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趨勢快訊
【增匯】微生物,氣候變遷的潛在解方
2023/04/12
自工業革命以來,人類活動和化石燃料的持續燃燒使溫室氣體的濃度劇烈上升,這種增長正在導致前所未有的全球性氣候危機,包含全球暖化、海平面上升、極端天氣、野火及土地沙漠化等,造成糧食生產及生存環境的巨大衝擊。   抑制二氧化碳排放被視為抑制氣候變遷的首選方式,取決於新技術的開發和運用、替代燃料的使用以及文化習慣改變等,但這些方法的成效過於緩慢,無法避免氣候災難,因此一些學者建議用碳捕捉的方式來降低空氣中二氧化碳含量。地球上的植物不僅能製造氧氣,還能固定大氣的二氧化碳於植物本體及土壤中,但仍需要一些幫助。微生物對於全球大氣的影響長期以來不為人知,近幾年廣泛的研究發現,微生物的影響範圍甚廣,在海洋、陸地、空氣中皆可發揮作用,有望為氣候變遷提供潛在的解方。   研究發現將專用的微生物與種子一起種入土壤中,微生物隨著種子發芽開始共同生長,可協助植株將二氧化碳封存於土壤中,同時將其轉化為礦物質,如碳酸鈣和碳酸鎂,這些礦物質可透過促進通氣、透水性和增加土壤養分的利用性來幫助植株生長,而降雨可將礦物質轉移到地底,因此不會過度累積於表土中。微生物也能固定二氧化碳並將其轉化為更高價值的生物性產品,例如生質燃料。甚至還有一些試驗階段的研究,能建立微生物碳捕捉電池,將碳捕捉與生質燃料和能源生產結合。   美國加州一間農業公司安第斯(Andes Ag)已經在北達科他州、明尼蘇達州和威斯康辛州的農場進行了試驗,利用將碳捕獲微生物放入農田的土壤中來協助土壤固碳,發現微生物每季能以每英畝(0.4公頃)1到3噸的平均速度封存二氧化碳。安第斯公司利用這種技術向企業客戶出售碳權(carbon credits),並將部分收入用於支付給參與的農民每英畝最高15美元的費用。。雖然微生物可能為我們提供解決當前氣候危機的方案,但專家仍建議謹慎行事,需要加強對微生物如何影響氣候變化的研究及關注基於微生物的緩解措施,整合生物探勘及基因和代謝工程相關的潛在用途,以達到更理想的結果。【延伸閱讀】- 【增匯】最新研究發現土壤孔隙結構與大小是影響土壤碳儲存的主要關鍵
大葉大學運用AI 攜手企業開發水果採摘機器人 國際發光
2023/04/11
彰化縣大葉大學電機工程系教授黃登淵、資訊管理系教授陳郁文與校友、宏新科自動控制公司課長許景貿產學合作,開發水果採摘機器人,透過智慧農業解決農村高齡化、勞工不足問題,研發成果參加馬來西亞MTE國際發明展拿下銀牌獎。   電機系教授黃登淵說,大葉大學是一所產學導向的綜合大學,此次與彰化在地產業宏新科自動控制公司董事長黃錦泰、課長許景貿合作下,透過國科會產學計畫,共同在馬來西亞MTE國際發明展獲得銀牌肯定,水果採摘機器人採用目前最熱門的AI視覺深度學習技術,可以辨別水果成熟度與採收時機,並且設計有智慧控制系統,能夠遠程監診,即時排除問題。   資管系教授陳郁文說,馬來西亞MTE國際發明展今年共有法國、波蘭等21個國家、509件作品參加,能得獎實屬不易,許景貿在大葉就讀時即積極學習大數據、類神經網路等領域,畢業後進入宏新科擔任研發部門主管,將所學落實於產業,此次產學合作研發的水果採摘機器人,結合了視覺深度學習與智慧控制,讓水果採收自動化,邁向農業智慧化。   許景貿說,有感於農村面臨勞動力不足以及人口高齡化等問題,公司希望開發自動化、智慧化的農業採摘方式,取代人工水果採摘,以提高生產效率,節省人力成本,因此與母校進行產學合作,結合學校的影像辨識基礎與產業的機械控制實務經驗,希望能驅動新農業生產模式。【延伸閱讀】- 利用機器學習幫助機器人精準收割甜美的萵苣
台灣大200萬扶植智慧農業新創 助力產銷效率提升3倍
2023/04/07
台灣大哥大接軌國際ESG新趨勢,今(29)日舉辦「Tech The Dreamers科技‧夢想+」第二屆成果發表會,運用ICT、IoT技術,賦能智慧能業發展,扶植「直接跟農夫買」、「阿龜微氣候」兩大友善農耕團隊,挹注200萬元科技夢想金,以科技灌溉友善智慧農耕、促進生物多樣性,朝永續智慧農業邁進。   台灣大總經理林之晨表示,本屆「Tech The Dreamers科技‧夢想+」專案,與兩個致力台灣農業發展的年輕農友合作,扶植「直接跟農夫買」、「阿龜微氣候」兩大農耕團隊,槓桿台灣大的科技力天賦,為台灣農業人力短缺、年齡嚴重斷層等問題,提出科技解方,共同推動台灣智慧友善農耕,促進生物多樣性。   「阿龜微氣候」以IoT科技設備及精準數據分析,協助農友預先掌握無常的自然環境;「直接跟農夫買」則是打造農友專屬的行動田園辦公室「幫農事App」,整合資通訊介面,讓農友透過銷售管理系統,提升產銷效益,提升台灣友善農耕的價值鏈。   台灣大也響應「直接跟農夫買」的「養一桌食物」計畫,認養新竹尖石鄉本土無農藥栽培奇異果樹,以行動支持科技培育友善環境、促進生物多樣性;林之晨也加碼10萬元支持金,力邀台灣大員工以及全台民眾一起加入挺智慧農業的行列,讓智慧農耕下的「養一桌食物」可以越來越豐盛,而10萬元支持金所採買到的果實也將贈送給有需要的家庭。   林之晨說,無論是第一屆的銀髮送餐服務,或是第二屆推動智慧友善農耕的團隊,台灣大十分樂見「Tech The Dreamers科技‧夢想+」能夠挖掘更多不同產業的地方創生團隊,給予他們如翅膀般起飛的動力來幫助更多的人。未來台灣大也將持續善用ICT以及IoT等科技職能,賦能公益團體夢想扎根,擴大社會影響力,為台灣打造更美好的明天。   台灣大哥大基金會董事暨執行長劉麗惠表示,「Tech The Dreamers科技‧夢想+」由i無限數位公益轉型而生,希望結合台灣大與社企流、AppWorks的三方能量串聯,幫助有心投入公益的地方創生團隊,以科技力翻轉因缺乏資源而無法擴大社會影響力的困境,為地方帶來繁榮與商機。   延續智慧農業促進生物多樣性的主軸,第三屆「Tech The Dreamers科技‧夢想+」也將擴大對外公開徵件,盼一起用科技創生促進生物多樣性,為環境及生物帶來「生機」,為世界重建美好的生態環境。【延伸閱讀】- 配合2050淨零 農委會推「企業ESG專案」鎖定3大領域
2023年茶產業需要關注的六大趨勢
2023/04/06
根據美國world tea news報導,行銷方式、管道與工具是發展茶產業及增加銷售額的關鍵。首先,讓喝茶成為一種體驗,使顧客一進門,就沉浸在茶文化中。不單茶的呈現應跳出框架,家具等環境擺設及整體的美感亦相當重要。消費者選擇喝茶的原因各不相同,大部分的人享受茶的滋味,但也有民眾是因為健康因素而飲用茶,將飲茶作為一種保健行為進行宣傳,將能夠展開更好地聯繫的行銷活動。   在技術趨勢方面,隨著世界變得越來越注重數位化,茶產業也該跟著重視大數據。必須制定立即收集、處理、分析及使用業務數據的策略,藉由商業智慧分析工具,能夠更深入了解當前狀態以及未來的最佳行動方案,使產業蓬勃發展。再配合導入適合茶葉加工和生產的技術創新,透過使用機器人技術、人工智慧和自動化工具的研發,將加工和生產數據化,可以提高生產效率並提高茶葉品質。   而在產品及口味趨勢中,現代消費者喜愛的茶飲模式為罐裝/即飲茶。企業和品牌若在產線中增加罐裝或即飲茶的選項,將有機會滿足喜歡罐裝飲料的人們,同時提供每天早上喝茶的 20 億人方便的外帶選擇。   為了能在 2023 年保持競爭力,創新茶口味也是必須的。可以考慮如藏紅花、薰衣草、羅勒、肉荳蔻或迷迭香等特別的口味。另外,消費者對複合式茶飲更感興趣,可試著搭配不同口味與特殊的健康特性使茶更加有功能性。   據估計,每天約有 1.6 億美國人,若綜合上述趨勢,能使消費者與茶產業建立聯繫,並讓許多人成為茶的忠實擁護者。【延伸閱讀】- 美國茶產業2021~2022年回顧與預測
日本積極拓展茶葉出口,增進以健康需求為導向
2023/03/31
近年來,日本茶葉受到單價低迷與高齡化的影響,茶葉產量逐漸減少。日本政府將茶葉列入出口重要品項之一,設定2025年出口額目標提升至312億日圓(參考:2019年出口額為146億日圓)。關於茶葉出口針對不同出口國對於農藥殘留有不同標準,加上各種認證取得的種種繁瑣要求,然而為了產業生存,加速以全球市場為目標的趨勢似乎已無可避免。   日本國內茶葉廠商為了積極加入擴展茶葉出口市場行列,紛紛推出不同產品開發。例如:綠茶廠商不再將茶葉僅僅作為飲品,開發以健康飲食需求為導向相關綠茶食品與抹茶粉末材料。除此,為因應歐洲與台灣市場的茶包式的飲茶喜好,位於東京創業75年茶葉老字號五十嵐園則研發日本茶加上香草茶的『七彩華茶』,設計七種不同品項的茶包,並以繽紛色彩包裝吸引年輕女性消費者。另外,為因應消費者健康意識的抬頭,以及國外市場對於有機栽培的茶葉強烈需求,位於茶葉知名產地-靜岡縣的本目淺吉商店則除了販售原先的綠茶產品外,增加了四款國產有機紅茶品項,以四季的不同季節調性,提供不同的口感與深度的茶風味。   由於日本食品熱潮好評,加上日幣快速貶值的緣故,日本茶葉出口逐漸進入佳境,根據財務省的貿易統計,2021年綠茶出口量為6千178t,出口額為204億1千824萬日圓,比起前一年的17.1%,增加到26.1%超過往年的最高數值。其中又以北美為出口回升,成為交易最大宗國家。【延伸閱讀】- 日本茶葉與茶文化之振興基本方針
少了牠衝擊農業 台大找解方:無蜂王蜂箱也能瓜果授粉
2023/03/30
全球暖化造成區域氣候變異加劇,農作物因氣候變異導致其適栽區域顯著改變,且開花與授粉期亦受影響。台灣大學昆蟲系教授楊恩誠研究團隊,完成智慧農業創新,以蜂王費洛蒙取代蜂巢內的蜂王,無蜂王蜂箱也可以在溫室內進行瓜果授粉的任務,未來產業化後,將可解決瓜果農長期找不到蜜蜂授粉的困境。   楊恩誠研究團隊指出,蜜蜂的分布與授粉亦受氣候變異衝擊,若作物無法精準授粉,進而導致產量大幅減少,品質亦同時受到影響,蜜蜂也因蜜源消失數量驟降。國外研究發現過去30年來,地球上昆蟲的數量與種類正快速減少中,授粉昆蟲的大量消失嚴重影響農業生產,然而未來若以人工取代蜜蜂授粉取代,所需成本將引起農產品價格飆升。   昆蟲系教授楊恩誠與助理教授曾惠芸帶領研究團隊深入調查研究區域蜂群的數量、分布及開花植物間的關係。研究成果指出,蜂群在極端氣候最劣情境下,原適居於中高海拔山區的授粉蜂,其因氣溫上升逐漸往高海拔遷移。   此項發現與團隊成員農藝系教授盧虎生、王淑珍與園藝系教授李國譚於研究荔枝、龍眼的適栽區改變的結果相同,顯示氣候變遷顯著影響農業作物栽培與生態系統的授粉服務。因此,為解決田間栽培所面臨上述的問題,設施栽培逐漸成為農民選擇的栽作方式。   基於上述計畫的研究成果,楊恩誠團隊藉由「台灣大學高等教育深耕計畫-核心研究群計畫」的經費,改良過去傳統溫室內授粉的方法,一次解決傳統蜂箱蜜蜂數量過多,以及農戶常因開蜂箱餵食蜜蜂而易受攻擊的問題。   楊恩誠團隊利用費洛蒙讓蜂箱內僅需存有一片巢脾,取代蜂巢內的蜂王,並將此無蜂王蜂箱應用於溫室內進行授粉的任務。   研究發現,直接使用含工蜂的巢脾加上費洛蒙,即可在溫室內穩定蜂群並進行授粉。進一步在栽種2分地的洋香瓜溫室內,測試無蜂王授粉蜂箱的效果,發現所需的蜜蜂數量不需多,即可完成授粉工作。另也測試使用單一個費洛蒙,具長達3個月且還有穩定蜂群的功能。   楊恩誠研究團隊指出,此研究蜂箱經產品化後已獲得專利,並將包含無蜂王授粉技術的紙蜂箱應用於全台88間溫網室、12種作物進行授粉試驗,包括洋香瓜、美濃瓜、草莓、絲瓜、苦瓜、大黃瓜、小黃瓜、棗子、櫛瓜、藍莓、甜桃、燈籠果等,結果皆獲得很好的授粉成效,除增加作物產量與品質外,同時創造蜜蜂授粉產業的發展、減少仰賴從國外進口熊蜂(bumblebee)可能造成的生態危機,研究成果深具學術研究與落實農業實質應用。【延伸閱讀】- 阿根廷Beeflow新創公司的作物授粉技術掀起投資熱潮
【減量】農業技術的蓬勃發展可能朝著淨零經濟邁出一大步
2023/03/29
什麼是淨零經濟?   淨零排放是指在溫室氣體排放量與去除量之間取得平衡。實現淨零經濟表是人類已經找到了阻止或至少顯著減少氣候變遷發展的方法。 現在幾乎每個國家都以實現這種平衡作為目標。無論是透過投資可再生能源替代品還是維護住宅物業的暖通空調系統,全球有多數國家都致力於實現淨零排放的目標。 農業部門如何影響凈零排放?   統計資料顯示,全球約有27%的溫室氣體排放來自農業。其中一項原因是多數傳統農業耕作方法對化石燃料、化肥和殺蟲劑十分依賴。此外,農業部門消耗了全球約70%的淡水供應量。另外,由於種植農作物需要土地,傳統農業的發展也是造成全球森林砍伐的主要原因之一。   農業新技術的開發使農業部門能夠減少溫室氣體排放並提高生產效率。這些現代的技術使農場能夠大幅度地減少化肥和殺蟲劑的使用量,遏制對化石燃料的依賴,並提高用水效率。 以淨零為重點的農業技術   以下是目前正在應用的一些技術,以協助農業部門實現淨零排放。   水耕栽培(Hydroponics)也被稱為垂直農業或室內農業,因為它獨特的作物生長過程。水耕栽培不像傳統農業那樣需要使用土壤和大量的土地,而是能在倉庫等室內空間種植農作物。   垂直農業一詞來自垂直空間中種植作物,而不是像在田地裡那樣。這使得農民能夠在保持效率的同時使用更小的室內空間。這些農場使用複雜的水耕系統來灌溉農作物。   在傳統農業中,大部分用於農作物上的水會蒸發或消失在土壤中。水耕栽培透過回收未被作物吸收的水,大量減少了水的流失量。垂直農場不使用土壤,農作物會在富有營養的液體中生長。垂直農業的另一個優點是能夠充分地利用室內空間。無論在任何地方都可以建立水耕農場,大幅減少對土地和化石燃料的需求,讓糧食能夠在地生產,更貼近於地方人民。   生物炭(Biochar)是一種碳濃縮物,將木材、植物殘渣、糞便和其他廢物等生物質以熱裂解(pyrolysis)的方式製成,將其轉化為黑碳,可以用來增加土壤中的肥力,幫助作物生長得更茁壯。生物炭能使土壤更肥沃,並且可以顯著減少傳統農業對化肥的依賴。它可以成農場使用化石燃料的潛在替代品。【延伸閱讀】- 2050淨零排放策略-「民眾生活轉型」是推動重點
茶可以預防和治療 COVID-19 及其後遺症
2023/03/28
茶是世界上消費量第二大的飲料。前人的研究中已知茶葉中的成分有多酚類、生物鹼類、多醣類、三萜類、有機酸類等,具有抗菌、抗氧化、降血糖等有效作用。然而,飲茶過量會引起噁心、腹瀉等不良反應。因此,美國食品和藥物管理局 (FDA) 核准了一種含有兒茶素EGCG的綠茶多酚製劑。   中國天津中醫藥大學的一項研究探索了茶和它對 COVID-19 的影響,以提出一種科學的飲茶方式。   從實驗結果發現兒茶素可以治療 COVID-19 及其六種長期後遺症。包括高血壓、心律失常、肺纖維化以及運動和認知缺陷等症狀。研究人員強調若人們用科學的方式飲茶,能夠防止茶葉中的咖啡因對胃粘膜造成不良影響。   科學證明食用茶葉中所釋放出的單寧酸,可以抑制因新型冠狀病毒(SARS-CoV-2) 感染而釋放的促發炎因子。另一方面,它還透過調節多種免疫訊號通道來減少肺纖維化。茶成分中也有許多對人體有益的元素,像是生物鹼、氨基酸和兒茶素等。其中,氨基酸和生物鹼可以提神醒腦,多酚可以促進脂質代謝,兒茶素和生物鹼亦能調節血壓和心率。對於導致超過 50% 患者出現 COVID-19 相關神經系統後遺症的新冠肺炎,茶葉成分中的 L-茶氨酸可促進神經元分化和增生,茶中的多酚則可以修復受損的神經元並改善抑鬱和焦慮。   藉由更廣泛的臨床評估,可知茶葉中的一些活性成分是預防和治療COVID-19及其相關後遺症的有效藥物,因此科學化的飲茶至關重要。 【延伸閱讀】- 開發含有茶、蘋果、草本及假馬齒莧並具備營養特性的能量飲料
下午茶的秘密﹘最適合忙碌醫護人員的茶點是它!
2023/03/27
忙碌的英國國民健康署工作人員,只能利用短暫的時間享用茶點。為了延續茶與餅乾搭配食用的傳統,英國威爾斯大學醫院 (University Hospital of Wales)的研究人員評估了四種餅乾的營養成分和浸泡後的耐久性,他們收集了有關茶水溫度下降,以及適合飲用溫度所需的總時間的數據。   研究選擇了用於搭配熱茶的四種不同類型餅乾作為實驗項目——燕麥餅乾、消化餅乾、佐茶餅乾(rich tea)和酥餅(shortie)——根據營養成分、吸收能力、脆度和浸泡後的完整性來尋找與茶搭配最佳的餅乾。實驗過程記錄了每種餅乾與茶冷卻速度的數據,且運用乾淨的茶杯重複了三次測試。餅乾排名會因燙傷、易碎等不良事件給予扣分。試驗結果發現一杯剛泡好的茶加入 30 毫升半脫脂牛奶後需要約420 秒才能達到最佳適口性 (61ºC),而加入 40 毫升則只需 370 秒。另外,燕麥餅乾在所有測試中均排名第一。它具有最高的能量含量(每塊餅乾 70 卡路里)和最長的浸泡斷裂時間。而排名第二的為消化餅乾,雖然它在四種餅乾中的脆度減少量最少(15%),然而它在吸收能力和結構完整性(飽和度、浸泡斷點和實際完整性)的三項測試中失敗了。酥餅排名第三,在三項飽和度測試中平均只吸收了 4 mL 的茶,而佐茶餅乾則排名第四。   綜整以上結果可知,透過有效率的泡茶公式能忙碌的醫護人員在10分鐘內輕鬆享用一杯茶,並可以搭配浸泡過的燕麥餅乾,節省時間的同時亦能改善醫護人員的情緒和工作表現。【延伸閱讀】- 茶產業邁向豐富多元與健康機能的新趨勢
蘑菇茶的健康益處
2023/03/25
位於美國加州的一家健康和保健產品供應商-Nature's Rise最近進行了一項研究,調查早晨食用蘑菇茶(mushroom tea)對整體健康的影響。此研究著重於三種不同類型的蘑菇粉——猴頭菇、冬蟲夏草和白樺茸(chaga mushroom)。目的 為傳統使用蘑菇茶作為支持免疫健康的民間療法提供科學證據。   受試者被要求在六週內每天喝一杯蘑菇茶,並追踪他們的症狀、活力和整體健康狀況。他們還被要求在研究開始和結束時進行血液檢查,以檢查他們的免疫功能。   研究成果表示參與者的活力顯著增加、注意力和專注力得到改善、壓力和焦慮降低,血液測試則顯示食用蘑菇茶後免疫 功能顯著增強。研究人員指出,猴頭菇被認為可以改善認知功能和記憶力,冬蟲夏草可以增強活力和耐力,而白樺茸則具有有助於增強免疫力的抗發炎和抗氧化特性。   研究員認為這項研究成果提供了科學根據,證明每天食用蘑菇茶可以對整體健康產生積極影響,但仍需要進一步研究以充分了解背後的調節 機制。【延伸閱讀】- 日本嚴選20!喝茶促進身體健康的機能性研究報告
英國首次核准無人機的農業用噴灑作業許可
2023/03/22
在英國,無人機的使用一直受到英國民航局(CAA)的嚴格管制,起飛重量限制在 25 公斤內,並禁止從空中釋放材料。近期,CAA首次核准了AutoSpray Systems公司的無人機農業噴灑操作許可,該公司與中國無人機公司極飛(XAG)合作的P40 與 V40無人機將可合法在英國農田中使用。   傳統的重型農業機械易損壞地面,擠壓空氣導致土壤結構變的緊密,無人機噴灑不只能夠為農田提供額外保護,還可以更輕鬆地進入複雜地形,精確到達目標進行噴灑。無人機不僅符合操作安全標準,還可以幫助農民以更少的投入提高產量。除了植保噴灑,無人機典型的農業應用還包括施肥、撒播播種、溫室遮蔭等。   預計到 2030 年,英國將有 90 萬架無人機投入運行,這將創造 65 萬個新工作機會,為英國經濟貢獻 450 億英鎊、為企業省下 220 億英鎊,並減少碳排放 240 萬噸。據預測,商用無人機的廣泛使用將有利於英國農村經濟並減少環境足跡。   透過農業無人機使用電池運行,能夠減少農場的整體燃油使用量並降低溫室氣體排放量 (GHG),而利用智慧型手機控制的精確導航可降低農用化學品的使用量,這也透過減少化學物質流入附近水道而有益於環境。另一方面,根據英國農業部 (DEFRA) 的新永續農業獎勵方案(SFI),農民將獲得每公頃最高 40 英鎊的報酬,用於「改善土壤健康的行動」和緩解生產過程中氣候變遷的影響。【延伸閱讀】- 精準農業結合人工智慧可降低農業化學足跡
新研究發現每天喝2杯紅茶可降低心血管疾病造成的死亡風險
2023/03/21
研究顯示,每天喝兩杯或更多紅茶可以將一個人的死亡風險降低多達 13%。   此研究由內科醫學年鑑(Annals of Internal Medicine)期刊發表,調查了英國人體生物資料庫(UK biobank)中498,043 名在 40 至 69 歲之間的參與者。參與者在 2006 年至 2010 年間完成了問卷調查,研究人員還查看了有關個人茶攝取量的資訊,來自由參與者自行提交的飲茶量數據。   結果發現,在自稱時常喝茶的參與者中有89% 的人喝紅茶,和那些不喝任何茶的人相比,喝紅茶的參與者降低了 9% 到 13%的死亡率。而降低心血管疾病、缺血性心臟病和中風導致的死亡風險,也與每天喝兩杯或更多的茶有關。   該研究還指出,不管茶的溫度是多少,裡面有多少牛奶或糖,以及影響個人攝取咖啡因能力的遺傳變異,較高的茶攝取量都與較低的死亡率風險相關。即使研究顯示茶可以成為健康飲食的一部分,但該研究亦存在一些局限性,因為沒有評估每杯茶的份量和其中的咖啡因強度。研究人員表示,儘管研究結果可能會鼓勵人們多喝茶,但不需要因為這些結果而改變每天喝茶的量。【延伸閱讀】- 研究發現經常喝茶與降低全因死亡風險和罹患心血管疾病比率有關連
以糞便為動力的拖拉機可減少農業溫室氣體排放
2023/03/20
New Holland Agriculture 宣布推出一款新型拖拉機,該拖拉機旨在使用農場製造的牛糞燃料進行運行。T7 甲烷動力液化天然氣提供與柴油拖拉機相同的功率和扭矩,但它是可以大大減少溫室氣體排放。   New Holland 與英國公司 Bennamann 合作的系統大致是這樣工作的:農民不是直接將牛糞用作肥料,而是盡可能多地收集牛糞製成泥漿,並將泥漿注入大水箱或有蓋的潟湖中,裡面的厭氧生物以這種塊狀的濃奶昔為食,並產生主要含有甲烷的沼氣。   這種氣體被收集並提純成生物甲烷,可在農場周圍通常使用天然氣的地方使用,或者它可以被壓縮並液化成 LNG 或液化天然氣,需要將其保存在 -162 °C(-260 °F)的低溫罐中,這可以作為產品出售,或直接用於運行特別定制的發動機。廢物的固體剩餘物用作肥料。   T7 甲烷動力液化天然氣目前是一款概念拖拉機,但據紐荷蘭稱,它是世界上第一台設計用於使用液化天然氣的拖拉機,允許農民創造自己的燃料。   根據Applied Energy 2018 年的這項研究,由於沼氣的淨化和液化需要昂貴的設備,只有飼養超過 3,600 頭牛時,生產和銷售生物甲烷才開始具有經濟意義。Bennamann 似乎有一個解決方案,即可以從一個農場移動到另一個農場的移動設備,定期將捕獲的沼氣轉化為液化天然氣。該公司還銷售保持液化天然氣溫度所需的低溫儲罐系統。   農民可以期望從一定數量的牛身上獲得多少液化天然氣,這樣的系統什麼時候開始收回成本?這取決於品種,你餵牠們的東西,它們有多少時間花在開闊的牧場上,而不是在穀倉或馬厩裡,在那裡它們的糞便很容易被收集起來。因此,這種系統是否有意義的問題在很大程度上取決於每個農場單獨的操作,儘管 Bennamann 表示其方法旨在為“任何規模的畜牧場”帶來盈利。   但從環境的角度來看影響是顯著的,在短期內,甲烷是一種比二氧化碳更強大的溫室氣體,在 20 年的時間跨度內,空氣中的一公斤甲烷將產生比一公斤二氧化碳強 80 多倍的變暖效應,只有在數千年的規模上,二氧化碳才會超過它,因為甲烷會分解下降得更快。   從牛糞中捕獲所有這些甲烷排放物,然後將它們轉化為液化天然氣,然後通過拖拉機發動機運行它們並不是一個完全清潔的過程,拖拉機尾氣中仍然含有二氧化碳。但是,通過有效捕獲大量甲烷排放並將其轉化為二氧化碳排放,以及防止拖拉機運行的化石燃料燃燒,環境效果明顯更好。New Holland 表示「一個擁有 120 頭奶牛的農場減少的二氧化碳排放量可能相當於大約 100 個西方家庭」。【延伸閱讀】- Anaergia公司將在日本建造沼氣發電廠
人工智能幫助農民追踪蜜蜂授粉軌跡
2023/03/14
隨著人口的增長和自然資源的有限,糧食生產需要變得更加高效和可持續,由人工智慧等新技術驅動的精準農業可以幫助確保未來的糧食生產,因此有效的授粉對於生產健康的水果、蔬菜、豆類和堅果至關重要。   最佳授粉需要昆蟲傳粉者恰到好處造訪花朵的次數,造訪次數過少或過多,或無效昆蟲傳粉者的造訪,都會降低開花植物生產的食物質量。監測昆蟲授粉的典型技術使用直接目視觀察或盤誘捕,這是勞動密集型的,需要很多天。此外,如果沒有大量訓練有素的觀察員,就不可能同時收集大型農場的數據,然而在一個季節的授粉窗口關閉之前,需要這些數據來提供作物授粉程度的時間關鍵證據。   然而使用此授粉監測系統,農場經理可以獲得有關作物授粉水平的當天數據,系統設置在Sunny Ridge農場的一個草莓溫室內,該溫室對昆蟲開放,攝像機陣列監測草莓中的昆蟲活動,記錄蜜蜂、食蚜蠅、飛蛾、蝴蝶和一些黃蜂。   此系統收集的數據量需要定制軟體來可靠地跟踪飛行在復雜樹葉中的個體昆蟲,不會重複計算,因此能夠準確評估一天中某個地區的昆蟲數量,分析它們的類型(例如物種),並監測它們造訪花卉的次數。   我們的定制軟體使用混合檢測模型來檢測和跟踪影片中的昆蟲和花朵,該模型結合了使用卷積神經網絡的深度學習的基於 AI 的對象檢測功能,以及單獨的前景檢測算法,以識別錄製影片中昆蟲和它們訪問的花朵的精確位置。該軟體包括使數據處理更高效並節省計算機功率的功能,我們的軟體生成的昆蟲路徑是使用一種稱為匈牙利算法的方法計算出來的,這會檢查序列中每個影片幀中昆蟲的位置,並能夠識別跨一系列影片幀的昆蟲位置之間的匹配,通過記錄和可視化這些路徑,我們了解了昆蟲的行為和溫室中的授粉效率。   我們的分析顯示68%花卉在監測期間接受了完全受精最少須昆蟲造訪四次,在至少四次昆蟲訪問一朵花後,草莓才能結出優質果實,太多的訪問實際上會損壞花朵並降低水果質量。   雖然蜜蜂對授粉的貢獻最大,但其他昆蟲的拜訪通常會導致單朵花達到四次拜訪的預期閾值,從而有可能提高作物產量。通過檢測最佳授粉所需的昆蟲數量、類型和時間,我們的監測系統為農民提供了決策所需的證據,例如,了解作物授粉的程度可以讓種植者改變蜂巢的位置和數量,以增加授粉不足。農民也可能會打開或關閉溫室側壁,以鼓勵或阻止昆蟲從特定方向來訪,他們可能會決定添加引誘劑花來引誘昆蟲探索未被充分訪問的作物區域。   這些簡單的干預措施可以確保更高的授粉成功率和更高的市場品質水果產量,像這樣的智能昆蟲管理有望幫助滿足用健康農產品養活不斷增長的人口的需求。【延伸閱讀】- 自動授粉機能有效提升作物產量
【減量】淨零碳排!日本栃木縣研究稻穀生物炭技術
2023/03/10
為了實現2050年溫室氣體零排放之目標,栃木縣政府開始研究稻穀生物炭於減少大氣中的二氧化碳排放量。由於該縣水田農地佔有八成以上,栃木縣農業試驗改良場則利用這項優勢研究與製造稻穀生物炭,以及施用於農地中的土壤碳儲存技術。         此外,這項技術除了有助於減少二氧化碳排放外,農民可以亦可換算為「二氧化碳排放信用積分」在溫室氣體排放市場交易,出售這些積分給企業和相關地方自治體。         目前該縣導入2小時內可將200L稻殼製造成生物碳的機器設備,並研究目前市售的機台各自所具有的特色與成效。本研究,未來將持續闡明稻穀生物炭的性質與施作方法、製造裝置的費用成效等相關研究。 現階段成果:         目前市售的稻穀生物炭製造機共有3種,各自具有不同特徵(※詳情請見下方說明)。其從研究結果中得知,中型機的市售價格雖較高,但由於可連續不間斷製造,所產生煤煙也較少,可擺放於室內操作,性能較優異。 有關稻殼生物炭的製造時間,每200L的稻殼以中型機約120分鐘,小型機約90分鐘,傳統機台約140分鐘。另外,中型機若連續運作,以每天8小時約可處理800L的稻穀。 關於稻穀生物炭製造時所產生的煤煙,中型機至多12mg/m3、小型機至多307mg/m3,傳統機台756mg/m3。從數據顯示中型機產生煤煙甚少,施行時相較也不易影響鄰近之處。 關於成品率(重量)方面,中型機成品率約1/4,小型機與傳統機台約1/3。另外,有關稻穀生物炭製造溫度方面,中型機最高700℃左右,小型機與傳統機台最高約500℃左右。由於中型機製造溫度較高,因此相較於小型機和傳統機台,成品率較低。 【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
園藝可能有助於降低癌症風險,促進心理健康
2023/03/08
目前,癌症、心血管疾病和糖尿病仍然是全球最重要的公共衛生挑戰之一,美國癌症協會、世界衛生組織、國際癌症研究機構、世界心臟聯合會和其他組織的研究報告顯示,除了吸煙之外,慢性病的主要可變風險因素包含不良飲食(如水果、蔬菜和纖維攝入量過低)和缺乏運動等。近期一項新的研究顯示,園藝可能會對健康產生強大的影響。由美國癌症協會資助的社區園藝隨機對照試驗發現,那些開始進行園藝的人在飲食中攝入了更多的纖維並進行了更多的體能鍛煉,而這兩種已知的方法可以降低患癌症和慢性病的風險。他們亦發現壓力和焦慮程度有顯著的降低。        來自美國科羅拉多公共衛生學院、科羅拉多州立大學和密西根州立大學的研究團隊從美國丹佛地區招募了291名平均年齡41歲的成年人參加試驗,其中超過三分之一是西班牙裔,一半以上來自低收入家庭。2022年春天過後,一半試驗者被分配到社區園藝組,另一半被分配到被要求等待一年才能開始園藝活動的對照組。兩組受試者都定期接受營養攝入和心理健康的調查,進行身體測量並佩戴活動監測器。研究發現,到秋天時,園藝組的人平均每天比對照組多吃1.4克纖維-增加了約7%,每週的體力活動量也增加了約42分鐘。參與者還發現他們的壓力和焦慮程度有所降低,且壓力和焦慮程度最高的人的心理健康問題減少得最多。        研究人員表示,這些研究結果提供了具體的證據,顯示社區園藝可以在預防癌症、慢性病和心理健康障礙方面發揮重要作用。社區花園可以是一種基於自然的解決方案,希望這些發現將鼓勵衛生專業人員、政策制定者和土地規劃者關注社區花園和其他鼓勵人們在大自然中聚集的空間,將其作為公共衛生系統的重要組成。【延伸閱讀】- 疫情之中的園藝潮顯示了園藝提升公共健康的效用
新型無熱植物生物質壓縮法可生產生物燃料和抗病毒藥物
2023/03/07
全球能源消耗的持續上升導致化石燃料資源迅速枯竭,由於化石燃料需要數千年才能補充,因此找出替代的可再生能源一直是科學家們努力的方向。生物質(biomass) 包含來自植物和動物的有機物質,在自然界中隨處可見,其有機成分使其成為環保能源的首選。但植物生物質中含有50%以上的水分,作為燃料使用時,需要透過機械方法或以加熱、自然風化等方式將水分降低至35%左右,以提高發電效率。目前的機械壓縮系統效率較低,因為它還需要後續的熱乾燥過程,以及成本高昂的大型設備。        為了解決這些問題,日本岡山大學研究人員開發了一種有效的機械壓縮系統,用於壓縮植物生物質時無需再經過熱乾燥即可進行發電。該技術可應用於木本和草本植物,並在過程中生成一種含有水溶性木質素的壓縮液體,該液體對流感和豬流行性下痢病毒具有基礎的抗病毒特性。        研究人員使用雪松木板和木屑作為木質來源生物質,及以月桃(Alpinia zerumbet)作為草本生物質來測試新的機械滾動壓縮方法。壓縮後,研究人員將殘餘物壓碎並製成顆粒,以確定它們的燃燒性能,以及過濾壓縮的副產品液體,確定其木質素含量和結構,並使用細胞活力測試評估其抗病毒特性。研究顯示,雪松板顆粒有更高的燃燒熱值,符合 ISO 標準,證明其具有更高的能源性能,而月桃產生更多的水溶性木質素,但其燃燒熱值略低,為 ISO 標準的95%。另一方面,雪松板和月桃的壓縮液均能顯著抑制流感和豬流行性下痢病毒的感染。        研究人員表示,以這種方法獲得的非化學萃取水溶性木質素可以應用在醫藥、化妝品和畜牧業等領域,此外,高碳含量的水溶性木質素可用於碳奈米材料的生產,並有助於減少碳污染。此方法快速又不需要倉庫廠房或額外的熱乾燥過程,可以現場操作之外,亦可以應用於木材和草本植物,因此能夠促進使用當地種植的植物進行生物質發電,有利於促進當地的永續發展。        該研究已發表在材料循環和廢棄物管理雜誌(Journal of Material Cycles and Waste Management)上。【延伸閱讀】- 木質素加工再利用於燃料電池生產
中國農業農村部關於推進稻漁綜合種養產業高質量發展的指導意見
2023/03/03
稻漁綜合種養是典型的生態循環農業模式。近年來,稻漁綜合種養產業快速發展,為保障糧食和水產品供給、促進農民增收和推進鄉村振興作出積極貢獻。中國為全面貫徹落實黨中央、國務院有關決策部署和《“十四五”推進農業農村現代化規劃》、《“十四五”全國漁業發展規劃》有關要求,穩步推進稻漁綜合種養產業高質量發展,提出如下意見。 基本原則 堅持穩糧興漁。牢牢守住保障國家糧食安全底線,堅持耕地糧食生產功能,保持水稻生產主體地位,科學利用稻田水土資源,提高水稻和水產綜合生產能力,實現一水兩用、一田多收。 堅持有序發展。因地制宜、統籌規劃、優化佈局、分類推進,選擇適宜區域發展稻漁綜合種養產業。科學引導並充分尊重農民意願,合理確定發展規模,更加註重發展質量。 堅持綠色生態。突出稻漁綜合種養產業種養結合、生態循環、綠色低碳特點,減少農藥和化肥使用,提高稻米和水產品品質,提升稻田生態環境質量。 堅持富民增收。發揮稻漁綜合種養比較效益優勢,健全聯農帶農機制,創新利益聯結模式,打造全產業鏈,提高農民收益,調動農民生產積極性。 總體目標        到2025年,發展稻漁綜合種養的地區糧食生產能力穩步提升,水產品供給能力不斷提高,集成創新一批綠色高效典型模式、建設提升一批稻漁綜合種養產業示範園區、培育壯大一批新型生產經營主體、推介打造一批稻漁綜合種養相關知名品牌。到2035年,實現稻漁綜合種養產業規範、產品優質、產地優美、產區繁榮的高質量發展格局。【延伸閱讀】- 多元農作體系支持環境永續發展

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