近年來，隨著全球人口激增和水資源短缺的問題日益凸顯，研究人員正在尋找智慧創新的農業生產技術，以供應全球糧食並節約水資源。埃及國家水資源研究中心(National Water Research Center)開發出一項智慧室內水耕和氣耕溫室系統，以改善當地農業生產效率並節約資源。 　　這項技術連結許多不同設備，可自動根據植物類型及季節控制溫室內的環境狀態，並根據植物生理需求調節空氣的濕度和溫度。透過傳感器的安裝，系統能夠定期監測和控制室內的環境，連接的物聯網平台則自動化儲存系統參數，只需最少的資料輸入，系統便可藉此建立維持植物健康的生長參數。研究利用高經濟價值作物綠火焰萵苣(Batavia lettuce)進行，結果顯示與傳統農耕方法相比，無論土壤肥沃度如何，這項技術皆可節約80-90%的水和肥料，提升了作物生長速度，並使單位面積產量上升。 　　雖然成效甚佳，但溫室建置時的初始建設成本高，且需要技術人員時常維護，且由於培養環境為封閉循環系統，病蟲害易迅速傳播，亦需要持續監測。此外，施作時仍須考量當地基礎供電設備，如遇斷電，植物會因無水供應而乾枯死亡。目前調查研究認為，該技術適用於種植藜麥、大麥或燕麥等作物，若用於大規模種植稻米、小麥或玉米等主要糧食作物則尚不可行。未來將朝向自動收穫技術、太陽能源應用或是以海水淡化方式供水等多方面繼續研究，優化系統以應對營運成本過高或能源供應不足等的挑戰。 　　透過這項智慧室內 水耕和氣耕溫室系統的研究，為農業生產帶來了新的可能性，農民藉由這項技術，可更有效的管理水及肥料等資源，並提高作物產量，為糧食安全和農業永續發展做出貢獻，推動農業領域的創新發展。【延伸閱讀】- 使用物聯網與回歸機器學習運算，打造自動化智慧溫室系統

豆科植物能透過與固氮細菌根瘤菌共生而有效獲得氮，氮元素是植物生長時所必需的營養素，根瘤是植物根上具共生功能的器官，而根瘤菌可定植於根瘤器官，並利用空氣中的氮轉換為氮化合物以進行固氮作用。在共生過程中鐵元素對於固氮作用至關重要，因該元素是固氮作用所需的輔助因子，然而，至今鐵元素如何運輸至根瘤部並參與固碳作用機制研究尚未完整。 　　日本筑波大學研究團隊以豆科植物百脈根(Lotus japonicus)為試驗植物，利用轉錄體學分析根瘤菌共生過程時該植物體的氮狀態。分析顯示，在固氮過程時LjIMA1/2基因在植物莖呈現高表現量，該基因功能是參與固氮過程中鐵元素的調控和運輸，研究亦顯示LjIMA1/2基因在植物莖和根中調控和運輸鐵元素至根瘤部發揮系統性和局部性的作用 　　另該研究也分析出IRON MAN(IMA)的胜肽基因，該胜肽基因由50個胺基酸組成，該基因會在根瘤感染後發揮作用而調節鐵元素運輸至根瘤部，以確保固碳作用進行。 　　該團隊也分析了缺乏根瘤共生作用的試驗植物，包括日本粗葉木(Lasianthus japonicus)和阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)，進行植物IMA胜肽基因功能分析，結果顯示，該試驗植物之IMA胜肽基因能夠透過調控鐵元素而增加植物體內的氮濃度以維持氮穩定狀態，進而調節植物生長。因此IMA胜肽基因能夠平衡氮元素和鐵元素來維持氮穩定狀態，並能夠調節和運輸鐵元素至根瘤部，以穩定根瘤部的固氮作用進行，維持植物體內的氮平衡。【延伸閱讀】- 了解豆科植物如何為根瘤菌提供氧氣，為根瘤轉移至非豆科作物做準備

水稻作為台灣最大宗的作物，稻穀收成後留下約相等重量的稻草，因此成為全國最具規模的農業剩餘資材。農業部台東區農業改良場運用造粒技術將稻草製成固體再生燃料推動生質能發電，具有成為替代能源的潛力。【延伸閱讀】- 南澳洲利用芥菜種子和稻桿作為永續替代能源 　　根據統計，台東縣每年產生逾7萬公噸的稻草，一年兩期作約1萬2000公頃的種植面積，以每公頃稻穀產量6公噸計算，約可產出7萬2000公噸的稻穀，同時也會產生7萬2000公噸的稻草。【延伸閱讀】-由稻穀製成的量子點LED燈 　　台東區農業改良場作物環境科科長蔡恕仁表示，稻草富含有機質，因此具有發展為生質能的潛力，台東區農場運用造粒技術將稻草製成固體再生燃料，其淨熱值為煤炭(5890 kcal/kg)的56%，未來將配合區域性農業剩餘資材處理中心的設置，推動生質能發電，以符合國家永續發展政策。 　　蔡恕仁坦言，第一、二期作之間僅有1個月的時間，若使用分解箘處理稻草的話田間需要蓄水，但一、二期間田裡要再重新蓄水得看溝圳有沒有供水，目前稻草大多在採收後直接切碎就地循環再利用，只不過每公頃處理費用就高達6000元，而二期作種植時第一期的稻草尚未完全分解，容易引發窒息病等問題，影響水稻植株生育。 　　為強化稻草循環再利用，台東區農改場在台東縣關山鎮輔導循環場域，每期作以稻草捆包機處理50公頃稻草（約300公噸），供作物栽培覆蓋或編織成稻草蓆。為提升稻草利用效能，透過破碎、乾燥及造粒技術製成固體再生燃料，氯、汞、鉛、鎘等含量皆低於標準值，其中鎘為未檢出，經實驗結果顯示具有成為替代能源的潛力。 　　蔡恕仁表示，稻草製成固體再生燃料後體積大幅減少，且稻草壓實後燃點將達300度，具有易儲存、方便運輸及安全性高等特性，未來將配合區域性農業剩餘資材處理中心的設置，將稻草規格化並應用於區域型生質能發電，可將農業剩餘資材能源化，落實循環農業、淨零排放的政策目標。【延伸閱讀】-日本循環農業!建構土壤微生物群落圖譜環控平台 　　農業部長陳駿季上周也強調，農業廢棄物如例如樹枝、稻穀等作為薪材燃料循環利用，農業剩餘資源再利用是未來的重要方向。

精準雜草管理是一個涵蓋各種工具和技術的總稱，這些工具和技術主要在減少對除草劑及降低除草劑依賴性的情況下控制雜草。許多農業科技公司目前都在努力減少除草劑的使用，例如除草機器人公司John Deere的See & Spray技術，該技術使用吊桿上的攝影機，藉由視覺和機器學習來檢測雜草並啟動噴霧器噴嘴。而位於美國的Sentera公司最初是一個高解析度影像診斷平台，並將影像資訊轉換為植物和田間健康等農業數據，新推出的除草技術也是運用此概念。Sentera和Deere於2016年建立了合作夥伴關係，其中一部分是利用前者的技術來開發雜草地圖，並將其植入後者的機器系統中，讓農場經營者可事先知道田地有多少雜草及雜草種類。【延伸閱讀】- 【調適】如何使更少的除草劑=更少的雜草+更高的產量？獨特的土壤微生物可能是一個答案 　　Sentera公司在2023年年底推出了名為 Aerial WeedScout 的精準除草技術。WeedScout以原始平台為基礎，搭配低成本無人機和一個感測器，繪製田間雜草圖，並只針對田地中真正需要噴灑的區域分析出除草劑施用方法，能降低達70%的除草劑使用量。【延伸閱讀】- 以植物為原料的新型除草泡沫與化學除草劑一樣有效 　　Aerial WeedScout 和 See & Spray可互相搭配，取決於個人操作喜好。Sentera公司表示2024 年將與六家跨國合作夥伴合作，在更大範圍測試該技術，未來的目標是能四分之一英吋大小的雜草檢測率可達到95%。

植物根系對於植物生長和生產至關重要，不僅可以固定植物，還可以從土壤中吸收水分和養分。根系分佈於土壤中，形成所謂的「根系結構」，且較深層的根系結構與更持久的碳儲存有關，因而有助於提升植物的土壤碳固存和適應乾旱的能力。然而，向地性設定角(gravitropic set-point angle)是主要決定根系結構的關鍵因素，過去研究顯示生長素和細胞分裂素等植物激素與根系生長角度也有關，例如DRO1/LAZY4基因可透過生長素相關機制在根系角度中發揮重要的作用，但目前針對此關聯的研究機制甚少。 　　美國的獨立研究機構沙克研究所(Salk Institute)使用阿拉伯芥的根系進行基因篩選，鑑定出一種名為「甲苯咪唑」(Mebendazole)的分子。該分子為潛在的根系調節因子，且可透過活化乙烯訊號傳遞路徑來增加根系之向地性設定角，促使根系朝向土壤深層處生長，但該分子還會抑制名為CTR1蛋白質激酶的活性，該酶可負調節乙烯訊號傳導路徑，導致根系向土壤淺層處生長。因此，乙烯訊號傳導路徑在根系結構的形成中扮演重要的角色。 　　該研究證明了乙烯在根系結構中的關鍵作用，但也衍生了新問題，研究人員懷疑是否存在其他分子，或是在乙烯訊號傳導路徑中可能有特定的基因使根系能生長至更深層的土壤，未來尚需進一步探討。另研究人員表示，乙烯訊號傳遞路徑在陸地植物中普遍存在，對於根系生長至關重要，該路徑的研究是一項具發展性的技術，可使農作物更具加韌性，並在土壤中儲存更多的碳，有助於應對氣候變遷。【延伸閱讀】- 找出能夠適應「更熱地球」的根將有助於緩解糧食供應的壓力

在巴基斯坦，農業是一項相當重要的重要經濟收入支柱，大約占國內GDP 22.7%，但由於氣候引起的沙漠化、人口增加、水資源短缺和糧食需求，農業遭受的影響日漸嚴重。其中，農業用水主要依賴灌溉，而傳統灌溉受到高耗水、高耗能、作物產量低及利潤低等的限制，所以導入合適的灌溉技術，並選擇適合作物與施作地點是非常重要的。 　　混合能源驅動的智慧灌溉系統（HEPSIS）是一種新興的技術，可增 加能源利用效率和水資源利用率，提高作物產量，該系統包含以太陽能或風能作為動力來源、利用感測器收集即時氣候變化資訊，及以人工智慧系統將收集的數據做出決策，最後透過應用程式介面將合適的方案通知農民。透過即時整合氣候及土壤濕度數據，該系統可以根據預測的結果調整灌溉計畫，進而加強水資源的運用。 　　但在設計系統的同時，必須同時考量適合的施作地點與實施作物，研究針對印度河流域的灌溉系統用水情形、地下水位深度、土地利用及覆蓋情形及土壤型態分類的角度探討設置場地合適程度。另外透過耕地面積、灌溉需求、生產成本、平均產量、淨利潤等多方面綜合篩選與分級評估合適的作物。 　　整體研究顯示，在地點選擇方面，適合的土地大多為砂質黏壤土或是粘質壤土，地下水位較淺、水質導電度低，且為農業用地；而在作物選擇上，灌溉成本低、淨產量高、種植面積大的小麥、水稻為當地合適的糧食作物，棉花和甘蔗則為合適的經濟作物。 　　透過選擇合適的地點與作物，並搭配智慧灌溉系統設備，可使小農在面對氣候變遷、糧食需求增加的情形下，以此提高水資源的運用、減少能源消耗並提高產量，促進農業永續利用與發展。【延伸閱讀】- 運用天氣數據，開發農作灌溉支援系統防止旱災

玉米在南亞是一種重要的糧食作物，為數百萬小農提供生計，然而近年尤其在熱帶地區，氣候變化影響將對農作物產量造成威脅。經過國際玉米小麥改良中心(CIMMYT) 於當地長期與農民的合作與研究，在孟加拉、不丹、印度、尼泊爾和巴基斯坦成功開發了玉米雜交種，這些雜交種不僅產量高，且能耐高溫和乾旱環境，未來有望提高農民的收益及保障糧食安全。【延伸閱讀】- 【農業優化新契機】運用分子標誌　提升蔬菜雜交控管與品種鑑定度 　　透過先進的技術，如雙單倍體技術、分子標記等方式，加快育種週期並提高選擇強度和準確性，使玉米品種的育種週期從5、6年縮短至4年，這些品種在產量方面表現出色，面對高溫逆境及乾旱等的環境壓力也能有穩定的表現。透過實地試驗更顯示，種植耐熱玉米品種的農民在惡劣的氣候條件下也獲得了穩定的收益。 　　此外，耐熱玉米品種的推廣更受益於公私夥伴的合作關係，藉由與當地中小企業、農民合作社及公部門的合作，耐熱玉米種子的生產和發送變得更加順暢，確保了農民能易獲得這些優良的新品種。而CIMMYT與其他國際農業研究機構的合作也加速了玉米育種進展。除了南亞地區，在非洲和中南美洲也透過創新的育種技術和現代工具，不斷改進玉米對於環境的適應性和營養價值，以應對日益惡劣的氣候條件。 　　藉由持續不斷的合作與研究開發並推廣耐熱玉米雜交種，保障南亞與非洲等地區的糧食安全，未來將開發更多的抗性玉米品種，以應對諸多氣候變化對農業生產造成的挑戰，確保全球糧食的持續穩定供應。【延伸閱讀】- 【專家評析】植物育種技術之演進談新興基因編輯技術CRISPR/Cas9 於農業之應用

精準農業技術可以透過水、肥料和飼料等精確應用來改善資源管理，進而提高農業生產效率，但根據2023年美國農業部(USDA)的報告，只有27%的美國農場或牧場使用精準農業實踐來管理農作物或牲畜。美國農業部和美國國家科學基金會（NSF）在2017-2021年為精準農業研發提供了近2億美元的資金，包含與人工智慧(AI)研究機構合作研發。 使用精準農業技術的好處包括： 利潤增加：農民可以用相同數量的投入來提高產量，進而獲得利潤，或用更少的投入獲得同等的產量。 減少農作物投入物的施用：科技可以減少肥料、除草劑、燃料和水等作物投入的使用，可以透過促進農業用水的有效利用來解決水資源短缺問題。 環境效益：科技可以防止田間過度使用化學物質，減少河流與海洋汙染。 限制精準農業更廣泛採用和使用的挑戰包括： 前期成本高昂：對於資源或資金有限的農民來說，最新技術成本可能過高。 農場數據共享和所有權問題：對農場數據共享和所有權的擔憂可能會阻礙人 工智慧在農業中的廣泛使用。 缺乏標準：缺乏統一標準可能會阻礙不同精準農業技術互通性。 　　精準農業涉及收集、分析數據並根據數據採取行動，可以幫助農業部解決食品短缺問題，同時還可以幫助農民降低投入成本及提高效率。GAO提出三個政策目標，有助於應對採用精準農業技術方面的挑戰或提高精準農業技術的效益，包含對農民的推廣與支持、鼓勵創新及加強數據管理。並在其報告中探討了新興精準農業技術和精準農業技術採用、為精準農業提供支持的聯邦計畫、使用精準農業技術的好處和挑戰，及能夠應對挑戰或協助提高使用精準農業技術效益的政策選擇。【延伸閱讀】- 精準農業結合人工智慧可降低農業化學足跡

農業部農業試驗所 陳祈男、石憲宗 　　柑橘類為臺灣種植面積最大之果樹，根據農業統計年報，110 年種植面積為25,054 公頃，總產量46.6 萬公噸，其中茂谷柑、椪柑、桶柑、檸檬與文旦等柑橘類果實均容易發生日燒。受到氣候變遷的影響，極端天氣的發生頻率大幅增加，致使近年柑橘果實日燒日趨嚴重，若不加以防治，嚴重可達3 成以上的損傷，對農民而言是極大的損失。【延伸閱讀】- 極端氣候常態化！稻米、蔬果大受影響，日本農業如何因應？ 　　果實日燒是指受到日照、溫度、相對濕度等因子造成果實表面灼傷，初期呈灰青色或黃褐色小斑點，隨後逐漸擴大，形成圓形或不規則的灰褐色乾疤，病部果皮生⾧停滯，質地變硬、粗糙，有時龜裂，使果實形狀不正。以往農民會在6 月至9 月預防日燒，但近年受氣候變遷導致極端溫度的影響，日燒發生時間提早且發生頻率增加，農民難以憑藉傳統經驗判斷果實日燒防治時機，當日燒突然發生時，農業幫工人力也難以及時調度，因此研發智慧且精準預警果實日燒之系統，實是刻不容緩。本所開發之「柑橘果實日燒運算模組」，即可幫助農民精準有效預測日燒發生，及早因應防治，及時進行幫工人力調度作業，減少日燒造成之損失。 　　影響果實日燒的主要原因之㇐為果實表面溫度高於閾值(即可能發生日燒之臨界溫度值)時，發生日燒的機率就會大幅增加。目前雖可使用紅外線測溫槍等儀器快速測量果實表面溫度，但無法時刻監測溫度變化，達到警示功效。本技術導入「柑橘果實表面溫度模型」與「柑橘果實日燒閾值」兩大部分，將多種影響果實日燒的氣象參數因子，透過本運算模組簡化為「果實表面溫度」單㇐因子，使日燒閾值成為單㇐固定值，此閾值不受地區性的環境變因所影響。當超過日燒溫度之閾值，即可警示日燒發生。 　　本技術透過擷取中央氣象局「氣象資料開放平台」或氣象資訊服務業者之氣象預報資料，轉化為果實表面溫度連續變化資料，即可具有預警柑橘日燒之功效。再配合防治資材噴施於植物表面形成薄膜，不但不會影響植物的光合作用與呼吸作用，還兼具阻隔刺吸式口器害蟲 (蟎類) 吸食組織汁液與預防果實日曬的功能，可幫助農友有效防止日燒，減少損害。 　　本技術業經農委會智審會審議通過，可授權予資訊服務業者，若配合承接業者自行開發之模擬預測系統，可預測未來之氣溫、日輻射量、相對濕度等氣象資料，再透過業者在農民果園架設之微氣象站，更可精準預測日燒發生之時間點。業者也可透過手機簡訊、電子郵件或APP 方式進行推播，讓農民即時獲得預警資訊。業者可同時提供氣象資料與作物即時影像監測資料，並整合於同㇐系統內，讓農民即時掌握氣象與作物生⾧因子。業者藉由每月收取傳輸費方式穩定其收益，而農民可精準掌握日燒災害發生時間點，及早防治，減少損害，達到雙贏局面。若配合「雲市集-農業館」，更可讓農民容易取得該技術。本技術預計提供500 戶以上柑橘農民使用，市場規模可達2,000 萬元以上。【延伸閱讀】- 讓植物說話-科學家發明感測器即時監測植物體內變化 　　柑橘農民使用本技術後，預期每分地收益提升2~3 萬，若再配合本所開發之日燒防治資材，預期可降低損害10%至15%，每公頃減少成本10 至15 萬元。本技術不僅能降低災損，也能節省人力，達到科技護農的成效。 圖1、柑橘果實嚴重日燒 圖2、農試所研發之防治資材」，配合柑橘果實日燒運算，可有效預防日燒發生。

鉀素是植物生長的重要營養素，有助於植物行光合作用和呼吸作用，但缺乏鉀素會抑制植物生長與降低作物產量。英國倫敦大學學院研究人員表示，全球約20%的農業土壤面臨嚴重缺鉀的情況，其中以東南亞、拉丁美洲、撒哈拉以南非洲及東亞地區最為嚴重，因這些區域採集約化方式進行農事生產，使鉀素快速消耗而對全球糧食安全構成威脅。 農民依靠鉀肥補充土壤中的鉀素，但該礦物的價格不穩定，且鉀肥生產又高度集中，僅有12個國家主導了近120億英鎊的國際鉀肥市場，其中加拿大、俄羅斯、白俄羅斯和中國所生產的鉀肥佔世界總產量的80%。 　　研究人員強調，在2022年4月因肥料需求增加、燃料價格上漲、疫情恢復及俄羅斯入侵烏克蘭等全球不穩定的因素下，使鉀肥價格比前年上漲500%。俄羅斯和白俄羅斯原本出口了全球約42%的鉀肥，但在2022年俄羅斯入侵烏克蘭後，英國、美國、加拿大和歐盟對這兩個國家實施進口制裁，擾亂全球供應，加劇了價格的飆升。 　　自最初價格飆升以來，鉀肥價格已下跌約50%，但整體價格仍偏高，而高價位的鉀肥會使弱勢群體難以獲得。因此，研究人員呼籲政府應加強鉀肥管理，並建立健全的協調機制，目前尚未有國際政策或法規進行管理。 　　在2021年，全球鉀素消耗量達4500萬噸，預計到2025年時，全球生產量可能上升至6900萬噸，供應國包含白俄羅斯、加拿大、俄羅斯、澳洲、厄利垂亞和英國。然而，鉀肥採礦會引起人權問題，也會對環境有顯著影響，因鉀肥採礦會產生數百萬噸的廢棄物，主要由氯化鈉鹽組成，若該廢棄物滲入土壤，會使土壤和地下水鹽化，進而危害動植物。因此研究人員提出六項建議，提供政府機關研擬政策和措施，防止作物產量下降，保護農民免受價格波動影響，並解決環境問題，建議包括： 建立全球鉀素總儲量和流動性評估，以識別最受風險的國家和地區。 建立國家監測、預測和應對鉀價格波動的能力。 進一步研究在作物和土壤中限制鉀素對產量的影響，協助農民維持土壤中的鉀量。 評估採礦鉀素對環境的影響，並制定永續生產的方法。 發展全球循環鉀元素，減少鉀素使用量，並最大程度再循環利用。 透過聯合國和其他機構加強政府間的合作，制定類似氮肥供應的全球政策協調機制。【延伸閱讀】- 到2025年化肥減量化行動方案

苗栗農改場長呂秀英表示，草莓碳足跡是以環境部公布的「碳足跡類別規則(CFP-PCR)生鮮水果」為依據，紀錄草莓從生產到廢棄回收的碳足跡排放量。【延伸閱讀】- 產品碳足跡資訊網-國內農產品碳足跡類別規則與標籤資訊 　　根據盤點結果顯示，台一休閒農場生產的「400g塑膠手提盒草莓」，從生產到廢棄階段的碳排比例依序為原料階段占68.81%、製造階段占30.81%、使用階段占0.33%以及廢棄回收占0.05%，總碳足跡排放量為1.1kg二氧化碳當量（CO2e）。 　　呂秀英指出，其中原料階段為碳排熱點，以肥料、滴灌電力及種苗居前3名，苗栗農改場為達成5年內碳足跡減量3%的目標，未來將持續協助台一休閒農場導入專業技術團隊，輔導合理化施肥管理、提升肥料運用效率及導入節電灌溉系統，未來也將持續輔導農產品碳足跡盤查，鼓勵業者降低碳排並研發減碳技術。【延伸閱讀】- 【綠趨勢】減少溫室氣體排放的政策應從農業碳交易市場做起 　　呂秀英強調，台灣自2009年推動碳標籤制度以來，共有500多件產品取得碳標籤，但多集中於食品與製造業，農產品相對較少，草莓碳標籤的取得，不但可擴大碳標籤的農產品，更能達成綠色消費的目標。【延伸閱讀】- 【減量】透過碳標籤與菜單設計可以減少飲食的碳足跡

繼2023年7月被認為地球有史以來最熱的月份之後，聯合國貿易和發展會議(UNCTAD)及其合作夥伴合力幫助發展中國家利用衛星技術提高農業的氣候適應能力，隨著極端天氣更加強烈和頻繁，農業適應氣候變遷是降低農作物損失和對抗全球飢餓的關鍵。 　　Cropwatch系統為GeoGLAM（GEO/GEOSS全球農業監測）全球監測部分的核心系統之一。GeoGLAM計畫於2011年由20國集團（G20）發起，旨在提高全球主要穀類作物及大豆生產及貿易資訊的透明度。在這些目標的推動下，來自非洲和中東等11個發展中國家參加於模里西斯舉辦的能力建設活動，了解該系統在實際場域如何進行應用。參與者將練習使用該程式功能，包含全球定位、視訊和地理資訊系統來收集農作物樣本資訊，由於當地農業佔用水量達30%，利用地理定位數據來進行灌溉時間和調度等策略性管理相當重要，CropWatch系統將有助於優化該國主要作物灌溉工作。【延伸閱讀】- 衛星及GIS技術於精準農業上之應用 　　迄今為止，計畫已為11 個亞洲和非洲國家提供了CropWatch 系統及其適應當地需求的技術和知識。

在傳統農業中，合成化肥的使用已成為不可或缺的部分，但面臨供應不平衡和成本過高等問題，需尋找潛在的解決方案來應對挑戰。使用生 物刺激劑和生物肥料，其中包含益生細菌、真菌和藻類等，能夠永續保護土壤的物理、化學和生物結構，同時促使植物更有效利用合成礦物肥料，進而提高作物產量。其中，植物生長促進根系細菌(PGPR)能夠直接提供植物所需的營養素、調節植物激素、影響植物生長，並間接通過各種機制抑制植物病原體和有害微生物。【延伸閱讀】- 化學家開發出促使植物生長之有機活性物質 　　許多研究將生物肥料結合水耕栽培應用，發現能減少對礦物肥料的依賴，同時改善植物營養、增加產量與提升作物品質。土耳其丘庫羅瓦大學(University of Cukurova)研究團隊研究PGPR對萵苣水耕栽培的影響，該研究使用包含枯草桿菌、巨大芽孢桿菌和螢光假單胞菌等PGPR。試驗使用100%礦物肥料作為對照組，處理組則減少礦物肥料比例(20%、40%、60% 和 80%)並以PGPR替代部分礦肥，評估水耕萵苣的生長參數、產量和化學成分含量。 　　研究結果顯示，以PGPR替代礦物肥料處理均顯著提升水耕萵苣的植株重量、葉片數量、葉片面積、葉片乾物質、葉綠素含量、產量及養分吸收率，還能提高萵苣的必需礦物質濃度，包括酚類、類黃酮、維生素Ｃ和總固形物等成分含量。尤其以PGPR取代80%礦物肥料處理與使用100%礦物肥料之萵苣產量相當，表示PGPR可作為萵苣水耕栽培中合成礦物肥料的潛在替代品，推動環境友善栽培，並實現永續農業。【延伸閱讀】- 【綠趨勢】日本環境永續的「友善耕作」之發展現況 　　此外，研究人員建議未來重點探討在無土栽培中細菌定植情形、適用於無土栽培的新型細菌菌株和最適劑量、應用於萵苣之PGPR的保存期限、以及抑制根部疾病之研究，將有助於促進PGPR在無土栽培中的廣泛應用。

植物藥(botanicals)為植物營養素的衍生活性化合物，在非反芻動物的研究中，顯示植物營養素的活性成分如丁香酚、肉桂醛、大蒜素和辣椒素等，在低劑量下可觸發動物腸胃健康和免疫力相關的特定反應，減少氧化壓力，並影響胰島素分泌和活性，此外，植物藥對於反芻動物而言，具有抗微生物的特性，已被研究作為反芻動物的潛在瘤胃改良劑。 　　由於植物藥可能改變乳牛瘤胃中的發酵過程，賓州州立大學的研究團隊針對飼料添加物的開發，嘗試用海藻、大蒜等標的進行添加物的合成試驗，其最後選定辣椒萃取物-辣椒油脂及丁香油作為研究標的，並進行為期10週的試驗研究，研究試驗分成三組，分別為飲食中沒有補充劑、每天補充300毫克的辣椒油脂，及每天補充300毫克辣椒油脂和丁香油，且各組有16頭荷斯坦牛進行試驗。【延伸閱讀】- 【減量】餵食飼料補充劑可減少產奶乳牛腸胃內的甲烷排放量約25％ 　　試驗結果顯示，將辣椒萃取物-辣椒油脂或將辣椒油脂與丁香油共同添加到高產乳牛的飼料中，雖不會提升牛奶產量或改變牛奶成分，卻可提高泌乳高峰期乳牛的能量利用效率，使其體重增加，並減少11%的甲烷排放量，研究人員推測辣椒油脂可能會影響牛的能量和氮利用，而瘤胃發酵和甲烷減排效應可能是由辣椒油脂和丁香油的聯合效應或單獨的丁香油引起的，此項研究近期發表於《Journal of Dairy Science》。【延伸閱讀】- 【減量】發現牛隻腸胃道微生物相組成與甲烷排放間的關聯將是農業永續利用的關鍵之一

國內切花石竹品種多由國外引進，耐熱性不佳，農業部農業試驗所花卉試驗分所投入石竹耐熱育種，歷經8年成功育成耐熱性佳、可全年生產的「台農3號-仲夏瓔珞」，今天在雲林古坑發表，仲夏瓔珞顏色豔麗如寶石，因而得名，目前少量生產，將於暑假上市，因花期長，具有價格優勢。 　　農試所今天在古坑鄉立幼兒園發表最新育成的石竹新品種「台農3號-仲夏瓔珞」，教導學童製作「仲夏瓔珞」小花禮送給媽媽，遺傳育種系約僱助理褚哲維表示，「仲夏瓔珞」從雜交到選拔、命名，歷經8年時間，因顏色豔麗如珠寶，故以古代經典有珠寶之稱的「瓔珞」命名。 　　過去切花用的石竹，多從國外引進，其耐熱性不佳，國內僅能於冷涼季節或高冷地區生產，一般花期約7至14天，夏季拍賣價格一把約120多元，最新育成的「台農3號-仲夏瓔珞」不但耐熱性佳，還具有可在高溫期生產，且切花品質良好、具不褪色的特性，花期可穩定維持2周，極具價格優勢。 　　農試所主秘謝廷芳表示．仲夏瓔珞具有紫紅色的花朵與半球狀的花序，同時散發怡人花香，是可全年於平地生產的優良品種，預期推出後，能帶動國產花卉蓬勃發展，目前已以非專屬方式技術授權具有農民身分的花藝業者自行生產，今年暑假將可在市場銷售。【延伸閱讀】- 球根花卉及蘭花選育技術