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趨勢快訊
垂直農業可以提高產量並減少環境影響
2025/10/22
隨著全球人口持續增長與城市化進程加速,傳統農業面臨土地資源有限、氣候變遷帶來的極端天氣挑戰,以及對環境造成的巨大壓力。為了確保未來糧食安全,創新且永續的農業生產方式成為當務之急。   新加坡TUMCREATE研究平台與慕尼黑工業大學(TUM)研究團隊結合理論模型與實驗資料,透過系統性分析包括傳統作物、藻類、菇類、昆蟲、魚類和培養肉在垂直農業中的生產效率及其對土地、水資源的需求,並評估其對農藥與抗生素使用的減少效果。團隊同時探討了垂直農業中多種食物間的資源循環,例如菇類與昆蟲能將作物廢料轉化為營養豐富的蛋白質,形成封閉循環系統,降低資源浪費並提升整體系統的可持續性。   研究發現垂直農業在蛋白質產量和環境效益上均展現出顯著優勢,尤其適合都市及耕地有限地區。研究證實垂直農業可大幅減少土地占用與水資源消耗,並透過封閉式系統降低廢棄物與污染。研究團隊也指出能源需求高與部分新型食物(如昆蟲和藻類)消費者接受度低,仍是推廣過程中的主要挑戰。團隊呼籲需持續技術創新、跨領域合作與政策支持,方能充分發揮垂直農業的潛力。   此項研究發表在2025年《PNAS Nexus》期刊,研究貢獻在於首次從多食物類別角度,系統性評估垂直農業在提升糧食產量與減少環境影響的雙重效益,並提出可操作的量化框架,為政策制定者、產業界與研究者提供決策依據。此外,研究強調垂直農業在都市糧食安全、資源循環利用及永續發展中的關鍵角色,為未來推動智慧農業與生態農業提供理論與實證支持。 【延伸閱讀】- 儘管垂直農業現況受挫,未來仍具潛力及重要性之因素
5G 與元宇宙如何改變農業
2025/10/21
中國東華交通大學、江西電信公司以及紐西蘭惠靈頓維多利亞大學研究團隊共同研究5G通訊與元宇宙技術在農業的應用。團隊檢視5G在田間感測、無人機巡檢與遠程機械控制的實務效能,同時評估元宇宙的虛擬培訓平台與數位分身系統在資源優化決策中的潛力。透過成本效益分析與技術成熟度評估,提出階段性部署策略。面對勞動力短缺、極端氣候加劇與資源利用低效等問題,團隊試圖驗證高速通訊與虛擬交互技術能否突破傳統農業限制,尤其著重於降低發展中國家的產後損失,並建立可擴展的智慧農業框架。   研究發現5G技術大幅提升灌溉、施肥與用藥的精準度,使農藥與化肥使用量減少20%-35%,同時提升產量8%-15%,其遠程機械控制功能更在勞動力缺乏區域顯著降低作業風險。元宇宙的虛擬培訓使新技術普及速度加快40%,而數位孿生系統成功將決策失誤率降低30%。這些技術對小農經濟體的轉型尤其關鍵,例如非洲地區透過基礎型5G網路可將收穫後損失減少18%。   此項研究發表在2025年《International Journal of Agricultural Resources》期刊,研究貢獻在於首次系統性論證通訊與虛擬技術整合對農業永續發展的深遠影響,不僅帶來資源利用的革命,也推動農業知識平權與全球協作新範式。這些成果為未來全球糧食安全與農業轉型提供了強而有力的科技支撐。 【延伸閱讀】- 印度藉由5G技術協助農民發展智慧農業
結合機器學習演算法監測水稻種植,確保全球糧食安全
2025/10/17
水稻是非洲第三大主食作物,對區域糧食安全具有戰略意義。儘管非洲僅占全球水稻產量約4.7%,但該大陸對水稻的需求年增率超過6%,高於其他主食作物。為應對需求增長,過去三十年非洲國家平均每年新增約40萬公頃水稻耕地。然而,非洲水稻種植面臨氣候變遷、城市化與森林砍伐等多重挑戰,且非洲水稻種植季節多樣,雨養水稻普遍缺乏灌溉系統中常見的淹水信號,造成基於植株生長期的遙感監測困難。   研究團隊開發了一套創新方法,結合雙極化合成孔徑雷達(SAR)後向散射特徵與機器學習演算法,提出「基於後向散射的粗定位與多源時間序列精細分類」框架。此方法融合了多源遙測數據,包括SAR影像與光學時間序列,透過監督式機器學習對非洲不同區域的水稻種植地進行分類。該方法特別針對非洲多樣化氣候與水稻種植季節設計,能有效辨識雨養水稻,並克服傳統監測中因缺少淹水信號而導致的誤判。研究團隊利用大量地面調查數據進行模型訓練與驗證,確保結果的可靠性與實用性。   研究發現該高解析度水稻分布圖不僅準確反映了非洲各國水稻種植面積與空間分布,還能支持糧食安全政策制定、農業研究與永續發展目標的監測。此數據集的開放共享,有助於促進全球對非洲水稻生產現況的了解,並為應對氣候變遷帶來的農業挑戰提供科學依據。研究成果將推動非洲水稻產業的現代化管理,提升糧食生產效率與資源利用率。   此項研究發表在2025年《Earth System Science Data》期刊,研究貢獻在於首次提供了非洲範圍內高解析度、精確且及時更新的水稻分布資料,突破了過去資料粗糙、更新緩慢的限制。其創新方法結合了多源遙感技術與先進機器學習演算法,為多變氣候與複雜耕作環境下的農業監測提供了有效解決方案。此成果不僅強化了非洲糧食安全的數據支撐,也為全球永續農業發展與政策制定提供了重要參考,促進了遙測技術在農業領域的廣泛應用。 【延伸閱讀】- 開發水稻營養壓力的高光譜庫,以利分析水稻影像
苗栗農改場採蜜數位教材 輕鬆開蜂箱、找蜂王
2025/10/16
農業部今天表示,苗栗區農業改良場新開發全台首套「蜂蜜採集沉浸式體驗數位教材」,不必走進養蜂場,也能輕鬆體驗開蜂箱、找蜂王、採集蜂蜜的樂趣。   農業部發布新聞稿表示,苗栗農改場新開發一套「蜂蜜採集沉浸式體驗數位教材」,不用實地走入養蜂場,也能透過混合實境(MR),輕鬆感受蜂群管理與採蜜樂趣,安全性與趣味性十足。   苗栗農改場說,傳統的養蜂教學需要走入蜂場,對於初學者或害怕蜜蜂的人而言,不僅心理負擔大,也存在被螫傷的潛在風險。   苗栗農改場指出,這套全台首度開發的沉浸式採蜜體驗教材,透過數位科技模擬蜂場管理及採蜜過程,體驗者只需伸出雙手,就能操作「擬真」的採蜜工具,學習如何打開蜂箱、取出巢脾、尋找蜂王、刮除蠟蓋、搖蜜及採蜜等,並可重複操作,不受天候、場地與蜂群狀態影響。   此外,苗栗農改場說,這套教材可作為養蜂課程、食農體驗及輔助教學的工具,幫助學員在無壓力環境中,掌握搖蜜基本操作,提升對養蜂及蜂蜜生產的理解及興趣;使用者可直接用雙手操作,透過頭戴式裝置,了解蜂蜜採收的操作流程,也有互動式指導及步驟提示,讓學習更有效率。 【延伸閱讀】- 全台之先 台中農改場混合實境教剪葡萄駕農機
利用電子感測器進行水稻田乾濕交替的自動灌溉系統
2025/10/15
傳統水稻種植方式需要大量水源進行灌溉以及人工監測水位,並進行調節與控制,然而農人們對於水位的控制皆有不同的標準,進而使水資源有所浪費。目前現有AWD (Alternate Wetting and Drying,乾濕交替),技術雖能節省用水,但仍需要人力監測,效率仍備受考驗,因此研究團隊欲透過電子監測水位來節省人力資源以及精準用水。   印度中央農業工程研究所研究團隊利用磁性浮標水位感測器、無線通訊模組及微控制器的自動灌溉系統,針對田間水位進行監測,並且依照水稻不同生長階段搭配程式設計,進行不同的灌溉模式調節水量。2018至2019年在印度以新型態灌溉方式與傳統灌溉方式分為實驗組與對照組,針對產量、作物生長情形以及用水效率進行分析比較,記錄水稻生長參數(植株高度、分蘗數、根深度等)、產量、用水生產力。   研究發現自動化系統用水生產力、產量、用水量都優於對照組,其中用水量部分,自動化系統相較於傳統灌溉系統,節水量達到36%。產量以作物生長情形,同為自動化灌溉優於傳統灌溉,此外在水稻的關鍵生長期,自動化系統可以維持水稻灌溉所需要水量,使得水稻能夠在關鍵時期獲得充足水源,以確保良好生長情形。   此項研究利用電子感測器進行水稻田乾濕交替的自動灌溉,透過新系統能夠精準檢測水稻田地表上下水位藉以自動灌溉,達到節水及增進用水效率,同時該系統結合農業、電子、感測器及無線通訊等跨域合作,進一步增進精準農業之發展與跨域合作的可能性。 【延伸閱讀】- 透過自動化影像分析節省農業勞動力
全景種植影像預測番茄收成工作時間之準確性評估
2025/10/14
隨著日本及國際勞動力成本持續上升,加上日本溫室園藝規模擴大以及番茄採收多靠人力為主,許多研究者針對工作績效以及農場工作效率開發許多應用軟體,希望能夠透過相關軟體來減少人力、提高工作效率並試圖記錄工人工作時數與提早規劃未來採收時間及人力配置。然而過去雖有相關應用軟體或者估算模型,但實際上過於複雜,具有一定的使用門檻。   日本東京大學及日本農業‧食品產業技術總合研究機構(NARO)研究團隊利用全景影像預測番茄收穫工作時間,並將番茄種植方法分為低層栽培(LS)與長期多階段栽培(LTMS),使用果實定位監測系統,自動獲取番茄植株的全景影像,再使用深度學習模型(Mask R-CNN)將全景圖中番茄果實切割出來,並根據果實顏色及數量進行估計,每週也蒐集來自於三位不同收成經驗工人之收成數量進行紀錄,並以線性迴歸模型驗證模型準確度。 研究發現預測作業時間的誤差在採收日前三天為30.1%,採收日當天降至15.6%;產量部分則是因為長期多階段栽培會定期處理葉片,使得果實能見度增高,進而使之預測準確度更優於低階栽培;採收效率則為具有經驗者其效率優於經驗較少者,栽培方式也有所影響(LTMS效率較好),透過實證證明,該模型可用於產量與果實重量預測,但工作時間則需要依照工作者經驗另外建構一套模型進行預測。 此項研究開發一套以深度學習模型結合全景影像所建構出之番茄採收預測系統,藉以提升商業溫室勞動效率、優化勞動力分配與工作計畫,降低勞動力成本。除了針對番茄採收有所貢獻外,該系統也提供其他以溫室所種植之作物提供管理參考方式,也針對國際勞動力成本上升提供解決方案。 【延伸閱讀】- 新輻射傳輸建模框架增強植物表型深度學習
黑豆植物性飲品調製技術
2025/10/13
豆陣健康植物性飲食新潮流~ 台南農改場發表「黑豆植物性飲品調製技術」 農業部臺南區農業改良場 陳曉菁    黑豆(Glycinemax (L.) Merr)為豆科(Fabaceae)大豆屬(Glycine),又名烏豆、櫓豆,一年生草本植物,原產於中國東北。依種皮顏色及利用性不同而有許多不同的品種,包括黃豆、黑豆、青皮豆、毛豆,統稱是大豆,黑豆食用歷史悠久,傳統中醫學上具有醫食同療的素材,黑豆在中醫典籍記載味甘,性平,無毒,可以入藥,認為具有活血、滋陰補腎、除濕利水及解毒等作用,而且可以潤澤肌膚,烏鬚黑髮。黑豆為種皮外觀呈黑色,依其子葉顏色分成黃仁黑豆和青仁黑豆,具有豐富加工特性等特點,為我國重要傳統雜糧之一。黑豆的食用方法有很多種,可入菜,以白米或全穀雜糧類添加適量黑豆煮成黑豆飯,煮炒炸可作涼拌菜或零食小吃,生芽可作蔬菜,黑豆榨汁熬煮成飲品。黑豆常在加工過程中受到浸漬、烹煮溫度、壓力、製品湯液pH值、金屬離子及組成份因熱處理,常發生一連串化學反應如:梅納反應、焦糖化等,或者微生物醱酵等方式,可改善黑豆食品之風味與質地、增進消化吸收及延長食品保存期限。依黑豆特性有不同的加工用途,亦存在於各式食品中,例如烘培產品、乳製品、穀物片及飲料等。從食品藥物管理署食品營養成分資料庫中黑豆富含35~40%蛋白質,每100克青仁黑豆含有膳食纖維21.5公克、微量元素等,含有人體所需多種營養素、寡醣(例如:棉子糖raffinose和水蘇糖stachyose)以及人體所需必需胺基酸,如麩胺酸、天門冬胺酸、精胺酸等高生物價蛋白質,更含有人體內無法製造而必須經由食物攝取的必需脂肪酸等,而且好消化、好吸收,可以說是高營養、高消化率、價格低,不僅是素食者的主要營養來源,也是亞洲人生活不可缺少的食材。   然而從財團法人農業科技研究院運用Mintel GNPD進行2017~2021亞太地區黑豆產品趨勢市場報告,食用黑豆之主要產品國家為中國大陸(25.2%)、南韓(24.6%)、日本(19%)、臺灣(12.7%)、印尼及香港等,皆受中國文化之影響。就黑豆產品類型及其應用趨勢中,以黑豆食品為主的是中國大陸和我國(臺灣),而南韓和日本則以外用美妝用品居多,特別是南韓之美髮產品(26.3%)為最多;日本則以護膚品 (44.3%)遠高於其他類型產品。   而目前臺南區農業改良場國產黑豆育種深耕數十年,利用於產業界品種有黃仁的臺南5號及青仁的臺南3號、臺南11號等,利用臺南場育成的黑豆品種,導入定溫熟化技術,保留黑豆營養,開發低卡、低熱量、零負擔的黑豆植物性飲品,並淬取精華,濃縮活性營養,瞬間保鮮,可即泡/開即飲,省時省工;可常溫保存,並依個人喜好添加熱水或冷水,冷熱飲皆宜;同時可廣泛應用添加於各類食品,做成調和產品。目前「黑豆植物性飲品調製技術」已於通過農業部智審會第7次審查通過,該技術以非專屬授權已技轉3+1家業者生產,其中舞茶實業有限公司將其導入加工製程,生產「黑豆黑米穎果皮茶」,提供國人沖泡飲品新選擇;米大師美食生技股份有限公司將該技術導入米飯加工製程,將提供國人營養滿分的米豆穀物產品-黑豆飯;田庄食品有限公司將該技術導入開發黑豆素滴精多醣新品;第4家陳上有限公司預備導入開發黑金植萃養生飲新品。綜上各家業者獨具特色的巧思,預期將有全方位植物性蛋白補充產品上市,提供消費者更便利、多元的選擇!   歡迎對農食科研成果有興趣的農友或農企業共同交流,期盼國內黑豆產業以跨域科技迎來嶄新發展契機,為推動農業生產端、農食加工端及應用企業端鏈結發展貢獻心力,落實農業永續發展(SDGs,sustainable development goals)。 【延伸閱讀】- 省34%灌溉水!農改場再生紙膜插秧技術 還可抑制雜草
廢料變飼料養雞也能減碳 嘉大低碳養雞技術奪「未來科技獎」
2025/10/09
嘉義大學跨領域研究團隊以創新的「提升雞隻生產效益、減少碳足跡」技術,勇奪有科研界奧斯卡之稱的 「2025未來科技獎」,不僅在超過500組參賽團隊中脫穎而出,更是今年農業生產領域唯一獲獎的技術,展現在永續農業與低碳畜牧領域的卓越研發實力。   頒獎典禮將於10月18日在台北世貿一館舉行,並於16日至18日的「2025台灣創新技術博覽會-未來科技館」中公開展示。   嘉大獲獎團隊由動物科學系教授陳國隆領軍,集結農業科學博士學位學程李越勝博士、應用化學系教授古國隆、微生物免疫與生物藥學系副教授謝佳雯、教授翁博群、教授朱紀實、生化科技學系副教授魏佳俐及農業科學博士學位學程蕭雅齡博士生等多位專家,並與農業部畜產試驗所合作,組成堅強的跨領域研發陣容。   嘉大團隊掌握「淨零碳排」與「無抗養殖」的國際趨勢,利用枯草芽孢桿菌LYS1進行農業副產物(如豆殼、麩皮、菇包)發酵,將廢棄物轉化為高效飼料添加物,不僅減少廢棄物堆置與燃燒,也大幅提升雞隻飼養效率,實現循環經濟與綠色生產模式。   技術效益驚人,包括取代魚粉並增效:添加1–2%的發酵產物(FPA)可完全取代魚粉,提升生產效率12%、經濟效益9%。   取代抗生素:僅需0.1%乾式發酵產物(FPB)即可取代抗生素生長促進劑,降低抗藥性風險並提升效益7.8%。   提升動物健康:LYS1對禽畜常見的大腸桿菌、沙門氏菌與金黃色葡萄球菌具良好抗菌力,有助減少疾病發生。   這項技術已達TRL9成熟度,具備量產與實地應用能力,並取得發明專利與SCI Q1期刊論文發表。嘉大團隊也曾獲國家新創獎與農業生技創業競賽佳績,技術實力備受肯定。未來將持續拓展應用至豬隻、反芻動物與水產養殖,推動臺灣畜牧業朝向低碳永續邁進。   嘉義大學表示,這項技術不僅替農業廢棄物找到高值化利用方式,也為畜牧產業提供減碳新解方,展現大學科研團隊在全球淨零浪潮下的創新能量。 【延伸閱讀】- 利用農業廢棄物作為原料 中山大學研發環保減碳生物塑膠
新機器學習模型提供作物產量預測解決方案
2025/10/08
基因組育種是僅根據DNA篩選數千名候選者進行田間試驗的過程,可以節省開發新植物品種所需的時間和資源,例如在乾旱條件下生長得更好。基因組育種的一個重要部分涉及基因組預測,以利用DNA來估計植物的產量。   巴西阿肯色大學研究團隊主要使用機器學習(ML)技術,特別是基於梯度提升技術(GBM)的LightGBM框架,來進行基因型與環境互動的預測。研究中引入了環境數據和基因數據的特徵工程,以提高預測準確性。使用來自「基因組到田野」計畫的多環境試驗數據,涵蓋2019至2021年間的玉米雜交品種在72個環境中的表現。環境數據包括氣候、土壤等變量,並由Spectrum WatchDog 2700氣象站收集。   研究發現G+E模型在預測準確性上優於GEI模型,且在計算資源和時間上更具優勢,在包含環境數據的情況下,機器學習模型的平均預測準確性比傳統的因子分析乘法混合模型提高了7%。通過特徵工程可以有效地將環境數據整合入基因組預測模型中,並且不需要明確地將互動項納入模型中,即可考慮基因型與環境之間的互動。   此項研究發表在2024年7月《Applied Genetics》期刊,此項研究貢獻在於為作物育種領域提供了一種新的預測工具,能夠有效結合環境特徵與基因數據,提升作物產量預測的準確性。這一成果不僅有助於節省資源,還能加速新作物品種的開發過程。隨著對環境數據和基因數據結合的研究日益增加,該研究為未來的農業科學研究奠定了基礎。 【延伸閱讀】- 利用空拍AI分析影像技術預測甜玉米最佳收穫時間
SaliCrop利用種子強化技術解決高溫、鹽度、乾旱等問題
2025/10/07
鹽分含量過乾的乾燥土壤阻礙許多農作物生長,歸因於海平面上升導致沿海地區海水入侵和岩石風化,而對於以色列許多農民來說用鹹水灌溉雖會加劇情況,但是不可避免的。SaliCrop表示現在全球有超過8.3億公頃農地帶有鹽份,此類非生物性威脅導致全球農業生產力下降30至50%。   SaliCrop為種子強化技術專家,並未引入外源基因等基改技術,而是利用遺傳學的原理活化植物已有的自然壓力機制,將種子暴露在受控的非生物壓力來源下,以刺激種子壓力反應機制,使種子能夠應對長期乾旱、低水位及含鹽量高的土壤。   種子具有某些環境壓力誘導基因,當外在環境出現極端現象,植物會進入防禦模式,但當植物做出反應時為時已晚,SaliCrop此解決方案可起到溫和推動作用,甚至在植物發現自己處於高鹽分貨炎熱環境之前,就可以先做出壓力反應。   SaliCrop種子解決方案已在一些番茄種植地區有成果,例如西班牙經歷高達45度季節高溫,SaliCrop此方案提高了30公頃土地作物產量與品質。目前SaliCrop正在歐洲、非洲和印度進行田間測試,並在以色列進入商業化階段,透過其他商業化種子進行田間測試,產量也提升10至17%。 【延伸閱讀】- 利用磁性染法革新胡瓜的基轉技術
「紙膜插秧技術」能抑制雜草 台南農改場曝光技術
2025/10/02
台南區農業改良場實驗推廣「紙膜插秧技術」,突破有機米栽培最難克服的雜草瓶頸,與雲林縣合作試種新品種「台南20號」。今天北上農業部介紹新技術節水與抑制雜草與推廣種植成果。   台南農改場聯合斗南鎮農會、豐泰基金會與雲林縣府於斗南推廣「台南20號」與創新「紙膜插秧技術」有機水稻生產模式,收成供應校園午餐,打造兼顧環境友善、產地契作與學童健康案例,「要促進農業永續與社會共好。」 縣府及基金會配合推動的「國中小營養午餐,每周一餐有機米」計畫攜手斗南農會,推動「從產地到餐桌」社會責任。當地紙膜有機稻作已擴增至10公頃,產出有機米供176所國中小學、47133名學童營養午餐,   現場還舉辦「紙膜有機米 × 營養午餐」計畫啟動暨三方合作備忘錄簽署儀式,說明創新栽培技術與品種特色,分享地方農會與企業夥伴參與落實ESG具體行動。 台南農改場場長陳昱初說,有機栽培最大問題就是雜草多,要灌溉大量的水抑制,「紙膜插秧技術」是將環保材質製作紙膜,在插秧前平鋪稻田上。雲林縣稻田試種新品種「台南20號」不但有效抑制雜草、省去除草人力,還可節水達13.8%。   台南農改場表示,「紙膜插秧技術」早年日本研發,紙膜以通過有機資材驗證的再生紙製作,35至40天內內自然分解,無環境負擔,方便農民轉型有機栽培。台灣20多年前曾推廣。沒成功原因是當時有機推廣還不普遍,農業人力還夠,現在人力短缺加上重視永續,正是推廣時機。   台南農改場今天也與豐泰文教基金會、雲林縣政府、斗南鎮農會簽署合作備忘錄,推動「紙膜有機米×在地營養午餐」計畫。   陳昱初說,該場也和雲林縣府及基金會合作與在地農民契作,推動的營養午餐每周一餐有機米」從原本5所到現在176所中小學,約4萬700多學生每周1天午餐可吃到有機米,是實踐ESG,達到具體落實低碳永續與地產地消精神,推動與在地農民契作,讓農民獲得穩定收入,學生也能享用最新鮮的在地有機好米。基金會董事林淑英表示,基金會本於「取之社會,用之社會」精神,推動扶植在地有機農民,更透過餐桌教育,讓孩童在日常吃飯中能學習健康與生態環境連結,培養下一代對土地與健康的責任感。   斗南鎮農會總幹事張燕容表示,農會積極推廣友善耕作與食農教育,期待透過營養午餐導入有機米,從小紮根學童對環境永續的認知。「消費者願意吃,農民就願意種」,不僅提高農產品社會價值,也為農友提供轉型契機。 【延伸閱讀】- 節水21%、甲烷減32%!水稻田「乾濕灌溉」革命新技術 稻米根系也更健康
高雄農改場推自主巡場智慧幫手 辨蟲害精準噴藥
2025/09/25
高雄區農業改良場今天在農業部舉行記者會,介紹新研發成功能自主巡場的智慧幫手,會拍照還能辨識作物病蟲害及自動精準噴藥,不但降低農民工時,也減少噴藥對人員造成傷害。   高雄農改場場長羅正宗說,高雄農改場為新研發成功的「自主移動智慧精準噴藥機」取名「小小兵」,其實就是一部機器人,經由事先路徑設定及規劃後,可連續自主作業7小時,且可無線充電,農民在田間工作時,只需在旁監看。   羅正宗說,近年來為因氣候變化及農產業的提升,溫網室栽培面積大幅增加,若在溫網室中噴藥時,傳統的引擎動力式作業機產生的廢氣、噪音及噴藥時藥劑瀰漫,常造成農業作業人員身體不適。   另外,作物病蟲害的監測及防治透過人力作業,常需耗費大量時間,難以即時處理。高雄農改場副研究員潘光月說,「自主移動智慧精準噴藥機」可望節省至少3名人力,並減少噴藥作業造成的傷害,提高工作效能。   潘光月說,高雄農改場研發「自主移動智慧精準噴藥機」時是以小胡瓜為對象,但這個機器人的功能可視需要進一步擴增,只要有完整的訓練,完成其他作物病蟲害AI辨識資料庫,皆可和噴藥機結合,運用到其他作物的病蟲害防治。   「自主移動智慧精準噴藥機」已取得專利證書,高雄農改場也公告技轉給民間廠商,估計一台機器費用約新台幣40萬元,而農民現在購買電動農機可享有一半的補助。【延伸閱讀】- 日本農業自動化機器人的未來與現況發展趨勢
替代蛋白質來源:利用蠶豆改善植物性食品的口感
2025/09/24
消費者逐漸重視環境的永續發展、健康以及動物福利等議題,因此植物性食品的市場也越來越著重於感官特性方面的發展。蠶豆蛋白奈米纖維 (protein nanofibrils) 是一種特殊的蛋白分子,能夠組織成微小的結構,並擁有獨特的物理化學性質,對食品的質地和口感產生深遠影響。目前,科學界已經對這些奈米纖維在液態介質中的形成和物理特性有一定的了解,但在生理環境下它們如何影響細胞的研究仍然較少。例如,目前缺乏細胞模型系統來推測蛋白奈米纖維對食物質地感知的影響;因此德國慕尼黑工業大學的研究團隊研究了蠶豆蛋白奈米纖維如何影響人類機械性受器((mechanoreceptor))細胞株的細胞,並將研究發表於《食品》(Foods) 期刊。   在生理條件下研究細胞模型時,研究團隊使用原子力顯微鏡 (AFM) 發現,蛋白奈米纖維使細胞表面結構變得粗糙,但未改變其整體彈性。當將蛋白奈米纖維加入細胞培養基後,與食物質地感知相關的受體基因表現發生了變化,其中包括機械敏感離子通道如Piezo受體,以及負責檢測脂肪酸的受體。此外,對人工細胞膜的進一步研究顯示,蛋白奈米纖維可透過脂質與細胞膜相互作用,進而影響膜的彈性。   隨著市場對植物性食品需求的增加,深入理解這些奈米纖維的作用機制將有助於開發質地更加優化的產品,提升消費者的接受度。未來的研究將進一步探討其應用潛力,推動植物性食品產業的創新與發展。 【延伸閱讀】- 永續的奈米纖維塗層可以延長水果的保存期限
一特殊蛋白質Cry14有助於提升大豆對線蟲之抗性
2025/09/23
大豆胞囊腺蟲(soybean cyst nematode, SCN)是一種微小的害蟲,附著於大豆根部吸食營養物質並留下破壞的痕跡,造成每年數十億美元經濟損失,嚴重時導致減產高達30%-50%,且地上部不會有明顯的病癥。為防治此線蟲,農民通常使用抗性品種、輪作、種子處理等方式,然而市售抗病品種多緣自於兩個抗性基因,經過長期使用SCN已逐漸產生抗性,因此美國巴斯夫公司(BASF)與唐納德·丹佛斯植物科學中心(Donald Danforth Plant Science Center)研究團隊,藉由基因轉殖一特殊蛋白,有望解決此問題。 基因轉殖的生物防治策略   農業中經常利用蘇力菌(Bacillus thuringiensis, Bt)生成之晶體蛋白(Cry)防治害蟲,藉由基因轉殖入作物中,可防治鱗翅目、鞘翅目等害蟲,廣泛應用於大豆、棉花、玉米等作物,近期研究顯示Bt蛋白有助於SCN防治,因此研究團隊將GMB151基因轉入商業品種中,此基因轉譯後可生成Cry14蛋白,結果顯示,相較於對照組及其他抗病品種,轉入GMB151植株可有效降低SCN族群。研究人員進一步探討Cry14蛋白對於減少線蟲族群的機制,利用高解析度電子顯微鏡觀察,發現Cry14能夠成功進入線蟲腸道,推翻先前認為Cry蛋白過大、線蟲難以攝入的質疑聲,並觀察攝入後腸道內的影像,影像中可見腸道細胞膜破裂、細胞凋亡,最終導致線蟲死亡,相關文獻發表於Molecular Plant-Microbe Interactions。   這項開創性的研究為利用Cry蛋白控制SCN或其他線蟲開闢新的方向,期望能為其他研究人員提供新的思路並多加以應用。 【延伸閱讀】- 玉米穗蟲對蘇力菌基轉作物抗藥性之遺傳背景探勘
不同農林系統中阿拉比卡咖啡的生長與生產力
2025/09/22
傳統的咖啡栽培模式為全日照環境下栽種單一品種,雖能在短期內顯著提升產量,但也帶來了易感病害、環境韌性降低以及土壤有機質不足等一系列問題。近年來,混農林業逐漸受到關注,此模式藉由多樣化的樹種創造微氣候以減少病蟲害的發生,同時維持土壤肥力,促進農業的永續發展。哥斯大黎加為重要的咖啡產區,正面臨產地減少、病蟲害加劇等挑戰,為解決此問題以及對於永續農業的追求,由哥斯大黎加地球大學(Earth University)、哥斯大黎加大學(Universidad de Costa Rica)、哥倫比亞農業研究組織(AGROSAVIA)及熱帶農業研究與教學中心(CATIE)等機構組成研究團隊,探討在哥斯大黎加低海拔地區採用農林混合方式種植雜交種阿拉比卡咖啡的可行性。 混植優勢與施肥策略   研究團隊利用抗病雜交品種Esparanza L45作為材料,與4種不同樹木混合種植,共3個混植組合,相較於全日照組,混植組別的產量顯著提升,且植株死亡率由39%下降至7%,由此可知樹木對於減少環境逆境以及在極端氣候下做為緩衝的重要性。此外,研究人員對於不同混林組合分別採用化學性(速效型)及物理性(緩釋型)施肥,化學性施肥能使植株在施用初期快速生長、效益較佳,然而最終產量仍以混植搭配物理性施肥產量最高,每公頃達3.3噸。   藉由農林混植技術與新品種咖啡結合,研究展示了提升環境韌性及低海拔地區量產高品質咖啡的潛力,期望未來能擴大哥斯大黎加咖啡產區,並復耕已停產地區如Huetar Caribe,為咖啡產業的永續發展提供新的解決方案。 【延伸閱讀】- 發展混農林業以兼顧農業需求與維持鳥類物種多樣性
科學家發現橄欖、葡萄、大蒜、迷迭香和番紅花具有促進心血管健康的功效
2025/09/17
心血管疾病是全球最主要的疾病與死亡原因。植物萃取物富含生物活性化合物,並且在藥物開發中發揮關鍵作用,但由於副作用、藥物相互作用以及缺乏充分的臨床實驗,導致這些植物的使用受到限制。   西班牙巴塞隆納自治大學(Universitat Autònoma de Barcelona)的研究團隊分析了大蒜、山楂、番紅花、橄欖、迷迭香及葡萄的主要活性成分,在這6種植物中含有二烯丙基二硫化物、槲皮素及薑黃素等成分,具有抗氧化、抗發炎、血管擴張作用,以及對脂質代謝調控等功能,有助於治療動脈粥狀硬化、高血壓等疾病;這些天然萃取物是具有潛力的,但因基質效應(matrix effect)導致在同時攝取的狀況下可能會影響治療效果,因此了解這一相互作用對於優化植物萃取物在飲食背景下的治療應用相當重要。   這些植物成分的長期安全性和協同效應的評估仍需進一步深入研究,未來研究將著重於建立標準化的臨床試驗,並強調藥物動力學、毒理學和臨床效果的全面評估,以確保這些天然產品的安全性和有效性,並為它們作為藥用植物在未來的應用鋪路。【延伸閱讀】-這種蜂蜜你沒吃過 抗氧化力是荔枝龍眼蜜的6到10倍
了解植物氣味交流生理機制,為農業防治提供新思路
2025/09/16
日本東京理科大學近期發布一項研究,深入探討揮發性化有機化合物在植物交流中所扮演的關鍵作用,將可為永續農業發展提供新的研究方向。 研究指出,植物間的氣味交流遠比想像中的更複雜且重要。植物不僅能透過揮發性有機化合物吸引授粉昆蟲,更能在植物遭受環境危害時向周邊植物發出警告信號。儘管植物本身沒有類似動物的嗅覺器官,但它們已演化出獨特的分子機制,能夠直接將揮發性有機化合物吸收進入葉內的細胞,觸發一系列防禦反應。這項自然界的「植物對話」,不僅揭示植物間的交流生理機制,也為農業防治提供新思路,正逐漸應用於現代農業實踐中。   在實際應用方面,研究發現應用於伴生植物和生物刺激劑等環保技術的效果顯著,特別是在有機農業中,某些植物釋放的揮發性有機化合物可抑制害蟲,同時促進鄰近作物的生長。例如,玫瑰所含的精油成分-β-香茅醇被證實可有效增強番茄的防禦能力,這種低成本的處理方法為未來的有機農業發展呈現了良好的應用前景。更重要的是,揮發性有機化合物在全球生態系統扮演關鍵角色,每年樹木釋放的萜烯類物質,會透過形成氣溶膠的方式對氣候產生重大影響,凸顯了這類研究在應對氣候變遷方面的重要性。   隨著植物間交流機制的突破性研究進展,這項技術在全球農業領域應用前景備受期待,透過深入了解並善用植物的天然防禦機制,未來可有望發展出更環保且永續的農業生產模式,不僅降低農藥使用,也為未來的糧食安全提供創新解決方案。【延伸閱讀】-植物透過誘導原等分子訊號感知草食動物攻擊
速效稻草分解菌液態發酵量產與應用技術
2025/09/15
速效稻草分解菌液態發酵量產與應用技術 農業部苗栗區農業改良場作物環境科 朱盛祺 博士 副研究員兼科長   燃燒稻草將造成嚴重的環境污染並將寶貴的自然資源變成環境污染源。焚燒稻草所產生之濃煙會危害人體健康,並嚴重妨礙附近來往車輛行車安全。從事露天燃燒作業:行為人依環境部空氣汙染防制法可處罰款新台幣一千二百元以上十萬元以下之罰鍰。   依農業部農糧署「對地綠色環境給付計畫」執行作業規範中,明定經農業機關或環保機關查獲有露天燃燒稻草事實者將暫停受理相關補助措施之如下規定:為維護空氣品質,請勿燃燒稻草或其他作物殘株等農業廢棄物,同一田區經環保單位查獲或農政單位判釋有露天燃燒稻草情事,累積書面通知違規兩次者,暫停申報種稻(含稻作直接給付)、轉(契)作、生產環境維護措施或收購公糧之資格1次。   為解決燃燒稻草的問題,農業部苗栗區農改良場歷時5年由263株菌篩選出速效稻草分解菌(苗栗活菌3號),該菌可快速產生纖維分解酵素,將粗稻桿7天內腐化分解,操作省工又方便,讓農民不用再放火燒稻草,避免污染空氣又受罰。   速效稻草分解菌(苗栗活菌3號),可將粗稻桿7天內分解腐爛,相較傳統的固態分解肥,縮短2~3倍的時間,操作省工又方便,只要在水田入水口滴灌,就可將分解菌均勻擴散,每分地5-10分鐘完成施放,有別於固態分解肥需30-40分鐘才能完成人工撒佈,縮短了3-4倍的時間。   速效分解菌於進水口滴灌入施用方便,節省人力70%,農友稱讚省工又方便,提升使用意願。進一步研發高濃縮劑型配方(1公升使用1公頃),可配合「植保無人機」噴灑施用,肥料的好處,噴灑 1 分地只要 1 分鐘,更可節省人力90%並結合智慧農業精準化使用。 速效分解菌之SOP 標準程序處理步驟: 步驟1:在收穫稻穀時,順便以收穫機將稻草斬斷成5~7 公分。 步驟2:將斬斷後之稻草平均鋪平於田區。 步驟3:田間立即灌水,使稻草充分吸水, 步驟4:進行粗整地將稻草翻犁入土中加速分解 。 步驟5:把液態分解菌於進水口滴灌入田區。 步驟6:持續灌水,爾後 7 天內維持田區內 3-5公分之水位,注意田尾一定也要泡足夠水 。 步驟7:處理 7 天後,稻草已軟化、褐化及腐爛。 撒施稻草分解菌的好處 (1)不用放火燒稻草, 避免污染空氣又受罰 ,就地分解稻草,可有效節省處理勞力與費用。 (2)處理後土壤表層中稻草之 粗纖維減少8%,稻桿硬度減少 80~100 公克。 (3)每公頃增加土壤中 有機質含量 0.3~0.5%,全氮量約 5~10 公斤,磷酐 3~6 公斤,氧化鉀 8~11 公斤及酸鹼度維持在 5.8~ 6.3。 (4)經處理後下一期稻米可增產10~15%之效果。 (5)下期整地時可不須下基肥, 每公頃可節省基肥肥料費及施肥工資 3000~4,000 元 。 【延伸閱讀】- 你的垃圾他的寶!農廢料再利用 變成「金」 圖、左:未施用對照組、右:速效稻草分解液7天處理組,成效顯著 圖、左:稻草分解菌使用前、右: 稻草分解菌使用前   圖、本技術榮獲2021國家農業科學獎(環境永續類). 圖、朱科長盛祺獲頒2021國家農業科學獎-千里馬獎

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