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要進行溫室氣體減量,首先需瞭解排放情形,包含排放源、排放係數,透過精準掌握農產業碳排資訊,針對熱點投入資源進行滅量工作,建立低碳的耕作與養殖模式,推動農機電動化與設施設設能效提升,建構低碳農業。
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探討野草莓之遺傳因子,促進抗寒草莓育種
2024/12/20
過去,作物育種主要集中在提高生產力上,而犧牲了對環境的韌性,近年來因氣候變遷加劇之故,導致許多農作物生長面臨危機,而野生植物品種通常較馴化栽培之植物品種具有更強之韌性。因此,野生植物及其基因韌性因子對農業來說變得越來越重要。德國卡爾斯魯爾理工學院(Karlsruhe Institute of Technology)的研究團隊破解了野草莓(Fragaria vesca)對寒冷的反應,有助於培育出更具逆境韌性的草莓,並將研究結果發表於《植物實驗學期刊》(Journal of Experimental Botany)。   團隊參考了德國作物野生親緣物種基因庫,以進行野草莓抗寒基因之研究。研究人員辨識了抗寒及冷敏感的野草莓基因型,這對基因型在寒冷逆境之耐受性上存在差異,這使得他們能夠了解與抗寒性相關的生理學、生物化學、分子及代謝過程。某些寒冷調節基因在抗寒基因型中表現得更為明顯,這些基因促使蛋白質的產生,這些蛋白質作為植物細胞的自我防凍劑,保護細胞膜免受凍害。另一方面,也有一些差異是由寒冷逆境引起的,這一物理訊號轉化為化學訊號並傳遞到細胞核。目前研究已經確定在這個寒冷訊息級聯反應中重要的基因,這些基因確保了強韌的野草莓能成功對低溫逆境做出反應。   這項研究的發現對農業具有重要價值。未來,不需要基因工程就可以使用傳統的雜交育種迅速選擇合適的植物個體,培育出能具有更多抗凍蛋白的草莓。【延伸閱讀】-「基因編輯」屬於基改作物嗎?看各國法規如何影響基因編輯產品的未來
全台之先 台中農改場混合實境教剪葡萄駕農機
2024/12/19
台中區農改場今天表示,有農民花新台幣200多萬元買曳引機,助理工開第1天就壞掉,因此率全台之先推出3套混合實境MR教材,可精準學好修剪葡萄、維修中耕機與駕駛曳引機。 農業部台中區農改場召開「數位業師勁厲害-農業機械操作、保養及農務數位學習」記者會。 台中區農改場長楊宏瑛說,農村人口老化,不論需要增加人工或機械化,都需要進行人力培訓;有農民告知,花了200多萬元買了曳引機,助理工開1天就壞掉,所以台中區農改場與產學合作,運用混合實境的MR技術,開發出3套培訓教材。 楊宏瑛告訴中央社記者,不僅費時2年,且共約花費300萬元。 幕僚補充,因為其中仿照考駕照實境研發的農用曳引機駕駛教材,光是農機本身就要200多萬元,第2代農機降低成本也要170萬、180萬元,還有螢幕也要投資成本,另2套教材則各約30萬、40萬元,3套都是國內首創的農業MR教材。 楊宏瑛說,這3套教材對外開放業者技轉生產上市,可提供學校等機關、單位教學使用;計有3大優點,包含訓練環境安全,錯誤可重來;教學使用場域靈活有彈性,互動式學習可加深印象;重複演練也低耗油、不損傷作物。 農業部科技司副司長陳瑞榮表示,未來可結合農業部各區農改場共同研發,將程式模組化,配合產業需求更換程式,推出更多混合實境的教材。 楊宏瑛說,參與開發曳引機駕駛教材的業者,看好商機,自己申請技轉,可望量產上市。【延伸閱讀】-打造智慧新農業 花蓮培訓百人加速無人機應用
南投米倉大躍進 草屯契作水稻導入智慧科技顧田水
2024/12/12
南投草屯稻作面積全縣最大,有「南投米倉」之稱,今年更在縣府協助下,導入微型氣象站、田間監測器等智慧農業基礎建設,並透過大數據及雲端等幫助農業升級,將加強推廣導入田間,讓水稻農業升級智能化,友善環境也提高農民收益。草屯鎮農會指出,草屯全鎮稻作面積全縣最大,是南投縣米倉,也是最早導入農民契作栽培管理,更配合農糧署成立稻米產銷契作集團產區,種植台粳9號、台農77號等我國特色米,今年更透過縣府發展智慧農業計畫,引進智能基礎建設。       該農會理事長林昆熠說,鎮內集團產區每期契作面積約165公頃,契作農戶逾54戶,目前已設置田間感測器及微型氣象站34處,收集環境氣溫及田間水位、土壤溫度等數據,傳輸進入資料雲,透過管理系統,提供契作農民精準作業指導。冠軍米農李啟元說,比起大範圍的氣象預報,微型氣象站更能精準預測田間氣候,用藥施肥不做白工;還有無人機能預警及早防治稻葉熱、褐飛蝨等病蟲害,還能幫忙噴灑農藥,3小時能噴5、6甲地,精準用藥降低農藥量,省錢更省工。       草屯鎮農會今也在其超市大埕舉辦「南投農業稻升級、草屯領航創新局」啟動者會及台灣稻米達人冠軍賽頒獎活動,林昆熠表示,隨智慧農業科技導入,水稻種植邁入智能化,能鏈結產銷履歷系統,友善田間環境,也節省人力,將加強推廣。縣府農業處長蘇瑞祥則說,今年協助草屯農會在契作區導入運用智慧農業基礎建設,同時透過大數據及雲端等來幫助農產業升級,實現智慧農業4.0時代,進入科技農業、稻升級的創新營運模式,盼提高農民收益及對外行銷草屯優質稻米。【延伸閱讀】-大數據農業科技的綜合分析應用-以大豆栽培為例
智慧農場系統可提高用水效率和高價值作物生產
2024/12/11
面對不斷升級的氣候變遷和環境污染,農業部門面臨越來越大的壓力,需要尋找永續的解決方案。智慧農業將資訊和通訊技術(ICT)融入農業,超越了時間和空間的限制已成為遠端或自動改善作物生長環境有效方法,特別是室內水耕系統的發展受到挑戰,由於成本高昂且無法與傳統種植作物的定價競爭。       研究團隊設計了一個包含空氣結構、營養混合器、水循環系統和排水管理器的整體系統,用於準確調配營養液,以滿足植物生長需求,採用雙流噴嘴和超聲波噴霧技術,以最小化水分損失,確保多餘水分能有效排出,防止根部積水。 研究發現新型營養混合器能夠提高營養液的利用率,噴霧系統在節水方面表現優異,與傳統土壤栽培相比,所需水量顯著降低,該系統能夠有效支持高價值作物(如生菜)的生長,並提高其產量和品質。       此項研究發表在2024年6月《MDPI》期刊,此項研究貢獻在於為智慧農業領域提供了新的解決方案,特別是在水資源管理和高效作物生產方面,提供了一種創新的農業系統設計,適用於多種環境條件,為未來永續農業技術的發展奠定了基礎,特別是在城市農業和室內栽培領域。【延伸閱讀】-利用物聯網技術開發智慧室內水耕和氣耕溫室系統
新輻射傳輸建模框架增強植物表型深度學習
2024/12/10
整合遠端和近端感測方法,促進植物系統的高通量監測,可以提供對植物功能的全面觀測,但將這些數據串聯可操作的植物性狀仍然存在挑戰。目前的方法不足以應對所需的勞動密集型數據標註和多模態數據對齊。該研究旨在通過開發一個新的3D輻射傳輸建模框架來解決這些挑戰。       中國南京農業大學研究團隊研究團隊使用Helios 3D植物建模軟體開發了一個輻射傳輸建模框架,用於模擬具有完全解析參考標籤的RGB、多光譜/高光譜、熱成像和深度相機影像。他們使用各種SKILL得分來評估模型在模擬物體吸收的輻射和反射輻射通量方面的精確度。此外還進行了相機校準,以恢復失真並校準顏色。       研究發現不同測試(brfpp_uc_sgl、brfpp_co_sgl、brfop和fabs)的SKILL得分分別為98.00、92.65、97.52和99.98,使用該模型生成的合成影像,包括RGB、近紅外和熱成像,與真實影像具有高度視覺相似性,證實了該模型生成高品質標註植物影像的能力。       此項研究發表在2024年5月《Plant Phenomics》期刊,此項研究貢獻在於Helios 3D軟體的輻射傳輸建模框架,用於模擬包括RGB、多光譜、熱成像和深度影像在內的植物影像,並提供詳細的註釋。該框架減少了手動數據收集的需求,並透過提供高效的植物性狀和生理狀態分析,提高了深度學習模型在植物表型分析中的性能。未來的發展將增強模型的靈活性和複雜性,推動高通量表型分析和農業研究的發展。【延伸閱讀】-利用雷射光和 3D 列印改良作物
日本JA從農業經營管理系統Z-GIS到GAP生產管理
2024/12/09
近年來,良好農業規範(Good Agricultural Practices, GAP)高度備受矚目。日本農林水產省為確保食品安全、環境保護、勞動安全之永續發展,強化農業生產經營管理、效率以及農業從業人員經營意識的提升,加強第三方機關通過「GAP認證」的審查,協助農民擴增銷售通路的選擇,以及增進通路商向消費者說明農產品安全性來源之管道。 日本JA積極加入GAP的實施,以提升農業生產的效率和品質,同時為消費者提供了更安全、健康的食品選擇。然而,GAP認證從審查到取得的過程相當繁瑣,為解決此項問題,日本JA將Z-GIS系統導入於GAP管理。 一般Z-GIS是地理資訊的新形態農業智慧管理系統,結合線上地圖分析風險與農藥與肥料使用紀錄等功能,其所揭示的地理資訊與生產數據對於GAP提供審查的資料相當重要。但有關GAP風險評估與規範、條約管理等方面,一般Z-GIS系統則稍顯不足。        因此,日本JA在通過GAP一年後的例行性審查,採取新型的Z-GIS系統,成為日本全國利用Z-GIS系統應用於GAP的首例。這套系統除保有原有的功能性外,還利用顏色區分、輔助圖形、紀錄保存等功能,將作業程序與風險評估視覺化,並加以保存與顯示功能,提供第三者評估農事現場管理情況。此外,利用超連結功能,直接從Z-GIS存取資料,有系統性的管理大量的現場作業指南與帳務資料,並可因應審查員所需資料現場快速提供確認與審查,無須再透過紙本印刷,節省資源運用。        此外,Z-GIS系統應用於GAP管理還可協助個人與團體提出認證申請,並藉由系統雲端共享機制,提升JA管理效率。【延伸閱讀】-日本智慧農業之風-以自然為本的農業數位先端技術
開發新型抗菌物質,有效防治柑橘黃龍病
2024/12/08
美國佛羅里達州研究人員最近在一處有機農場取得重大突破,發現某些柑橘樹對黃龍病(HLB)具有天然耐受性,並能產生新型抗菌物質對抗此疾病,為解決困擾柑橘產業多年的重大難題帶來新希望。 黃龍病由亞洲柑桔黃龍病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)引起,透過柑橘木蝨(Asian citrus psyllid)傳播,目前尚無有效治療方法。自2005年於佛州首次發現該病以來,產量驟降92%以上。據美國農業部統計,該病造成2022年至2023年創下自1936年以來柑橘產量的最低紀錄。黃龍病的危害極其嚴重,會造成受感染的樹木果實減少,且呈現綠色,體積較小,形狀不規則,味道發苦,甚至可能提前落果。目前農民主要依靠殺蟲劑控制木蝨,並使用土黴素(Oxytetracycline)等抗生素治療,但這些方法不僅昂貴,還可能帶來健康和環境風險。        研究團隊針對已表現出輕微症狀,但仍能結果的受感染柑橘樹進行研究,藉由分析342種內生菌,發現其中五種內生菌能產生新型抗菌劑。研究結果顯示,細菌培養的萃取物中存在多種抗菌化合物,這些抗菌化合物即使在低濃度下也能有效殺死亞洲柑桔黃龍病菌的活細胞,意味著它們可能以不同方式攻擊病原菌,有助降低產生抗藥性的風險。研究團隊正與德州農工大學和佛羅里達大學合作,評估這些化合物在實驗室和溫室條件下的效果,特別是針對植物是否能透過葉子或根部吸收這些物質。為加速技術應用,研究團隊計劃未來與生物農藥公司合作開發產品。該研究重要性不僅限於柑橘產業,因為類似的傳染病已開始影響美國的馬鈴薯、番茄和胡蘿蔔等作物。        這一突破性發現為解決黃龍病提供了新的希望,也為發展更環保與永續的植物病害防治方法開闢了新途徑,既挽救佛羅里達州的柑橘產業,還可能為其他作物病害防治提供寶貴經驗。【延伸閱讀】-抗微生物肽化身柑橘黃龍病的新防治策略
採用適當耕作系統,可確保作物產量與減少溫室氣體排放
2024/12/07
新加坡國立大學(National University of Singapore, NUS)的研究團隊最近在人造肉領域取得重大突破,開發出一種以黑麥萃取物製成的蛋白質支架,可用於培養人造肉脂肪組織。細胞農業雖然目前被視為傳統肉類生產的替代永續方案,但在發展過程中面臨著重大技術挑戰,其中最關鍵的困難是缺乏符合可延展、成本效益與安全性要求的可食用功能性支架,研究團隊而後透過新研究發現跨越了此一困難。   研究發現黑麥中有一種理想的支架材料,研究人員採用普通方糖作為高滲透性模板,製備出具有約90%高孔隙率的海綿狀支架,這種支架不僅具有高水穩定性,其機械性能也非常適合培養脂肪組織。此製程完全符合食品級相關標準,具有經濟效益和永續性。在經過12天的培養後,研究團隊發現培養出的人造肉脂肪組織在外觀、質地、風味和脂肪酸組成等方面,都與傳統豬肉的皮下脂肪組織極為相似。該發現意義相當重大,因為脂肪組織是決定肉類風味、質地和營養價值的關鍵成分。   為了拓展為商業化規模生產,研究團隊正在開發以更大尺寸的方糖擴大製造規模,並開發含有高效食品級成分的培養基,更好地控制脂肪酸組成,提升人造肉的營養價值。這項技術的一個重要優勢在於其原料來源的循環利用特性,穀物醇溶蛋白可以從廢棄的大麥粒等廢棄穀物中回收,不僅降低了生產成本,也為發展循環經濟提供了新思路,透過採用的既簡單又環保的方法,有望未來可推動可食用支架的商業規模化生產。   該項技術正在申請專利,在人造肉研究歷程中成功突破了支架製造在成本、功能和可擴展性等方面的限制,為細胞農業發展開闢了新途徑。不僅為解決人造肉生產中的技術瓶頸提供了創新解決方案,也為促進永續農業發展與循環經濟作出有價值的貢獻。【延伸閱讀】-細胞培養人造海鮮肉品的潛力
利用黑麥萃取物培養成人造肉脂肪組織,展開細胞農業的創新製造方法
2024/12/06
新加坡國立大學(National University of Singapore, NUS)的研究團隊最近在人造肉領域取得重大突破,開發出一種以黑麥萃取物製成的蛋白質支架,可用於培養人造肉脂肪組織。細胞農業雖然目前被視為傳統肉類生產的替代永續方案,但在發展過程中面臨著重大技術挑戰,其中最關鍵的困難是缺乏符合可延展、成本效益與安全性要求的可食用功能性支架,研究團隊而後透過新研究發現跨越了此一困難。   研究發現黑麥中有一種理想的支架材料,研究人員採用普通方糖作為高滲透性模板,製備出具有約90%高孔隙率的海綿狀支架,這種支架不僅具有高水穩定性,其機械性能也非常適合培養脂肪組織。此製程完全符合食品級相關標準,具有經濟效益和永續性。在經過12天的培養後,研究團隊發現培養出的人造肉脂肪組織在外觀、質地、風味和脂肪酸組成等方面,都與傳統豬肉的皮下脂肪組織極為相似。該發現意義相當重大,因為脂肪組織是決定肉類風味、質地和營養價值的關鍵成分。   為了拓展為商業化規模生產,研究團隊正在開發以更大尺寸的方糖擴大製造規模,並開發含有高效食品級成分的培養基,更好地控制脂肪酸組成,提升人造肉的營養價值。這項技術的一個重要優勢在於其原料來源的循環利用特性,穀物醇溶蛋白可以從廢棄的大麥粒等廢棄穀物中回收,不僅降低了生產成本,也為發展循環經濟提供了新思路,透過採用的既簡單又環保的方法,有望未來可推動可食用支架的商業規模化生產。   該項技術正在申請專利,在人造肉研究歷程中成功突破了支架製造在成本、功能和可擴展性等方面的限制,為細胞農業發展開闢了新途徑。不僅為解決人造肉生產中的技術瓶頸提供了創新解決方案,也為促進永續農業發展與循環經濟作出有價值的貢獻。【延伸閱讀】-細胞培養人造海鮮肉品的潛力
教育部助開拓智慧農業 這所學校導入自動化蛋雞養殖
2024/12/05
教育部國教署積極推動「前瞻基礎建設數位建設-高級中等學校新興科技教育遠距示範服務計畫」,以台東專科學校為例,結合農業和AioT智慧物聯網,運用智慧感測器、環境監控系統、智慧集蛋設備,導入全自動化蛋雞養殖技術。教育部表示,台東專科學校推動全自動化蛋雞養殖技術,可透過數據分析管理雞隻健康、疾病防治與產量優化,可以顯著提升養殖效率及改善飼養環境,為農業科技化提供示範模式。      另外,教育部也指出,國立虎尾農工則運用計畫經費建置智慧溫室與生物環控教室,並融入VR/AR技術及田間機器人進行智慧農業教學,並與斗六高中、嘉義女中及揚子高中合作開發感測技術、AI應用及綠能發電課程,鼓勵學生實際動手操作。此外,該校透過材料包寄送及線上教學,與金門高中及日本湖北高校進行遠距課程交流,共同推廣智慧農業技術。        教育部說,為促進師生對智慧農業興趣,新興科技推廣中心也舉辦「全國高級中等學校新興科技智慧農業創意應用競賽」及「Tech農!全國高中職科技農業提案競賽」,活動分為提案組與實作組,鼓勵學生運用 IoT、大數據、機器人及 AI 等科技,思考解決農業面臨的氣候變遷與人口老化等問題。        教育部表示,希望透過新興科技推廣中心及一系列計畫,鼓勵學生將科技融入生活,尤其在農業領域進行實務應用。智慧農業的學習與實踐,也是推動台灣農業數位轉型的關鍵,將持續協助學校發展新興科技跨領域課程。【延伸閱讀】-【農業 × AI】日本智慧農業應用技術精選範例
利用有效放牧進行有效外來入侵雜草管理,為美西平原提供新的發展方向
2024/12/04
美國農業研究局(USDA-ARS)與內布拉斯加大學(University of Nebraska)近期研究發現,在美國西部平原地區,合理安排穩定的牲畜放牧不僅是一種具經濟效益的一種管理雜草的方法,也有研究指出可不僅只是依據年度時間進行規劃,更可將放牧時間與雜草生長週期同步。        研究團隊在持續四年的觀察期間,在科羅拉多州和懷俄明州的草原四處進行數據收集。研究發現,春季最佳放牧時間約38天,具體時間會因地點及年份有些變化,而早雀麥(Cheatgrass,Bromus tectorum )是一種原產於歐亞大陸的一年生草本植物,是美國西部目前最具問題的入侵物種之一,它乾燥易燃,時常導致草原上更頻繁且廣泛的野火。而後發現,牛隻對早雀麥的採食行為具有高度可預測性的時機,研究人員以此追蹤、紀錄早雀麥與當地原生植物的生長情形,包含植株高度、開花階段、牧草品質及生物量等數據,即可有效安排放牧時間。且在乾旱時如春季放牧等特定條件下,甚至可能促進牛隻體重增加,而某些特定年份的情況,合理安排放牧優先順序更甚為重要。        這項近期研究為西部平原的牧場主人提供了一個兼具實用性和經濟效益的雜草管理方案,實現了雜草管理與畜牧生產兩方面的雙贏,為解決雜草問題提供一個環保且永續的解決方案,對於推動現代畜牧業的永續發展具有相當重要意義。【延伸閱讀】-使用聚己內酯奈米除草劑進行雜草治理的新進展
抗病的甜玉米品種基因可能會降低有益真菌的殺蟲效果
2024/12/03
美國農業研究局(USDA-ARS)近期研究發現,某些甜玉米品種的真菌病害抗性可能影響有益真菌-白殭菌(Beauveria bassiana)的殺蟲效果,昆蟲學家和分子生物學家對甜玉米進行了深入研究,發現植物上防禦真菌的病害基因可能會降低白殭菌作為生物農藥對毛毛蟲害蟲的效力。        這項研究最初源於2022年田間玉米用作飼料進行的研究,當時研究人員發現抗鐮刀菌的玉米品系對白殭菌的害蟲控制效果不一,而這次對甜玉米的後續研究顯示,白殭菌能殺死12-58%的歐洲玉米螟和草地貪夜蛾毛毛蟲,效果取決於品種的抗病性和白殭菌菌株的選擇。根據研究顯示,甜玉米品種的基因組合對病蟲害控制相當重要,在某些品系中,抗鐮刀菌的高抗性與毛毛蟲的有效控制有關,在抗性較差的品系,控制效果則較差,後續研究還發現,白殭菌不同菌株對害蟲殺滅效果有所不同,強調進一步研究的必要性,找出既可抗病又具殺蟲活性的最佳品種。        對有機農業來說,這些發現尤為重要,因為有機農民需依循有機農法,無法使用合成農藥,控制病蟲害的選擇相當有限,找到能同時具備抗病性和殺蟲活性的甜玉米品種,將有助於提升有機農業的可持續性。研究人員後續還進行了基因表現研究,比較甜玉米雜交種中抗鐮刀菌和白殭菌效力的最佳組合。 這些結果將有助於未來育種的工作,可指導科學家培育出既能抵抗真菌病害又可有效利用白殭菌進行害蟲控制的甜玉米品種,以此提高農業生產效率,並減少環境影響。【延伸閱讀】-高蛋白質玉米也能抵抗雜草寄生,穩定糧食安全
超乎預期:重新造林可以從大氣中去除的二氧化碳量比先前估計的高出10倍
2024/12/02
重新造林是指人類活動導致的森林退化地區重新種植樹木。大多數重新造林計畫專注於植樹,但研究顯示,若允許森林自然恢復,近一半的合適將能有效固碳。美國杜克大學研究指出,木材市場對大規模重新造林至關重要,且木材種植園的固碳成本低於自然森林。碳封存旨在捕獲並儲存二氧化碳,以減少溫室氣體,從而應對氣候變遷。未來在那些森林砍伐影響最嚴重且重新造林資源最少的國家,如何有效分配資金以封存最多的碳是一項挑戰。        研究結果顯示,在138個低收入和中等收入國家中,混合人工林和自然更新林的重新造林方式能更好平衡社會對森林的需求。通過在某些地區重新植樹或在其他地區允許自然恢復,30年的重新造林所帶來的減排量比IPCC最新估計高出10.3倍。期能抵消或取消自身溫室氣體排放的公司和組織支付的碳費用,成為激勵重新造林的一種方式。在一些地區,碳交易也提供了經濟激勵,而在其他地方,透過永續木材採伐可降低碳封存的淨成本,淨成本是指捕獲和儲存二氧化碳的總費用減去任何收益,例如木材銷售收入。        在特定地點,自然生長與植樹的成本效益受多種因素影響。包括森林增長率、自然種子來源與木材加工廠的距離。土地的現有使用狀況,通常以農業形式存在,也影響重新造林的可行性和經濟回報。並以自然再生的費用通常較低,且種植園的成本效益則受到木材採伐頻率和碳儲存持續時間所影響。研究小組針對這些變數進行了綜合建模,最終生成一張全球地圖,顯示不同地區的成本效益,將有助於未來的環境政策和資源管理策略推動。【延伸閱讀】- 【增匯】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳
強大的碳匯:南大洋吸收的二氧化碳比之前想像的多 25%
2024/12/01
南大洋在吸收人類活動排放的二氧化碳方面發揮重要的作用,這對於控制地球氣候至關重要。然而,這一過程的通量大小和變化存在很大的不確定性。目前,估算主要依賴船上的測量數據,包括研究船和航海無人機收集的海洋表面CO2數據(SOCAT)、部署在海洋中的剖面浮標數據,以及全球海洋生物地球化學模型。這些不同方法導致了估算結果的顯著差異。        英格蘭東安格利亞大學和普利茅斯海洋實驗室的最新研究利用渦流協方差技術,通過船舶前桅上的通量系統直接測量了南大洋的空氣-海洋CO2通量。這些數據涵蓋 2019 年和 2020 年南極夏季(11月至4月)約3300小時測量,集中在一個高度動態的鋒區。每小時進行一次測量,相較之下,浮標的測量頻率約為每 10 天一次。結果顯示,夏季南大洋可能是強大的CO2碳匯,研究發現南極洲周圍的海洋吸收的CO2比先前基於船上統計的數據多出25%。這些船上數據主要基於浮標數據和模型估計,可能大幅低估了實際的二氧化碳吸收。這些差異可通過上層海洋的溫度變化和有限的數據解析度來解釋,目前的模型和浮標數據未能捕捉到小型、強烈的CO2吸收事件。        未來擴大CO2通量觀測面臨的挑戰為冬季數據缺乏,因為船舶難以進入該地區困難。浮標可以部分解決此問題。研究指出,目前巡航數據僅涵蓋夏季南大洋的部分地區,持續高品質觀測對改善海氣CO2通量估計至關重要。這可能包括擴大測量範圍至更多船隻及部署浮標和風帆無人機,特別是在冬季。近期,通量系統已轉移到破冰船 RRS Sir David Attenborough上,並在威德爾海進行觀測,以便更好地監測氣候變化。近年來,因新冠疫情和資金減少,船上海洋表面CO2數據數量急遽下降,SOCAT年度資料從2017年到2021年減少了35%,南大洋減少了40%。研究人員強調,持續和擴大對表層海洋CO2測量及其 SOCAT 合成的資助至關重要,這將支持全球溫室氣體觀察監測倡議並為氣候政策提供重要資訊。【延伸閱讀】- 農業經營海洋藍碳應用前景與展望:台灣契機
中小企業 ESG 永續轉型最大拼圖/優織隆減碳 鳳梨葉造衣
2024/11/28
「Walmart、Costco這些大企業都要它的供應鏈『綠化』。」優織隆執行副總謝煥麒說,「老實講,早期我們是應客戶需求,被迫往永續方向走;但在執行過程中,我們就在想,既然都要改變,何不真心思考怎麼做?」 受訪當下,謝煥麒穿著優織隆製作的T恤,上頭印著一個由右到左呈藍、紅漸層的條紋圖樣,「這是台灣1850年到2023年的氣溫變化。」顏色愈紅、氣溫愈高,而左邊接近2023年的區域紅得發黑,高溫問題一目了然。 把永續穿在身上   圖案構想引自英國雷丁大學(University of Reading)的「#ShowYourStripes」網站,網站供CC4.0開源使用。謝煥麒說,T恤目前不對外販賣,將只給台灣循環經濟的倡議者穿著,以呼應「循環台灣基金會」和環保署在COP26倡議、用循環經濟減緩氣候危機的「CC4CC(Accelerating Circular Collaboration For Climate Crisis)」理念。   衣服還有另一個巧思:含有10%的鳳梨葉纖維。「把永續穿在身上。」謝煥麒自豪地說,這正是優織隆和上下游夥伴近年開始應用的永續材料。   謝煥麒認為,永續轉型不能只是被動地被人推著走,優織隆2021年成立永續品牌「EVOPURE+」,應用回收牡蠣殼、回收寶特瓶或廢棄尼龍絲等再製纖維,他也持續地思考如何找出更有「台灣特色」的在地紡織原料。   因緣際會之下,謝煥麒透過合作廠商「弘揚織品」,發現位於高雄的「綠冠有機農場」早在2018年就和「同正興業」投入開發鳳梨葉纖維,只是產量和設計量能還不穩定,尚未受到外界關注。幾家廠商決定組成「鳳梨葉纖維產銷合作聯盟」,而優織隆主要負責鳳梨紗織品衣物的設計和行銷。   原來,在甜美多汁的鳳梨果肉下方,長著數十片長度約80公分的鳳梨葉。每生產一公噸鳳梨,平均會產生1.45公噸的鳳梨葉。這些葉子過去被當成廢棄物焚燒處理,如今可抽取纖維供紡織用;與棉花、亞麻等紡織經濟作物相比,鳳梨葉纖維是鳳梨作物的副產物,不會額外增加碳排。優織隆今年2月也完成ISO14067碳足跡查證、一公斤鳳梨葉碳足跡為0.784公斤二氧化碳當量(CO2e),約為亞麻的十分之一、棉花的四分之一。 堅持用本土材料   台灣鳳梨葉還有「獨門優勢」:農產品產銷履歷,可迅速確認葉子來源。為了避免永續材質魚目混珠,品牌客戶都會再三確認源頭,「溯源很重要!」謝煥麒說。   雖然持續研發鳳梨葉纖維織品,優織隆目前95%營收仍來自「代工」老本行。客戶考量成本是必然,但謝煥麒不希望「成本」占據工作全部,開發永續材料成為實踐理念的新動力。   要擴大應用規模,取纖比例及纖維細緻度是關鍵。每100公克鳳梨葉僅可取出1公克纖維;衣服添加鳳梨葉纖維比例逐年提升,但目前約為20%。   謝煥麒把挑戰視為機會。例如:俗稱金鑽鳳梨的「台農17號」在台種植面積最廣,也是優織隆向農會收購鳳梨葉纖維的主要來源。「台灣農業技術一直發展,現在改良到台農23號,果肉更甜、纖維更細。」謝煥麒說,這有利未來紡織應用,「要循環,就得從不同產業找生路」。 征戰紡織設計展   優織隆還積極帶著鳳梨葉纖維征戰國內外設計獎和紡織展,今年4月在有「設計界奧斯卡獎」之稱的德國IF設計獎中獲獎。謝煥麒說,包括戶外運動品牌Patagonia在內的國際廠商,都陸續來洽詢鳳梨葉纖維應用,優織隆正著手準備纖維強度、布料張力、環保認證等資料,以供品牌方參考。   外國鳳梨種植者也注意到優織隆。印度、菲律賓、越南、肯亞等七國業者陸續把自家纖維寄給優織隆參考。謝煥麒說,目前只打算使用台灣鳳梨葉,但他把外國纖維送往財團法人紡織產業綜合研究所檢驗,希望了解台灣與他國差異,也為纖維特性和收購規範建立標準。   致力推廣循環經濟的「循環台灣基金會」設有線上資料庫搜集國內循環案例,優織隆也名列其中。循環台灣基金會執行長陳惠琳說,循環紡織兩大原料為回收料和生質料,優織隆善用農業廢棄物,是很好的生質料來源。   陳惠琳提到,台灣一直是紡織品出口大國,更占有全球七成回收塑膠纖維市場,若台灣投入綠色設計、確立再生料應用規範等等,就有機會成為新標準的制定者。   「未來不只拚Made in Taiwan(台灣製造),還可以是Circular in Taiwan(台灣循環),或台灣公司在國外投入循環事業、打出名號的Circular by Taiwan(台灣循環)。」陳惠琳說。【延伸閱讀】- 什麽 !鳳梨葉也可以?日本沖繩鳳梨葉纖維的循環再利用
利用基因編輯技術提升馬鈴薯抗逆性,以減少農藥使用並穩定供應
2024/11/26
由於氣候變遷的複合效應,加劇病蟲害的流行,全球糧食系統面臨越來越大的壓力,加之對永續農業實踐的追求,如何增強其對生物及非生物逆境的耐受性以維持穩定的供應尤為重要。馬鈴薯為全球第三大糧食作物,容易受到各種病蟲害如疫病、病毒病、線蟲的問題,其中抗晚疫病育種為目前重要的目標,但尚未找到有效的抗性基因。   瑞典農業科學大學的研究人員在農業生物技術方面取得了重大突破,藉由CRISPR/Cas9基因編輯技術,針對馬鈴薯DMR6感病基因進行修飾,使其對於病害及環境逆境有更強的防禦能力,相關文獻發表於《園藝研究》期刊上。   研究顯示,編輯後的馬鈴薯Stdmr6-1變異株,對於晚疫病、瘡痂病(common scab)及早疫病(early blight)的抗性顯著提升,且產量及品質不受到影響。此外,編輯後的植株對乾旱和鹽度等非生物逆境的耐受性也有所提高,對於環境廣泛的適應性對永續農業至關重要。   此項技術應用不僅限於馬鈴薯,亦為增強各作物的適應能力、抗病育種提供了新途徑,同時有望大量減少農業對殺菌劑的依賴,以達到永續農業的目的。【延伸閱讀】- 建立氣候適應農業糧食系統:CRISP工具幫助專案調適氣候變遷
改變衛星影像:精準農業創新融合方法
2024/11/25
遠端遙控在監測農業方面發揮著至關重要的作用,但目前的衛星感測器經常在空間分辨率和時間分辨率之間無法兼顧。高空間解析度影像雖然詳細,但經常受到雲干擾等限制,降低了在變化快速的環境中發揮實用性。反之,具有更好即時解析度的影像缺乏精確分析所需的空間細節。   研究團隊採用深度學習與傳統回歸結合,利用超解析生成對抗網絡(SRGAN)與偏最小二乘回歸(PLSR)模型進行融合,將Gaofen-1和Sentinel-2的數據進行有效整合,在多個農業地點進行廣泛測試,以評估StarFusion相較於現有技術的性能。   研究發現StarFusion成功融合高解析度和中解析度影像,保持了空間細節,在雲層覆蓋較多的地區仍能生成高品質影像,並能夠有效處理空間異質性和有限的雲影像可用性問題。   此項研究發表在2024年7月《Remote Sensing》,此項研究貢獻在於StarFusion方法提供高解析度影像,有助於詳細的作物監測、產量預測及災害評估,在氣候條件惡劣的地區,能夠克服雲層干擾問題,隨著技術的進步,未來StarFusion將在提升農業生產力和永續性方面發揮關鍵作用。【延伸閱讀】- 運用深度機器學習分析韓國飼料作物生產數據及氣候影響性研究
開發AI人工智慧輔助番茄之監測系統
2024/11/23
番茄是全球產量和貿易量最大的農產品之一,年產量為18,913萬噸(2023)。然而,番茄在種植過程中容易受到疾病和各種環境壓力的影響。這些番茄葉部病害降低了植物生長和生長過程所需光合作用效率,進而影響糧食生產,對農民造成重大經濟損失。   研究團隊提出了DeepD381v4plus網路,用於多品種番茄葉病的分類。該網路在準確性、敏感性、特異性、精確度、F1分數及馬修斯相關係數等指標均線超過0.96。此外,使用DeepDet381v4—YOLOv4M檢測器進行果實的檢測與計數,該檢測器在實際模擬中能在40公分的距離內準確檢測和計數成熟的番茄。   研究發現DeepD381v4plus網絡在多品種番茄葉病的識別上表現出色,且DeepDet381v4—YOLOv4M檢測器達到了0.90的平均精確度(mAP)。這些系統不僅能有效識別疾病,還能監控花朵形狀、果實成熟情況及識別因表面裂縫或疾病造成的損壞果實。   此項研究發表在2024年8月《Computers and Electronics in Agriculture》期刊,此項研究貢獻在於提供有效的工具,幫助農民及時預防疾病爆發,優化果實的收成時機,並提高作物的整體管理效率,最終促進農業生產的永續發展。這些技術的應用將有助於降低勞動成本,並確保收穫的番茄達到最佳品質。【延伸閱讀】- 利用雲端管理番茄的生長數據

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