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趨勢快訊
日本第一家果樹工廠全年可採摘藍莓並成功於伊勢丹百貨銷售
2022/02/23
由於生產條件的受限下,在冬季吃到藍莓大多只能仰賴進口。為使藍莓可穩定全年生產供貨,日本東京農工大學研究團隊與日本GASCOM公司共同於植物工廠研究實驗,已成功全年順利生產採摘,並於2021年12月開始在日本知名伊勢丹新宿店開始銷售。 下列為東京農工大學針對此項研究所提供研究內容 現況分析:一般藍莓品種採收約三週,依照果實成熟期、品種、栽培方式不同,總括在日本夏季四個月是主要出貨時期,其他皆為淡季,因此包括冬季在內,目前大多都是依賴國外進口為多。【延伸閱讀】改善藍莓缺鐵的永續性方法 研究體制:本研究由東京農工大學農學研究院生物制御科學部門研究團隊與日本GASCOM公司共同實施。 研究成果:東京農工大學名譽教授團隊,以研發創新果樹生產技術為前提,率先於2011年實驗場域內分別建構自然太陽光和人造光的兩層型「先進植物工廠研究設施」。主要目的為創造讓果樹充分體驗春夏秋冬的氣候條件環境,達到生命週期循環效果的『連續開花結果法』(圖1)。除了環境的建制,該場域也透過日照與溫度等技術調節,促進果實大小的增長,產量也增加6倍,整年度可持續採摘之效益。這項生產技術於2012年獲得專利授權。其中,果樹在不斷開花與結果的過程中,也形成一棵果樹混合了未成熟與成熟果實的四季樣貌(圖2)。另外,為將技術更加落實社會化應用,日本GASCOM公司於2021年6月建構了6,000㎡新型的大型植物工廠(圖3),並於同年12月成功在伊勢丹新宿店開始銷售(圖4)。 未來展望:日本GASCOM公司為日本第一家全年種植藍莓的大型果樹工廠。由於藍莓果實輕巧方便食用,若國內能達全年穩定供應高品質藍莓將更有助於提升水果的攝取量。            圖1-連續開花結果法縮短生命週期與高產量示意圖   圖2-連續開花結果形成的常年樣貌 圖3-新型的大型植物工廠 圖4-銷售中的藍莓果實
淺談猶他州垂直農場是如何因應氣候變遷
2022/02/22
在氣候變遷、水資源缺乏、溫室氣體導致的暖化效應威脅下,農業轉型成為趨勢。一家位於美國猶他州的科技公司Grōv Technologies宣稱,該公司的科技能應對氣候變遷和全球糧食問題的雙重危機。該公司在猶他州建造一座類矩陣且全自動式內生長系統之雙塔式農場,用於生產牧場所需之飼料。該農場透過兩層樓高的圓柱體並自動化地進行小麥或大麥草的栽種。   首先,該農場的機器人有效率地將種子栽種至兩英尺大的方塊中,後續該方塊將沿著農場地軌道爬上第一座圓柱體,並將其浸泡在淺水中,以提供養分並發芽成飼料墊。之後,該飼料墊繼續沿著軌道旋轉至第二座圓柱體,並以LED燈照射以促進其生長。最後,當飼料墊到達第二座圓柱體之底部時,輸送帶將該飼料墊運送至貨車中,待裝滿貨車後,將會運送至牧場,以供乳牛食用。另外,該系統能高效地應用及回收水分,且只使用傳統農業用水量的5%。   Grōv Technologies表示,此技術可全年的提供乳牛最新鮮飼料,且飼料不含農藥、用水和施肥量極少且不會流入河流或湖泊。該公司也運用數據來監控及確保有提供充足的營養給牲畜們,並與全球訊息龍頭亞馬遜網絡服務 (AWS) 合作進行監控。目前Grōv正在使用 AWS 的機器學習和電腦視覺技術,並利用感測器之數據結果來提高其塔式農場的營運效率。   全世界每年消耗 3.4 億噸肉類,如僅計算運輸肉類動物飼料所產生的溫室氣體排放量,保守估計每年排放的溫室氣體相當於 52 億公噸—比歐洲特定年份的溫室氣體排放量多大約10 億噸。猶他州有 110 萬頭牲畜,而運輸這些飼料所產生之溫室氣體排放量預估與該州所有車輛總合相同。因此,Grōv Technologies 想在全球建立數百個室內垂直農場,以縮短飼料運輸距離以減少碳排放量,甚至是建立自給自足之食品供應鏈,以確保食品安全及糧食供需平衡。   Grōv Technologies的目標是在其下一代種植設備中大幅提高糧食產量,同時將用水量減少到官方所設的目標5%以下,希望往後能變得越來越經濟實惠和更廣泛地被使用。另外,其系統不含殺蟲劑、化肥,甲烷排放量亦極低,很容易被用於有機農業。該公司還希望能填補農場到餐桌間的鴻溝,讓所有人都能享用到當地食材,讓消費者更貼近食材產地,亦能確保食品安全及糧食供需平衡。【延伸閱讀】奧林帕斯高塔農場-運用環控農業垂直耕種模式生產高營養價值麥草來飼餵牛群
應用農業科技打造食品供應鏈之安全性及永續性
2022/02/21
在過去幾年中,印度的科技和數位生態系統取得了突飛猛進的發展,並打造出一具高效性及跨領域的環境。這些突飛猛進的發展是透過打造數位化經濟體以及在不同領域中開創無數機會等方式已增強其發展能力。對農業部門而言,農業轉型有其必要性。根據安永2020年8月份的印度農業轉型的農業科技報告中得知,農業是印度經濟的支柱,且農業佔印度國內生產總值(GDP)的16%,僱傭了印度近43% 的勞動力。然而,多年來,食品品質、生產和分銷所產生的疑慮一直困擾著這個行業。消費者和企業都呼籲需要將整個行業進行更多的整合、精簡和標準化。為了滿足不同的價值鏈、不斷變化的消費者群和非結構化商業模式之需求,需要一種能夠顛覆並創造真正創新潛力的解決方案,從而進入技術啟蒙的曙光。突然間,我們開始看到行業正瀕於巨大轉化中。   食品安全是一個包羅萬象的概念,包括製造前後之過程。其主要重點是使用科學來監控食品的製造、處理和儲存之過程,以避免對消費者造成任何傷害。透過引入技術解決方案至這龐大的市場中,將可以改變整個行業,故可透過以下幾種方式來實現: 垂直農場模式的採用   在垂直堆疊層面上栽種作物,並透過 LED 燈來促進其作物之光合作用,使作物可以日夜生長。由於作物生長在溫室環境中,因此不受天氣影響,且耕種者可以獲得最大年產量。另外,耕種者可以在有限的土地上種植各種作物並減少化學物質的使用,進而達到環境保護之目的。總而言之,垂直農業是一種具成本效益、安全和智慧農業的方法。 無人機的使用   農用無人機之使用將有助提高農場效率、確保作物品質及作物產量,以及透過其空拍影像來了解灌溉、土壤變化、害蟲和真菌感染相關之問題。另外,多光譜圖像可協助農民分析植物之健康程度。因此,農用無人機之感測器和數位影像技術可優化農業運營、促進作物生產並監控其生產週期。 數據驅動的農業   農民可以依據內外部數據資訊,如當前土壤生產力、天氣和市場狀況等資訊來決定要生產什麼作物、在哪裡及何時生產,以及該生產多少等決策。同樣地,透過持續監測作物生長所而來的數據,將有助於農民決定對其田地之灌溉量、殺蟲劑使用量、施肥量及施肥時機等。因此,大數據可被用於輔佐精準農業及改善決策。 農業自動化   透過自動化解決方案解決人力短缺問題並提高效率及準確性,以減少產量損失。而與人工智慧之結合,將能建立出智慧化的自動化平台,並降低人為錯誤所造成之浪費。另外,透過使用先進的控制及參數,自動化流程可以有效地依據市場需求控制輸出,包括人工智慧和機器學習在內的現代技術,將能進一步地改變了收成前後農業活動的面貌。例如,這些進步促使印度的食品供應系統越來越具追溯性和可靠性。消費者現在可以認識食品的整個過程—從農場到餐桌。除了提高家庭產量效率外,該技術還可以防止對該行業的眾多威脅。一個傳統行業現在正朝著創新邁進。   農業科技的出現促使該行業變得更加環保、降低化學品之使用、更具成本效益、透明和組織性。 然而,科技公司在印度仍處於初始階段。必須透過教育農民,使其了解現代技術的好處並擴大政府的支持等,那麼國家必將見證另一場革命,其相關行動已經啟動中。【延伸閱讀】印度農業科技公司如何幫助應對氣候風險
Nokia與AeroFarms將聯手開發新一代5G 人工智慧-植物視覺技術
2022/02/18
AeroFarms公司與Nokia實驗室宣布聯手開發新一代植物視覺技術,結合了雙方專業知識以擴大在尖端網路、自主系統以及機器視覺學習和技術方面的聯合能力,用以識別、追蹤植物之間的交互作用,並應用於栽培管理。   Nokia實驗室將貢獻其自主無人機控制編排系統、5G私人無線網絡、強大影像和數據傳導系統,以及以創新之人工智慧為基礎的移動感測器技術。AeroFarms是垂直農業領域的領導者。該公司將貢獻其商業專業知識、全方位環境控管及以農業為中心之數據平台和機器視覺技術。這種創新技術的結合使得該公司的影像觀察功能極為強大,並成為該行業中佼佼者。   雙方合作開發了下一代植物視覺技術系統,該系統透過高品質之影像處理,協助栽種者動態式監測植物,並允許栽種者依據其需求進行修正,確保全年種植高品質植物。 AeroFarms與Nokia實驗室從2020年開始合作,並將該技術測試於AeroFarms的商業作物中。如今,兩家公司將其系統擴大應用至AeroFarms的所有作物和未來的室內垂直農場,包括位於維吉尼亞州丹維爾和阿聯酋阿布達比的農場。【延伸閱讀】荷蘭瓦格寧罕大學發現「植物的眼睛」對光線的感測協調性,能促進植物快速成長   透過應用葉片大小分割、量化和基於像素的掃描來識別一致性和變異等方式使Nokia實驗室的機器視覺技術能夠精準地獲取數據,甚至能精準地獲取到單一植物之資訊。且這種最先進的影像技術能夠大量地收集植物資訊,包括其葉片大小、莖葉長度、顏色、曲率、斑點等等。   AeroFarms公司的垂直農業平台比傳統農業更具永續性,每年每平方英尺的生產力提高390倍,同時用水量減少95%,並可以達到零農藥使用。Nokia在一份新聞聲明中表示,其願景是應用技術使利益最大化。垂直農業能為社區提供本地食材之選擇性,減少物流運輸環境之影響,並且有助於減少食材之浪費。
用水果連結世界 在台灣生根的新興果樹
2022/02/17
數百年前香蕉傳入,而台灣優良的種植技術,栽培出令人引以為傲的台灣香蕉,外銷至日本、杜拜,還成為東京奧運選手村的食材。   時間推移到1980年代,台灣引進了原產地在亞馬遜河流域的黃金果,經過育種篩選,台灣種植的黃金果,外型渾圓飽滿,果肉甜美;而自日治時期便從各地引進的熱帶水果,如星蘋果、人心果等,則始終只有在中南部零星栽種,直到近年,在東南亞新住民、移工間口耳相傳,創造新的商機。   在時間長流裡,被引入台灣的水果不計其數,台灣豐饒的土壤,滋養了萬物,讓來自世界的新興果樹在此開枝散葉。   冬日上午來到位於屏東高樹的鳳禾有機農場,佔地兩公頃的果園,一棵棵果樹排列整齊,給了枝葉充足的伸展空間。沒見過黃金果的我們,滿懷期待地打開果實上的套袋,枝條上金黃渾圓的黃金果,像是掛在樹上的燈籠,模樣可愛,在陽光照射下,恰如其名,閃閃發亮。 來自亞馬遜河的甜美滋味   第一次收到黃金果的人,常會拿著這黃澄澄的水果端詳,不知道該不該削皮,要如何食用,「對半切開後,以湯匙挖取,是我最推薦的吃法。」鳳禾有機農場的主人莊庭溪表示,另一種方法則是像吃柳丁一樣,切成一片片,掰著果肉來吃,但果皮上的汁液會容易黏手。對半切的黃金果,果肉呈乳白色,口感滑嫩帶有彈性,嚐起來像果凍;冷藏後冰涼食用,味道更為爽口,彷彿甜品,跳脫了以往鮮食水果的想像。   黃金果的滋味甜美不帶酸,但對於味道的形容卻是每個人都有不同答案。莊庭溪表示,有人覺得黃金果香氣像釋迦,也有人說像荔枝、龍眼,甚至也有人認為帶有蜂蜜香,「每一粒黃金果的果香都不相同,即使是同一粒,兩個人對它的評價跟形容也不會一樣,這是我種黃金果十多年來,覺得最奧秘的一點。」   原產地在亞馬遜河流域熱帶雨林的黃金果,台灣最早的一批,是農委會農試所鳳山分所在1987年從新加坡引進。試種後發現,台灣南部的高溫多濕,十分適合黃金果生長。屏科大智慧農業中心主任顏昌瑞表示,台灣最早一批栽種的黃金果,外型漂亮、甜度高,但果實小,僅200公克,需兩年半至三年才能收成,且冬季不結果。   1990年代,顏昌瑞因著舉辦國際研討會的緣故,結識了菲律賓研究東南亞果樹的權威,便又引進了菲律賓的黃金果種籽。源自菲律賓的這批黃金果,雖然外型不若新加坡品系來的亮眼,但果實平均重量可達600到900公克,且種籽落地後只要1年半即可開花結果,擁有新加坡品系沒有的優點,令顏昌瑞躍躍欲試,陸續又從夏威夷引進其他品系,並一頭栽入黃金果的育種研究。「當初從菲律賓那邊收到的30粒種籽,至今還有20多棵果樹,仍在屏科大裡活得好好的,每年持續開花結果呢!」顏昌瑞笑著說。 黃金果種植規模全球第二   黃金果的果實大、外型討喜,又十分適應台灣中南部的氣候,相比芒果從種籽落地,到開花結果要五年、橘子要四到五年,就算是桃子也要兩年,黃金果種在屏東,最快一年半就能開花,如果嫁接技術良好,還能再縮短。加上病蟲害少,只要做好套袋、施肥,算是相對好管理的水果。顏昌瑞表示,「我種了快30年的黃金果,幾乎很少噴藥,偶爾會有粉介殼蟲,只要用手抓掉,頂多噴噴水即可。」   雖然台灣的黃金果當初是引自東南亞,但農試所鳳山分所副研究員劉碧鵑表示,目前國際上種植黃金果的國家不多,像澳洲有進行育種研究,但沒有大規模栽種。以目前台灣的黃金果種植面積大約將近300公頃來看,應該是除了原產地外,唯一有商業化栽培的國家。   目前黃金果在台灣的銷售價格約是一台斤50~100元,若是外型豐碩、品質良好的大果,一粒就要價百元以上,算是蠻高價的水果,而量少價高正是台灣發展黃金果產業的利基。 新興果樹的明日之星   笑稱自己從務農的第一天便開始種黃金果的莊庭溪,曾是外派中國科技廠的主管,十多年前為了陪伴年邁的父母,毅然回台灣重新開始。40多歲的人生下半場,莊庭溪決定務農,自知新手農夫拚不過資歷豐厚的老農,他便想從稀奇的水果著手。「我在種黃金果之前沒吃過也沒真的看過。」莊庭溪笑說,上網看到黃金果黃澄澄的很喜氣,又有人描述說像果凍,讓他很好奇,憑著曾種過盆栽的經驗,憨膽的他一口氣就買了160多棵幼苗回來試種。問莊庭溪為什麼不先試種幾棵就好,他篤定地表示,只種幾棵就是玩票性質,既然決定務農,就該一次到位,才能全心投入。   莊庭溪表示,黃金果怕碰撞且不耐儲藏,一旦碰撞,外表便容易產生斑點,影響賣相,所以不適合進入傳統市場銷售。身為農事新手的莊庭溪,第一次收成黃金果時,也不知上哪賣,便號召親友提供名單,以分享收成喜悅的心情,將黃金果寄給各方好友品嚐。黃金果的好滋味,讓莊庭溪收到許多正面肯定,也奠定莊庭溪主攻宅配禮盒市場的基礎,種植黃金果13年,如今已有不少穩定的老客戶。   黃金果引進台灣至今,不過短短30多年,因著專家學者與果農的努力,現正逐漸篩選出品質優良的品系。就像早年紅龍果容易有草腥味,隨著品系的挑選,而越來越被市場接受,最後市場需求上升,吸引大規模商業栽種,現已是台灣普遍種植的水果。長期研究台灣新興果樹的劉碧鵑認為,黃金果正是有機會循著此脈絡發展的後起之秀。 台灣是熱帶果樹的寶庫   除了黃金果,同屬山欖科的星蘋果,近幾年也十分受到注目。台灣種植的星蘋果有紫黑皮、綠皮,以及兩者雜交而來的粉紅皮種,因為橫切開來,種籽放射排列呈星星狀而得名。星蘋果的果肉帶有白色汁液,在越南稱為「vú sữa」,是奶的意思,隨著越南新住民來台,星蘋果有了另一個名字──牛奶果。   星蘋果的食用,可以切開用湯匙挖著吃,也可以嘗試越南的吃法:將星蘋果拿在手中搓揉,再挖一個小孔,吸吮著吃,果肉滑進口腔,更能充分感受牛奶果這個稱呼。   不要以為星蘋果跟黃金果一樣是近代引入的水果,其實早在1924年,就已由曾任台灣總督府農林專門學校(中興大學前身)校長的日本學者大島金太郎引入。而常出現在供桌上,俗稱仙桃的蛋黃果,以及榴槤、人心果等熱帶水果,也都是日治時期就引進。自大學時期便投入熱帶植物研究的王瑞閔表示,日治時期的台灣很流行種植熱帶作物,因為台灣的氣候條件比高緯度的日本適合,因而把台灣當做重要的熱帶植物研究基地,引進許多熱帶水果。   王瑞閔表示,即使日治時期結束,這些熱帶水果,在台灣中南部一直有零星的種植,自己小時候就曾在台中的花市見過好幾種,但數量一直不多。直到1990年代後,新住民及移工來台,他們發現台灣竟然有家鄉的水果,紛紛買來一解鄉愁,也使得更多台灣人加入種植行列。   而隨著新住民在台時間越來越久,開始有新住民會在自家農地種起家鄉的蔬果,住在屏東的越南新住民范氏秋,便是如此。   范氏秋笑說,「我以前在越南做衣服、當老師,可是不會種菜。」但嫁來台灣後,看身旁的越南姊妹想念家鄉的水果,興起她想種種看的念頭。曾歷經颱風過境,整片樹苗所剩無幾,樂觀的范氏秋,總是笑笑地重新來過,經過十多年的摸索,漸漸擴大了果園的規模。到訪這天,范氏秋的果園裡有星蘋果、紅毛丹、椰棗、榴槤、波羅蜜、沙梨橄欖等各式熱帶水果,讓人彷彿來到東南亞國度。難怪范氏秋說,每次新住民姊妹來玩,她們都會很開心,因為隨處都是自己熟悉的水果,像是回到故鄉一樣。 新興水果帶來新商機   然而多數台灣人,對這些來自東南亞的熱帶水果卻十分陌生,因為這些水果往往很少進入台灣的傳統市場,光是在新住民與移工的網絡裡口耳相傳,透過直播或是送往東南亞商店、台中東協廣場、新北華新街等東南亞族群聚集的地方販售,就已供不應求。   以星蘋果為例,東協廣場菜攤曾賣到一斤250元台幣,即使盛產期數量較多,仍有每斤150元的價格,而且還賣得很好。王瑞閔笑說,假日東協廣場的蔬果攤,生意好到要分兩攤稀釋人潮,老闆還會聘請來自越南、柬埔寨、印尼等各國的工讀生,來因應各國語言的需求。   不同於台灣人喜好偏甜的水果,來自東南亞的水果大多帶有酸味,王瑞閔表示,當地氣候炎熱,酸味能刺激食慾。雖然有些東南亞水果的酸澀,讓台灣人吃不慣,但事實上,許多水果在東南亞的種植歷史比台灣悠久,因而也發展出豐富的飲食文化。   以香蕉為例,國人習慣直接吃,東南亞則喜吃耐煮的芭蕉,且有更多元的吃法,炸香蕉、加西米露煮成甜湯、包進粽子,或是串成串燒用烤的,帶出不同的滋味。而鮮食味道酸澀的沙梨橄欖,東南亞習慣的吃法,則是用鹽或辣椒醃漬,嚐起來不像水果,更像是涼拌的菜餚,酸酸辣辣十分開胃。這些特殊的滋味,只要走一趟台中東協廣場、台北中山北路的小馬尼拉、文山區木柵市場等地方,就能在台灣嚐到。   王瑞閔表示,台灣的育苗技術好,各種水果都能種的起來,加上這幾年台灣冬天的天數縮短,讓熱帶水果更容易存活;而東南亞與台灣的距離很近,所以會先從東南亞水果種起,但台灣已有人開始引進中南美洲的植物,他就在台灣嚐過中南美洲很普遍的果樹──冰淇淋豆(又稱印加豆)的滋味。期待未來有更多新興水果在台灣落地生根,豐富我們的味蕾,也豐富台灣這水果之王的美名。【延伸閱讀】日本農業創新趨勢,新果樹品種對抗全球暖化
利用農業廢棄物製造可生物降解的塑料
2022/02/16
利用農業廢棄物生產可生物降解的薄膜來減少包裝材對環境之影響,且也為農民帶來了額外收入--這是美國南達科他州立大學乳製品及食品科學助理教授Srinivas Janaswamy所追求的目標。    Janaswamy教授與研究團隊獲得美國農業部為期三年之研究計畫及資金,從玉米秸稈和大豆生物質、小麥和燕麥秸稈以及柳枝稷(switchgrass)和草類植物中提取纖維素並製造具增值性的產品。   農民將大部分的玉米秸稈和樹葉打包並拿來做為牲畜飼料和墊料,而其餘部分則被置留在田間以改善土壤健康。Janaswamy教授表示,利用一小部分之玉米秸稈廢棄物來製造可生物降解之塑料,將可產生額外的利潤。保守估計每一英畝將產生1頓玉米秸稈,且作為牲畜飼料的價值來看,其價值估計為83美元,假若1000英畝的玉米地,其種植者出售40%的玉米秸稈,將能產生大約33000美元之額外收入,同時亦能保留30% 用於牲畜和 30% 用於土壤健康。   植物性生物質是由纖維素、半纖維素和木質素所組成而成的。該研究團隊透過玉米秸稈的纖維素來製造可生物降解性質的薄膜,由於薄膜中內含木質素,故顏色呈灰色,不過在研究團隊努力下,已經成功地去除木質素並從玉米秸稈中獲得純白色纖維素材料。   現在,該團隊正在將提取過程應用於其他農業副產品和當地的草類植物。然而,原料組成各不相同,這意味著必須針對每種類型的原料調整纖維素部分製程。研究人員表示,薄膜的性能可能會因原料類型而有所差異,後續將會比較薄膜間的特性。且薄膜應該具備三個特性,包括足夠堅固以抵抗撕裂、透明且方便製造商後續染色,以及可生物降解,目標是在30到60天內完成降解。研究人員將持續改善製程步驟並確保整個過程是經濟實惠的。【延伸閱讀】利用棕櫚果串副產物製造生物可分解的塑膠薄膜
利用人工智慧以辨識蔬菜的風味
2022/02/15
隨著全球糧食需求量大幅增加,垂直農場正在加速發展。透過機器人、機器學習和人工智慧來實現農業自動化及完善蔬菜種植。Fifth Season 是美國匹茲堡的一個垂直農場,該農場使用超級堆疊軟體和機器人來運行該農場的全自動化農業系統。且透過結合大數據和人工智慧來推導作物的最佳種植配方以及為其農場確定作物的最佳風味。   Fifth Season的首席執行長Austin Webb說明,該農場作物之種植配方皆不同,透過栽培室的二維碼與農場自動化系統間之交互作用下,可知每一作物的種植路線線。且該農場的超級堆疊軟體(super-stack software)系統被用來做為該農場地圖的”大腦”,依據作物種植配方繪製出每株作物通過種植室的路線,然後將作物移動到需要前往的地方。因此,該農場運用人工智慧和大數據來完善作物的品質,甚至超出了人類對風味特徵的認知,利用人類/廚師對味道及品質之意見回饋,並將這些定量數據與生命週期數據等結合起來,調整農場的種植配方並打造最佳風味。   農業控制系統公司WayBeyond 的首席執行長兼創始人 Darryn Keiller表示,要影響風味,要麼必須改變作物的遺傳學,要麼改變現有的生化特徵。例如,種植者可以通過調整光線和營養物質來影響風味,然後可以增強質地(鬆脆度、厚度)或風味(增加甜味或苦味),一旦確定了想要的作物的關鍵特徵,就可以使用機器學習或人工智慧來自動化和優化生產過程,以實現持續增產並應付不斷變化的消費者偏好。目前,垂直農場使用戶外種植之種苗並搭配人工智慧技術等方式來建立適合室內環境之種苗。   Fifth Season執行長Webb提到,許多室內種植者試圖建立一個可以在室內茁壯成長的戶外農業系統,而Fifth Season 選擇將智慧製造原則應用於農業,使該農場能夠以新的方式種植糧食。農場每週種植超過15,000磅的新鮮食物,且用水量比在傳統戶外農場所需的水少90%。Webb認為擴大垂直農場規模,可解鎖科技和消費經驗的密碼,並提供始終如一的新鮮、營養和乾淨的產品,顯著改變消費者的購物方式。「垂直農場改變了我們對新鮮食品的定義,亦改變了新鮮食品的獲取性、可用性和便利性,為消費者帶來許多的價值。消費者可透過另一途徑來獲得最新鮮及優質食品,且其保鮮期比我們習慣的還長很多。」【延伸閱讀】AI人工智慧在食品保鮮上之應用
半數鄉村恐消滅 日本政府推動地方創生
2022/02/11
日本正面臨人口銳減、超高齡化與地方經濟衰退問題,北海道夕張市2006年宣告破產,京都市則傳出最快2028年可能破產。專家指出,政府若不盡快研擬活絡地方的政策,到2040年日本的地方自治體恐將減半。於是,日本政府在2014年提出推動「地方創生」的想法。 人口流失的限界集落 《 拿破崙之村》受關注   2014年,時任首相安倍晉三在臨時國會上表示必須重視地方創生,期盼藉由年輕人的力量,營造具有夢想及希望的地方,並指示相關單位成立「町.人.就業創生本部」,以因應少子高齡化,避免人口銳減,並矯正人口過度集中首都圈的情況。   2015年,國會及地方自治體在擬定人口願景及綜合戰略後,展開第一期「地方創生」工作;2020年12月提出「第二期町.人.就業創生綜合戰略」;2021年6月公布「町.人.就業創生的基本方針2021」。   「限界集落」(極限村落)的問題讓日本政府感到十分棘手。「限界集落」是社會學者大野晃1991年提出的概念,指因人口外流造成村落空洞化、邊緣化及高齡化的鄉鎮。   2015年改編自真人真事《獻米給教宗的男人》一書的日劇《拿破崙之村》與同年日劇《限界集落株式会社》都在探討此問題。前者主角是熱血輔導地方轉型的「超級公務員」高野誠鮮;後者則以當地農戶為主角。   原是和尚的高野誠鮮,以石川縣羽咋市公務員身分,引領以老農為主、人口僅約500人的「限界集落」神子原村發展,為當地開創觀光新局。他將這個村落生產的稻米獻給羅馬教宗,打響「神子原米」品牌,再成立產地直銷中心,將利潤回歸農戶及地方。 強化在地鼓勵鮭魚返鄉 吸引外籍客注觀光活水   地方創生的工作包括強化地方產業、鼓勵鄉村子弟「鮭魚返鄉」的U-TURN創業、招攬外籍觀光客、企業在地方設立衛星辦公室等。   產業衰退是地方人口外流到大城市的原因之一。地方產業面臨後繼無人的窘況,但若企業或工廠轉移他處,當地民眾就得面臨失業。中央與地方合作,加強既有產業,並在地方創立新產業。為鼓勵鄉村子弟返鄉創業,日本政府祭出補助金,2021年編列1,000億日圓的預算;另針對以在地方創業為目的遷居地方的人士,給予最多300萬日圓的補助金。   2008年日本政府成立觀光廳後,官民合力積極招攬外籍觀光客。例如,日本四國香川縣開闢來往台灣、中國、韓國等地的直飛班機,2019年外籍觀光客在香川縣的消費額高達146億日圓。COVID-19疫情發生後,地方則透過加強跨境電子商務販售管道、影片和社群網站等宣傳魅力。   2016年日本總務省實施鼓勵「鄉里遠距上班」措施,對於在地方設立衛星辦公室的企業(總社在東京、大阪等大城)給予補助金。這對企業而言,可在地方延攬優秀人才,員工上班地點選項增多。在疫情發生後,政府呼籲企業推動遠距上班,讓員工離開大城市上班的企業增多。 縮小城鄉差距政府出招 繳故鄉稅奉還地方特產   在日本,民眾除繳納所得稅外,還須繳住民稅給居住的都市,都市人口愈多,稅收就愈高。為縮小城鄉差距,日本實施「故鄉稅」措施,民眾可對自己所選的地方自治體捐款,助其發展。捐款後,扣除部分負擔金額,捐出的故鄉稅可抵扣該年度所得稅與下年度的住民稅,還可獲贈地方自治體的農特產品。   宮城縣氣仙沼市2021年4月至12月26日,獲民眾捐贈「故鄉稅」達約10.3億日圓,刷新2020年度約4.5億日圓的最高紀錄。   氣仙沼市回饋給捐款者的贈禮是該市的牡蠣、魚翅等海產。市長菅原茂表示,將把故鄉稅的捐款用於推動地方創生,振興產業、充實教育等。   日本藉2021年舉辦東京奧運為契機,創設了以體育力量協助地方創生的表揚自治體的制度,期待以此活絡地方。首屆表揚大會2021年12月14日在東京都舉辦,共30個自治體得獎,包括東京奧運台灣隊接待城的茨城縣笠間市、千葉縣銚子市等。   此外,還有企業版故鄉稅,企業可透過此制度活絡地方產業,獲得減稅優惠。2016年在福島縣磐城市四倉町開設的Wonder Farm綜合型農業主題樂園,就獲得JR東日本公司的支援,堪稱地方創生佳例。   Wonder Farm內設有販售蔬果、加工品的「森林市場」、烹煮當地農產品料理的「森林廚房」、製造番茄汁及番茄醬的「森林AGRI工坊」、栽培花卉蔬果的「花園與農園」等。   此外,由TOMATOLANDIWAKI與JR東日本合資成立的JR TOMATOLAND IWAKIFARM在此設置溫室栽培番茄,面積1.76公頃,種類約11種,年產量約600噸,被暱稱為「JR番茄」。除了提供遊客現摘、送至一旁的Wonder Farm製作加工品外,也出貨至當地市場、JR集團旗下的車站店鋪,有一部分則以JR鐵路運送到首都圈販售。【延伸閱讀】讓日本高知縣數位化轉型帶你看地方創生與農業
利用啤酒渣及牛糞製造有機農藥
2022/02/09
傳統農藥對環境產生負面影響,然而農民卻仍然使用它們,因為他們需要讓雜草和破壞農作物的害蟲遠離農作物。有些農民為了避免使用殺蟲劑,進而轉向運用機器人和人工智慧等技術。然而,並非所有農民都能負擔的起。   考慮到這一點,西班牙巴斯克農業研究與發展研究所的科學家們開發了一種農業和啤酒渣的環保有機混合物作為替代品。在釀製啤酒過程中,從大麥中萃取糖分會產生一種蔗渣副產品。同樣地,從油菜籽中萃取油的過程中,會產生一種稱為菜籽餅的固體副產品。於是,西班牙科學家Maite Gandariasbeitia將啤酒蔗渣、油菜餅和新鮮牛糞混合在一起。然後將該混合物應用在種植生菜的商業溫室中。   由於土壤中含有根瘤線蟲(Meloidogyne incognita nematodes)的關係,該溫室之前曾經歷過45%的產量損失。這些寄生於植物的根瘤線蟲在植物根部產卵,形成蟲癭,削弱根部吸收養分的能力。即使在溫室進行常規化學熏蒸後,寄生蟲仍然持續存在。【延伸閱讀】研究發現糞金龜能改變土壤菌相組成有助於強化糧食安全   在生長季節開始時,科學家將他們的環保有機混合物添加到一些溫室生菜作物的土壤中。結果顯示,經過處理土壤的植物根部的蟲癭明顯少於未經處理的植物。此外,處理過的土壤中的作物產量提高了15%。這種影響主要是甘蔗渣和菜籽餅的氮含量高。而氮增強了土壤中有益微生物的活性,同時根除根瘤線蟲。它還可以分解有機物質(如糞便),使其更有效地用作肥料。   與此同時,科學家們將探索其他類型有機廢物的特性,以確定它們是否也可以用作傳統殺蟲劑的替代品。該研究於2021年5月31日發表在Frontiers in Sustainable Food Systems期刊上。
USDA農業研究局的最新微藻研究引起專業養蜂人熱議
2022/02/08
位處美國路易斯安那州巴頓魯治市(Baton Rouge)的美國農業部農業研究局(Agricultural Research Service,ARS)蜜蜂育種、遺傳和生理學研究室裡的科學家們發現了一種除了花粉或花蜜外的蜜蜂營養來源-微藻(microalgae)。ARS的研究人員表示,不同種類的微藻具有與花粉相似的營養成分,使其成為理想的蜜蜂營養來源替代品。這對於商業養蜂人來說這是一個相當重要的發現,因為他們嚴重仰賴花粉替代品來大規模飼養蜜蜂,雖然目前有幾種人工花粉配方可供使用,如在其中添加大豆、玉米蛋白、酵母、雞蛋或牛奶蛋白等各種成分,但它們並不一定有足夠含量能提供蜜蜂成長茁壯的必需營養素(如脂質和蛋白質)、微量營養素(如維生素和礦物質)及抗氧化劑。   在這個研究中科學家們發現,食用微藻添加飲食的蜜蜂其體型更大,而藻類的益生源(prebiotic)特性,使得它們的腸道中含有更多有益健康的細菌,並且會比其他食用花粉替代品的蜜蜂更加有活力。微藻很容易大規模生長,只需在淺水中輔以陽光及營養就可以為蜜蜂生產高營養價值的食物,其富含氨基酸等有益的化合物,對於蛋白質合成、免疫功能調節和整體菌落生長來說皆相當重要,此外,微藻甚至能夠在其他作物無法種植的地方繁衍生息,其生態可行性、可負擔性、營養益處以及作為肥料和生物燃料的能力,使其成為相當有希望進一步研究的實驗候選者。【延伸閱讀】部分農藥比起花蜜更容易吸引蜜蜂
歐洲議會投票通過歐盟「從農場到餐桌策略」報告
2022/02/07
歐洲議會近期通過歐盟的「從農場到餐桌策略」(Farm to Fork Strategy)報告,該報告首次發佈時,列出了27項促進綠色食品生產、發展更健康永續的飲食以及減少食物浪費的措施,包含減少化學農藥及抗生素使用、減少過度施肥、提倡有機農業、增進動物福利與維持生物多樣性等,旨在為歐洲消費者提供公平、動物友善、健康、高品質和可負擔的飲食。   具體而言,歐洲議會議員支持改善營養、原產地和永續性標籤等推動項目,其「環境暨公共衛生與食品安全委員會」預計將在明年年底推行統一並為強制性的包裝正面標籤計畫。另外,該報告亦關注動物福利議題,呼籲委員會提出立法逐步淘汰籠飼動物,並強調有必要提高水產標準,特別是支持更好的魚類及無脊椎海洋生物的捕撈、上岸運輸和屠宰方法。在有機農業和農藥使用方面,策略報告訂下之有機農業目標為將歐盟有機農業用地面積增加到至少25%,以及到2030年,將農藥的使用和風險減少50%,並減少20%的化肥使用。此外,也規定了農民必須可從永續生產的食品利潤中獲得公平份額。【延伸閱讀】歐洲動物保護組織呼籲提高養殖雞標準   然而,歐盟農業組織COPA及COGECA表示,由於部分提案沒有經過適當的影響評估,爰無法支持 ENVI 和 AGRI 委員會投票通過的報告,並呼籲歐盟透過基於符合其貿易政策目標的務實政治框架支持農民,維護與進口的公平競爭環境,並提供必要的財政支持和援助實現永續轉型。
春節好去處/綠園道、熱博迪士尼稻田吸睛
2022/01/31
春節想賞花海不用大老遠,高屏都有好去處。高市公布鐵路地下化左營暨鼓山花海專區,水利局在園區種植近13萬株四季草花,供民眾走春賞花。屏東熱帶農業博覽會22日開幕,今年有迪士尼授權圖案,成最吸睛的巨型彩繪稻田,因應本土疫情升溫,熱博強化防疫措施人流管制、實聯制,園內設飲食專區不可邊走邊吃,全程戴口罩。   水利局在園區內種植近13萬株四季草花,包括一串紅、雞冠花、彩葉草、牽牛花、日日春、萬壽菊等,打造不同層次的花海景觀。王姓民眾每天傍晚都會到園道散步,他說,園道穿上花衣,看了心情愉快。   高雄鐵路地下化去年10月完工,闢建全長15.37公里綠園道,有左營、高雄、鳳山等三處園道,成為民眾休閒、騎車好去處。左營園道有「大地遊戲場」,可以讓孩童消耗精力,大人享受戶外體健組合、大轉輪和轉腰器等。   屏東熱帶農業博覽會是每年春節盛事,今年熱博推出九大農業主題,將農業精華多元呈現,最大賣點是巨型迪士尼彩繪稻田與夢幻繽紛花海。民眾可在1月22日開幕至2月28日(除夕休園),跟最喜歡的角色人物拍照打卡。   九大農業主題包括,屏東道之驛「農業物產館」啟動試營運,1樓販售地方農特產品,2樓設迪士尼快閃店及歷屆熱博回顧展,遊客可在館內2樓及3樓長廊觀賞迪士尼彩繪稻田。
澳洲生技公司以酵母菌開發生物燃料
2022/01/28
生質能的原料來源可分為兩種,第一代來自加工玉米或甘蔗,而第二代使用農業廢棄物產品,如作物殘留物或廢甘蔗渣等。其中,第一代因原料包括許多直接或間接用作動物飼料供人類消費的作物,將這些作物轉用於生物燃料會導致其競爭糧食作物耕地、增加污染投入物的使用,以及造成食品價格上漲。且將熱帶雨林或森林等自然土地轉為生產生物燃料專用之作物耕地將造成碳排增加之「碳債」,一直以來備受爭議。相較之下,二代生物燃料以廢棄物為原料,為燃料提供了一種環保且豐富的來源。然而,使用傳統酵母或其他酵素通常難以分解殘留物和廢棄作物,其勞動和經濟密集型的性質使得商業化較為困難。   澳洲生技公司MicroBioGen與丹麥生物技術公司 Novozymes共同開發改良釀酒酵母製劑,能將生物質中通常難以催化的糖轉化為生物燃料,並將其廢物副產品轉化為高蛋白食物來源。經生命週期評估(LCA)發現,與目前普遍使用的菌株相比,MicroBioGen的酵母菌株減少了29%的碳排放和75%的用水量。此外,在這個過程中用甘蔗渣生產的食物相當於其他地方種植的農作物的2.4倍。該研究由澳洲再生能源署(ARENA)提供補助資金。研究人員表示,與其他類似的生物燃料技術相比,該技術的成本更低,使用的能源及產生的排放也更少。與同等產品相比,生產食物使用的土地也少得多,並且透過捕獲在此過程中產生的二氧化碳,可從大氣中去除碳,形成一個良性循環:製造的生物燃料越多,生產的食物及去除的碳也越多。因此,這項新技術為目前生物燃料面臨的幾個挑戰提供了一種不會危及全球糧食生產的替代方案。有機會在保護糧食作物的同時推進生質能的發展。【延伸閱讀】微生物能轉換酸乳清廢液為生物燃料
維持生態多樣性 只靠保護區還不夠
2022/01/27
維持生物多樣性不能只靠設立自然保護區!各國政府今年將達成協議,目標包括擴充國家公園、自然保護區,以確保生物多樣性。但學者提出,若僅關注建設自然保護區,可能不足以減緩生物滅絕的速度,更應該要減少人類過度的農、漁、牧業;同時由政府與企業共同進行綠色投資。 召開生物多樣性會議   《衛報》報導,預計各國政府將於今年中國昆明舉行的聯合國生物多樣性大會上達成協議,目標包括擴充國家公園、自然保護區,盼能於 2030 年保護至少 30% 的海洋和陸地。   巴黎薩克雷大學生態學教授萊德利說,保護海陸的目標很重要,擴大相關保護區是很好的開始,但僅靠此方法還無法扭轉目前生物多樣性喪失的速度。他說,「如果過份關注建設保護區,而忽略解決大多數生物受到的威脅,維持國際生物多樣性的目標恐無法實現。」 減少補貼與過份消費   科學家表示,首先得「大規模」減少過度密集的農業與漁業補貼,與人類過度消費的問題。生物多樣性大會旨在阻止地球上第六次大規模生物滅絕,措施包括減少塑膠汙染、減少六成以上的農業使用量,同時增加對原住民社區的包容度。   《CNN》報導,集約化的農業與畜牧業占用愈來愈多的土地使用,也導致大量森林遭到砍伐。野生生物的棲息地也隨之減少,這意味著動物們與人類的接觸將更加頻繁,從而增加人畜共病的病原體出現與傳染的機會。 保護生態系統   同時,人類行為促使生物種類不斷減少。生物多樣性降低,也使得大自然提供清潔水和穩定氣候等能力減弱。海洋、森林和紅樹林等生態系統對各種野生動物和周邊社區的復原力至關重要,政府和企業應共同努力資助保護和恢復的工作。   例如,肯亞通過發展國內「綠色債券」市場來鼓勵金融部門創新,從而促進在永續農業和可再生能源等領域的投資;世界自然基金會正與政府、私營部門和其他民間社會組織合作,在烏干達的魯文佐里山脈支持重新造林就業機會,並激勵當地社區對自然資源的管理。【延伸閱讀】探討有機農法、農藥減量栽種與生物多樣性之關聯性
2021年日本十大農業新技術
2022/01/26
日本十大農業技術新聞係由嚴選2021年度這一年來民間企業、大學、公立試驗研究機關與國立研究開發法人所發表的農林水產相關研發成果,透過加盟會員(農業相關刊物等29個單位)以內容卓越度與社會關注度評選出十大農業技術新聞。【延伸閱讀】2020年日本十大農業新技術 《主題一》快速診斷甘藷基腐病! -最快1天即可檢測和鑑定出病原體- 由國立研究開發法人農業暨食品產業技術綜合研究機構(以下稱:「農研機構」)利用檢測新冠性病毒的即時PCR檢測法,研發出最快1天即可檢測和鑑定出甘藷基腐病的最新技術。相較於過去需要兩週的時間才能診斷出病因,更能提早因應防範蔓延,避免擴大損失。 •一旦有甘藷基腐病疑慮時,可利用即時PCR檢測法,快速準確檢測出的最新技術。 •相較於舊檢測方法,可從原先2週縮短至最快一天內可檢測鑑定出病原體。 •更易於識別不容易區分的乾腐病症狀。              《主題二》只需2萬日圓!自己做IoT監控系統 -利用智慧手機宅在家巡視溫室- 農研機構開發只需要2萬日圓即可自行製作一套屬於自己的IoT監控系統,讓農民宅在家也可以掌控溫室內的溫度等資訊。除此,可以利用通訊APP,配合農民自身期望時間與間隔,取得溫室內資訊。同時,可減少溫室管理巡視的頻率與時間。 •公開可用智慧手機遠距掌控溫室情況的「農業通勤系統」製作說明。 •只需要材料費2萬日圓,三天內即可自行製作完成,維運費(通信費)約1,000日圓/月。 •溫室內的溫度、濕度、土壤水分,以及最高最低溫度、平均溫度等管理所需資訊皆可透過曲線履歷確認。           《主題三》一次操作五道程序的洋蔥直播栽培 -開發兼具穩定生產和農事作業的農機配備- 由農研機構、JA全農、久保農機械公司共同開發洋蔥直播栽培農機配備。這台配備可安裝於曳引機上,可一次同時進行起壟、溝底播種、樹冠直下、犁地和噴灑農藥等五道程序。相較於慣行移苗體系相比,可減少24%勞動時間,改善直播栽培初期生長。 •成功研發洋蔥直播栽培可一次同時進行起壟、溝底播種、樹冠直下、犁地和噴灑農藥等五道程序的農機配備。 •相較於慣行移苗可減少24%的勞動時間。 •可穩定且促進直播栽培從出芽到初期生長的過程,並能維持單一季的產量。           《主題四》胺基酸平衡改善飼料有效減緩牛糞產生的溫室排放氣 -實現友善環境的畜牧產業- 農研機構與栃木縣共同合作,研究施予食用牛胺基酸平衡改善飼料之作用,其結果闡明從排放物中可有效減緩一半以上的溫室氣體排放(一氧化二氮;N₂O),並可增進牛肉體重,而且完全不影響肉質,進而實現友善環境的畜牧產業。 •畜牧溫室排放氣的一氧化二氮 (N2O) 來自堆肥等糞便管理過程。 •開發食用牛專用(霍爾斯坦牛)胺基酸平衡改善飼料,以減少糞便中的氮。 •胺基酸平衡改善飼料可有效削減一半以上的N2O。 •胺基酸平衡改善飼料不影響牛隻飲食愛好,又能增進體重與肉質,原料價格同等於慣行飼料。           《主題五》機器人手臂採收水果 -AI辨識水果,與人同步作業- 電裝株式會社(Denso Co., Ltd.)、立命館大學和農研機構,共同開發運用 V 形樹形蘋果、日本梨和梨的水果採收機器人原型。主要利用AI人工智慧影像辨識技術辨識水果成熟度,再利用兩條機械人手臂採收,目前已可達到與人同步採收速度(11秒/片)。預計這項技術的進展將能更輕鬆採摘果樹。 •由立命館大學負責軟體,電裝株式會社負責硬體部分,開發一套可自動化行駛,並使用兩條機械手臂自動採收水果配備。除此,這項配備亦可自動更換水果採收籃。 •AI技術可高度精準判斷果實的影像判斷技術,同時可達到不受日夜影響。 •兩條機器手臂協同操作,可與人同步作業採收(11秒/個)。           《主題六》成功開發提升水稻生長率和採收率新技術 -有助於增進糧食產量和削減二氧化碳和化肥- 名古屋大學等研究小組,利用提高水稻葉片和根部特定基因的功能,強化光合作用的激活和養分的吸收效率,成功促進產量提升30%。 預計未來將能藉此提高生產力,增進糧食產量,削減化肥使用量。 •增強水稻其中一項基因(細胞膜幫浦)的功能,成功提升20%根部的養分吸收含量,以及25%光合作用活性。 •增強細胞膜幫浦功能,促進水稻生長旺盛,較原有狀態可提升30%以上的產量。此外,除可削減一半以上的施肥量,產量仍高於正常施肥。           《主題七》友善環境的小麥新品種 -減少氮肥也能保持產量- 農林水產國際研究中心等研究團隊,利用與野生近緣種的高生物硝化抑制(BNI)能力相互交配高產小麥品種,成功促使氮肥減少60%仍可保持與普通小麥相同生產力的BNI 增強型小麥。隨著氮肥的減少,更可利於減緩溫室氣體和水污染。 •與野生近緣種交配,研發小麥新品種(BNI強化型小麥品種)。 ※BNI:生物除氮(Biological Nitrification Inhibition ) •BNI強化型小麥可抑制硝化作用,並有效利用銨態氮(Ammonia) 。 •可成功減少 60% 的氮肥依舊能保有生產量。 •可減少氮肥,削減溫室排放氣與降低水質汙染作用。           《主題八》智慧手機診斷田間的病害蟲! -開發AI診斷影像技術- 農研機構等研究團隊已成功開發出高精度的 AI 病害蟲影像辨識系統。這項系統根據病蟲害影像診斷技術,可辨識出番茄等4種作物的病蟲害名稱。藉由系統用戶存取與累積的影像,預計未來將進一步提高診斷準確度,進而有助於病害蟲防治措施。 •利用智慧手機拍下病蟲害的圖像,即可立即辨識病蟲害名稱。 •可辨識番茄、茄子、小黃瓜、草莓等45種以上的病蟲害。(2021年12月) •本技術已提供Web API,作為業者各種服務項目使用。           《主題九》全球最快速糧食產量預測 -提供比現有服務早1-6個月預測資訊- 農研機構和 APEC 氣候中心開發全球糧食產量預測方法。這項手法可提供比現有的預測服務提前1到6個月預測產量。預測資訊其公益性有助於作為抑制國際糧食市場的價格攀升投機性發生。 •成功研發全球重要作物玉米、小麥、稻米、大豆等產量預測方法。 •本產量預測方法可比現有服務,提前掌握1-6個月的產量概況預測。 •由於全球糧食產量預測資訊的公開可提高公益性,預計未來將公開於網路平台。           《主題十》3D攝影機和智慧眼鏡立即偵測豬體重 -自動判斷豬重量的智慧眼鏡- 宮崎大學開發了一台戴在頭上的 3D 攝影機和智慧眼鏡可預估豬隻體重。利用AI(人工智慧)與AR(擴張實境)技術,將胴體標準模型與3D攝影機獲取的豬體型數據進行比對,可即時反應出豬隻體重和胴體重量顯示在智慧眼鏡。這項技術有助於提高工作效率和產值。 •利用AI(人工智慧)與AR(擴張實境)技術,成功研發自動偵測豬隻體重系統。 •配戴3D智慧眼鏡,只要一目視豬隻即可推測出體重與豬肉重量。 •豬隻重量偵測可一人輕鬆作業達成,更易於篩選出貨豬隻。
利用帶有動物源化學受體的植物進行有機污染物的環境監測
2022/01/25
日本神戶大學生物訊號研究中心的研究人員已成功開發出「新植物」,可用於檢測土壤和水中的有機污染物註1,像是多氯聯苯及干擾內分泌的化學物質。此團隊由日本學術振興會(JSPS)博士後研究獎學金受獎者Petya Stoykova(現為歐洲保加利亞農業生物研究所研究員)、神戶大學名譽教授OHKAWA Hideo及INUI Hideyuki教授組成。他們接下來希望利用「新植物」來開發方便且實惠的毒性監測技術。這些研究成果被撰寫在兩篇論文中,並分別發表在6月29日的《植物生理學》期刊和7月22日的《Chemosphere》期刊。我們的環境周圍存在各種有機污染物。   眾所周知的例子包括用在螢光燈和無碳複寫紙的「多氯聯苯(PCB)」及「有機氟化物」,用於製造防水和耐食用油的東西,像是食品包裝和廚房用具;還有做為清潔劑及其他產品前驅物的「烷基酚」。這些有機污染物被釋放到大氣、河流和土壤中,無法被代謝或很難分解的成分被魚、牲畜和農作物攝入,導致這些污染物隨著營養階級上升而累積在我們體內。體內累積濃度增加會導致各種有害的影響,例如癌症、胎兒異常和產生免疫毒性。為了防止透過食物攝入的污染物在人體內積累,我們有必要監測環境中的污染物程度,包括水域系統(河流、湖泊、海洋)、魚類、大氣、土壤和作物。監測結果讓我們能夠了解一個區域中污染物的類型和濃度。這將提供我們採取適當的方法;舉例來說,檢測到地面污染的地方要避免種植農作物,並對河流中捕獲的受污染魚類進行污染測試。也就是說這將有助於我們選擇和衡量實行措施,來減輕污染物對人類的不良影響。   環境監測是對環境樣本中污染物類型及濃度的調查,而其中包含了很多步驟。舉例來說,如果要研究土壤樣品,需要先加入有機溶劑,加熱過夜後從土壤樣品中萃取出化學物質。然後將溶在有機溶劑的化學物質從土壤中去除,並加入濃硫酸去除色素沉澱。 因為樣品中有機污染物濃度很低,因此需要對萃取物進行濃縮,使其達到可以分析的濃度。接著將濃縮的萃取物通過多個分離管柱進行層析,並使用與各別污染物特性相對應的有機溶劑,將污染物從管柱中流洗出來。緊接著必須從樣品中去除雜質才能得到目標污染物。以上稱為純化。而這一系列步驟(萃取、濃縮和純化)統稱為前處理,一定要經過前處理才能分析樣品中的微量有機污染物。   最後,以氣相層析質譜儀(GC-MS)和液相層析質譜儀(LC-MS)等分析化學技術應用在經過「前處理」的樣品。透過分析污染物的光譜數據,可以確定樣品中污染物的類型(種化)和濃度(固定數量)。環境監測是依照各國官方的分析方式來進行,而且環境監測對有機污染物的識別和量化扮演關鍵的角色。但是前處理過程需要使用大量的硫酸和各式揮發性有機溶劑,而對操作這些前處理的人來說,暴露在這些化學藥品中是相當危險的。   因此,為了將環境樣本(經複雜前處理後)中發現的微量污染物轉化為可分析的樣本,需要更熟練的技術。另外,使用昂貴的儀器如GC/MS和LC/MS(成本可能在數十萬到數百萬美元之間),增加了分析過程的成本。而且為了得到精準的污染度評估,必須採集大量的環境樣本。然而,由於現行(分析)方法的費用過高,只能分析少數具代表性的樣品。加上雖然儀器分析適用於確定環境樣本中,單一污染物的類型和濃度,但卻無法告訴我們這個污染物的毒性有多強。因此研究團隊開發了一種全然不同的監測方法,不像以前需要經前處理及昂貴設備才能確定環境樣本中污染物的類型和濃度。   動物體內有一類蛋白質稱為化學受體,它能辨識並阻止化學物質從體外進入細胞。當外來物質在細胞內與受體結合時,它會活化特定基因進行轉錄。此基因的蛋白質產物,其功能是與外來物質發生反應並將之排出體外。這類受體的其中一個例子是AhR(芳基烴受體)。在細胞內,AhR會與受污染食物中的戴奧辛及多氯聯苯結合。然後AhR會產生一種酵素,將它們(戴奧辛及多氯聯苯)轉化為易溶於水的物質,進而促使它們從體內排出。因此,AhR在顯示戴奧辛和多氯聯苯對動物是否有毒性這方面是重要的一環。除此之外,雌性激素受體(ER)會對動物體內產生的激素有反應,並參與形態發生及生長相關的重要基因表現。ER會與雌性激素「雌二醇」結合,並嚴格地調控基因轉錄活化的時間和數量,而蛋白質產物則受激素刺激而產生。但若ER與藉由食物或水進入體內的內分泌干擾物註2結合,就會破壞基因轉錄活化的時間及程度,從而產生不利的影響。   另一角度來看,植物一旦生根就無法移動,因此它們的根會在地面下開展,以獲得生長所需的養分。因為它們會持續延伸根部,所以即使(養分)在低濃度的情況下,它們也能夠吸收足夠的養分。換句話說,植物有能力累積由根部從土壤中吸收的化學物質。綜合以上,研究團隊因而提出了一種監測環境污染的方法,此方法需要將動物源化學受體轉殖進入植物,並使用它們來檢測植物所吸收的污染物質。他們分別設計了用於監測PCB(多氯聯苯)及內分泌干擾物的AhR植物和ER植物。當這些植物在含各別污染物的土壤及培養物中生長時,由根部吸收的污染物會與細胞內的受體結合,而活化報導基因註3的轉錄。    因此,可以經由檢測此報導基因產物來監測污染物。AhR植物可以檢測CB126(毒性最強的PCB)及其他類型如CB77、CB118。另一方面,ER植物除了可以檢測辛基苯酚(OP,一種烷基酚)之外,雌性激素17β-雌二醇、殺蟲劑芬普尼和益達胺及有機氟全氟辛烷磺酸(PFOS)等物質也可以被檢測出來。眾所周知的是這些化學物質正在污染土壤和水系統。研究團隊發現當污染物存在時,這些植物會表現出白化症和結構異常的現象,如較短的根。這表示可以用比檢測報導基因更簡單的「觀察法」來檢測污染物。根據研究結果顯示:收集大量的環境樣本來進行監測是不必要的,並且只要用少量土壤(幾克)或水(約10毫升)就可檢測出污染物。並且還可以利用化學受體檢測汙染物的方式,來調查環境樣本中是否含有毒性化學物質。對於有機污染物的環境監測,為了準確地了解污染程度,盡可能採集越多的樣本是非常重要的。但是因為這需要耗費大量的時間和金錢,所以無法在現行的檢測方法下分析大量樣本。相對而言,研究團隊開發出的方法簡單許多,只需要用少量樣本的土壤和水來栽培植物,並透過報導基因產物的檢測及植物生長的觀察來評估是否存在污染物。此外,它還可以評估現行檢測方法尚未涵蓋到的污染物之毒性。故在以現行分析方法確認污染物類型及濃度之前,這個新方法將會適合用於篩選大量的環境樣本。在這項研究中,研究人員證明了利用AhR和ER轉殖入植物來監測PCB及環境賀爾蒙是可行的。而且除了AhR和ER之外,動物還有其他化學受體。因此未來應該可以透過把不同類型的受體轉殖入植物,將新方法應用於其他化學物質的毒性監測上。【延伸閱讀】鑲嵌在葉片中的碳奈米管可檢測植物受傷時產生的化學訊號
種子「渴」望生存-新塗層幫助種子在乾旱環境中存活
2022/01/24
當你把蠶繭、柳橙果皮廢物、有益菌及一點兒創新結合在一起時,會得到什麼呢?一組研究團隊希望這可能會是乾旱地區,作物生長問題的解決辦法。來自麻省理工學院(MIT)和摩洛哥國王穆罕默德六世理工大學的科學家,已經開發出一種新的塗層,來幫助種子在半乾旱的條件下可以存活及發芽。他們的研究已經發表在《Nature Food》期刊。新型種子塗層由兩層材料組合而成,並直接用於撥種之前。外層為柳橙果皮廢物加工製成的果膠,目的在鎖住水分,防止種子在乾旱或缺水期間失去水分而乾枯。其靈感來自奇亞籽和羅勒籽的表層,它會創造一個濕潤的環境讓種子生存,直到適合發芽的環境條件出現。而內層直接塗佈於種子,它含有一種細菌,利用來自蠶繭的材料將其保持在原位。當接觸到水和土壤時,根棲細菌會將氮固定到土壤中,來提供種子發芽所需的一些營養物質,同時減少了對肥料的需求。   麻省理工學院土木暨環境工程學教授、致力這項新技術的科學家Benedetto Marelli在新聞稿中說明:「這是種子塗層真正的附加價值。因為這些微生物可以自我複製,並固定氮氣至土壤供植物使用,因此減少額外添加氮肥的同時還能肥沃土壤。」世界上大約15%的土地在半乾旱(即草原)地區。在那裡,水是農業的限制因子,影響超過10億人的糧食安全註1。在這些乾燥的土地上,大多數作物在生命的早期、發芽和幼苗階段就死亡了。   Marelli告訴我們:「前一段時間,氣候變遷開始影響我們的生活,但現在我們日復一日清楚地看到這些影響。因此,我們確實需要找到新的解決方案,使農糧體系更具彈性。」以種子塗層種植的普通豆類-四季豆生長狀況良好,且正在進行田間試驗。如果豆類試驗作物能大規模地提高收成,下一步就是將此塗層嘗試在不同作物上,接著與產業合作,讓每人都可負擔得起這項技術。未參與這項研究的國際乾旱地區農業研究中心(ICARDA)遺傳資源組榮譽組長Ahmed Amri告訴我們:「可能需要進行更多的研究,尤其是常見的乾旱地區,證明種子塗層在乾旱時期對植物的影響是有利的,且不僅只在發芽期間,在植物生命早期或後期皆是如此。」   種子塗層的使用將增加種子本身的花費,但可以節省肥料費用並提高產量,而抵消這些成本。塗層中使用的所有材料皆為生物可降解物質,並可由廢棄物製成,因此科學家希望這也能降低生產成本。挪威大學生命科學系副教授Ola Westengen對我們說:「像這樣的創新如果要實際幫助在前線的農民,就必須撥款給當地並進行調整適應。」麻省理工學院的博士生Augustine Zvinavashe在博士研究時開發了種子塗層,他說到:「種子塗層可以在當地完成,這是當初設計這個塗層時考慮到的事情之一,第一層你可以用浸泡的方式,接著第二層你可以用噴的。製作過程非常簡單,都是農民可以自己做的。然而,在中心位置塗上種子塗層的成本可能會更低,因為此處可以供應根棲細菌無菌的環境。」Westengen說:「總結來說,農民需要透過不太正式的種子供應系統才能得到新種子,像是在社交網路上交換,當地市場購買,或是從自己的收成中保留下來。   舉例來說,非洲撒哈拉以南的多數易旱國家,不到20%的作物種子來自正規的種子供應系統,此系統可讓農民購買經過認證及註冊品種的種子。」Marelli說:「我們最大的夢想是創造出一種技術,能實際影響這個世界。我們希望這些材料及技術可以促進作物種子在貧脊土地上發芽,並使作物更能適應氣候變化。」Westengen說:「使我們作物更具耐旱性的創新是相當關鍵的,而且氣候變遷已經不可避免的狀況下,這項創新將變得更為重要。」【延伸閱讀】UN氣候報告:暖化導致旱災飢餓 威脅人類健康 註1:「糧食安全」是指能夠穩定地讓所有人取得足夠食物的狀態。
花蓮推廣食農、食育 下月盛大舉辦食農博覽會
2022/01/21
花蓮縣政府推動食農教育,下月將舉辦食農博覽會,除了邀集全台推動食農、食育單位參展,更請來英國、日本相關協會分享,也讓花蓮食農教育得以與國際接軌。   由縣府農業處策畫的花蓮食農博覽會,預計2月18日至20日在花蓮縣立體育館登場。農業處長吳昆儒今天說,屆時將設置主映像、教育知識、展示攤位、生活推廣及互動體驗共5個展區,3天展期,除了課程講座,有會有香草手栽、有機輕食料理、揉茶、製作有機米銅鑼燒等手作體驗。   吳昆儒說,為了強化花蓮與國際食農、食育單位的交流與鏈結,縣府舉辦食農博覽會,預計有農委會、農改場等公部門,及台灣好基金會等全國相關組織單位,分享落實推動歷程,也會邀請在地小農及農會在現場舉辦課程及體驗農事,藉由多元活動展現成果。   此外,更重要的是邀請到在英國推行學校膳食計畫(School Food Plan)的Henry Dimbleby,及在日本長期推動兒童食育的Kids Kitchen協會,透過博覽會讓食農、食育變成花蓮的亮點,也將花蓮推上國際食農教育的舞台。   縣長徐榛蔚表示,花蓮縣前年成立有機農業促進辦公室,有機栽培面積光是去年就增加280公頃,到去底累計高達2827公頃,占全台近4分之一。她說,縣府致力推動食農教育,2015年起正式進入校園,中小學每周一天吃有機蔬菜,2017年許多學校加入食農教育課程,讓孩子們從「吃當地、食當季、親手做」的體驗,增進對食物、土地與花蓮農業的認識,希望達到保障食安、傳承食農教育與環境永續的願景。【延伸閱讀】食育不僅是教育!日本的終極目標是讓鄉村活化、地方獲利

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