificial intelligence，簡稱AI)的影像辨識技術，並整合至用於行動應用程式(mobile application，簡稱app)，以方便進行遠端操作及管理。 　　運用最新的人工智慧技術，國際熱帶農業研究中心的研究團隊以深度學習(deep learning)改善系統影像辨識能力。研究團隊首先自2萬筆圖像中訓練系統分辨不同的香蕉疾病並利用病害特徵建立遠端資料庫，再透過行動應用程式拍攝並紀錄植株、花序、果實等疑似染病處並回傳至遠端伺服器，待遠端伺服器紀錄拍攝地點與分析影像資訊後，行動應用程式便會在行動裝置端顯示患病植株可能感染的疾病，並提供相關防疫資訊。 　　現有的作物病害偵測模型(crop disease detection model)僅能透過葉片病徵進行判斷並僅限處理背景單純之影像，研究團隊所開發的行動應用程式可提供功能更強大的影像辨識技術，除了可鑑別出所有植株可能的病害特徵，該行動應用程式亦具備低解析度圖像辨識、降低背景雜訊等影像優化處理技術，使疾病診斷結果更精確。 　　研究團隊將這套應用程式命名為Tumaini (英譯：hope，即希望)，在研究團隊的推廣及輔導下，蕉農已可透過簡單的手機程式操作，在第一時間獲得最新的香蕉病害資訊。此外，Tumaini所蒐集回傳的病蟲害影像、拍攝地等資訊，可進一步提供做為病蟲害防治監測的依據。 　　開發團隊所發表的最新研究指出，該項目將人工智慧用於病蟲害影像辨識的技術，可提供高達90%的辨識成功率，有效地診斷出受感染的5種主要病害與1種主要害蟲。研究團隊並表示，雖然Tumaini仍屬測試階段，但該行動應用程式在將來具有彙整無人機影像、衛星影像的潛力，可幫助弱勢地區更容易獲取最新的作物病蟲害資訊。【延伸閱讀】農業自動化機械國際產業概況與應用 　　行動應用程式Tumaini由國際熱帶農業研究中心、美國德州農工大學(Texas A&M University)、印度IIAT (Imayam Institute of Agriculture and Technology)等單位共同開發，研究經費由國際農業研究諮商組織(Consultative Group for International Agricultural Research，簡稱CGIAR)所管理的根莖類作物與香蕉(Roots, Tubers and Bananas，簡稱RTB)計畫提供。詳細的應用程式演算法與深度學習模型已發表在<Plant Methods>。

荷蘭出現共享農場，為防全球暖化導致這低窪國家遭淹沒，200個家庭決定改變飲食及農作方式，共同營運合作社自給自足，從離家不遠的農場直接獲取蔬果、肉類等糧食。 　　法新社報導，荷蘭南部的博克斯特爾（Boxtel）合作社由當地數以百計消費者組成，共同決定種植的數十種蔬果，並雇用農民照料供應肉類及雞蛋的15頭乳牛、20隻豬及500隻雞。 　　大家農場（Herenboerderij）合作社共同負責人柯亭（Douwe Korting）說：「成員主要目標是採行較能永續的方式，吃到天然產品，並讓產地靠近居住地。人們真的開始看見不同飲食方式的改變是至關重要的。」 　　支付2000歐元（約新台幣6萬9602元）的入社費，即可用一人每週10歐元（約新台幣348元）的價錢，自共享農場取得當地各類當季食材。只要從城裡騎腳踏車10分鐘，就可抵達這片占地20公頃的農場。 　　大家農場負責人驕傲地表示，這些新鮮食物現在占500人三餐的6成。創辦人范德維爾（Geert van derVeer）表示，農場的指導原則是「就算使用新科技，所有事物也要環繞著自然的需求與資源」。 　　根據荷蘭中央統計局（CBS），集約式農業成功讓荷蘭成為僅次美國的全球第2大農業出口國，共享農場在這個國家是個破天荒的想法。但這個1/4國土低於北海（North Sea）海平面的國家，對全球暖化特別沒有抵抗力，科學家更認為農業是造成暖化的要角。 　　聯合國（UN）近來發布報告警告，為遏止全球暖化，得儘快改變世界各國目前用土地生產糧食的方式，否則糧食安全與健康將會陷入風險之中。 　　范德維爾表示：「如果想讓雙腳保持乾燥的話，我們的生產系統與飲食方式需要有根本上的改變。」 　　荷蘭農業部長史考登（Carola Schouten）6月揭曉1.35億歐元的新補助計畫，要幫農場主往「循環」農業轉型。這份計畫目的是「不再盡可能低價生產，而是在生產時把原物料的損失減到最少，以及管理土壤、水與自然」。 　　隨著第2座共享農場要在荷蘭中部開張，范德維爾強調，擁抱更簡單的農產方式，不代表要避開新科技。他說：「農業發展道路過去幾年逐漸變窄，現在撞上牆了。我們在運用今日的科技之際，必須回到1950年代的農耕方法，因為當時我們還知道自己在做什麼。」 　　柯亭也說：「肯定的是，農業必須得改變。」

農業的自動化行駛技術正穩定日益發展。日本政府為推動超省力與高品質生產智慧化農業，利用自動化機器人技術與ICT資通訊等高科技先進技術應用於各種示範實驗，其研發成果目前也大幅展現。 　　本篇就曳引機與收割機等主要農業自動化機械，綜整國際間重要農機械企業之開發趨勢： (一) 久保田（日本） 　　久保田農機早在2016年即已推出可直線行駛的插秧機，以及可自動轉向的曳引機，並於2017年推出可在人工監控下的自動化行駛曳引機。 　　由於近年來大量投入農業自動化機械研發，成果豐碩於2018年推出了裝置GPS功能的新型曳引機、插秧機、收割機，並開發了可在人工監視下自動化行駛的收割機與插秧機。同時進一步開發了高自動化控制系統與可於外內部農場行駛的自動化機械。 　　目前所開發新型的農業機械，可在農場內外操作員監視下，大幅進行自動化耕作、整地、施肥等農作業，比現有機型具備更強的100馬力功能。預計2019年開始販售。 　　此外，新型的田植機(8排)與收割機(自動脫殼6排)，可由人工操作下自動插秧與收割等新功能。分別預計2020年與2019年開始販售。 　　上述三種最新機型，改變了過去傳統運作模式，除了更加符合市場需求，藉由產品功能性不斷創新研發，逐步實現智慧農業。 (二) Yanmar（日本） 　　Yanmar所推出的無人行駛的「全自動曳引機」和高功能「自動曳引機」從2018年10月後依序發行。此機種可藉由平板操作下，讓兩台曳引機在無人行駛的狀態下相互併行，同時利用紅外線與超音波技術的感測器與安全啟動器計算出距離。 　　插秧機的部分，Yanmar所推出的自動插秧機「YR8D」，採用是誤差指數幾公分內的即時動態定位系統RTK-GNSS，具備高精密度的自動行走與旋轉功能。有關田間外部行駛的部分，可自動計算出農作業所行駛路徑，只要按下開始按紐即可啟動。除此，也可透過平板輕鬆操作與設定各種功能。 　　此外，YT系列的自動曳引機，擁有預設行駛路徑高功能，同時可以操作方向盤(轉向)、作業機的升降、前進、後退、停止等功能，甚至可同時操作有人駕駛與無人駕駛共同行駛。 (三) 井關農機（日本） 　　井關農機所開發新型插秧機可接收GPS，單憑控制桿即可直行行駛外，還可透過超音波感測器與電極感測器進行土壤測試，目前正進行可自動偵測施肥量的自動化插秧機之研發。 　　2018年12月開始，井關農機開始對外販售應用全球導航系統（Global Navigation Satellite System, GNSS）之自動化曳引機「TJV655R」操作儀版。除此，還搭配「ISEKI DREAM PILOT」自動控制桿與「ISEKI SENSING TECHNOLOGY」感測技術，以及「ISEKI AGRIMANAGEMENT SYSTEM」農業經營管理系統，可在人工監視下自動化無人遠距操作。此外，還可透過GNSS的智慧天線模組立即測出現在所在位置，並利用陀螺儀感測器因農業機械傾斜所引起的定位誤差，以實現高精密自動行駛作業。 　　曳引機方面，最新研發具備有攝像頭、超音波雷射與紅外線感測器等功能，可用於探測障礙物與勘查地形。除了能夠在平板電腦上執行操作、路徑模式、路線設定之外，還可以使用遙控器，以遠距模式啟動或停止自動駕駛。 (四) 三菱農機（日本） 　　三菱農機總部位於日本島根縣，目前推出低成本旋轉輔助裝置「SMARTEYEDRIVE」農業機械。此裝置堪稱農業機械中的ADAS（先進駕駛輔助系統），利用單眼攝像頭、影像處理，將從所拍攝的圖像判斷農機械在直行與追隨時，行進方向是否偏移，並發出訊號至轉向裝置發出指令。 　　此外，此機型無須利用GPS等衛星通訊系統，即可精準度達到5cm以內，此項系統也可以後續再進行安裝。 　　除了上述機型以外，目前還在其他研發新機型，於2018年8月在北海道帶廣市國際農業機械展展出。【延伸閱讀】日本中小企業自行研發的農業技術降低九成成本 (五) Deere & Company（美國） 　　Deere & Company為全球最大的農機製造商。針對自動轉向操作系統早期就已著手進行開發，再加上2017年收購了美國「Blue River Technology」公司後，吸取了GPS、AI人工智慧與圖像分析技術經驗後，加快了自動行駛技術之開發。 　　另外，Deere & Company公司所開發的自動轉向操作系統，針對水稻、農耕作物、戶外蔬菜等作物種植，不管運用曳引機、收割機、插秧機、自動行駛青貯機等農業機械，皆可達到高精密行駛。除此，在作業期間無須自行操作方向盤，可減少疲勞作業，提升作業效率與注意力之利處，並可藉由精準定位系統，完成所有作業，避免農地突出處不必要的來回運轉。 　　此外，未來針對小麥、豆類和甜菜等相關作物，將這系列機種擴大應用於犁地、防病蟲害、施肥、播種與採收等農作業。 (六) New Holland（美國） 　　New Holland是CNH Global（英國）的旗下子公司，為 Dear＆Company主要競爭者，於2018年8月北海道帶廣市舉辦的國際農業機械展展示新開發的自動行駛農業機械技術-NHDrive。 　　此項機型，前後配有兩個攝像頭，只須預先輸入地圖資訊，即可在農場的通道上自動行駛，並可自動操作農場作業。除此，亦可利用桌上型電腦或行動平板進行遠端操作與監視控制。 (七) Case IH（美國） 　　Case IH是CNH 國際集團旗下子公司，2016年美國愛荷華州舉辦的農機設備貿易展中的「Farm・ Progress・Show」展示所研發的自動行駛農業機械。 　　此項自動化控制技術由ASI共同開發，從播種、採割、施肥、種植等農作業皆可透過平板遠端操作。除此，可運用雷射與相機裝置，掌握周圍狀況，避免撞到障礙物之功能。 (八) Autonomous Tractor（美國） 　　美國Autonomous Tractor Corporation在農機界如同「特斯拉」般的存在，其總部設於美國北達科他州，呈如公司名字所述，主要業務為自動行駛與引擎開發，以推行降低燃料費與延長使用壽命等性能為主。 　　自2012年以來，持續開發具有自行操作系統的自動行駛曳引機，此機型目前除了利用雷射感測器，還可充分掌握周圍的情況與農機械位置，並達到2.5cm以下的誤差。至於傳遞指令部分，則利用機械一邊運轉一邊傳達作業範圍到機器系統。 　　另外，Autonomous Tractor最新已公開發表無駕駛艙的自動行駛曳引機的概念模型「Spirit」，但由於尚未配有手動駕駛功能，現階段仍無法判斷是否可實際應用。未來將著重開發可安裝在其他製造商的自動行駛配件。 (九) Fendt（德國） 　　Fentt為美國愛科集團的子公司，早期已開發一台有人行駛的曳引機後面追隨另一台自動無人行駛的曳引機-「Fendt Guide Connect」。此機型利用定位系統與無線連線將兩台綜整在一套系統裡，並透過RTK-GPS衛星精確定位精準掌握跟隨的距離和保持橫向的距離。 (十) Mahindra & Mahindra（印度） 　　Mahindra＆Mahindra為印度知名汽車製造商Mahindra企業集團旗下的農業機械品牌。於2017年發表了試開發的機型。 有關機械相關細節尚不清楚，但該公司從2018年開始階段性發表新機型訊息，期盼藉由汽車製造商的製造優勢拓展未來的農業機械市場。 (十一)其他 　　其他尚有如有關自動行駛的高精準定位等相關支援系統之開發的NTT 數據服務公司與住友商事，以及應用自動行駛農機以提升農作業效率為主的legmin公司，以及支援農業機械運作的APP與自動方向操作器的農業資訊設計等各企業持續加入研發設計。 　　除此尚有自動無人機導航系統（SoftBank技術），以及利用機載型高光譜遙測技術進行作物生長分析（日立系統）等無人機的技術和服務持續開發。藉由創新智慧化技術日益發展下，未來將遍及農業整體當中。 全球農業共同發展趨勢-智慧農業：推動農業自動行駛技術日益普及化 　　雖然國外農業機械製造商自動駕駛技術資訊較難以取得，但農業機械自動化行駛技術，目前已經成為全球農業的共同發展趨勢。 　　另外，相較於難以計數混亂的汽車的交通環境，農地的範圍較可衡量控制，整體環境易於農機無人操作行駛。因此，若藉由原先的汽車的製造商的技術開發應用於農業自動化是更為容易。此外，若能結合收割機與插秧機等兩種機型功能，也是未來農業機械可研發的方向。 　　隨著智慧農業技術的日益高速發展下，藉由無人機、大數據、農業生產管理系統等自動化先進技術之應用，所帶來之效益將高度解決勞動力不足問題與提升農作業生產效率。

太陽能發電被認為是填補非再生能源發電缺口的方式之一，該做法需大面積土地部署太陽能板，以滿足全球發電需求。然而，在太陽能板建置、部署的過程中，往往面臨與既有土地利用相衝突的情況。如何選擇適合部署太陽能設備的地點，並發揮最佳的能源生產效率，將是實現太陽能永續發電的最佳機會。美國奧勒岡州立大學(Oregon State University)的最新研究顯示，僅需在部分農地上部署一定比例的太陽能板，便可望填補全球發電缺口。 　　雖然美國將許多太陽能設備部署在人煙稀少且不適農業生產的荒野地，避免農糧生產與能源生產間相互矛盾的情況，然而因受限於當地炎熱的氣候，太陽能板的發電效率因此大打折扣。由此可知，部署地點的氣候參數，將與太陽能板的發電效率息息相關，在這樣的情況下，農地被認為是適合做為太陽能發電的候選地點之一。 　　為了解農地發電的可能性，奧勒岡州立大學的研究團隊試著分析特斯拉(Tesla Inc.)在位於奧勒岡州立大學五處農地所部署的併網地面型(grid-tied, ground-mounted)太陽能電網系統，並監測電網周圍的氣溫、相對濕度、風速、風向、土壤濕度及該區域所能接收到的光量等環境資訊。藉由這些數據，研究團隊發展出以氣溫、風速、相對溼度做為主要環境參數，並藉此推導出太陽能光電轉換效率(photovoltaic conversion efficiency)模型。研究團隊根據模型推算全球17種土地覆蓋(land cover)類型的太陽能轉換效率，發現以農耕地(cropland)的覆蓋類型為主的太陽能發電具有最佳的光電轉換效率，顯示農地或許能做為太陽能板部署的最佳候選地點。 　　研究團隊希望可在全球推廣農電共生(又稱農電共構，agrivoltaic)的概念，即將部分農地由原本的農事生產轉為從事太陽能發電。根據研究團隊預估，將不到1%的全球農地轉變為生產太陽能發電，就能滿足現有的能源需求。部分的研究也顯示，農電共生的經營模式可提高乾旱、無灌溉農地的作物生產，是農、電雙贏的絕佳典範。【延伸閱讀】日本東北大學和新瀉食品農業大學研發從牛胃液產生發電氣體 　　該研究或許可做為我國農地種電政策計畫的參考新知，以重新評估農地的優勢。 　　該研究由美國農業部(United States department of Agriculture)及美國國家科學基金會(National Science Foundation)等計畫資助，相關研究成果已發表在<Scientific Reports>。

牛海綿狀腦病(Bovine Spongiform Encephalopathy，縮寫BSE)又名狂牛症(mad cow disease)，係由一種稱為普利昂(prion)的變性蛋白感染牛隻而引起的神經性病變。一般神經細胞內的正常蛋白質(cellular prion protein，簡稱PrPc)在受到感染後會轉變為感染性變性蛋白質(scrapie prion protein，簡稱PrPSc)，受感染的變性蛋白質會令其他正常蛋白質產生結構上的變異，而正常蛋白質在改變構型後即失去原本正常的生理功能。普利昂蛋白自上世紀1982年首次發現至今，便展開許多生化及生理學方面的研究，科學家希望找出普利昂蛋白的有效的感染及複製機制，藉此消除大眾對牛肉產品的食品安全疑慮並杜絕狂牛症傳播。 　　普利昂蛋白最早是由美國籍諾貝爾獎得主－史坦利‧布魯希納(Stanley Prusiner)於1982年發表的論文中提到。自從科學家們發現普利昂蛋白後，便試圖以X射線晶體學(X-ray crystallography)、核磁共振等方法，解開普利昂蛋白的構型，然而由於普利昂蛋白的生化特性，導致無法以上述傳統的方式解開確切的蛋白構型，造成藥物開發與後續應用上的阻礙。義大利特倫託大學(University of Trento)的研究團隊根據先前所認知的普利昂蛋白構型為基礎，依近期實驗結果修正新的蛋白模型架構，結合粒子物理學(particle physics)與理論物理學(theoretical physics)等跨域方法，搭配新的計算模型(computational model)，推論正常蛋白結構變異的過程與普利昂蛋白的複製機轉，並模擬普利昂變性蛋白可能感染的機制。【延伸閱讀】以模式模擬法預測牛結節疹病毒在時空間之擴散程度 　　研究團隊表示，上述跨域研究成果可望填補普利昂蛋白未知的感染模式，為新藥開發帶來一線曙光，並可望應用在牛隻養殖產業，根除狂牛症。 　　該研究由西班牙經濟部(Ministry of Economy and Competitiveness)、西班牙教育及科學部(Ministry of Education and Science)、義大利泰勒松基金會(Italian Telethon Foundation)等單位資助，相關研究成果已發表在<PLOS Pathogens>。

長期記錄作物的表型性狀(phenotypic trait)是傳統農園藝栽培、育種常用的方法之一。由於子代的表型特徵在某種程度上是遺傳自親代，因此釐清作物某表型特徵背後的遺傳機制，將有助於培育出特殊品系，不論是早年缺乏基因型(genotype)數據記錄的年代，抑或是分子生物學發達的現代，皆視為重要的遺傳數據。德國萊布尼茲植物遺傳與作物研究所(Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research，簡稱IPK)長期有系統性的蒐集各地種原，並記錄蒐集作物的農園藝性狀，供後續培育新種及遺傳研究方面的應用。 　　近期由德國萊布尼茲植物遺傳與作物研究所主持管理的聯邦異地基因銀行(Federal Ex situ Gene Bank)項目發表的一篇研究，揭示了記錄蒐集長達70多年的小麥農藝性狀，為研究單位、作物育種單位等提供有用的研究資訊。該研究項目共蒐集約151,000份(accession，計量單位，可指某育種品系、或是某野外採集到的種子樣品)來自世界各地有關春麥、冬麥的在地小麥種子，分別記錄開花時間、株高、仟粒重等農園藝性狀並記錄不同世代之間的性狀差異與計算遺傳度(heritability)。為克服不同時期所記錄的數據在分析上的問題，研究團隊將部分數據重新校正後，始得以比較不同時期測量的性狀，並進行後續的研究分析。 　　該研究項目先前已發表世界各地多年蒐集的大麥農藝性狀資料庫，加上這次小麥農藝性狀資料庫，勢必能為專業育種、種原保存、農業試驗改良等單位提供良好的研究參考。除此之外，該研究成果或許能應用在因全球氣候變遷而導致的糧食安全問題方面。【延伸閱讀】衛星數據使人們更加了解氣候變化對海帶的影響 　　該項目由德國聯邦教育及研究部(German Federal Ministry of Education and Research，簡稱BMBF)所資助，相關研究成果已發表在<Scientific Data>。

畜牧養殖業是產生大量溫室氣體的主要產業之一。據研究統計，畜牧業產生的排泄物約占10-15%的農業溫室氣體排放，相當於排放約630萬公噸的二氧化碳(二氧化碳當量，CO2-eq)到大氣中。養豬所產生的排泄廢水是主要的源頭之一，若能妥善地處理畜牧廢水，必將能有效地減少溫室氣體的排放。日本農研機構(原文：国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構；英文：National Agriculture and Food Research Organization，單位縮寫：NARO)所開發的新一代廢污水處理系統，可望較原本減少約80%的廢水排放。 　　研究團隊在新一代的污水處理系統中，加入新開發的碳纖維反應器(原文：炭素繊維リアクター，英文：carbon fiber reactor)，有別於傳統的活性污泥法，研究團隊在待處理的污水中加入碳纖維做為微生物附著的材料以形成生物膜，藉由生物膜上的硝化菌將含氮(NH4+、NO3-等)污水以生物反應的過程，將含氮物質自水中去除，最終得到氮氣排放至大氣中。研究團隊自2015年開始發展這套廢水處理設施，同時以約6,000頭豬隻的小規模養殖場中做為示範豬場進行試驗。該試驗證實可減少溫室氣體之一的一氧化二氮約80%的排放量。研究團隊推論，若這項設施推廣至日本全國，預估可減少相當於60萬公噸的二氧化碳(CO2-eq)排放。【延伸閱讀】德國BioEcoSIM處理動物糞肥之商業化技術 　　日本農研機構預計增加示範豬場的數量，希望能藉此改善污水處理設施並降低製造成本，普及到日本全國，最終推廣至周邊從事養豬產業的國家中。 　　該研究受日本農林水產省(Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries，簡稱MAFF)所資助，處理設施的詳細結構已發表在<Energies>。

碳排放是造成全球暖化的主因之一，除了增加行光合作用固定大氣二氧化碳的植物的做法外，鮮少人意識到地表下的土壤結構及組成同為減緩全球暖化的重要關鍵。美國密西根州立大學(Michigan State University)的最新研究發現，由不同物種所構成的作物系統(cropping system)將會影響地表下土壤顆粒孔隙生成的大小，進而改變土壤碳儲存的能力。 　　密西根州立大學的研究團隊將農地依作物類型及用途分成5大作物系統，再利用X射線微斷層掃描技術(X-ray micro-tomography)判斷土壤顆粒之間的孔隙大小與結構，並以微酵素圖譜(micro-scale enzyme mapping)檢測不同孔隙大小所含的微生物酵素活性。在歷時長達9年的研究後，研究團隊找出在生物與環境交互作用下，影響碳物質循環的重要證據。研究團隊發現，有別於以往學界所認為影響土壤碳儲存能力的關鍵，並非由土壤顆粒聚集的型式(cluster of soil particles)所造成，而是在於土壤顆粒間生成的孔隙大小及結構。 　　除此之外，研究也發現具有生物多樣性高的作物系統，通常伴隨較複雜的根系及微生物相，並生成較多適合碳儲存的孔隙。即多種植物組成的作物系統通常也意味著地表下可儲存較多的碳。研究團隊推論，這樣的原因是因不同大小孔隙會影響土壤微生物的生長及活性，透過微酵素圖譜分析其中的酵素活性可以發現，土壤顆粒間孔隙介於30-150微米是微生物生長的良好微環境，在這樣的情況下可檢測到較高的生物酵素活性。 　　簡而言之，未來農業經營若希望朝向增加土壤碳含量的目標前進，可先從增加地表植物的多樣性開始。研究團隊也建議可藉由作物育種的方式，培育出具特定特徵的根系品種，種植後藉此增加土壤內的碳含量。【延伸閱讀】新型螢光生物感測器可以檢測水和土壤樣本中的嘉磷塞除草劑 　　該研究可望改變人們以往的認知，透過長年的研究闡述生物多樣性與土壤碳儲存能力之間的關聯性及重要性，並進而應用在對抗全球暖化等全球議題上。 　　該研究由美國國家科學基金會(National Science Foundation)、美國能源部(U.S. Department of Energy)等單位資助，相關研究成果已發表在<Nature Communications>。

土壤劣化(soil degradation)成為全球糧食安全的主要元兇之一，據統計每年約1,200萬的農地因土壤侵蝕(soil erosion)，導致土壤流失進而造成農地土壤劣化。英國普利茅斯大學(University of Plymouth)的研究團隊便運用廢棄物、生物炭(biochar)等物質，希望能藉此增加土壤肥力並彌補土壤流失造成的糧食安全問題。 　　研究團隊首先將農園藝生產所產生的綠色廢棄物(green waste)、天然礦物質等成分預先混和成人造土壤(manufactured soil)，再將混入不同比例的生物炭到人造土壤中，經過一段時間後，觀察人造土壤經不同生物炭濃度處理下，營養素成分的變化。經分析土壤組成分發現，額外提供生物炭的土壤，可保留一定比例的氮元素，避免其隨著水分流失而消逝，此外更額外獲得充足的碳源。 　　研究團隊推測生物炭造成土壤氮滯留(nitrogen retention)的原因為：1)土壤中的離子交換率提升、2)生物炭的孔隙提供分子滯留所需的空間、3)生物炭供微生物利用後，提高土壤的濕度與、土壤整體表面積並改變pH值。上述原因造成土壤中的營養素提升，農民便可減少肥料的用量。【延伸閱讀】生物炭可替代不可再生的泥炭苔 　　研究團隊將廢棄物轉化為人造土壤原料的再利用做法，可同時解決工業廢棄物積累及都市人為活動產生的都市廢棄物問題，並將之應用在受侵蝕的農地上。人造土壤與生物炭結合的應用已被證實可提升土壤永續性，同時也能用在都市地區，可做為綠地表土(topsoil)並應用在都市園藝、都市農業、療育農業等方面。 　　該研究由伊甸園計畫(Eden Project)、FABsoil project等計畫支持，相關研究成果已發表在<Science of the Total Environment>。