憂抑鬱症是目前世界上最普遍的精神疾病，受其影響的人數持續增長。目前普遍認為這種疾病通常與大腦中多巴胺的減少有關，多巴胺是一種神經傳導物質和激素，在提升情緒、讓人感到快樂、有成就感和動力方面發揮著重要作用。雖然市面上已有各種抗憂鬱藥來對抗低多巴胺的影響，但它們有許多副作用。因此，日本熊本大學研究團隊開始尋找具有抗憂鬱作用的天然產品，其中，抹茶是個相當受大眾歡迎的選擇。 　　在先期研究的結果顯示，飲用抹茶可以透過多巴胺 D1 受體訊號傳導活化多巴胺功能，進而改善小鼠的焦慮行為，由此產生的多巴胺亦可改善憂鬱症的症狀。因此，熊本大學的研究人員開始研究抹茶粉對社交孤立小鼠的影響。 　　研究小組使用耐壓力品系小鼠和對壓力敏感的小鼠進行實驗，實驗結果顯示口服抹茶懸浮液似乎可以降低壓力敏感小鼠的憂鬱症狀，與耐壓力的小鼠相比，這些小鼠因社會孤立而承受更大的壓力，並表現出更高的抑鬱行為。 　　進一步研究對小鼠大腦的免疫組織化學分析顯示，壓力敏感小鼠在食用抹茶懸浮液後，構成多巴胺迴路的重要組成部分被活化，因此增加多巴胺分泌，亦提升情緒。同時證實給易受壓力影響的小鼠施用多巴胺 D1 受體阻斷劑可以抵消抹茶懸浮液的抗抑鬱作用。結果顯示，抹茶粉藉由活化大腦的多巴胺系統發揮類似抗憂鬱的作用，然而此效用易受到個體之精神狀態影響。 　　綜整以上結果，研究人員認為在評估個體服用抗憂鬱藥物之影響時，也應該考慮他們精神狀況的差異，因為易感壓力的小鼠對抹茶懸浮液的作用敏感，但耐壓力的小鼠則不然。此外，將抹茶納入健康促進計畫將有可能提高其廣泛的應用，因為這可透過更安全的食品成分來改善心理健康。【延伸閱讀】- 辣椒中的辛辣成分具有類似抗憂鬱藥的特性

植物在幾百萬年的時間裡已經適應了周圍環境的發展，然而，由於全球暖化的速度進展得太快，因此植物幾乎沒有時間演化以適應新的天氣條件。目前大麥品種的遺傳多樣性有限，這表示它們只能小部分適應氣候變遷過程中不斷變化的環境條件，這也促使了許多研究人員尋找未來使作物更快適應氣候與環境的方法。 　　來自德國馬丁路德大學 (MARTIN-LUTHER-UNIVERSITÄT HALLE-WITTENBERG) 的一個團隊在《Experimental Botany》期刊上發表研究，發現大麥遺傳物質的微小變異使這些植物比目前的大麥品種發育更快，因此開花更早。同時產量保持不變。他們在EARLY FLOWERING3 (ELF3) 基因中找到了關鍵，ELF3基因在植物發育中起著重要作用，是植物生物鐘的重要組成部分，控制著植物的晝夜節律和季節相關的反應。 　　在田間試驗和溫室實驗中，團隊透過將已建立的大麥品種 (Barke) 與各種野生大麥雜交，並研究ELF3基因的不同自然突變。研究人員發現了一種具有特殊性質的變異，使植物的發育速度要快得多，這些植物在溫室試驗中最多可提前 18 天開花，在田間試驗中最多提前 4 天開花。根據天氣情況的不同，即使是四天也會極大的影響產量，因為植物可以在可能的有害事件發生之前完成重要的發育階段。研究人員表示，與野生大麥的天然突變種雜交通常會導致產量損失。值得注意的是，在此研究中情況並非如此。帶有特殊天然 ELF3 變異的大麥產生了與原品種相當的產量。這樣的結果可能有助於創造新的、具有氣候適應能力的大麥。研究人員表示，透過與自然變種雜交，發現大麥可以在乾旱期到來之前開花，比開花較晚的品種產量更高。而為了在全球暖化的情況下確保世界糧食供應，這種適應是必要的。 　　該研究由歐洲社會基金、歐洲區域發展基金，以及德國聯邦教育和研究部及德國研究基金會資助。【延伸閱讀】- 今日的農作物品種選育，需因應未來不確定的氣候提前做準備

魚菜共生系統利用魚類產生的富含營養的水，在系統內自然生長的細菌的幫助下，可用於在封閉、無土系統中為植物施肥。這些糧食生產模型模仿了河流和湖泊生態系統中自然發生的施肥，但魚類生產出的固體廢棄物通常被視為沒有特別價值的副產品。 　　根據瑞典哥德堡大學(University of Gothenburg)的最新研究，消化魚菜共生農場中魚類的廢棄物可以產生沼氣，透過在厭氧環境中分解魚糞便，可以獲得 70% 甲烷的濃縮氣體混合物，可用作燃料回饋到這些農場的能源系統中。有助於滿足魚菜共生農場的能源需求，同時也為植物提供了營養。魚的排泄物含有大量的營養成分，與合成營養液相比，消化過程中釋放的養分更容易被植物利用。另一個好處是，當沼氣用作燃料時會產生二氧化碳，這是植物在溫室等封閉空間中生長時的必要補充成分。該技術還可以用於其他畜牧業應用，例如養豬場等，且消化後留下的污泥仍然極具營養，可用於傳統的田間施肥。 　　目前本項技術僅在實驗室環境中進行了測試，但商業魚菜共生設施的場域試驗預計將於2023年夏天開始，研究人員將深入了解利用該方法處理廢棄物的能力，以及如何建立更強大的消化管道。目標是建立可以整合到現有水產養殖和魚菜共生設施中的模組化系統，實現更永續的糧食生產。【延伸閱讀】- 研究顯示能同時生產魚和蔬菜的魚菜共生系統可以於商業上獲利

斑衣蠟蟬 (Spotted lanternfly)原產於中國及越南，是一種植物害蟲，會造成蘋果、葡萄和啤酒花等許多農作物及觀賞植物的損害，目前已入侵美、日、韓等多個國家，並被視為破壞重要經濟作物的有害昆蟲。 　　在美國，斑衣蠟蟬目前主要集中在東部地區，由於其會造成巨大的農林業損失，需要研發能有效防治該蟲傳播的方法以阻止危害範圍擴大到全國各地。 　　美國卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)機器人研究所的一個團隊開發了一種自動化機器人名為TartanPest，可用來控制斑衣蠟蟬的傳播。TartanPest是該團隊參加農機公司Farm-ng的 2023 年農場機器人挑戰賽的參賽作品，它結合了全電動的拖拉機、機械手臂和電腦視覺技術在田野和森林中行走，利用700 張斑衣蠟蟬卵塊照片以及深度學習模型，機器人能識別卵塊並將它們從表面刮掉清除。每個卵塊中約包含 30-50 個卵，通常會出現在樹木、岩石、戶外家具和生鏽的金屬表面上，在每年秋天產下並於春天孵化，孕育出新一代的害蟲。 　　TartanPest 團隊研究人員表示，目前斑衣蠟蟬主要在美國東部出沒，但預計它們會繼續蔓延到全國，透過現在投入這項研究，在未來將能節省更高的病蟲害防治成本。【延伸閱讀】- 開發具抑制斑衣蠟蟬潛力的兩種真菌防治方法

咖啡是世界上僅次於水的第二大消費飲料，隨之而來的是大量的咖啡副產品。大約40%的咖啡果實部分在咖啡豆生產過程中被浪費了，而咖啡產生的農業廢棄物會向環境釋放有害甲烷而導致全球暖化。 　　咖啡果又稱咖啡櫻桃(coffee cherry)，是一種肉質的圓形核果，包圍著內部的咖啡豆，其富含纖維、維生素 B2、鎂和一系列抗氧化物等營養成分，作為食物來源相當適合。為了在能量棒產業進行創新，同時解決農業廢棄物問題，澳洲新創公司I Am Grounded從哥倫比亞的小農咖啡農場採購咖啡果實製作能量棒。該公司表示，咖啡飲用者平均每年會消耗約 11 公斤咖啡豆，這會產生約 57 公斤咖啡果廢棄物，公司的使命是為農民提供額外的收入來源以及廢棄物清除的替代方案。這些純素零食棒目前有五種口味，包括藍莓夏威夷豆、檸檬椰子、濃縮咖啡花生醬、可可杏仁和鹹焦糖，在全澳各地的 Woolworths 超市販售。 　　此外，咖啡副產物目前也有許多回收再利用作為食品原料的案例，如丹麥生物技術公司Kaffe Bueno使用升級回收的咖啡渣，其不含咖啡因、低脂、富含蛋白質與不溶性膳食纖維，並用於烘焙食品、麵食和點心棒；而澳洲雀巢公司則推出了一系列由升級回收的咖啡漿果殼製成的飲料，它利用了咖啡收穫過程中的廢棄物，解決了食物浪費問題，同時也為種植者提供了新的商機。【延伸閱讀】- 研究證實咖啡加工的副產物萃取物富含許多機能性成分

近日，中國熱科院南亞所在芒果抗菌塗膜保鮮新材料創制方面取得重要進展。該研究成果從塗膜保鮮新材料的合成、抗菌活性分析、芒果保鮮應用效果評價及材料抗菌保鮮機理等方面，系統全面的闡述了抗菌塗膜材料對芒果保鮮的作用效果和作用機制。該研究對芒果採後貯藏、運輸、售賣等過程中實現綠色、長效和安全保鮮效果具有重要理論指導意義，也為新型保鮮材料的開發與應用提供了理論基礎和技術支撐。 　　芒果（Mango）是一種重要的熱帶和亞熱帶水果。然而，芒果往往成熟於高溫高濕季節，採後易受炭疽病等系列病菌的影響，加速了芒果的腐爛，導致芒果保鮮週期較短，採後果實品質受到影響。鑑於冷藏、化學保鮮劑等傳統保鮮手段的局限性，研究團隊基於前期的研究基礎，在分析了芒果腐爛的成因後，從材料的抗菌作用機制入手，通過將具有廣譜抗菌活性的小分子季鏻鹽（QP）和植物源水楊酸（SA）接枝到具有良好生物相容性、可降解性和成膜性的殼聚醣分子（CS）骨架上，合成了一種具有協同抗菌作用的雙改性殼聚醣基抗菌塗膜材料（CS-QP-SA），顯著提高了殼聚醣材料的抗菌性和水溶性。CS-QP-SA材料利用了季鏻鹽的正電性能夠與致病菌細胞膜（帶負電）的表面發生靜電吸附作用，從而通過影響致病菌細胞的代謝達到殺滅病菌的抗菌機制。同時還利用了水楊酸的酚羥基破壞病菌細胞的結構，導致病菌細胞質等外洩而殺滅病菌的抗菌機制。此外，CS-QP-SA塗膜保鮮新材料的優勢之一在於通過將芒果浸泡在調配好的抗菌劑溶液，在芒果表面形成一層透氣的生物基抗菌膜，該生物膜既能調控果實的呼吸強度，又能殺滅果實表面的有害病菌，還能有效抵制環境中有害病菌對果實的侵染，很好的發揮了水果保鮮作用；優勢之二在於該材料可溶於水，果實經過水浸泡可以清洗掉表面的塗膜，且不影響後期的食用，塗膜保鮮材料綠色安全。研究結果表明，經過CS-QP-SA塗膜保鮮材料處理的芒果貯藏20天后，腐爛率降低了38%，Vc平均含量減少了67%的消耗，有效降低了果實腐爛率，保證了芒果品質，實現了安全高效的保鮮作用效果。 　　相關成果以題為“Synergistic antibacterial activity of chitosan modified by double antibacterial agents as coating material for fruits preservation”發表在國際TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》(JCR分區Q1, IF=8.025)。中國熱科院南亞所聯合培養研究生阮湘梅和李普旺研究員為該論文的共同第一作者，中國熱科院南亞所王超助理研究員和楊子明副研究員為該論文共同通訊作者。該研究得到了海南省自然科學基金、海南省重點研發計劃、廣東省自然科學基金和中國熱帶農業科學院基本科研業務費等項目的資助。【延伸閱讀】- 智慧及永續的抗菌包裝材

近年來，日本國內農民數量急劇減少和人口老齡化，導致農作技術的傳承成為問題，所以NARO、NTT東日本和NTT Agritechnology於2020年2月簽署了合作夥伴協議，以實現數據使生產力提高、節省勞動力和降低風險等目的，並進行了合作，為區域發展做出了貢獻農業傳承和糧食穩定供應。 　　NARO擁有農物品種開發、栽培技術等知識的專家，正在推動WAGRI等數據輔助農業技術的發展。而NTT東日本和NTT AgriTechnology合作，以ICT技術使偏遠地區的專家利用影像和感測器蒐集到的數據，了解該地區現場環境，給予指導，在第二階段，AI技術根據天氣資訊和農物生長預測，自動向生產者呈現種植工作計劃、災情預測制定病蟲害防治計劃、市場動態預測制定運輸計劃等，預計這將減輕提供指導專家之負擔。 　　研究結果發現此技術透過結合使用AI數據分析，對於新手農民對於蟲害應對措施，透過使用害蟲診斷服務API，可以在診斷出何種害蟲後，獲得其特徵和適當之農藥的資訊。此外，農物生長預測API可以利用從天氣API獲得的種植日期和天氣預報數據來模擬何時收成以及收成數量，這可應用在耕作計劃中 　　這項研究成果自2023年已運用於WAGRI * 1系統下，未來預計將擴大遠程農業適用範圍和對象項目，近年來在全國推動，此研究將為開發新生產地區缺乏經驗的新農民進行技術繼承，並穩定農作物生產。【延伸閱讀】- 日本利用ICT技術栽培溫泉草莓

由於氣候變化以及極端天氣事件的頻繁發生，對天氣訊息需求不斷增加，特別是農田，需要更精細空間分辨率的氣象資訊，因此NARO正在推動「網格農業氣象數據」的開發。 　　該數據為每1公里距離網格提供氣象數據，為了提供溫度資訊，同時考慮到冷氣流的影響，每隔幾米到幾十米安裝帶有通風裝置和遮陽罩的溫度計，以準確測量溫度，透過建立累計流量和冷輻射強度兩個指標與現場觀測最低氣溫的關係，對網格農業氣象數據中任意一天的最低氣溫進行了5米空間分辨率的修正。 　　研究結果發現測試地區實際最低溫低於「網格農業氣象資料」估算的最低氣溫，特別是丘陵山區等狹窄低高差大等地形複雜的農田，溫度差異接近10°C，歸究於夜間地面因冷輻射而變冷，靠近地面的冷空氣流入地形的山谷中，冷空氣在凹陷處積聚，增大了與周圍的溫差，最後利用累積流量和冷輻射強度可以準確地估算農業氣象數據。 　　這項研究成果於2023年發表在《農業和森林氣象》論文，此類系統不僅可以用於自產農作和農業實驗室、規劃工作日程，還能用於氣象公司發布氣溫預報、企業進行環境評估等領域，未來將對於農業天氣預估，降低農田作物之天氣損壞率等作出貢獻。【延伸閱讀】- 氣象數據支持水稻、小麥、大豆栽培管理支援系統

什麼是生物炭？ 　　當生物質（如樹枝、農作物殘渣）在低氧或無氧的情況下加熱到200-400°C時，就會產生生物炭，這一過程稱為熱裂解。將碳以穩定的固體形式儲存起來可以防止其分解。它可以在土壤中封存數百或數千年。 　　當農民只是將作物殘渣留在田地上分解時，只有約10%至20%的殘渣碳被回收到土壤中。若過將其轉化為生物炭並施用於田地，約50%的碳以穩定形式儲存。這個過程可以減少有機廢物燃燒或分解產生的溫室氣體排放。 　　生物炭還可以透過植物吸收從大氣中直接移除溫室氣體。此外，它還可以用作土壤添加劑，改善排水、通氣、植物健康、作物產量以及水分和養分保持能力。 生物炭在減少農業排放上的效果？ 　　氧化亞氮、甲烷與二氧化碳是導致全球暖化的溫室氣體。研究發現，透過從源頭減少排放量，同時增加碳匯，農民可以實現淨零碳排或負碳排。生物炭的應用有多種好處。首先，它能夠降低農業中的氧化亞氮與甲烷的排放量，研究顯示，使用生物炭可將氧化亞氮的排放量降低約18%，將甲烷的排放量降低約3%。 　　其次，生物炭可以改善土壤的品質，促進排水和通氣，增強植物健康，提高作物產量，並增加水分和營養的保持能力。此外，生物炭還能夠從大氣中直接吸收溫室氣體，進一步減少碳排放。 　　雖然生物炭本身並不能有效減少二氧化碳的排放量，但當與商業氮肥或有機材料（如糞肥或堆肥）結合使用時，它可以起到幫助作用。另外，研究指出，生物炭還具有減少土壤溫室氣體排放的潛力，但需要進行長期研究來驗證。 生物炭應用所面臨的障礙？ 　　生物炭的應用仍然面臨一些障礙。目前，生物炭的成本相對較高，每公噸的價格從930到3,065歐元不等。 　　而且由於缺乏大規模長期研究的證據，其益處和穩定性尚未得到充分確認。因此，生物炭尚未被廣泛認可作為碳抵換的方法。然而，研究人員主張應該重新評估生物炭作為應對氣候變化的工具，並希望進一步推動其在農業和林業領域的商業應用和普及。【延伸閱讀】- 【減量】淨零碳排!日本栃木縣研究稻穀生物炭技術

NTT東日本日前發表了新型農業技術，主要是面對當前農業現場所面臨的缺工及技術斷層問題。技術團隊利用即時分享，將現場環境提供給遠端的相關農業技術專家，並授予現場作業者專業指導來解決上述狀況。 區域型Local 5GＸ智慧眼鏡ＸAR的遠端即時支援技術 　　相信農業從業人員絕對都曾經想過一件事：「希望現在自己身邊就有經驗豐富的人，能夠看到生產現場現況，並協助自己！」。由於農事現場一旦發生問題，請推廣人員和技術指導員來到現場協助往往需要耗費很長的時間，若透過電話解釋可能產生溝通落差，拍照傳送程序也較繁瑣。若遠端能有專家和現場人員一起共享即時畫面，即時取得專業建議問題將能解決農民長期所面對這項問題。而這樣的技術即將在東京得以實現。 　　東京調布市的NTT中央研修中心內的「NTT e-City Labo」，是由NTT東日本、東京都公益財團法人農林水產振興財團，以及NTT農業技術會社（NTT AgriTech）三方合作共同建置溫室、影像設備等模擬環境，並為期三年的計畫，該項目的最新成果已於2022年12月對外發布。 　　這項成果最引人注目則是整合了區域型Local 5G、智慧眼鏡、AR三方技術，將其有效應用在遠端農業支援作業上。其中「區域型Local 5G」為關鍵技術之一。除了能夠零延遲傳輸容量更大的高畫質影像，現場作業員即可在毫無壓力的情況底下接受遠端指導。智慧眼鏡的裝置導入也成為有效地取得生長數據的一項新功能。此外，藉由自動化方式取得溫室內部的環境數據、並將資料視覺化，再透過相關的分析之後，調整溫室環境，得以讓作物能在最佳條件下生長。 　　另外，作物本身的生長數據方面，目前仍需要作業人員手動記錄類比數據，再手動輸入到Excel，為了提高效率並將其應用於數據分析，本計畫使用的工具「HoloLens 2」，由微軟開發的頭戴顯示裝置，搭載AR技術，應用各種自動測量、自動收集AP，輕鬆取得各式的生長數據，進而提升效率，實現農業數位化。 　　其使用方式相當簡單，只要將兩指對準需測量位置的兩端，即自動執行測量作業，偵測到數據會自動儲存到雲端系統，專業人員就可以使用相關數據進行指導。根據實驗結果顯示，導入系統之後的調查時間縮短了28%。另外，經由AI分析累積的數據資料，還能將結果反應到指導內容，近一步提升遠端作業的品質。 農民與技術指導者雙向互惠與地方資源循環之應用  　　本計畫於東京都調布市進行NTTe-City Labo相關實證研究。示範試驗場種植350株番茄，面積達450平方米的溫室。考量實驗對通道的寬度限制，作物株數佔據溫室的面積較小，為一般番茄種植株數的三分之一左右。換算每株的數據之後，結果顯示即使是缺乏經驗的人來擔任主要作業員，若以週休二日，每10公畝為單位計算的話，可獲取31噸左右的產量，作物的甜度可到5-6度。 　　從種植者的角度來看，這項技術可讓沒有經驗，也能輕鬆從事農業工作，另一方面從指導者的角度則可以大幅減少訪視頻率及作業時間，並能提高品質，同時實現效率化等雙向互惠模式。 　　然而，現實情況來說難以無農事經驗的人，即刻投入在東京都展開新的農業職涯，並自主建立溫室並引進5G技術。因此，本技術的目標使用者和使用場域又是什麼呢？ 　　本計畫的目標，主要是將先進的農業設施，科技溫室等技術，導入到各地達到建置「鏈結地方的區域型資源循環模式」為主。例如，本計畫的科技溫室所生產的番茄，已在調布市的JA農協、小學和兒童餐廳等不同場所提供販售食用，並獲得消費者「既鮮甜又美味」的高度評價。同時間，也積極規劃各種食農教育活動，提供學生們種植作業過程的影片，甚至直接拉到現場進行戶外教學。 　　由於NTT東日本在溫室旁引進超小型生物燃氣廠，以回收農場的廢棄物和公司餐廳產生的廚餘。這個生物燃氣廠不僅能生產能源，還能夠製造液體肥料，將液體肥料提供給小學農場教學使用。 　　目前具體呈現仍聚焦在資源循環模型，讓先進農業設施為核心的循環再生願景得以呈現。針對缺工和技術傳承等迫在眉梢的問題，在地方政府主導之下，計畫成果也可望成為解決方案的一個參考模式。 　　核心的遠端技術指導，亦可由地方政府先行導入，並提供給新進農民使用。由於設置區域型Local 5G的成本非常高，初期就必須投入數百萬日元的設備建置費用，外加每個月的通訊費，對於剛進入農業工作的個體戶而言，是一項個非常高的門檻。因此目前本技術的主要客戶多為地方政府。 　　對此，NTT農業技術公司總裁酒井大雅先生表示：「我們無法透露詳細資訊，但預計將在2023年將技術導入到農業現場，開始提供遠程農業支援服務」。然而這過程中現場的導入依然會面臨實際挑戰。計畫的未來也持續嘗試在區域型Local 5G之外，是否有導入Wi-Fi的使用可能性，同時，要如何將計畫成果有效轉化成有效的商業模式，也將會是一個漫長試錯的過程。 【延伸閱讀】- 日本發展區域型Local 5G新農業技術-以東京智慧農業為例

農委會台東區農業改良場繼2018年研發出全台第一台太陽能單人乘坐式播種機後，再研發出無人播種機及四行式紙穴盤移植機，不僅符合政府零碳排放汙染政策，大幅提升農民工作效率。 　　台東農改場表示，新太陽能播種機每公頃作業時間只要2小時，和過去人工每公頃作業需30小時，快非常多，且種子用量只需撒播的2成、條播的3成，作物生長整齊，後續管理也非常容易。 　　2018年台東農改場研發全台首部太陽能單人乘坐式播種機後，獲得農民廣大迴響，為提升更多節能減碳新農耕機具，近年場區團隊再研發出太陽能無人播種機及太陽能四行式紙穴盤移植機。 　　台東農改場指出，太陽能農機若只靠太陽供電，遇到天氣昏暗，恐造成供電不足問題，使得效率減緩，因此，為讓機器更具使用彈性，也附電瓶，農民可使用插座插電，可用電瓶來供給動能。 　　另太陽能農機體積小，3.5噸的小貨車都能載運，且太陽能板使用年限可達20年，目前已完成技轉，讓台灣農業走向造福環境，也提升農民工作效率，未來台東場持續投入研發不同作物的機型。【延伸閱讀】- 久保田農機實現智慧農業，創造農業經濟價值

農業是世界上最重要的產業之一，研究顯示，全球約27%的溫室氣體排放來自農業，並消耗了70%的世界淡水供應。許多農民所使用的生產技術會產生大量的碳足跡，這是因為許多傳統的耕作方式依賴化石燃料、化肥和殺蟲劑。然而，透過農業技術的精進可以使農業部門減少溫室氣體排放並提高生產效率，使農場能夠最大限度的減少化肥和殺蟲劑的使用以及對化石燃料的依賴，並提高用水效率，協助達到農業的淨零排放(Net Zero)。以下將介紹3種以淨零為目標的農業技術，包含：水耕栽培、生物炭及蜜蜂引導技術。 　　水耕栽培也被稱為垂直或室內農業，不像傳統農業需要大量土壤與土地，而是在倉庫等室內空間種植農產品，使作物生產既可以保持效率又不浪費空間。傳統農業中，噴灑於農作物的水大部分會蒸發或被土壤吸收，而水耕栽培則會回收未被農作物吸收的水分，可顯著減少流失的水量。此外，透過水耕栽培可將營養溶液直接注入於農作物的根部，比起傳統農業的農作物生長更為強壯；另一個優勢為室內的空間利用，它可以在任何地方建立，大幅度減少對土地和化石燃料的需求，並使食物來源更接近人們。 　　生物炭是透過熱解(pyrolysis)植物或動物來源的材料如作物廢料、廚餘、林業廢棄物、動物糞便等製成的一種炭，。它可以用來增加土壤的肥沃力、降低土壤密度、改善水分平衡與養分含量等，使農作物生長得更強壯，進而減少傳統農業對化肥的依賴，也可以成為在農場使用化石燃料的潛在替代品。 　　蜜蜂引導技術是利用蜜蜂向花卉或其他農作物傳送生物防治劑，農民將蜜蜂暴露於天然的藥劑，並透過蜜蜂將此藥劑轉移到植物中，可保護植物免受常見疾病與病蟲的侵害，透過此方法可以顯著減少化學藥劑的使用。 　　綜上所述，這些農業的新技術不僅可以提高工作效率、減少化學藥劑與土地面積使用、提高水的利用率，還能減少溫室氣體排放，為實踐淨零目標產生重要貢獻。【延伸閱讀】- 【減量】日本靜岡茶園利用生物炭降低CO2排放量與提升茶葉品質

由於日本對散裝茶的需求持續下降，因此茶產業的人們想要找尋更多茶葉的創新價值及永續發展的方法，將茶葉融入生活、文化旅遊等多個領域。例如靜岡的一座茶園安裝了太陽能電池板，售出的電力產生了約 10% 的收入。藉由安裝蓄電池的計劃，他們的目標是預計明年將所有工廠使用的能源轉換為可再生能源。另外，一家年輕公司 AOBEAT 讓旅遊業成為茶產業的附加產業，能夠帶領遊客欣賞梯田，品嘗當地特色茶。而熊本的相良村在洪水侵襲之後，作為其村莊恢復計劃的一部分，在河邊建立了簡易茶室和桑拿浴室，以促進當地的旅遊業。 　　為建構多元化產品體系，佐賀縣透過推動「綠信計畫」結合文創禮品需求與茶的推廣，將縣內的茶葉作為信件寄給家人和朋友。而埼玉縣入間市與東京大學的學生合作開發肉桂味的日本茶，目地在將其出口到喜愛香料茶的印度。 此外，為了能夠將廢棄茶田再利用，福岡的星野村用茶籽生產既適合烹飪又可用於護膚的茶籽油。 　　為了符合現代消費者喜好，拓展茶飲市場，京都的一家茶葉公司 Fukujuen 創造了一款帶把手的抹茶杯，讓人們能夠更容易的飲用抹茶。而一家來自靜岡的茶葉公司—Marushichi Seicha也用優質日本茶製作了茶包，售價超過 10,000 日元（約 75 美元）。以另一項獨特的合作則是京都的宇治警察署與老字號茶行福壽園推出了宇治茶包，上面印有呼籲交通安全和特別防止詐騙的標語。 　　綜整以上，透過茶產業的轉型與多元行銷，可提高茶葉的附加價值，以穩定茶產業的永續經營，同時亦可保存與推廣傳統茶的相關文化。【延伸閱讀】- 邁向臺灣茶產業3.0之轉型契機

近日，入駐海南大學三亞南繁研究院、海南省崖州灣種子實驗室的熱帶作物學院羅傑教授團隊利用椰子、油棕等棕櫚科植物的多維度組學數據，構建了棕櫚科多組學綜合數據庫，相關研究成果在線發表在植物學知名期刊Plant Biotechnology Journal上。 　　棕櫚科物種是熱帶地區最具特色的植物之一，包括號稱世界油王的油棕、號稱沙漠麵包-生命之樹的椰棗、含有生命之水-天然飲料的椰子、具有檳榔鹼的檳榔等，它們不僅是重要的油料作物，也是重要的景觀和藥用植物。 　　目前，油棕、椰棗、椰子等棕櫚科植物基因組被相繼破譯，並隨之產生了大量的組學數據，但該領域的研究還沒有整合的生物信息學數據庫。羅傑團隊聯合合作單位在2021年發布了兩個高質量椰子基因組，在此基礎上，團隊對油棕、椰棗、椰子、檳榔、省藤和黃藤六個物種的七個基因組數據、1,631個變異組數據，866個轉錄組數據及138個代謝組數據進行整合分析，並嵌入了12個常用的生物信息學分析工具，構建了棕櫚科首個多組學綜合分析平台ArecaceaeMDB （http://arecaceae-gdb.com）。 　　該平台提供了六個物種多個組織和時期的轉錄譜和代謝譜的查詢，並提供了六個物種基因的註釋功能、轉錄因子、基因家族、同源基因、以及對應水稻和擬南芥同源基因等多種信息的查詢，提供了針對特定基因或特定區域的變異信息查詢。同時提供了Blast、eFP（基因和代謝物）、Jbrowse、共線性分析、GWAS分析、GO和KEGG富集分析、進化樹構建、序列提取等多種常用工具。該平台在未來會持續更新，增加更多的數據及分析工具，致力於為棕櫚科基礎研究和遺傳育種研究提供有力的分析平台。【延伸閱讀】- 中國發布3000份水稻基因組研究計畫成果

由於全球人口增加、氣候變遷與災害頻頻發生，加上為減緩因飲食生活的變化造成農業生產與自然環境的破壞。為維持自然生態環境平衡以及滿足人們當下飲食生活，建構永續生產技術成為相當重要一環。而此計畫以研究未來型食材-大豆為主，除了發揮土壤微生物最大機能性，並以發展新型態的土壤健康性指標評價。為此，此計畫應用最先進的技術分析植物和微生物之間的相互關係，取得有益微生物。除此，網羅微生物的數據庫（土壤微生物群落圖譜）、土壤生物、化學和土壤物理等相關資料將以圖譜化，並取得多層次大數據進行模組化和模擬情境，以建構「環控循環農業整合平台」。 　　此外，這項研究依照土壤微生物群落圖譜、作物、環境控制與測定、社會科學、栽培管理等五個子組建構研究系統，準確掌握土壤、植物、環境三大要素，理解相互作用，加以控制。藉由「環控循環農業整合平台」之建構基礎下，推動土壤健康管理栽培管理模式系統，以產業發展為導向，實現農業創新。 土壤環境-微生物組深度相互關係解析 　　微生物存在於土壤、根圈和植物組織之中，對於植物的生長與健康具有重大影響。 日本早稻田研究小組利用單細胞基因組分析技術、共焦顯微拉曼光譜等尖端技術，收集並分析棲息在不同土壤中的微生物的基因組訊息，並建立「土壤微生物圖譜資料庫」。 　　此外，全球知名分析與檢測儀器製造商之一的日本堀場製作所(HORIBA,Ltd.)，利用獨家自創的感測器瞭解土壤與植物的狀態，增進過程中能更加詳盡理解植物與微生物之間相互關係，並進一步實驗闡明土壤健康度與堅韌度(強壯度)的因素。 　　另外，由靜岡縣政府出資設立的財團法人海洋開放式創新機構(maoi)，則是從研究海洋副產品(廢棄物) 利用微生物自然發酵轉化為肥料的過程，有效利用海洋資源殘留物，並連接海洋與陸地的循環型農業模式加以試驗。 圖.日本早稻田和堀場製作所研究小組的土壤環境-微生物組深度相互關係解析過程 土壤-礦物質循環系統之研發 　　研發團隊主要研究有助於大豆生產中最重要的磷和氮兩大元素的循環系統為主。從有效回收生活圈中所排放的污水、海洋垃圾、農業廢棄物之中產生的磷和氮，並作為農業微生物資材，重新再運用於大豆種植，實現資源循環型食品生產。藉由強化微生物資材的機能性，除了為農田和植物穩定提供磷、氮等礦物質外，還可以增強植物抗病能力。另外，關於微生物資材的研發，由東京農工大學微生物菌種培養中心(Microbiological culture)、朝日農業株式會社所持有的微生物資材技術、太平洋水泥株式會社專回收磷資材共同負責。另一方面開發微生物資材原型、改良微生物資材與建構大豆栽培示範驗證、並針對不同特性的農田利用微生物資材所種植的大豆進行對照驗證，以提升大豆生產力，減少大豆生產中的化肥用量。 圖. 資源循環型食品生產系統 作物研發 　　作物研發主要以適應不斷變化環境的植物生長，土壤微生物和磷等有用礦物質進行相關研究，並將其研究成果與子項目相互鏈結合作。例如:早稻田大學應用微生物解析技術，辨識出磷的肥料吸收、土壤病蟲害防治，強化環境適應姓等影響大豆生長的重要關鍵因素的根圈微生物，並依據其能力開發最佳優化的栽培方 法與資材。 　　另一方面，利用大豆變異鑑定出根圈微生物相互作用的植物基因，並善用所獲取的變異體，可避免連作種植所出現的問題，研發出更高附加價值的大豆育種資材。此外，與理化學研究所(RIKEN)的三好研究室(Miyoshi)與和田研究室(Wada)共同合作，利用可控的人工氣象器在可調節的環境下進行大豆栽培實驗，以因應未來環境變化的作物育種奠定基礎。 圖. 可控的人工氣象器的大豆栽培實驗與大豆變異系統選拔 環境控制與檢測 　　環境從肉眼可見到微觀細小之處無不與農業息息相關。特別是近年來特別深受微觀影響與備受關注，所謂微觀意旨基因表現型發生過程，基因可塑性與光感受體等。 　　而關於上述研發成果則實質成為農業生產效率、氣候變遷與變異等重要訊息來源。環境控制與檢測恰巧正是獲取基因組學、遺傳基因發現和基因可塑性等相關環境因素重要識別渠道，藉此將此基礎技術的環境參數精密化且可促進大範圍控制小型植物栽培系統開發。 　　此外，充分應用光學技術，開發可檢測光合作用度、植物生長狀態與植物內部成分與土壤環境調查等檢測系統。藉由環境控制與檢測，作為全球暖化與異常氣候變遷所造成作物產量減少與飢餓災害，以及巨型漂浮物和宇宙空間之應用，亦或是完全循環型農業基礎的建構，成為農業未來大願景方向。 圖. 雷射環境系統與環境分析系統 社會科學之應用 　　為促進健康土壤相關技術、大豆製品的開發、以及農業生產平台的普及化，此計畫強化生產者、消費者與社會整體潛在需求分析與開拓其模式，並在反覆驗證下，以循序漸進戰略模式將其落實於社會應用。利用虛擬離散選擇實驗、視線分析、面部表情分析等，分析目前不存在的技術和農產品的潛在需求。 栽培管理 　　為了實現作物生產與全球環境保護兩全的完全資源循環型食品生產體系，必須以創新技術發揮最大限度地減少活性氮對環境的影響，並100%實現國內自給率。因此，此計畫研發團隊將農業環境生態相關數據其數位化，利用伺服空間工程，開發農業環境工程系統。藉由本系同穩定每個土地間的作物產量與品質形成客戶下單生產模式，實現高產值的完全資源循環應用。 圖.農業環境工程系統示意圖 【延伸閱讀】- 日本農家的有機農法意願調查-土壤的重要性