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趨勢快訊
新的生物轉化技術讓植物纖維素搖身一變為高價值化學產品
2022/01/21
美國Illinois大學Urbana-Champaign分校的科學家團隊開發了一種以基因工程改造的酵母菌(S. cerevisiae),這個基改酵母菌可以完全且有效地將醋酸鹽和木糖等植物物質組成,轉化為高價值的生物產品。組成植物細胞壁的木質纖維素是地球上最豐富的原料,長期以來一直被視為可再生能源的來源。木質纖維素它主要包含醋酸鹽及葡萄糖、木糖等醣類,這些成分會在分解植物的過程中釋放出來。在《Nature Communications》發表的一篇論文中,該團隊描述了他們所做的工作,內容是提供一種可行的方法,來克服阻礙木質纖維素成為商業化生質燃料的主要障礙之一-醋酸鹽對酵母菌這類發酵微生物的毒性。   食品科學及人體營養學教授Yong-Su Jin說:這是第一個證明有效且完全利用木糖和醋酸鹽生產生質燃料的方法。作為Carl R. Woese基因組生物學研究所的附屬機構,Jin與論文第一作者、當時為研究生的Liang Sun共同主導了這項研究。他們的方法充分利用了柳枝稷細胞壁中的木糖和醋酸鹽,將水解過程中不需要的副產物-醋酸鹽轉化為有用的基質,進而提高了酵母菌在水解物中轉化醣類的效率。Jin說:「我們發現可以使用被認為是有毒且無用的物質(醋酸鹽)來作為木糖的補充碳源,以節約地生產精巧的化學藥品,例如三乙酸內酯(TAL)和維生素A,它們都源自相同的前驅物-乙醯輔酶A。」目前為Wisconsin大學Madison分校的博士後學生Sun說:TAL是一種多功能化學平台(有機合成的中間物),目前是透過石油提煉而得,用於生產塑膠和食品添加劑。   在前期工作中,當時是能源生物科學研究所的研究員、論文合著者Soo Rin Kim,將一種釀酒酵母菌Saccharomyces cerevisiae進行基因改造,使它能快速且有效地消耗木糖。Kim目前是韓國慶北大學的教師。在目前的研究中,他們使用在Illinois大學能源農場收穫的柳枝稷來製造半纖維素的水解產物。而基改酵母菌用於發酵代謝水解物中的葡萄糖、木糖和醋酸鹽。當葡萄糖和醋酸鹽一起供應時,釀酒酵母菌會迅速地將葡萄糖轉化為乙醇(酒精),降低了細胞培養基的pH值,而此時醋酸鹽的消耗受到強烈抑制,導致培養物在低pH值情況下對酵母菌產生毒性。而當木糖與醋酸鹽一起供應時,Sun說:「這兩種碳源形成了協同作用,促進了兩種化合物的有效代謝,木糖支持細胞生長並為醋酸鹽的同化作用提供足夠的能量。因此酵母菌可以非常有效地代謝作為基質的醋酸鹽,以產生大量的TAL。與此同時,隨著醋酸鹽的代謝,培養基的pH值上升,反過來回饋促進了酵母菌對木糖的消耗。且當他們透過RNA定序分析釀酒酵母菌的基因表現時,發現木糖與葡萄糖相比,參與醋酸鹽吸收和代謝的關鍵基因表現量顯著上升。」同時給予醋酸鹽和木糖的酵母菌積累了更多的生物質,如脂質和麥角固醇的含量分別提升了48%和45%。麥角固醇是一種真菌激素,對發酵過程中的壓力適應扮演重要角色。   Sun接著說:「醋酸鹽和木糖的共同利用,還提供酵母菌一條代謝的捷徑-將醋酸鹽轉化為乙醯輔酶A,增加了乙醯輔酶A(麥角固醇和脂質的前驅物)的供應,並使TAL生產更近一步。透過木糖和醋酸鹽共同作為碳源,我們能夠顯著地提高TAL產量-和之前單純使用基改釀酒酵母菌相比,產量高了14倍。我們也採用了這種策略來生產維生素A,證明了它可能大量生產其他衍生自乙醯輔酶A的高價值生物產品,例如類固醇和類黃酮。」由於該過程充分利用了木質纖維素生物質中的碳源,因此Jin和Sun表示,這樣的做法可以直接結合到纖維酒精工廠中。Sun說:「這和我們社會的永續性有關。我們需要充分利用這些未開發的資源來建設永續的未來。希望在50年,甚至100年後,我們將主要依靠這些可再生且不虞匱乏的原料,來生產我們日常生活所需的能源和材料。這就是我們的目標。但目前而言,我們只是在做一些小事,來確保我們的目標逐漸發生。」【延伸閱讀】天然細菌將纖維素直接轉化為丁醇
茶改場製茶技術開發蔬菜粉 營養抗氧化助減汗臭
2022/01/20
茶改場今天表示,已技轉製作茶粉技術給業者,生產數種可沖泡飲用的蔬菜粉,營養又提升抗氧化力,黃金配比甘藷葉、菠菜葉的產品還可有助改善汗臭,還有玫瑰花、水蜜桃製成粉。   行政院農業委員會茶業改良場發布新聞資訊指出,將傳統製茶技術做新應用,獲致多元效益。   茶改場茶作技術課長蔡憲宗接受中央社記者電話訪問時說,目前已經技轉10家業者,原本是製作綠茶粉的技術,用於量產蔬菜粉,每包約1到5公克不等,沖泡300c.c.的水就能喝,也可以加入牛奶、豆漿飲用,非常方便,桃園農會、永齡農場、桔揚公司等已有售。   他說,種類很多,蔬菜粉有菠菜、甘藷葉等;花製成粉則採用專供食用方式栽種的花朵製作,例如洛神花、玫瑰花等;水果部分,已有水蜜桃、檸檬等;還有薑黃粉;全年依作物生產季節產製及販售,過年大魚大肉,可泡來喝。   他並說,飲用蔬菜粉等不僅可以吸收食材的營養,以甘藷葉粉為例,使用茶改場技轉技術生產的產品,抗氧化力是一般市售產品的3倍,委託台北醫學大學30人的綜合蔬菜粉人體試驗顯示,將甘藷葉、菠菜葉做黃金配比,經3週飲用試驗,在第2到3週期間,受試者自評汗臭、腳臭、衣服油垢味可顯著改善。   茶改場長蘇宗振表示,傳統茶葉加工過程的乾燥與磨粉核心技術,運用於蔬菜類作物上,不僅風味佳,又可提高農產品加工價值及多元發展,還延長保存期限。副場長邱垂豐說,蔬菜富含多種營養素、抗氧化物質及膳食纖維,又不含咖啡因,可嘗試飲用、喝健康。【延伸閱讀】全球首創茶香氣捕捉技術 製茶過程順便製成茶香露
無人機機群技術-研究團隊實驗以無人機來對抗作物害蟲
2022/01/19
在北美一些地區,田野和森林上頭嗡嗡作響的聲音,可能不再是預告麻煩,而是一個解決百年老問題的創新辦法。在農業部門,無人機作為控制害蟲的方法越來越受到歡迎。每年光是昆蟲對農作物的破壞,就使美國損失超過1000億美元。研究人員和無人機技術專家不是投遞殺蟲劑,而是利用這些機器來扔下新的東西-更多的蟲子。今年6月發表在《美國經濟昆蟲學》期刊上的特別收錄,強調了無人機在協助害蟲管理策略方面的潛力,此策略還可以減少農用化學品的使用。除了部署交配干擾劑或殺蟲劑等普遍處理方式外,研究人員還利用試驗的無人機投下害蟲的天敵。   天敵作為生物控制,是利用自然機制如捕食來清除作物害蟲。舉例來說,加拿大的研究小組做了測試,以無人機作為丟下赤眼寄生蜂卵的工具,來對付影響魁北克玉米田和雲杉混合林的害蟲。待黃蜂孵化並成熟後,產下自己的卵在那些害蟲體內。Véronique Martel花了很長的研究時間在農業環境中的黃蜂生物控制上。種植者通常透過昂貴的載人飛機或人工放置於地面上來散布黃蜂卵。Martel與加拿大自然資源部合作,想了解在森林環境中,黃蜂生物控制如何運作,因為森林與被管理作物田的運算邏輯截然不同。最初她的想法受到同事們消極的反饋,他們覺得這種策略是不切實際的。   然而,新技術的到來改變了演算法。Martel告訴我們:「當我聽說他們在農業中測試了無人機投遞時,我好嫉妒,因為我想在森林裡做同樣的測試。」Martel和她的團隊與加拿大Canopée公司合作,從特殊裝備的無人機上部署「傘兵」寄生蟲。他們的研究顯示在森林環境中,使用無人機與人工方式一樣有效,這說明此技術可用於處理比步行可達區域更加廣闊的範圍。無人機可以取代一些殺蟲劑的使用。生物控制在農業範疇中既非新的,也非罕見的。《經濟昆蟲學雜誌》聯合主編Michael Brewer說:DDT及其他殺蟲劑的使用,轉變為生物控制的方式,在二次世界大戰後越來越常見。   Brewer說:「殺蟲劑的好處是你可以把它們放進瓶子裡,對嗎?」雖然殺蟲劑的優點是容易使用,但卻會危害環境。然而,Brewer提到生物控制並非在所有情況下都有效,像是針對大規模且已建立族群的昆蟲。在這些情況下,目標性地使用殺蟲劑可能才是種植者的最佳選擇。Brewer說:「為了避免所有的時間都在噴灑,(操作無人機的)幾個人在那裡做害蟲防治需要更多的觀察力,而這就是顯像無人機的功用。」 根據飛機上的鏡頭,無人機可以捕捉到彩色圖像、熱影像,甚至高光譜的影像。顯像無人機現在被廣泛用於監控保育區野生動物和定位稀有植物,但還沒有在農業的害蟲管理中站穩陣腳。顯像無人機使種植者能夠及早發現害蟲侵擾,並且只對受影響地區使用殺蟲劑。例如發表在《經濟昆蟲學雜誌》上的一項研究使用無人機影像,來尋找東方飛蛾(黃刺蛾)的巢穴,而此蛾是一種影響城市綠化樹和果樹的外來入侵種。   Canopée公司最初為地主提供無人機影像,但很快將重點轉移到生物控制上。根據Canopée副總裁Frédéric Jean的說法,利用無人機提供生物控制的技術,應用在商業用途的時機尚未成熟-但這不會是一個漫長的等待。我們(的無人機)正處於巔峰,沒有「人」能像無人機那樣高效。M3農業技術公司總裁Nathan Moses-Gonzales也表達了類似的觀點。Moses-Gonzales說:「種植者渴望應用這項新技術。我認為有一種看法,農民並沒有仔細研究數據。所以沒有實際考慮使用無人機,但事實上恰恰相反。」Moses-Gonzales是一名受過訓練的技術專家,他與美國農業部(USDA)合作來協助對付墨西哥果蠅,此果蠅是一種具侵入性且有經濟破壞性的農業害蟲,在美國亞利桑那州、加利福尼亞州和得克薩斯州都有牠們的記錄。該團隊測試以自動化生產無人機機群,並同時飛行多部旋翼無人機。Moses-Gonzales和他的團隊用3-4個咖啡桌大小的無人機機群,來對他們的策劃進行測試,且一次飛行多達12架。機器從控制器啟動,同時或是以波動形式發送到預定的路線上。Moses-Gonzales說:「在我眼中,整件事看起來非常瘋狂。它們聽起來有點像一群蜜蜂。」這些無人機將不孕果蠅投遞到里約格蘭德河沿岸的柑橘園,牠們在那裡與野生種雜交,但不會產生後代而讓族群數量顯著降低。通常類似的策略是用ATV註1或人工駕駛的飛機來執行。   根據Moses-Gonzales的說法,隨著大眾對有機農產品的關注增加,像這樣的無人機技術可以幫助種植者。人們真的開始深思他們放了什麼東西在身體裡。雖然無人機正處於巔峰,但仍然存在限制。雖然種植者可能會看到,受無人機生物控制技術的保護下,因降低害蟲損害和有機產品價格上漲的關係,使得利潤增加,但無人機成本仍是一個限制因素。購買或租用無人機相關的前期投資,對某些人來說可能昂貴到讓人望之卻步。即便如此,使用無人機已經比載人飛機便宜,勞動密集程度也比在地面上來得低。除此之外,還有一些關鍵限制因素可能會減緩農業科技產業中,相對專業領域的崛起。還需要研究如何最有效地使用無人機:地面上證實有效的方法,放在空中部署時可能需要調整。   無人機本身也有改善的空間,被提出的問題通常是有限的承重力和電池續航力。雖然現今無人機在空中運作效率很高,但它們只能攜帶一定的重量,在返回發射站前也只能走一定的距離。Canopée公司的Jean說:「我們需要把錢投資在一架夠大的無人機上,以便你能覆蓋夠大的領域,但那種情況下你需要先獲得操作許可。」美國和加拿大對商用無人機技術應用的嚴格規範持續造成挑戰。根據受訪專家說法,特別受到限制的是很難獲得許可,將無人機飛越至視線以外,這阻礙了發展能飛更遠和負載更重的大型無人機。不過,M3農業技術公司和Canopée公司都表示,隨著技術進步和監管部門繁瑣手續的消失,他們預計無人機在農業應用將會擴展。「無人機的發展沒有極限!」Moses-Gonzales說道。 【延伸閱讀】無人機進行大面積橄欖病害監控 註1:「ATV」全名為All Terrain Vehicle,為適合所有地形之交通載具,一般習慣稱它為沙灘車
不受重視的非洲穀物因其高度價值而被看好為「明日糧食之星」!
2022/01/18
幾千年來,穀物一直是人類飲食的主要組成,稻米、小麥和玉米是全世界消費最多的穀物。然而,隨著全球人口持續增加,卻沒有充分利用的穀物作物可以幫助滿足膳食需求。研究人員目前正在研究如何更有效地種植非洲穀物作物,並使它們更廣泛地被採用為食物來源。在某些非洲國家,如苔麩、小米和高梁等等的穀物,在當地被種植和消費是很理所當然的,但是歐洲和其他地方卻對栽培它們成為新的穀物來源非常有興趣,原因是它們營養豐富。例如苔麩富含鈣、蛋白質和鐵,比起小麥或任何其他穀物的含量幾乎是五倍之多。這可能特別有利於預防女性常見的缺鐵性貧血。它們所含的碳水化合物能夠緩慢地被消化,這會是幫助糖尿病患者維持低血糖水平的理想選擇。再來是多數非洲穀物作物不含麩質,因此麥麩不耐症和腸躁症患者皆可食用。   英國威爾士Aberystwyth大學的研究員Aiswarya Girija博士說:它們對於健康和營養的益處太多了。除了飲食外,許多非洲穀物作物還能夠適應氣候變遷所造成的極端天氣狀況。小麥、稻米和玉米等主要糧食作物已經受到氣溫上升的影響而減產,產量預估還會再持續下降。估計玉米作物將會遭受最大衝擊,下降高達7.4%。所以傳統的非洲作物可能為彌補這些損失的替代方案。Girija博士說:「如果你想在惡劣環境(像是乾旱易發地區)中種植苔麩,它會長得很好,除了耐旱,它也能抵抗淹水的環境。」然而,要使非洲穀物種植範圍擴增,就需要改進種植方式。像是小麥和玉米正越來越被非洲農民廣為種植,因為農民可以取得抗病蟲害的基改品種,進而節省農藥成本。   除此之外,非洲傳統的穀物作物產量往往偏低,主要是因為它們沒有被培育成提高生產力的品種。芬蘭Espoo VTT技術研究中心的研究學者Raija Lantto博士說:「非洲一直擔心傳統作物正在消失,因為越來越多的農民轉種小麥和玉米。」更好的栽培作法可能會有所幫助。InnoFoodAfrica計畫的其中一塊便是加強農民們的種植技巧,因此Lantto博士和她的同事與衣索比亞、肯亞、南非和烏干達的小農合作,將培訓目標放在婦女和年輕人身上。他們將探討如何改進種植方式以提高作物生產力,並提出新的病蟲害防治策略。還需要進一步研究,對「完善種植」有更好的解讀。作為SUSUTEFF專案的一部分,Girija博士和她的同事們將焦點放在苔麩產量,並研討如何改進。   其中一個主要問題是,長而纖細的苔麩在生長時經常會因莖或根的彎曲而傾斜,稱為倒伏。這現象通常發生在穀物完全成型之前,因此倒伏會讓種子無法成熟,造成不良的種子品質而影響產量。Girija博士和其團隊將使用CRISPR基因編輯技術來嘗試和解決這個問題。他們將苔麩植物中與倒伏有關的基因作為目標,並使用「基因剔除」技術替換掉它們。他們想探討這結果對倒伏是否有影響,或者可能使植物對倒伏更有耐受性。Girija博士提到:「這很具有挑戰性,因為在苔麩進行基因轉殖的實驗是不多的。」SUSUTEFF專案的另一個目標則是篩選苔麩基因組,以識別出具有有利性狀的品種。舉例來說,Girija博士和她的同事會利用代謝體學和基因組定序方法,嘗試找出與其含有更高營養價值,或者可能有助植物處理環境壓力等等相關的特徵。這將有助於確定育種計劃的最適品種,這些品種旨在提高苔麩的品質,但苔麩的質量還有待提高。   Aberystwyth大學生物暨健康研究主任、專案成員之一的Luis Mur教授說:「我們實際上正開始一項長期計劃,該計劃將開發新品種和新方法,並在歐洲及北非做推廣。」到目前為止,Girija博士和她的同事一直在研究苔麩耐乾旱的機制。他們利用代謝體學技術對11個不同品種的苔麩進行了實驗,其中包括識別及量化植物組織中不同小分子和化學物質的數量。結果表示,不同品種的苔麩含有程度不一的類黃酮,而這些次級代謝產物已知能幫助植物保護自身免於各種壓力,像是病原體或乾旱環境。因此他們希望能找出一個品種,可以在嚴重的乾旱環境下保持穩定的類黃酮含量。Girija博士說,這項研究的結果有助於選擇培育耐極端環境的品種。除了改善種植之外,另一個挑戰將會是把非洲穀物導入人們的飲食中。 InnoFoodAfrica致力於開發以非洲小米、高梁、苔麩、蠶豆和莧菜等傳統作物為原型,做出新的食物。   Lantto博士說:「他們必須是即食或易於準備的飯菜,而且必須負擔得起。」到目前為止,非洲研究小組的成員已經利用這些作物的葉子和穀粒開發出不同的麵粉。麵粉接著被運到歐洲進行分析,使用先進技術來確定其營養成分。該團隊主要在證明這些作物可以轉變為其他形式,同時還保持著高度營養價值。專案合作夥伴現階段已經開發出全麥義大利麵、烘焙食品和使用上述麵粉的餅乾等食品產物。Lantto博士和她的同事對這些作物其他部分的用途也相當有興趣。像是目前種子的殼、葉子和稻草都會被(視為垃圾)丟棄或餵給動物吃,但是它們卻可以變成生質塑膠,用於食品的包裝。   Lantto博士說:「在田裡種植的糧食能更好地抵抗氣候變化和害蟲,並且更容易被儲存,所以這個專案也有循環經濟的面向。」該團隊正在努力收集更多有關這些作物未被利用之處的資料。例如,他們需要分析這些成分,以確認它們是否適合拿來製作生產生質塑膠。此外,他們打算量化不同地點的廢棄物數量,來評估是否有量能讓它們足夠商業化生產。但目前還沒有相關數據資料。Lantto博士希望從InnoFoodAfrica食品部獲得的資訊,將有助於歐洲和非洲企業家,發展新的可食用商品並在國際銷售。團隊計畫並創建一個虛擬平臺來分享他們在專案中學到的東西。引進新的營養食品特別有助於非洲城市地區,因為肥胖和不健康的飲食習慣是非洲大陸日益嚴重的問題,人們經常吃大量的速食、高脂和高糖的食物。Lantto博士說:「我們需要保證在專案結束後,獲得的知識會進一步被採納。如果非洲人能夠保持這些傳統作物的種植,並增加(產量),就可以幫助非洲解決日益惡化的營養情況。」【延伸閱讀】評估印度於綠色革命後穀物種植的永續性
改善植物分子育種的新工具-Khufu
2022/01/14
HudsonAlpha生技研究中心的研究員Josh Clevenger博士,在花生育種和遺傳學領域工作了將近八年,他越來越熱衷於改良作物,期望實現更穩健及可續性的農業。因此與HudsonAlpha的資訊生物學家Walid Korani博士合作,並創建了一種稱為Khufu的計算工具,用來快速準確地辨別及分析複雜基因組中的變異。Clevenger解釋:「我想透過更快地將有益性狀的基因導入種植在農民土地上的作物中,來縮小科學理論與現實之間的差距。為此,他在HudsonAlpha的團隊開發了一個更好的計算工具,來協助辨識遺傳因子以選擇有益性狀,開發新的快速的育種目標,並將這些性狀導入現有的作物品系中。   為了繪製遺傳圖譜註1,被研究的植物DNA序列必須和對照基因組做比對。當對焦在複雜的植物基因組時,很難標示短鏈DNA到參考基因組中,並準確識別與觀察性狀相關的SNPs註2這類分子標誌。經過多年識別花生SNPs的艱難過程,Clevenger與Korani一起開發了解決方案,新的計算工具-Khufu。Khufu使用低覆蓋率註3、短序列片段來進行定序,且只要正常成本的一小部分就可提供基因型鑑定註4結果。使用新工具,Khufu用極低的覆蓋率就可進行基因測序,並提供非常精準的SNP識別結果。由於每個個案需要的序列較短,因此即使在小型育種計劃中,全基因組測序的花費也是可負擔的。全基因組標誌的利用,大大提高了標的及整合性狀的能力和準確度,並可將這個新工具傳遞給更多的育種者和遺傳學家。合作者可以期待短時間就能得到結果,因為分析在序列生成後幾天內就能完成。   Clevenger說:「Khufu不是數據生成服務,而是一種數據分析服務,以少量成本就能提供定序,或者可以分析不同應用程式所生成的序列。Khufu的成本與SNP陣列的生成成本差不多,它不僅提供了完整基因型的分析,並對感興趣的性狀提供了標記目標,最重要的是節省了寶貴的時間。Khufu是一個高度精確的資訊學平臺,優於過去已經發表的方法。」從Illumina低定序深度註5的短序列植物樣本中,識別不同的SNP相當具有挑戰性,因為大多數植物基因組為多倍體,並且有相當多的重複區域。即使採取直接過濾的方式,也會遺失含有大量資訊的SNP。Korani解釋:「Khufu創建了一系列的演算法,可有效地找出錯誤識別的SNP,使其不管識別植物或動物族群中與特定性狀相關的SNP,皆有高達99.9%的精準度。   除此之外,Khufu非常高效地利用電腦運算資源,來顯著提升演算過程的速度。」Khufu最初是為Clevenger和Korani為了花生物種的研究而開發的,但經由重新分析過去研究的其他大量數據組,可以清楚地看到Khufu在各物種及族群中的執行效率如何。無論族群結構或基因組的複雜度高低,Khufu對小量或大量的植物進行基因型分析都是有效的。Clevenger說:「我們希望透過為其他研究人員提供這種低成本、高準度運算的軟體,能夠幫助推動許多不同領域的基因組研究。」【延伸閱讀】加速植物育種新技術 註1:「遺傳圖譜」為基因標示在染色體上的相對位置及遺傳距離;註2:「SNP」即單一核苷酸多型性,為DNA序列中的單一鹼基對變異;註3:「覆蓋率」是指基因體定序後得到的重複序列(鹼基覆蓋)的比例;註4:「基因型鑑定」是用於偵測個體間存在的DNA序列差異,再配合個體或群體的表現型加以分析其關聯性的技術;註5:「定序深度」是指定序得到的鹼基總量與基因體大小的比值
農委會徵食農教育推廣計畫 最高可補助50萬
2022/01/14
農委會舉辦「111年食農教育推廣計畫」徵案活動,鼓勵申請單位或其合作單位運用國產農漁畜產品教材、食農教育教學知能手冊,進行食農教育推廣。計畫補助金額最高為台幣50萬元,有意舉辦食農教育各級學校、農民團體及社區、農業相關企業111年2月21日前提案。   農委會表示,110年9至10月針對全台22個縣市18歲以上的民眾,以市話及手機進行進行「全國民眾飲食與農產消費」專題調查,發現在疫情下,近四成的民眾增加在家煮飯的次數,超過三成五的民眾會在網路上購買農產品,有超過兩成五的民眾比疫情前更關注飲食相關資訊,超過九成的民眾認同推展食農教育的必要性,且有興趣參與農業相關體驗。   農委會表示,為落實食農教育,曾委託台師大規劃食農教育教學知能手冊,以12年國教課程綱要精神,將食農教育定位為「議題」,依據國小、國中、高中(職)不同學習階段特性發展食農教育學習內涵及教學示例,提供各級學校作為課程設計與教學實施參考。   農委會說,為傳遞豐富且正確的農業資訊,農委會各試驗改良場所發展科普化的國產農漁畜產品的主題教材,提供生活中常見的國產農漁畜產品及相關蔬果知識等主題教材,已上線55篇,透過「食農教育教學資源平臺」(首頁/宣導專區/文宣與出版品),擴大教材的運用。   農委會表示,111年計畫補助金額最高50萬元,且新增樂農城市組,鼓勵申請單位或其合作單位運用該會國產農漁畜產品教材、食農教育教學知能手冊,將農業科技技術導入學校場域,實踐食農教育,提升學生對於飲食及農業理解。   有意推動食農教育單位,至農委會「食農教育教學資源平臺」(首頁/計畫申請/111年)下載該會111年食農教育推廣計畫徵案簡章,如有疑問可洽財團法人中國生產力中心農業經管組劉專員、紀專員(電話:02-2698-2989分機03185、80221,e-mail:03185@cpc.tw、80221@cpc.tw)詢問。   樂農城市組研提原則如有疑問可洽洪專員(電話:02-89791822,e-mail:1102143@mail.atri.org.tw)詢問。
海大智慧化養殖試驗成功 產官學合推智慧養殖示範區
2022/01/13
國立台灣海洋大學AIoT智慧化養殖團隊,在屏東、新北貢寮進行智慧化養殖試驗成功。海大舉辦「AIoT智慧化水產養殖座談會」,出席的嘉義縣長翁章梁說,嘉義縣海域有全國最大的牡蠣生產基地,未來可結合海大導入智慧養殖技術,使智慧農業的發展更加完善。   海大今天表示,「AIoT智慧化水產養殖座談會」昨天在校內登場,邀請翁章梁和台灣商業聯合總會理事長暨財團法人海峽兩岸商務發展基金會董事長張平沼、海洋大學副校長李明安和領道AIoT智慧化養殖團隊的教授張忠誠,共同討論推動智慧水產養殖示範區。   李明安說,海大AIoT團隊在外海箱網養殖系統模組化實證技術,未來可為嘉義縣發展AIoT智慧養殖示範區提供助力。   翁章梁表示,嘉義縣有全國最大的牡蠣生產基地,沿海陸域也有近6000公頃魚塭,未來可以結合海大導入成熟的智慧養殖技術。規劃中的科學園區定位為智慧農業、精準醫療、智慧載具研發基地,也歡迎智慧農業產業進駐。   翁章梁說,嘉義縣沿海的東石、布袋及義竹等鄉鎮已有具規模的養殖漁業優勢,在科技農業的政策支持下,逐步邁向西南沿海智慧養殖的推廣基地。在馬稠後產業園區與未來科學園區業者相繼進駐,形成農業科技聚落,可以加速農業轉型升級,把嘉義縣打造成為台灣科技農業大城。   政府近年推動海上箱網養殖,追求漁業能永續發展,並提升國際競爭力。海大教授張忠誠帶領的AIoT智慧化養殖團隊,運用AI、物聯網、大數據分析和自動化養殖專家技術,能減少花費、降低漁民進入門檻,大幅提升飼養效率和獲利。   海大表示,智慧化是全球產業的趨勢,除了是台灣產業新活力的泉源,也是傳統產業轉型的良機,可以同時創造傳統產業的知識經濟價值,提升產品品質,並增加業者獲利率。AIoT智慧化養殖團隊透過模組化的方式降低成本,且便於商業應用推廣,團隊並架設好雲端系統平台,中控中心及App技術可用於外海及內陸魚塭養殖。【延伸閱讀】水產養殖業的人工智慧使用指南
日本嚴選20!喝茶促進身體健康的機能性研究報告
2022/01/11
茶,一草一木連結人的身心健康,同時也串起人與人之間生活的媒介與交流。這次嚴選20篇來自不同產學研界,由日本茶業體制強化促進協會彙整的『20種飲茶健康成效報告』,針對喝茶帶來身心健康之機能性功效所作研究報告,以下分別就報告內容進行各篇簡扼說明。 1. 茶的機能性研究(從古典到現代)-靜岡縣富士國茶城博物館   本篇報告主要闡明追溯茶的機能性起源。關於茶的功效紀載最早可追溯到中國唐朝『茶經』(761年),其他有相關文獻尚有『神農食經』以及著名的『本草綱目』等。飲茶文化傳自日本後,日本著名古醫書『醫心方』(948年)也有相關紀載。   在古代醫藥不發達時,茶已被當作「生藥」來使用。由於具有促進提神效果,在當時,對於當時需要徹夜坐禪的僧侶、製鹽者來說都會透過喝茶(濃茶)來提神,加上效果溫和,每天飲用,有助於延長益壽。 2. 茶的機能性成分之變異-靜岡縣立大學茶學綜合研究中心   本篇報告主要闡明強化茶的機能性之品種、栽培與加工技術。近年來,隨著健康意識的抬頭,仿間已有許多具有特定功效成分的茶製品研發。根據相關研究報導指出紅富貴品種的甲基化兒茶素含量高於其他品種,具有抗過敏作用。聖胭脂品種特色紅芽和富含花青素,具有抗氧化和抗眼疲勞作用。另外,在採收後加工過程中透過厭氧發酵處理法的 GABA 茶具有降低血壓功能。此外,針對過度攝取會導致失眠等症狀的人士和孕婦正研發了殺青時用熱水浸泡的低咖啡因茶,其他尚有消脂素、黃酮、各種維生素等特別品種和加工方法之研發。 3. 茶的機能性與功效-九州大學   本篇報告主要闡明綠茶兒茶素的保健作用。綠茶自古就被當作藥物使用,其保健功能短時間內早已得到科學驗證。例如,在早期已有免疫調查闡明綠茶可有效預防癌症。另外在實驗過程中也闡明兒茶素EGCG(沒食子兒茶素沒食子酸酯;Epigallocatechin gallate)具有鎮定引起過敏反應的肥大細胞和嗜鹼性粒細胞等作用。持續攝入富含 EGCG 和高吸收的甲基化 EGCG 的綠茶已被驗證可以減輕花粉症和常年性過敏性鼻炎患者的過敏症狀。另外,根據研究報告指出攝取綠茶具有預防腦血管意外和保護肝功能等多重健康功能。 4. 抗癌作用-靜岡縣立大學   本篇報告主要闡明綠茶抗癌的人體臨床實驗功效。迄今為止,透過細胞與動物實驗得知綠茶具有抗癌功效,其中綠茶主要成分兒茶素的沒食子兒茶素沒食子酸酯EGCG功不可沒。雖說EGCG 還會導致癌細自行死亡的細胞凋亡 (apoptosis)作用,然而目前在人體實驗中,考量攝入綠茶時所需考慮溫度、濃度、遺傳背景、腸道菌群、生活習慣如吸煙、飲酒等因素,尚難得以定論。 5. 防止體重增加-靜岡大學   本篇報告主要闡明綠茶成分可抑制脂肪囤積作用。為了闡明綠茶抗肥胖作用所涉及的綠茶成分,聚焦在綠茶的三大主要成分兒茶素、咖啡因和茶氨酸,以及與2%綠茶含量相對應的三種成分粉狀混合飼料,單獨或組合加入綠茶的添加量製成飼料,施予老鼠動物實驗。其結果證實,三種成分中的兒茶素和咖啡因與綠茶的抗肥胖作用有關。【延伸閱讀】動物實驗中證實綠茶能阻斷肥胖、降低健康風險 6. 降低體脂肪-人間綜合科學大學   本篇報告主要闡明綠茶降低體脂肪作用。由動物與人體臨床實驗已證實綠茶含有高成分的多酚類(polyphenols)有效降低體脂(內臟脂肪)。此外,實驗研究也闡明持續攝取綠茶兒茶素可有效減少內臟脂肪面積和皮下脂肪面積,以及有助於降低高血壓和低密度脂蛋白膽固醇(壞膽固醇)防止動脈硬化,預計未來廣泛應用於新陳代謝症候群等生活慢性病。 7. 抗動脈硬化-常葉大學   本篇報告主要闡明綠茶預防動脈硬化作用。目前仿間已有防動脈硬化的人體臨床實驗證實飲用綠茶可以預防動脈硬化。而本篇著重於飲用持續性所帶來效果,其結果發現飲用綠茶,血液中兒茶素濃度在1~2小時後達到最大值,隨之下降,在12小時後幾乎從血液中消失。 為此,與其一次喝大量的綠茶,不如每天喝1~2杯綠茶數次,預計每日喝5杯(500毫升)可有助於預防動脈硬化。 8. 抗糖尿病作用-靜岡大學   本篇報告主要闡明飲茶抗糖尿病作用。根據研究結果得知已從培養細胞和動物實驗分析得知綠茶抽出物和綠茶多酚之「沒食子兒茶素沒食子酸酯」(Epigallocatechin gallate,EGCG )會影響醣類的消化和吸收、酵素「α-澱粉酶」和「α-葡萄糖苷酶」的活性阻抗,以及小腸的葡萄糖吸收,促進胰腺β細胞分泌胰島素,以及抑制在肝臟的醣類新生,改善末梢胰島素的感受性等作用。 9. 抑制血壓上昇-森永製菓   本篇報告主要闡明茶葉和兒茶素之流行病學研究及臨床試験。一項人體臨床試驗的報告中指出茶葉和茶葉兒茶素的攝取對血壓的影響,可抑制收縮壓對血壓升高。報告指出,實驗飲用次數越多,高血壓患者越少。此外,在兒茶素的干預試驗(Intervention trial)中,每日500 mg,攝取3個月時,血壓有下降的趨勢,特別是有高血壓傾向者,已經證明血壓有明顯下降。 10. 預防流感-靜岡大學   本篇報告主要闡明飲用茶葉預防流感的人體臨床實驗。其實驗結果每日1~3杯的茶葉飲用者,與每日未滿一杯的飲用者作比較,前者是後者之0.62倍,每日3~5杯的飲用者是0.54倍。另外,服用含兒茶素/茶氨酸補充劑 5 個月的群組,與服用安慰劑(不含兒茶素茶氨酸的補充劑)的群組相比流感發病率的風險是0.25 倍。雖然相關研究資訊鮮少,但據研究證實確實對預防流感有效。 11. 抗過敏作用-農業和食品工業技術研究機構   本篇報告主要闡明綠茶中所含有的抗過敏物質「甲基化兒茶素」(Methylated catechins)和「嚴格素」(Methylated catechins)其作用機制。研究發現,甲基化兒茶素可抑制引起瘙癢源之組織胺 (histamine )的釋放,含有大量甲基化兒茶素的「紅吹綠茶」(Benifuki )可緩解過敏性鼻炎的症狀,生薑亦可抑制與加強降緩過敏症狀。 12. 刺激免疫作用-農業和食品工業技術研究機構   本篇報告主要闡明兒茶素之一「沒食子兒茶素(EGC)」具有增強免疫系統功能的。根據研究結果得知「冷泡綠茶」,反能更容易發揮EGC的效果。經由「水茶綠茶(Watered green tea) 」測試,發現可阻止病原體通過粘膜侵入的免疫球蛋白A(IgA),亦可提升流感疫苗的效果。 13. 預防肝病-山形大學   本篇報告主要闡明飲茶對於肝病作用。由於肝臟疾病的原因有很多,但一個常見的症狀是肝臟炎症(肝炎)。肝細胞因肝炎的發作而繼續受到損害,則病情最終會發展為肝纖維化(肝硬化),甚或會依病情進化發展成為肝癌。綠茶中所含的兒茶素,尤其是「沒食子兒茶素沒食子酸酯( EGCG)」對引發肝炎的原因可發生作用, 已知可延緩肝炎的發生和病情的進展。每天飲用綠茶,可有助於抑制肝病發作和病情惡化。 14. 防止老化-靜岡縣立大學茶學綜合研究中心   本篇報告主要闡明綠茶可預防老化作用。目前實驗已得知每天飲用綠茶可預防阿茲海默症與輕度認知障礙症。經實驗結果得知綠茶中的EGCG在攝取後2~3小時被大腦以極少量攝取,促進神經細胞的分化和活化,8小時後EGCG會變成代謝分解產物-EGC-M5促進神經細胞的分化和活化。因此,EGCG不只可代謝分解產物也有助於防止大腦功能的惡化。 15. 綠茶可抑制認知功能低下-金澤大學   本篇報告主要闡明綠茶可抑制認知功能低下。其研究結果發現,認知功能正常的人有喝綠茶的習慣,大約 5 年後可降低認知障礙的風險。若將高血壓和糖尿病等慢性病、AD 的遺傳風險等相關疾病的影響性考量進來的話,綠茶攝入量和之後MCI併發之間也存在關係。以風險指數來看,無飲綠茶習慣和認知障礙下降風險假設為1,每天喝綠茶則可降低到0.32,每週喝1至6天時可降至0.47。另外有關於當地居民綠茶攝入量的問卷調查和利用認知症數據進行長期養護中心的研究報告也明確指出綠茶攝入量與降低阿茲海默症的風險有關。 16. 抗菌作用-日本大學   本篇報告主要闡明綠茶可抑制認知功能低下。近年來研究指出,口腔疾病,尤其是牙周病,可能與呼吸循環系統疾病等全身性疾病有關。特別是免疫系統較弱的老年人更容易罹患口腔疾病,因此清潔口腔護理變得很重要。經此項實驗結果得知兒茶素有助於口腔護理,長期使用確實有抑制病菌效果,特別是針對老年族群。 17. 抗壓減緩壓力作用-靜岡縣立大學茶學綜合研究中心   本篇報告主要闡明綠茶可減緩壓力。適度的壓力可以增強注意力,但過度或長期的壓力容易造成自律神經失調、焦慮、憂鬱等症狀,以及各種疾病發生有著密切的關係。目前已發現攝入綠茶可有助於減輕壓力,並且認為主要與綠茶的茶氨酸、兒茶素和咖啡因等成分相關。 18. 比菲德氏菌的機能性調節-甲南女子大學   本篇報告主要闡明茶與比菲德氏菌的機能性調節作用。由於茶中所含的兒茶素及其聚合物大部分到達大腸而不會在小腸中被吸收,因此,腸道菌群的作用受到關注。茶的保健功能也可能與腸道菌群密切相關,研究過程中也發現兒茶素可增強比菲德氏菌的保健功能。 19. 綠茶可抑制憂鬱症-國立精神神經醫療研究中心   本篇報告主要闡明綠茶抑制憂鬱症疾病作用。眾所皆知,綠茶對於人體健康具有多種益處,而此研究驗證綠茶對於憂鬱症的精神疾病也能發揮其成效,尤其以每天飲用綠茶四杯以上者更能比無飲用者罹患風險係數較低。 20. 機能性食品制度與綠茶之應用-農業和食品工業技術研究機構   本篇報告主要闡明茶與機能性食品制度相關應用。自2015年日本開始積極推行機能性食品標示,主要以生鮮食品為主。而綠茶所內含成分對身體健康也具備多種機能性作用,例如:預防慢性病、防過敏等。目前至少接近三十種茶包受理審查中。其他穩定血糖、改善睡眠品質等相關機能性食品也有71品項受理審查中。
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
2022/01/07
由超級電腦驅動的根系3D成像,幫助育種者開發能適應氣候變遷的植物給農民。多數人看到植物的第一眼,會被其枝條上生長的果實、花朵及其他可見的構造所吸引。然而位於土壤下方的部分-根分支上的根毛能夠吸收土壤裡的水分和養分,卻引起了美國Georgia大學植物學副教授,同時也是資訊學家的Alexander Bucksch的興趣。根系的健康和生長對我們的未來有深遠的影響。儘管氣候不斷變化,我們仍能種植足夠的糧食來養活自己,並利用植物固定大氣中的碳到土壤中,這對我們和其他物種的生存至關重要。   Bucksch認為一切來自於根的品質。他提出疑問:「當世界有狀況發生時,人類可以移動來躲避,但植物能做什麼反應?」事實上,植物透過改變他們的基因組來存活下去,他們在進化!直到最近,農民和植物育種者還沒有很好的方法來收集有關植物根系的資訊,或者決定拿來種植深根系作物的最理想的種子。本月發表在《Plant Physiology》上的一篇論文中,Bucksch及其同事介紹DIRT/3D(根特徵影像數位化),這是一個以圖像建構的3D根系表型分析平台,可以測量以鏟子組學技術挖掘在田間生長的成熟玉米根冠,其18種的結構特徵。在他們的實驗中,該系統確實地計算了12個截然不同的玉米基因型所表現的性狀,包括輪生葉序的間距及節根的數量、彎曲角度和直徑,結果系統與手動測量的一致性達到84%。   該研究得到了美國能源高等研究計劃署(ARPA-E)的ROOTS項目和國家科學基金會(NSF)CAREER獎的支持。植物科學榮譽教授,同時也是論文的合著者Jonathan Lynch,其研究著重在了解植物對於乾旱和低土壤肥沃度的適應。他說到:「這項技術將讓大家變得更加方便分析和理解,根實際在田間環境中的作用,也因此將更容易育種出滿足人類需求的未來作物。」DIRT/3D安裝了自動相機,替每個根從各個角度分別拍攝2,000張影像。它使用由10台Raspberry Pi微型電腦組成的模組,同步10個相機所拍得的影像後將資料傳輸到CyVerse數據庫(在美國給學術研究人員使用的國家網絡基礎設施)進行3D重建。該系統生成的每個3D點雲註,代表著每個支根的節點和葉序,即根系的數位分身註。這些數據可以被研究、儲存和做資料比對。(註:「點雲」是三維空間中的一組數據點,一顆點雲相對應一個x,y,z坐標;「數位分身」是藉由真實物體的即時數據所做出的3D模型,讓3D模型的視覺表現與真實物體保持一致。)收集這些數據只需花上幾分鐘,和使用MRI或X光機速度一樣快。但裝置的成本並不需要花費昂貴的50萬美元,只需幾千美元就可建造,因此這項技術可以擴展到對數千個樣本進行高通量測量,而這就是農民發展新作物所需要的。   3D掃描器也使基礎科學理論成真,並解決了在植物生物學中,因為有限的樣本數而導致的預選偏差問題。Bucksch解釋:「生物學家主要在研究最常見的一種根結構-我們稱之為顯性根表徵。卻忽略了其他種根的表徵,它們可能有其功能性和所扮演的角色,但我們只是稱它們為噪音。該系統將研究3D結果中的這些噪音,看看其他種根可能具有什麼功能。」「每個人使用DIRT/3D對根進行成像後,便很快地能夠將他們的數據上傳到名為PlantIT的服務程式,該程式可以執行論文中所描述的分析,並提供對於早期節點根長和根系偏心率之廣泛特徵的相關資料。這些數據讓研究人員和育種者可以比較來自相同或相異種子的植物根系。」透過後台的大數據處理能力使這樣的架構想像能夠實現,而這些都是由Texas高級計算中心(TACC)從CyVerse數據庫接收大量資料所做的數據計算。   儘管對根冠拍照只需花五分鐘,但做出點雲和量化特徵的數據卻需耗時好幾個小時,並且需要很多台電腦處理器來同步進行。Bucksch經由XSEDE的補助,在TACC使用NSF(美國國家衛生基金會)贊助的Stampede 2超級電腦,讓他的研究可以繼續進行,並為公共的DIRT/2D和DIRT/3D服務提供支援。DIRT/3D是先前2D版本的進階軟體,使用手機鏡頭就可以獲得有關根的訊息。自2016年推出以來,DIRT/2D已經被證明是該領域的有力工具。全世界有數百名植物學家,包括頂尖農業公司的研究人員都在使用它。這個計畫是ARPA-E(美國能源高等研究計畫署) ROOTS項目的一部分,並致力於開發新技術,以增加土壤和植物根系間儲存的碳含量。ARPA-E ROOTS項目David Babson博士說:「DIRT/3D平台讓研究人員能夠識別作物中新的根系特徵,並育種出具更深更廣根系的植物。這類技術的開發將有助於促進氣候變遷趨緩及環境恢復,也為農民提供降低成本同時提高作物生產力的工具。我們很高興看到團隊在PSU(美國賓夕法尼亞州立大學)和UGA(美國喬治亞大學)的進步改變了原先的發展。」DIRT/3D讓使用者發現了一些表現根性狀的基因。   Bucksch引用了近期一份關於「高粱對Striga的抗性」研究,作為他希望用戶使用DIRT/3D的成果範例。Striga是一種寄生性的雜草,在非洲經常破壞大範圍的高粱收成。加州大學Davis分校資深的博士後研究員Dorota Kawa發現:某些品種的高粱具有能抵抗Striga的根系。她使用DIRT/2D取得這些高粱根的性狀,並找出表現這些性狀所對應的基因,這些基因能調控根內化學物質的釋放,進而觸發植物中Striga的萌發。相較於DIRT/2D,使用DIRT/3D不僅提高品質,還多了只有透過3D掃描才能捕捉到的特徵。農民在未來幾年會面臨越來越多挑戰,包括更多的乾旱、更高的溫度、低土壤肥沃度及需要以產生較少溫室氣體的方式來種植糧食。能夠適應「未來條件」的根將有助於緩解糧食供應的壓力。Bucksch說:「DIRT/3D的潛力正幫助我們生活在一個更熱的星球上並仍能獲得足夠的食物。雖然我們都知道未來將面對這些棘手的問題,卻沒有人願意多談。而地球可能會在未來某個時刻不再生產出足夠的食物供應給人類,因此我希望科學界,可以開發更適應乾旱及碳封存註的植物來避免這個時間點到來。」(註:「碳封存」為捕集產生的二氧化碳並封存於地質構造中,進而減少二氧化碳釋放到大氣中,因此減緩二氧化碳造成的全球暖化。)【延伸閱讀】加速植物育種新技術
茶改場新推DNA驗茶法 要讓外國劣等茶無所遁形
2022/01/06
茶業改良總廠近日推出「茶葉DNA」檢測法,用土壤中稀有元素,精準檢測茶葉產地,讓越南和中國大陸混充茶無所遁形,此次嘉義縣冬季茶葉首次使用,茶農對此政策均表達肯定,認為有助推廣阿里山高山茶。   茶商用越南或大陸茶混充台灣茶銷售案件時有所聞,茶改場副廠長邱垂豐說,過往茶葉因品種、施肥或用藥都大同小異,難分辨產地或來源,此次茶改場研發「多重元素分析」檢測法,擷取茶葉內稀有元素,分辨產地。   邱垂豐舉例,有些稀有元素如鈽,僅分佈於越南,茶樹生長過程中會分布其上,可從採收茶葉中檢測出,藉此分別茶葉產地。   梅山王鼎茶園負責人王宏誠說,以往確曾聽聞中間商從越南或中國大陸進口較低價茶葉,依高比例混充台灣茶後出售,如今若能檢驗出產地,中間商無法再魚目混珠,相信會以更高價或更大量比例收購台灣茶,此舉有助農民行銷台灣茶。   阿里山冬季高海拔優良茶比賽今年已邁入第12屆,今天上午在阿里山國家風景管理區前舉辦頒獎典禮,由嘉義縣長翁章梁和立委陳明文等頒匾額給獲獎者。   今年清心烏龍組共539組參賽者,由瑞峰大窯製茶廠葉旭清奪特等獎;金萱組共229參賽者,由茶農簡琦清奪特等獎。   翁章梁說,茶農間透過比賽相互比較,農會也藉此輔導茶農掌控食安,阿里山茶葉名揚國內外,希望透過茶葉DNA檢測法共同保護茶產業,在大家共同的努力下,相信嘉義高經濟茶產業一定會越來越好。【延伸閱讀】日本靜岡大學成功解析茶葉DNA、機能性成分預測、縮短新品種開發時間
促進友善生物多樣性的自然景觀,可不僅僅是「有機」農業!
2022/01/05
如果要促進農業景觀中的生物多樣性,有機農業是替代傳統農業的唯一選擇嗎?由德國哥廷根大學領導的國際研究團隊對此提出疑問。他們的說法是:小型多樣化耕地鑲嵌在自然棲息地的景觀,是在傳統及有機農業中,大幅促進生物多樣性的關鍵。他們指出,政治決策者必須意識到這點,才能在農業領域實現相應的典範轉移(註:典範轉移是在一個新基礎上重新創建研究領域的過程)。   該聲明發表在《Trends in Ecology and Evolution》雜誌上。研究團隊批評說:「有機認證主要重點在禁止使用農用化學合成品。這對生物多樣性的效益有限,對產量損失卻很大,即使農業已經變得更集約化和專業化。」研究第一作者、哥廷根大學農業生態學的教授Teja Tscharntke解釋:「在有機認證的區域內雖然種植的物種多出三分之一,卻達不到傳統農業的產量水平。這說明有機農業要達到同樣的產量,就需要更多的土地。然而,隨著需求面積擴大,有機農業提倡的生物多樣性就不存在了。而且有機農業標榜不使用殺蟲劑其實是個虛構的謊言。只要認為這個農藥是天然的,就允許被使用。即使噴灑農藥後的銅金屬會積聚在土壤中,像是葡萄、果樹和蔬菜等農產品仍然被大量反覆的噴灑含銅的農藥產品。」除此之外,多數有機農業早已離理想很遠了,例如並不一定在風光明媚的家庭農場實行有機農業;單一栽種的有機農業規模也變得跟傳統農場相似;還有蔬菜通常被種植在玻璃溫室中而犧牲了生物多樣性。【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   在地中海地區,種植蔬菜並用塑膠板覆蓋農作物正在破壞整個景觀,儘管如此,這裡越來越高比例的農場仍然獲得了有機認證。這位農業生態學家強調:「具有作物高度多樣性、小規模田地和至少五分之一近乎自然的棲息地景觀不僅僅只促進有機認證,還可以顯著地促進生物多樣性。有長邊的小田地會比大田地多出很多倍的物種數,不管是在有機農業或傳統農業中都是可行的。例如他說到以1公頃取代6公頃田地:這個地方的植物和昆蟲棲息地數量是原先的6倍。多樣化栽培除了使物種數量倍增外,並大幅度增加生物害蟲防治以及授粉率。因此即使歐盟《綠色協議》目標在2030年讓有機農業達到25%的占比,但仍有必要將75%的傳統農業納入生物多樣性策略中。
高山茶都嘉義登場 陳郁秀:茶文化、品牌是台灣命脈
2021/12/30
2021高山茶都.嘉義上午在中埔鄉農會金蘭分部盛大開幕,縣長翁章梁攜手主持人黃子佼、台灣最萌黑熊人偶「Duma」開場,11個茶主題館、茶席、牽牛花長廊等各具特色,吸引一波波遊客品茗、逛市集;公視董事長陳郁秀以甫下片熱播「茶金」劇為例,讚賞高山茶都嘉義揚名國際,茶文化、品牌是台灣命脈。   高山茶都活動為期9天,將持續到明年1月2日止,以「茶:設計」為主題,由國內外藝術家以不同形式設計場館,展現藝術融人茶文化獨特風貌。開幕適逢耶誕節,部分茶席及青農聯誼會攤位充滿濃濃歡樂耶誕氛圍;會場2輛各千萬元以上古董轎車吸睛,翁章梁搭乘1951年賓士W187 220A進場。   翁章梁、立委陳明文、公視董事長陳郁秀、中埔鄉長李碧菁、中埔農會總幹事李碧雲、黃子佼,由小小泡茶師司茶,品味阿里山烏龍香;室外茶席5大茶區:太和、瑞里、隙頂、石棹、瑞峰,用在地竹子花草等佈置吸睛,吸引遊客品茗;隙頂榮獲十大傑出農村婦女羅秀梅親自司茶。   去年地主中埔農會用在地農產絲瓜絡,打造絲瓜絡隧道,今年農會總幹事李碧雲巧思創意,打造牽牛花長廊,搭配絲瓜絡隔板,規畫歐式風格咖啡區,以及日式風格品茗茶區,讓人驚豔。「小茶館」推出每日限量販售、以Duma為主角演繹五大「茶人日常」的紀念品茗杯。農業處規畫茶及咖啡展館,提供知性場域。   六大主題場館與在地藝術家合作,「茶x歲月」、「茶×藝術空間」、「午茶x花」、「茶x音樂」分別打造現覺聽覺餐宴質感空間,另展出韓國藝術家宋周妍「青馨水房」,還有最萌代言人Duma專屬主題館「讀讀小茶屋」。   11大主題設計場域、23場茶文化展演、超過140席在地人文特白交融茶席體驗,除茶葉及相關茶產業商品展售,還有農特產,活動內容請上「2021高山茶都.嘉義」官方粉絲專頁https://www.facebook.com/2021chiayitea查詢。【延伸閱讀】研究顯示技術創新是日本原產紅茶市場成長復甦的重要關鍵
電腦不只會選土豆還會種茶米 AI種出冬季烏龍茶冠軍
2021/12/30
新竹縣敏實科大運用AI人工智慧技術,輔導茶農改良茶葉生長環境及生產烘焙製作過程,沒想到效果出奇不意,竟意外勇奪今年南投鹿谷農會烏龍茶評鑑頭等獎,讓人看到電腦不只「會揀土豆,擱會種茶米」,未來計畫將技術進一步推廣。   AI種茶葉的計畫,是由敏實科大人工智慧學院院長林文燦在台中科大任職時就開始進行,他帶領一群碩士班研究生,到南投縣的鹿谷鄉,與當地茶農長期合作,運用AI技術來監測冬茶的生長環境及生長時期的茶樹水分、養分,用以創造最適合的生長環境。   林文燦說明,天候是影響茶樹生長的關鍵因素之一,因此他們會利用儀器自動收集茶園天氣條件,再根據AI來進行後端的大數據分析,控制茶葉生長過程中的條件,自然培養出的茶葉當然是香醇可口,更獲得茶農一致性的讚賞。   校長曾信超表示,AI人工智慧技術不止能運用在目前最熱門的未來工昶或電動車開發,製造,甚至是餐飲都能導入AI技術,而從AI種出頭等獎烏龍茶來看,同樣也能運用於傳統農業或是生技產業,未來將進一步推廣,甚至輔導新竹在地東方美人茶,同樣也能種出AI人工智慧冠軍茶。【延伸閱讀】何時可採茶?台灣茶葉生產管理資訊平台幫忙預測
美國科學家研發出可以持續監測植物病害的貼片感測器
2021/12/29
傳統上測試植物是否遭遇環境壓力和疾病的方法,皆是透過採集植物組織的樣本並運送至實驗室進行詳盡分析來完成。然而,這種方式從取樣、運送至檢驗完成之間存在著冗長的時間差,可能造成結果不準確,而且往往只能得到單一量測數據。   來自美國北卡羅來納州立大學 (North Carolina State University,NCSU)的研究團隊開發了一種植物用的穿戴式感測器,以非入侵性的方式量測植物所釋放出的揮發性有機化合物 (Volatile Organic Compounds,VOC),能持續監測植物所面臨的壓力和疾病,所開發的矩形貼片感測器長約30毫米,內含的可撓性材料(flexible material)是由石墨烯感測器及可變形的奈米銀線所組成,感測器上有各種化學配體(ligands)塗層,能針對植物葉片排放出的特定VOC進行檢測。植物在不同情況下會排放不同組合的VOC,感測器能針對特定疾病或環境壓力相關的VOC進行偵測,即時提醒種植者注意相關問題,而不必等待實驗室的測試結果。科學家利用番茄來測試貼片原型,檢測作物遭受物理損害及引起番茄晚疫病的P. infestans病原菌感染兩種不同類型的壓力來源。【延伸閱讀】可攜式拉曼葉夾感測器快速檢測活體植物之營養與壓力狀態   實驗結果顯示,植物的貼片感測器在檢測到與物理損壞相關的VOC變化需耗費一至三個小時,花費時間的長短具體取決於植物損壞處與補丁感測器之間的距離,而番茄晚疫病的監測則需要耗費更長的時間,感測貼片在研究人員接種P. infestans於番茄植株後上,花費了三到四天才量測到VOC的變化,研究人員表示,雖然這並不比觀察晚疫病病徵出現還要來得快,但監測系統的使用意味著種植者不必再依賴微小病徵的觀察,即可辨識植物病害,協助種植者抑制疾病傳播。   研究人員表示,貼片感測器的原型目前已經能精準檢測13種不同的植物VOC,並且能針對於種植者需求進行感測器陣列的客製。目前正著手開發新一代的植物感測貼片,現有的原型機是由電池供電並可以於現場進行數據儲存,但新的版本將預計使用太陽能進行供電並且能夠進行無線數據傳輸,還將增加除VOC外的溫度、濕度以及其他環境變量的監測功能。
美國農業部撥款共計224,000美元的資金給愛荷華州的「農場到學校」計畫
2021/12/28
前愛荷華州州長、現任美國農業部部長在美國農業部(United States Department of Agriculture,USDA)的一份新聞稿中表示,美國農業部宣布授予共計224,000美元的資金給位處愛荷華州的三個團體,目的是替學生規劃或擴展一些農場學習課程,不僅提供孩子們在學校有更多營養食物的選擇,還可以支持當地的農業經濟發展,並將學生們與種植賴以維生食物的農場及農民進行聯結。   位於美國愛荷華州中部的沃基社區學區(Waukee Community School District)將運用其76,000美元的資金,延續並擴大從2015年就開始執行的農場到學校計畫(farm-to-school programs)。目前已於學區內建立了五個菜園-包含兩個室內塔式菜園及三個室外菜園,種植胡蘿蔔、蘿蔔、生菜、番茄、洋蔥、黃瓜及青豆等新鮮蔬菜,計劃運用新增加的資金改進現有計畫、建立新菜園並為所有年級的學生規劃農場相關課程,未來預計將進一步將菜園整合到課程中,除了教導學生植物的生命週期外,所規劃的戶外空間還可以用來作為閱讀或藝術課程的聚會場所,另外還有著專門為學習英語作為第二語言的學生及家庭建立菜園的規劃。但截至目前為止,校園菜圃所生產的農產品大多僅用於教育及推廣,因為少量的高架苗床(raised bed)無法生產足夠的蔬菜來供應數百份營養午餐,但他們的外帶餐計劃(grab-and-go meal program)還是能夠為一些家庭在夏季時節提供樣本蔬菜產品。【延伸閱讀】日本樂天以靜岡有機蔬菜農場,開拓首都圈銷售通路   而由愛荷華市學區、地區教育機構及愛荷華河谷資源保護與發展局(Iowa Valley Resource Conservation and Development)一起合作的計畫將獲得50,000美元的資金,為處於社會邊緣的學生族群建立農場相關課程,將計劃根據美國農業部的一份受助者名單,為不受重視的學生們提供實踐有機農業實務經驗的機會,並教導“更加公正且具包容性的食品生產系統”相關知識。於愛荷華州東北部的資源根植保護與開發計畫(Project Rooted and Resource Conservation and Development)也將獲得近100,000美元的政府資金,與迪比克社區學區(The Dubuque Community School District)合作,目的是為學生提供健康的點心盒,並教導食品營養、食物生產及烹飪等相關知識。
應用FarmDroid於甜菜根農田上
2021/12/27
如何在種植過程中盡可能有效地保護甜菜免受雜草和害蟲的侵害,而不必在整個區域噴灑殺蟲劑?這是 Südzucker AG、農業技術公司 Amazone 和丹麥田間機器人製造商 FarmDroid 正在一個試驗項目中想要解決的問題。 應用FarmDroid FD20 田間機器人進行化學施肥及雜草管理   為了能在未來將除草劑和殺蟲劑的使用減少到最低限度,將通過使用高度自動化的太陽能 FarmDroid FD20 播種和除草機器人以及特殊的點噴方法來達成目的。   FarmDroid FD20 機器人已經用於甜菜和其他作物的播種和雜草管理上。該機器使用其高精度 GPS 播種系統在精確的網格中播種甜菜種子。並在清除雜草時,讓機器人知道甜菜的確切位置,然後在該位置周圍(即行旁邊和行間)鋤地。然而,在植物附近,很難在不接觸甜菜植物的情況下清除所有雜草。 Amazone 利用 FarmDroids 對植物位置的了解,基於此,Amazone 開發了一種創新的、精確的田間噴灑系統。這使得可以將除草劑精確地施用於甜菜上或甜菜旁邊 - 最少使用作物保護劑。   另外,Amazone 提出了將 FarmDroid 機器人也用於實務上的想法。亞馬遜作物生產創新主管 Stefan Kiefer 說“由於作物保護劑的局限性以及病蟲害的傳播,甜菜種植面臨著巨大挑戰。”“通過我們的創新發展,我們正使種植變得更有效、更環保。在這種情況下,Farmdroid 是我們將技術帶入該領域並相互學習的理想。”   FarmDroid 首席執行官 René Jørgensen 說: “我們的機器人為農民提供支持,並降低他們的播種和作物保護成本。”“對我們來說,最重要的是發明是具永續性的,且為二氧化碳中和、生態和經濟吸引力的替代傳統農業機械。這正是我們在 FD20 上取得的成功,它採用太陽能供電、重量輕、機械化且全自動。我們的田間機器人能精確地與現場結合並應用,這意味著它可以有助於顯著減少未來作物保護產品的應用。  ”同時,Südzucker正在一個佔地約一公頃的試驗田上測試這一新開發項目。 而該研究之負責人Peter Risser 博士說:”我們的初步試驗很有希望且令人印象深刻,該試驗證明了減少使用作物保護劑之潛力。雜草田間試驗的結果必須表明其效果是否能與當今使用的標準處理方法並駕齊驅。該技術對於害蟲控制或通過甜菜葉進行微量營養素施肥也很有趣。這是一個令人興奮的、且可能是具有未來發展潛能的有機農業應用。”【延伸閱讀】法國三項農業智慧化創新技術
植保無人機省時、省力 宜蘭青農今起加入代噴
2021/12/24
宜蘭縣政府輔導的「保證責任宜蘭縣青出宜蘭農業運銷合作社」,是由縣內20位青農所組成。有鑒於宜蘭農作物栽種分散、繁雜,該合作社在農委會支持下,成立農機代耕服務隊,以植保無人機代噴為主。縣府農業處表示,先前就有農友提供代噴,青農今天起加入服務行列,以達到節省人力,未來更希望能擴大服務到花東農友。   青出宜蘭農業運銷合作社的青農平均35歲,來自蔬菜、果樹、水稻等不同領域,主要服務為共同運銷、行銷,另曾舉辦食農教育。該合作社理事主席林意評表示,農業過往都是人力化,現在採機械化與自動設備,更加省工、省力,近年投入的年輕人也日益增多。   智慧農業、科技農業為當今趨勢,青農在此方面較為在行,該合作社在農委會的計畫之下,成立農機代耕服務隊,首次提供植保無人機代噴服務。林意評說,過去一甲地以人力方式噴藥,需要1小時,隨著設備的改變,現今透過植保無人機僅需10分鐘就能搞定。   青農們與宜蘭大學進行培訓課程,迄今已有8人取得代噴雙證照(民航局專業操作證照、藥毒所代噴人員證照),且添購每套約50萬的專業設備共4套。青出宜蘭農業運銷合作社即日起,提供縣內農民噴藥服務,水稻每分地200元、果樹作物則是500元,藥劑另計價。   縣政府農業處指出,植保無人機採遠距離智能操控,可減少農民長時間暴露在農藥環境,並透過搭載影像、大數據輔助分析,監控病蟲害、判讀農作物生長趨勢,甚至能提供農藥或生物防治資材劑量使用的有效資訊,對於農友從事農耕有相當助益。【延伸閱讀】無人機為日本高齡農民提供高科技幫助
阿根廷羅薩里奧的都市農業計畫榮獲世界資源研究所羅斯永續城市獎首獎殊榮
2021/12/24
阿根廷羅薩里奧市(Rosario)以“具氣候變遷包容性城市”(inclusive cities for a changing climate)為主題的計畫從54個國家的262份申請中脫穎而出,獲得世界資源研究所羅斯永續城市獎(WRI Ross Prize for Cities)的首獎。該獎項的全球負責人表示,羅薩里奧的都市農業計畫之所以獲選,是因為其計畫觸及城市居民生活各個層面,並且在城市氣候調節及改善經濟不平等方面的表現相當引人注目。   阿根廷2001年時發生嚴重的經濟危機,導致羅薩里奧市有四分之一的人口失業,一半以上的居民生活在貧窮門檻以下,為解決問題,羅薩里奧啟動了一項都市農業計畫,為城市居民提供栽種工具、作物種子及農業培訓,以便市民於當地種植糧食作物。2007年發生創紀錄暴雨迫使城市居民必須進行大規模疏散防災,在此之後,羅薩里奧也延用同一個計畫來強化城市的氣候適應能力,將廢棄的土地重新用於農業生產來提高土壤的水分吸收力,藉以減少洪水發生,並有助於城市氣溫降低。   在整個羅薩里奧市,現有75公頃的土地用於糧食生產及城市花園的建立,城市周圍區域另有800公頃的土地將保留給農業生產,有超過2,400個家庭開始建立自己的花園,並規劃了七個市集空間以供永久使用,而城市當地生產的食品與外來進口貨相比,已被證明可減少95%的碳排放。羅薩里奧市長表示,維持城市及周邊地區的糧食生產土地面積是我們城市氣候行動計畫的一項關鍵戰略,永續糧食生產不僅能創造許多就業機會,還能為我們的居民帶來社會凝聚力、城市環境的改善及健康的提升,同時使羅薩里奧市在應對氣候變遷時更具彈性。【延伸閱讀】以大數據分析都市農業未來潛能

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