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趨勢快訊
以單倍型為主導的新方法可提高小麥育種精準度
2021/03/08
糧食生產力必須以前所未有的速度增加,才得以滿足全球不斷增長的人口需求,而自然遺傳變異在提高作物生產力的改良上發揮著關鍵作用,儘管目前的基因組技術可以高通量的進行遺傳變異鑑定,但仍然缺乏具專一性和系統化且能有效地利用這種遺傳潛力的方法。    英國約翰英納斯中心(John Innes)的小麥研究人員正在發展一項新技術,有望改善全球重要糧食作物的遺傳基因發現方法,並在《自然》(Nature)雜誌上發表,透過10+小麥基因組計劃(10+ Wheat Genome Project)所定義的15個麵包小麥(Triticum aestivum)品系共享之單倍型區塊研究成果。作物育種通常會依據所需的性狀來作遺傳變異組合,但有部分遺傳基因會在世代之間維持不變,而這些很少在基因重組中被破壞的基因區塊被稱為單倍型區塊(haplotype blocks),這是育種者在作物之間進行選擇和切換用以建立新作物品系的單位,而當前育種者所使用的平台不具備分辨單倍型區塊所需的能力,這將會導致不正確的育種決策。   為了說明這種單倍型主導方法於作物改良中的應用,科學家們專一的研究了小麥基因組6A染色體上的特定區域,在透過詳細的遺傳研究和大規模的田間試驗後,他們表明英國育種者正在嘗試於完整6A染色體單倍型中保留多個基因來最大程度的表現所需目標性狀,如產量和開花時間等。但考量到6A染色體有較低的多樣性,研究員們在未經現代育種流程的本土小麥品系中測試了單倍型方法,來進行發掘並引入新的單倍型區塊,在結合單倍型相關知識、遺傳學和田間試驗後,於地方小麥品系中發現了三種在英國環境下與改良生產性狀有關的新穎單倍型區域,由於這些區塊在現有胚質(germplasm)中不存在,因此它們代表了新穎的遺傳變異,可以透過現代基因組學工具針對改良優秀品種的產量。   論文主要作者表示,我們用嚴謹的標準將這些品系中共有的單倍型區域與近乎相同的序列區域分隔開,是因為嚴格性對作物改良來說非常重要,而育種過程有望透過此單倍型育種方式提高精準度和效率。而為了使讀者、科學家和育種者更容易了解其研究成果,研究團隊開發了一個全新的單倍型視覺化網站於www.crop-haplotypes.com。【延伸閱讀】生物營養強化技術使小麥更健康
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
2021/03/05
大眾對於糧食的需求和食品安全的要求隨著時間的進展不斷在上升,但氣候變遷的日益嚴重會造成農業作業風險加劇,使得永續耕種技術對農民來說已越發重要,而室內垂直農場的發展隨著科技不斷進步,已經成為一種可行的解決方法,可以幫助生產者應對不斷上漲的飼料、人力成本和諸如供應鏈中斷、水資源短缺和溫室氣體排放等挑戰。   Grōv Technologies公司日前公佈了其於環境控制農業(controlled environment agriculture,CEA)領域中最新的研究-奧林帕斯高塔農場(Olympus Tower Farm),這是一種能用於生產新鮮動物飼料的商業規模自動化室內種植系統,結合微感測器、大數據分析和科學化的種植策略,意旨在為乳製品和牛肉生產商尋求以永續為基礎,並於經濟層面上可行的飼料生產解決方案。研究團隊耗時多年開發出的科學化麥草生長技術,可以生產出富含高密度營養素(high-density nutrient,HDN)的麥草飼料,而改良飼料在實驗測試過程中也顯示出不論是對於動物健康或是提高生產效率皆有所益處。   而一座奧林帕斯高塔農場僅佔用857平方英尺的空間,每天約可生產5,000至6,000磅發芽的大、小麥草,與傳統的耕作模式相比,每座垂直農場的灌溉用水量不到原本的5%,故可代替35至50英畝的土地使用,而自動採收種子技術的研發意味著人力投入的減少,植物的生長狀態則是能透過垂直農場內所設置的感測器來收集數據進行分析,並由研究人員實際進行測試,藉以調整、優化垂直農場的營養來源、生產性能和麥草產量。 【延伸閱讀】採用智慧化氣耕栽培的垂直農業技術   目前Grōv Technologies已與猶他州最大的乳品工廠合作,運用奧林帕斯高塔農場系統建造了世界上第一個具商業規模的CEA飼料生產中心。其初步的實地場域試驗結果令人為之振奮,研究員從600多隻對照組動物的身上發現,餵飼添加改良HDN發芽麥草飼料的乳牛能以更少的飼料攝取量,更有效的生產牛奶,而另一個試驗結果顯示,HDN麥草飼料還改善了肉牛的肉質表現。
高端農業含金量 不輸IC業
2021/03/04
媒體報導,華為在遭受美國高科技制裁後,因手機銷量驟降,正運用現有科技摸索開發人工智慧養豬技術。對此各界解讀不同,褒貶不一,然而從企業投資、國家政策、生態環境永續以及糧食安全觀點,該項研發值得肯定。   畢竟中國要養活十四億人口且擁有全球最大的養豬產業,未來不僅可以販售豬肉及加工品,還可以整廠輸出;特別是中國官方明定將培育農業(尤其種苗業)龍頭企業標準「領跑者」,鼓勵大型企業參與種業培育、建設農村千兆光網、生態農業循環發展、5G、移動物聯網,以及深入推進電子商務進農村和農產品出村進城,未來前(錢)景看好。   投資高端農業已成為全球經濟發展的一大趨勢。鑒於未來氣候變遷與全球人口增加,將對糧食安全帶來極大風險,能降低極端天候影響,並提高農業生產效能的綠色高端農業科技產業正積極開發中,也獲得相當進展,可預期這類生產方式會大幅成長。其中「數位農業」和「農作物保護」是未來企業尋求投資的熱點,不過對於氣候變化對農業生態系統造成的影響,亦應納入投資標的重要考量。   高端農業發展需龐大的人力物力,不能只靠政府,可借助產業力量,目前已有不少大企業跨界投入高端農業領域(如健康種苗生產、天然災害風險防控、智慧農業生產系統研發、新農產經營及銷售模式建立等)當起新農人。   例如德國拜耳朝向「農業服務型」企業轉型,採付費方式向農民提供最準確的訊息,實現包括農藥、化學肥料使用量在內的降低生產成本、提高產量,甚至上市最佳地區及時機等;日本重工企業IHI開發出可透過人造衛星監控農作物成長、並向農戶提供相關訊息的技術;中國拚多多、阿里巴巴、京東等紛紛搶進高端農業產銷領域,為現代化農業裝上「智慧大腦」。透過互聯網、物聯網、雲端計算、大數據、智慧設施等現代資訊技術與農業深度跨界融合,讓農業發生天翻地覆改變。   相較台灣,日本有一半以上農戶選擇使用農業物聯網相關技術,不僅大幅提高農產品生產與流通效率,也有助於解決農業勞動力不足等問題,讓農業逐步擺脫靠天靠人力吃飯的弱勢產業,成為新的賺錢產業。 【延伸閱讀】日本SoftBank應用5G通訊與高精準定位服務於智慧農業   而台灣大企業如鴻海、華碩、台塑、台達電等,對於高端農業領域的投資相對保守,規模遠遠不如國外大廠,在台灣能善用精準農業的科技農夫,還只是極少數。   農業數位技術革命正在興起,台灣農業要想脫胎換身,政府不能只想推出補助、補貼、保價、職災保險等惠農措施安撫農民,應該積極透過法規、租稅、土地、出口等獎勵措施,力邀國內大企業共同翻轉台灣農業,以生產高端、安全、具特色的農產品為主體,透過訂單、契作等模式讓農民可以安穩務農(無須擔心氣候變遷、產銷失衡等),再運用企業本身強大的行銷網路及能力,融入全球農業產銷及價值鏈,達到「三安」境界,即企業可以安心投資(可長期穩定獲利),消費者可以安心消費(食安有保障),農民也可安心生產(生計有保障),屆時農業含金量可望超越IC產業!
植物肉口感仿真肉 背後學問大
2021/03/04
食品吃起來Q彈、鬆軟或酥脆,這些看起來再平凡不過的口感,其實背後是一門大學問,而走仿真路線的植物肉,其口感對消費者食用時的感受,更有關鍵性的作用。素食的多元口感,可以創造消費者替代飲食的新感受及新情境,所以近幾年國內素食產業技術的發展,也結合食品質地設計的概念,發展高擬真的肉類外觀及內部肌理效果,以創造消費者視覺及味覺的新滿足感。   食品質地設計是國際食品飲料創新及價值展現的新顯學,可透過食品結構的解構與建構,連結消費者食用行為的生理機制及心理感知,滿足消費者對健康營養及愉悅體驗的追求。因此食品質地設計已成為新世代食品價值創造的重要對策與方向。   隨著科技發展的日新月異,食品口感可進行科學性及系統性的量測與解構,而解析之食品質地結構與人體攝食時生理感知的關聯性,具有深度產業應用的價值。食品為多種成分組成的非均勻狀態,其型態及構造取決於多種成分分子間的交互作用,進而形成包括硬脆、韌實、滑順及Q彈等食品常見的質地感知及描述用語。   目前對人體攝食過程生理感知研究著重在生理與心理感官知覺的探討,以及模擬食物在口腔咀嚼時質地變化的定量表現等。藉由質地物性及口腔醫學相關儀器分析量測技術,包括食品拿取、攝食過程產生的觸覺,以及咀嚼過程中口腔內唇、齒、舌與上顎,對食品黏滑、粗糙、濃稠到酥脆等質地及風味香氣釋放感受等,皆可進行觀測、評估設計。   台灣植物肉產業發展重要的素肉胚製造技術,可用以生產不同粗、細、軟、韌、長及短纖維等不同質地構造之植物肉食材,進而開發各式植物肉漢堡、香腸、火腿、培根、魚排、雞胸肉及肉乾等多樣化及客製化產品。目前全球植物肉市場即便是國際知名Beyond Meat及Impossible Foods的植物肉產品,多數仍為重組肉型態,如漢堡肉、香腸、牛肉、肉丸、火腿、雞塊及魚柳等。該類產品主要將植物肉食材、油脂、調味料、香料及功能性添加物等配料,經調配混合、接合成型及調味烹煮等方式製備。消費者缺乏真正肉類產品之購買及料理體驗,也缺乏可作為排餐的大塊仿肉植物肉產品,更遑論有類似不同部位,例如豬里肌肉、豬三層肉或沙朗牛等,及不同質地口感之植物肉可供選擇。   全肉型態的植物肉產品可創造消費者替代飲食的新感受及新情境,而相關產品具有強烈的消費需求及巿場缺口,但其生產技術與傳統素食有所不同,因此成為近幾年技術處發展素食產業技術所著力的方向,因而推動食品所開發出低剪切植物蛋白纖維成型技術,研發出高擬真的肉類外觀及內部肌理之效果,可創造消費者視覺及味覺的新滿足感,亦可應用至高價牛排、豬排等排餐的用餐情境,突破國際間以重組肉產品為主之技術及產品型態限制。 【延伸閱讀】肉的終結,不可能與可能   此外,如何讓植物肉呈現更類似肉類之香氣及多汁油質咬感,甚至油花組織,來創造消費者食用及烹調的多元體驗感受,相關技術將藉由技術處科專計畫逐步建構。 (作者是經濟部技術處創新關鍵食材與產業鏈整合技術研發計畫成員)
內生菌協助植物吸收土壤中的磷
2021/03/03
磷 ( Phosphorus ) 是植物生長時所需的養分,與合成、代謝皆有相關,種植者利用添加化學肥料的方式,來增加土壤的磷含量,期許植物生長得更好。但當磷遇到土壤中的其他礦物物質如鐵、鋁及鈣等,會互相鏈結在一起形成複合物,使植物無法加以利用,因此農夫會添加更多的化學肥料來試圖克服困境,反而導致一個不良的循環,造成整個土壤生態系變得不平衡,植物可能生長得更差。   西北太平洋國家實驗室 ( Pacific Northwest National Laboratory )及華盛頓大學 ( University of Washington ) 自西華盛頓的斯諾誇爾米河 ( Snoqualmie River )  沿岸的白楊樹發現一個奇特的現象,白楊樹生長環境貧乏,環境中磷含量也非常的低,但其仍舊生長得非常好,經團隊分析後發現其內的內生菌 ( endophytes ),能夠將磷自複合物中釋放,使植物能夠有效地吸收。       經由先進的影像分析技術證實土壤中的磷確實從複合物中釋放進入植物根部,但同時也發現進入的磷會在植物體中再次形成複合物。此時內生菌扮演重要的角色,再次釋放複合物中的磷,使植物得以加以利用。藉由直接施灑內生菌於植物周圍的土壤或塗抹至種子上,可以讓植物有效的吸收土壤中的磷,生長得更加,同時也降低化學肥料的使用,對環境更加的友善,是永續經營重要的一環。目前研究團隊已經授權加州的公司Intrinsyx Bio進行此內生菌的產品化,與其他內生菌進行混合,期許可早一步實際投入田間應用。【延伸閱讀】 康乃爾大學科學家發現能對抗氣候變遷的新菌種
農業機器人—Robotriks Traction Unit—以低成本解決英國農工短缺問題
2021/02/26
英國新創公司Robotriks由普利茅斯大學的機器人技術員Jake Shaw-Sutton和Khaian Marsh共同創立,希望填補蔬果收割的人力短缺,其開發的機器人平台—Robotriks Traction Unit (RTU) 可靠且價格可負擔,僅為7,000英鎊,是市場上大多數產品的十分之一,其零組件全部是批量生產而非訂做,電池可持續24小時供電,在幾個小時內建構完成,並可執行從監測到收穫等多種任務,機器可以工作的時間更長,其作業成本仍然比僱用最低工資的人工便宜。   RTU由大型驅動輪、懸吊架和電腦系統組成,以鍍鋅管固定,該裝置可承載數百公斤的重量,農民可以在上面安裝任何工具,並可調整為任何寬度與高度,應用於路徑狹窄的蔬果農場,以及收割高大的作物;其以10英里/hr的速度運行,裝置上有緊急停止按鈕和遠端停止開關。RTU能以遠端遙控或自主運行,下面列出三個控制方法: (1)    使用遙控器將設備驅動到某個位置,並標記為一個點,再驅動至下一個位置並標記另一個點,機器將在這些點之間繼續行駛。 (2)    線上地圖在螢幕上顯示現行位置,操作員可以點擊另一地點,將設備發送到該位置。 (3)    使用稱為即時動態定位(Real Time Kinematic, RTK)的定位系統和無人機,具有完全自主控制的功能,此控制方法尚於開發階段。   目前只需插上電源即可充電,研究人員計畫建立充電基座(docking station),因為所有能量都可以從單一太陽能板中取得。RTU仍在測試階段,希望明年能提供足夠的功能,以供應更廣闊的市場。   此計畫資金來自Agri-Tech Cornwall計畫資助(一項為期三年、耗資1000萬英鎊的計劃,由歐洲區域發展基金(ERDF)與康瓦爾郡委員會(Cornwall Council)提供部分資金),以及投資機構Cornwall Development Company的創新贈款。普利茅斯大學與Agri-Tech Cornwall計畫合作而湧現許多令人興奮的科技公司,除了Robotriks,還有衍生企業—Fieldwork Robotics—旨在將一系列機器人農作物收割技術商業化,目前其價值超過500萬英鎊,期望與其他新創公司一起發展,創造卓越的技術群。【延伸閱讀】邁向商業生產的花椰菜採收機器人
自動AI辨識程式 協助觀測台灣海棗浴火重生復甦變化
2021/02/25
近年來極端氣候引起暴雨、乾旱、火燒等自然事件,農委會林試所利用植物物候自動AI辨識程式(PhenoCam),以在苗栗新埔丘陵地上,定期定時擷取火燒過後的台灣海棗其一序列照片進行分析,成功以少量資料分析出台灣海棗-具抗旱、抗風又耐火的樹種,經過浴火重生後的恢復變化。   林試所表示,台灣海棗俗稱槺榔,學名為Phoenix hanceana Naudin var. formosana Beccari,為冰河孑遺植物,早年生長在台灣全島沿海地區,早期居民利用其葉子做為掃帚,莖可做為精細的木器,而果可食以及皮可做為麵粉食用。然而,在人為的沿海開發及環境改變的影響下,台灣海棗由原本隨處可見的植物,到如今成為需要進行人工保育的珍稀植物。   生長在苗栗低海拔近海邊新埔丘陵地的台灣海棗,每年春季因掃墓活動頻繁,常面對丘陵地區火燒的威脅。在火燒過後的丘陵,常可以看到台灣海棗的葉片被燒毀,且莖幹被燒得焦黑,彷彿已邁入死亡;然而經過一段時間再觀察,卻可看到它逐漸吐露新芽,似乎恢復生機。   林試所說,為了解台灣海棗浴火重生的過程,研究人員定期定時收集台灣海棗經過火燒過後的數位影像,再利用AI軟體(PhenoCam)進行辨識;經過分析發現,台灣海棗在火燒後1個月後開始逐漸恢復生機,隨著時間推進,在4月中已有大量綠葉生長,6月已完全復甦並開花,7至8月更可結出量澄黃色的果實,復甦十分快速。【延伸閱讀】 人工智慧將幫助農民提早發現作物疾病   林試所表示,台灣海棗的屬名Phoenix,拉丁文的意思是葉子似鳳凰尾羽,而其耐燒快速復甦的特性,也恰巧符合屬名的含意,如同一隻浴火重生的鳳凰。   林試所說,在氣候變遷的影響下,生態系正急遽的變化,長期的乾旱也會增加火災發生的頻率;因此利用遠端監測方法,了解植物物候以進行保育等因應措施是當務之急;另一方面,可解決傳統物候監測仰賴密集的人工觀察限制,更符合現今防疫作戰時期、保持社交距離的「宅研究」模式。臺灣獨特且多樣化的地形孕育多樣化的植物,未來該所也將對其他易受擾物種持續進行監測。
新方法偵測植物避蔭效應
2021/02/24
避蔭效應 ( Shade avoidance syndrome ),指植物受到遮蔽時,體內激素感知變化會做出生理型態的改變以尋求更多的光源,此種變化是不可逆的,但此種變化並非都是好的,常見避蔭效應而致的表現型有節間延長、新葉變小、提早開花、結果少、結構與免疫系統變弱等,對種植者來說都不是好事,會使作物產量明下降,而且同種作物的產期也會不一致,導致施作的困難度。越早發現避蔭效應的發生,對於種植者來說能有越早進行補救。   截至這篇研究之前避蔭效應表現通常是直接觀察外表結構的改變,最少都要1至3天才能看出變化,但因此種變化為不可逆反應,若此時才進行光線補強,有時為時已晚,補救效果不彰。新加坡-麻省理工學院科研中心 ( Singapore-MIT Alliance for Research and Technology, SMART ) 的研究團隊利用拉曼光譜學 ( Raman spectroscopy ) 的方式可偵測避蔭效應的發生由原本的1至3天縮短至短短4小時,讓種植者及早發現及時做出因應改變,其所利用的原理在於偵測類胡蘿蔔素 ( carotenoid ) 峰值的變化,研究指出類胡蘿蔔素與避蔭效應的發生是具有關聯性的,早在外觀出現變化前,類胡蘿蔔素的含量已先有了改變。 【延伸閱讀】高科技農民於杜拜沙漠播下綠色革命種子   此項研究被認為可有效提早發現避蔭效應的發生,研究團隊表示像新加坡佔地狹小,植物種植面積有限導致作物過於密集,因此不時會有避蔭效應的發生,藉由此項科技,有機會提升作物產量並維持作物品質,對於都市農業來說有很大的幫助。
研究數據顯示短期去除濕氣可以消除菠菜露菌病的發生
2021/02/23
露菌病(Downy mildew)是全世界菠菜生產最大的威脅,其真菌病原菌(Peronospora effusa)主要感染植物葉部,會透過下表皮入侵,並產生白色絨毛狀菌絲,主要病徵為不規則黃褐褪色斑,嚴重時會造成罹病部位枯死。儘管真菌病原體生命週期短(約莫一週),但其在菠菜生長期間卻可以產生數百萬個孢子(spores),而高架灑水灌溉系統和寒冷夜晚會促使環境濕度提高、晨露形成,而這種氣候正適合孢子感染菠菜。   美國阿肯色大學(University of Arkansas,UA)的科學家在最新的研究中探討了水氣與露菌病形成之間的關聯,證明水分的去除會降低孢子存活率和疾病的發生,實驗數據顯示即使僅乾燥30分鐘,其孢子萌發率也幾乎降為零,亦無法感染菠菜致病。在另外一個實驗中,科學家運用孢子溶液覆蓋菠菜植物表面,並將其於不同時間間隔內風乾,發現當孢子附著於植物體上時於乾燥條件下的存活能力更好,這說明葉片表面形成的微環境(micro-environment)可能促使孢子存活,但在長時間足夠乾燥之後,可以發現其疾病感染皆有所減少,結果顯示葉片上的積水對於孢子引發疾病來說至關重要,而這些發現能讓種植者設計出更好的疾病防治管理策略。 【延伸閱讀】新技術將鑑定油菜感染翠菊黃化病的時程從兩週縮短至一小時   論文作者也探究了露菌病病原體如何產生新品種孢子,真菌病原體會產生另一種稱為卵孢子(Oospores)的長壽孢子,其可以透過休眠於惡劣氣候下生存,並於土壤中長期存活,但目前關於卵孢子在菠菜露菌病的生命週期中所發揮的功用依然所知之甚少。研究人員嘗試在實驗室中將兩種不同露菌病病原菌交配,人工產生卵孢子,這是確定控制卵孢子休眠和萌發環境因素的關鍵步驟。科學家證明了美國亞利桑那州和加州最大商業菠菜產區,其卵孢子產量很高,這是第一個菠菜露菌病存在不同菌株的直接證據,它們可以透過田間交配並產生雜交後代,從而導致新型病原體的出現。
法國 InnovaFeed生技公司計劃建造世界上最大的黑水虻農場
2021/02/22
隨著全球人口不斷上升,對於動物飼料的需求已達到歷史新高峰,消費者正在積極尋求負責任且能永續生產食物方法,而昆蟲飼料在近幾年來已成為農業和水產養殖業越來越流行的動物性蛋白質成分來源,其中黑水虻(Black Soldier Fly,Hermetia illucens)更是其中的不二「蟲」選,這種產於南美洲的雙翅目水虻科腐食性昆蟲,其幼蟲以廚餘、動物糞便、屍體等腐爛有機物為食,能有效處理農業廢棄物,將其轉化高營養價值的有機肥料,而虻蟲蛹內含的動物性脂肪,則是能做為生產生質柴油的新材料來源。   擁有當今世界上最大的昆蟲生產設施的法國生物科技公司InnovaFeed,日前宣布了將與美國最大農業生產、加工及製造公司ADM(Archer Daniels Midland Company)合作建立“世界上最大的昆蟲蛋白生產基地”計畫,該公司最近於法國成立了第二座生產基地,並已完成1.4億歐元的募資,計劃於美國伊利諾州迪凱特城建立一座新的國際工廠,而這個產能約為60,000噸的工廠將與ADM的迪凱特玉米加工廠坐落於同一地點,並由InnovaFeed持有及營運。   玉米加工廠可以提供原料、廢熱等生產資源,而這種合作運營模式將讓設施的二氧化碳排放量比起獨立生產減少約80%。工廠的建設計劃於2021年開始動工,但尚待一些必要的許可和批准才能進行,而其工廠建設和昆蟲生產將分為兩個階段執行,待兩者全部完工後,該工廠源自黑水虻幼蟲的動物飼料蛋白年目標產能將預計能達到60,000噸,以及同時具有年產2萬噸生質柴油和40萬噸有機肥料的潛力。【延伸閱讀】 研究團隊處理全球廢棄物時發展出循環經濟的連結
至2025年農業自動機器人與機電工程全球成長率預計達24.2%
2021/02/20
◆市場概況   在全球勞動力持續大幅減少等原因下,熟練農業作業的人力不足、農民的高齡化、年輕人認為農業不具有發展魅力,農業的經營逐漸鼓勵朝向自動化方向發展。尤其是大規模產業用的室內農場,大多使用魚菜共生系統(Aquaponics)。因此,不管是高技術管線配置,或是搭配自動化機器人的應用,提升作物產值能力等,再再顯示了農業自動機器人與機電工程市場的重要性。 ◆調査範圍   以支援農民既有的農業機械為主,例如作物或動物的感測、除草或挖掘、自動式行駛曳引機等,以及農作物自動化採收系統、較複雜操作或相關產業運用等機械。   該市調報告,又依據市場劃分(market segmentation)自動式行駛曳引機、無人機(UAV)、自動擠乳機等項目,並依作物生產、畜牧、森林管理、其他等不同領域分類,同時提供全球16個區域的市調分析。【延伸閱讀】久保田農機實現智慧農業,創造農業經濟價值 ◆主要市場趨勢   無人機易於操作,且成本低廉易於入手優勢獲取高度的評價。不管是在掌握作物的生長,亦或是農藥的投放,這項技術的進展都為農場病蟲害防治計畫,以及掌握土壤和作物狀況等製圖與戰略規劃等都能為農場帶來整體產值提升之效益。因此,也是未來相當期待的導入技術之一。
興大打開蘭花之謎 操控基因改變花色延遲凋落
2021/02/18
蘭科植物含有超過28000多種以上的蘭花,是現今植物界中包含種類最多的科之一。國立中興大學生物科技學研究所講座教授、副校長楊長賢團隊,發現蘭花3種基因,可控制花色、老化、凋落,破解所謂「蘭花之謎」。他舉例,可能花7年育種才能交配出的花色,採「基因靜默」可能2個月就可完成,不過只維持一個花期。   楊長賢指出,這項成果2月10日線上刊登在國際頂尖期刊自然(Nature)之系列期刊Nature Communications,也是首篇刊登有關蘭花基因的論文。       楊長賢團隊5年前曾提出「花被密碼」(Perianth code,簡稱P code),證實蘭花唇瓣形成的原因及機制,解開蘭花花朵美麗的秘密。團隊近期更進一步研究發現,「花被密碼」中的基因,除了具備調控花器中唇瓣、花萼、花瓣形成的重要功能外。   楊長賢指出,過去學者多認為植物中控制花朵花器形成的主要MADS box基因,在完成花器分化及產出花器後就功成身退,沒想到「沒想到媒人婆把新人送洞房,還包生男生女」研究團隊以大量且明確的實驗證據,提出控制花型的基因,其實在花朵發育後續過程還有許多意想不到的功能,如調控花朵顏色、花萼花瓣老化及花柄的凋落。   他表示,採取基因靜默、持續表現兩種方式,例如控制老化,原本開花60到80天,可以延遲開花到100天以上。   這些創新發現在國際花卉研究的領域上有著突破性的貢獻,研究成果此次獲登Nature Communications,顯著提升興大及台灣在研究蘭花之國際能見度。   興大指出,這項發現極具實際產業應用價值,未來提高生物技術及育種方法,經由操控基因的表現,預期會產生顏色多變及延長花期的蘭花,除增加蘭花市場的多樣性外,對提高台灣花卉產值有所助益。 【延伸閱讀】闡明向日葵基因組加速開花期與油量生產   這項研究由楊長賢指導興大生技所博士後研究員徐杏芬、陳偉翰、碩士生沈怡璇 (共同第一作者),及博士後研究員許巍瀚、毛婉廷等共同完成,是一個完全由中興大學研究團隊獨力完成的研究成果。
一種永續的耕作方式- 永續土壤管理,拯救地中海土地
2021/02/17
沙漠正在侵入地中海地區,半乾燥氣候使年降水量大多由少數發生的強降雨所貢獻,因此加劇沖蝕與徑流而導致土壤流失。根據西班牙國家土壤侵蝕清單(INES),該國三分之一以上的土地已受到「嚴重」或「非常嚴重」的侵蝕,表示保護地中海土壤刻不容緩。   永續土壤管理(Sustainable soil management)以減少耕作為基礎,使用植被作為綠肥或直接播種可能是恢復地中海土壤的主要方法。Diverfarming是由歐洲執行委員會Horizon 2020計畫資助的項目,在糧食安全、永續農業與林業、海洋與海事和內水研究以及生物經濟(Food Security, Sustainable Agriculture and Forestry, Marine, Maritime and Inland Water Research and the Bioeconomy)等主題協議的挑戰下進行。根據Diverfarming計畫研究小組的研究,一方面測試減少耕作,另一方面測試減少耕作與結合綠色播種(綠肥摻入土壤中以提供營養),實驗進行六年,並應用於莫夕亞農場的杏仁和小麥。結果顯示減低杏仁的耕作,使土壤侵蝕減少85%,徑流減少65%;對於小麥作物,與傳統的集約耕作相比,實施此法可將侵蝕減少60%,徑流減少30%。藉由控制侵蝕保護土壤,使最肥沃、最營養之上層沉積物的流動減少,增加土壤中有機碳、磷、氮等養分含量;而有機碳封存增加,可避免向大氣排放碳。 【延伸閱讀】分析土壤及作物管理成為日本農業生產新興服務   在引入永續耕作方法18個月後,就觀察到此法對控制土壤侵蝕的益處,並且在研究六年期間一直有效,顯示採用此類方法可有效應對暴雨和封閉高空低壓(closed upper-level low)等氣候變化。雖然與傳統的集約耕作相比,此法無法顯著增加產量,但可提供生態系統服務,例如增加保水量與碳封存,及營養流失降低進而減少肥料的使用等。
一起過好年! 10 款永續食材讓年夜飯吃好、吃滿
2021/02/16
過年時餐桌上少不了大魚大肉,煮了滿滿一桌子菜也難免有剩食,為喚醒大眾的飲食自覺,國立臺灣博物館自2016年起,持續推廣「永續年夜飯」概念,除了呼籲多食用在地、當季盛產、友善養殖且好取得的永續食材,也提倡計畫性消費、剩菜續食。「當你真正認識這些食材,以及自己的飲食行為與環境關係後,是否可以讓餐桌往對環境更友善的飲食選擇前進?這永遠都是選擇的問題。」臺博館研究助理方慧詩說。既然過年就要吃好、吃滿,不如選擇對環境生態友善、也能安心享用的永續食材,並做好計畫消費,完整利用食材減少廚餘,才是真正年年豐收、年年有餘! 10 款永續年菜食材看這裡 一、稻米   為台灣閩南移民最主要的糧食與經濟來源,隨著飲食西化與開放自由貿易,不僅國內糧食自給率急速下降,實踐友善耕作的稻農亦難與進口廉價稻麥競爭。過年時,年夜餐桌擺上一鍋友善環境的台灣米,也是對土地的祝福。 二、豬肉   圍爐時的滷豬腳、原民慶典的烤山豬,豬肉一向都是傳統節慶的主角,自1997年爆發口蹄疫後,台灣業者不斷精進疾病管理、改善飼養環境,甚至以沼氣發電達到永續循環經濟。如此用心照顧的本土豬肉,品質與口感絕對讓人大快朵頤。 三、金鯧   年節餐桌總少不了一條魚,尤其以白鯧更受青睞,因取其「鯧」字討吉祥。然而,白鯧因過度捕撈已需進口供應,相較於昂貴的白鯧,以海洋箱網養殖方式的「金鯧」(紅衫)也是經濟又美味的魚種,同時永續海洋資源。 四、蝦子   好食材來自好的生產環境,過年就來一盤自然鮮甜又永續環境的「生態蝦」吧!生態養殖蝦多半與不同魚種混養,有助維持水中生態平衡與水質,並可降低單一物種養殖的用藥,同時加強雨水回收再利用,減少使用地下水,避免地層下陷。 【延伸閱讀】放下草蝦王國的口號,面對臺灣蝦類養殖產業的未來 五、虱目魚   比起肉食性魚種,大量養殖恐造成海洋生態的壓力,可多食用吃素的虱目魚。挑選時,以減少用藥、採低密度或混養方式為優先,其也有助維持水質穩定,讓池水循環使用。可全魚利用的虱目魚,魚肚、魚腸都是美味佳餚! 六、烏魚   過年正逢冬季,亦是烏魚最肥美的時節,台灣俗諺也有「冬至烏,卡肥豬腳箍」,形容時令烏魚的美味。然而野生烏魚數量因各種因素急遽銳減,可多以台灣生態養殖的烏魚替代,一樣鮮美可口! 七、文蛤(蛤蜊)   文蛤是台灣主要的養殖貝類,除能淨化水質,過程中還可將水中的二氧化碳轉化成碳酸鈣的外殼,具固碳、減緩溫室效應作用。而以生態混養的文蛤,透過魚蝦間的各司其職,達到生態與水質平衡,不需施用藥物,也能健康成長。 八、透抽   相較於烏賊、墨魚、花枝等頭足目海鮮,透抽的生命週期較短、產卵量極大,族群數量可較快速恢復,在《台灣海鮮選擇指南》裡,屬於綠燈等級的永續食材,且不需使用具破壞力的底拖漁法捕撈,是十分適合年節餐桌的海鮮食材。 九、蘿蔔   冬天盛產的根莖類蔬菜最為甜美,其中,白蘿蔔俗稱「菜頭」,過年時總要吃它,象徵新的一年好彩頭。富含維生素與膳食纖維的紅、白蘿蔔,與肉品一同燉煮,更添料理的鮮甜滋味,在大魚大肉的餐桌上,別忘了多食蔬菜保健康! 十、高麗菜   台灣平地高麗菜產期約從11月開始,一直到過年都可享用到當季盛產、清甜爽脆的高麗菜。其烹煮料理變化性高,一款食材多種作法,盛產之際還能透過醃漬延長賞味時間,酸酸甜甜的醃漬菜,惜食又解膩。 【補充說明】 主婦聯盟生活消費合作社   主婦聯盟合作社以「共同購買」集結關心自己、關心環境、關心生產者的消費者,每月發行《綠主張》月刊,推動合作理念、綠色消費改善環境品質,以計畫性消費及合理價格予生產者支持,並透過食安教育,讓人與土地都健康。
放對植物可吸光室內空汙 春節4大居家布置重點看這裡
2021/02/14
春節將至,不少人開始大掃除迎接新氣象,環保署建議,可發揮巧思布置綠美化植物,選擇不同顏色的室內植栽點綴過年氛圍,更可利用植物吸附懸浮微粒、空氣汙染物的特性來淨化室內空氣,尤其居家有玄關、客廳、浴室、陽台四大重點,各有不同適合放置的植物,擺放正確才能針對各種空氣汙染物發揮最大效果。   環保署空保處長蔡孟裕說,維持室內空品最重要是大掃除、移除灰塵,室內空氣汙染物二氧化碳可能來自拜拜燒香、吸菸,揮發性有機物包括家具、過年重新塗裝,落塵則是燒香、烹飪或外來空汙等,透過空氣清淨機、通風換氣設備、開冷氣等可達到清新空氣效果,不過相對耗能,尤其學校等人口密度高的地方,能源成本恐增加3至5成,建議不如擺放吸收揮發性有機物、灰塵、二氧化碳的盆栽。   根據試驗結果,家裡組裝組合櫃、上光整理後,甲醛濃度最高到0.15ppm,放置18公分盆徑粗肋草、波士頓腎蕨、白鶴芋、台灣山蘇各2盆,1周後甲醛濃度降到0。   如何擺放不同植物才能達到最佳空氣淨化效果?環保署建議,出入口處地面可擺放馬拉巴栗、香龍血樹或黃椰子較大盆栽,除有迎賓效果外,更可移除甲醛等揮發性氣體及二氧化碳;玄關易產生懸浮微粒,建議選擇觀葉型秋海棠、非洲菫和蝴蝶蘭等開花盆栽,可滯塵並以色彩增添過節氣氛。   餐桌圍爐或在客廳談天時可能產生過高的二氧化碳,應景植物如象徵「旺來」的觀賞鳳梨與擎天鳳梨、象徵「仙客到來、吉祥如意、貴客臨門」的仙客來、顏色喜氣的聖誕紅、火鶴花及季節性的長壽花,除象徵吉祥好兆頭外,還具有吸收二氧化碳、移除甲醛等多種揮發性有機化合物的效果。另外,浴室二甲苯、甲苯濃度較高,環保署建議,可擺放蔓綠絨、黃金葛、虎尾蘭等。   植物除可應用於室內空間外,也可利用陽台種植腎蕨、心葉蔓綠絨、蒜香藤、薜荔、炮仗花、蔓性紫花馬纓丹、雲南黃馨、垂葉武竹等懸垂型的植物,除美化住宅外觀,亦能阻擋懸浮微粒、臭氧等空氣汙染物進入室內,增進居家室內淨化空氣的效果。【延伸閱讀】 藉多重文獻研究多方印證都市綠化與健康長壽之間的關聯性
俄羅斯農企業開發的農作物養分監控系統可優化肥料使用
2021/02/09
PhosAgro (俄羅斯化工控股公司) 的子公司 PhosAgro-Region (俄羅斯礦物肥料網路分銷商) 與Exact Farming (農業數據平台) 合作開發一項數據系統,用於監控礦物肥料的有效性。該公司估計,新的數據監控系統可促使每10萬公頃耕地於收穫時增加5億盧比的收入(相當於1.9億新台幣)。此系統近日於俄羅斯農業論壇上發表,該系統使農業生產者能夠精準控制礦物肥料的施用且使用遙控設備監測其有效性。目前此系統已於俄羅斯二十幾個地區測試使用中。自動化系統可監控農作物的狀況,PhosAgro-Region的農業服務能藉由監控數據,分析植被光譜指數、氣候數據及農場訊息,進而提出可應用於調整農作物礦物質營養的建議。此系統主要由衛星數據監視組成,可藉此完整地看到農地。   PhosAgro肥料產品包裝上的NFC標籤內設有不同等級肥料的營養成分資訊,可藉由行動APP讀取標籤將數據上傳至Exact Farming衛星農業監測系統,並串聯特定肥料與特定農地座標訊息。目前此系統已針對俄羅斯數十個地區進行礦物肥料的結果進行數據分析,未來期望能針對各種作物及氣候條件,自動挑選農作物合適的礦物養分。   Exact Farming表示,先前測試的報告結果令人鼓舞,因為此系統能及時預測及調整農作物的營養,進而影響收穫收入。如可提昇向日葵作物每公頃5,500盧比(約2,100新台幣);提升春作小麥、玉米、甜菜等作物每公頃3,500至7,500盧比(約1,350至2,900新台幣)。該公司的執行長Anna Kudinova對此系統作出了評論,認為此數據系統可影響10萬公頃耕地於收穫時增加5億盧比(約1.9億新台幣)。   最後,PhosAgro-Region的開發總監Maxim Zatochny總結,若能持續處理和分析大量農業數據,可使公司的客戶有效評估各種作物之營養效性,並在獨立地或自動化工具的協助下,找到作物適合的農作條件。【延伸閱讀】 人工智慧幫助病蟲害風險管理 【補充說明】 俄羅斯農業論壇   於2020年11月18日舉辦的俄羅斯農業論壇,為Vedomosti (俄羅斯商業日報) 的年度活動,其聚集政府當局代表及農業行業領導者於此論壇進行交流,討論農業現況及未來發展趨勢。主要聽眾為農業生產商、農業設備商、農業控股公司、投資及商業銀行、工業及商業媒體等高階主管代表。
阿布達比投資辦公室再與三家農業技術公司挹注資金
2021/02/05
阿布達比投資局(Abu Dhabi Investment Office,ADIO)宣布將透過Ghadan 21經濟加速計劃(Ghadan 21 accelerator programme)所設立之AgTech獎勵項目(AgTech Incentive Programme)提供包含科技創新研發回饋獎金、土地補助、智慧財產權等,於財務或建設上總計4,100萬美元的資金支持給Pure Harvest Smart Farms(Pure Harvest)、FreshToHome和Nanoracks三家創新公司,開發新一代於乾旱沙漠氣候下的農業解決方案,期望能延續先前投資AeroFarms、Madar Farms、RNZ和RDI四家公司所取得的成就,藉此加強阿聯酋在陸地、海洋和太空三個區域內的農業技術開發,這些公司所研發的技術成果將擴展阿布達比農業技術生態系統現有功能,藉以因應全球糧食安全的挑戰。   Pure Harvest是一家位於阿布達比的高科技農業公司,運用先進的食品生產系統在可控制的氣候環境下種植新鮮的水果和蔬菜,用水量比傳統耕作方式少了七倍且全年均可在任何地方進行生產,未來將在阿布達比艾因市投資新農場的基礎設施建立和智慧農業技術,期望透過硬體的創新設計、人工智慧、自動化機器人技術、植物科學研究和改良機器來優化沙漠生長條件,另外還準備進行商業用規模藻類生物反應器生產設施的研發和部署,擺脫傳統動物生產模式的限制,提供高品質且更健康的Omega-3脂肪酸來源。   而FreshToHome是一個提供新鮮、無化學藥品添加食品雜貨的電子商務平台,能透過AI驅動的拍賣程式控制供應鏈、物流和庫存並直接從貨源取得商品,和ADIO合作有助於提高其於阿聯酋陸地與海洋地區的運營和加工能力,並將水產養殖、海洋和淡水魚種的契作農業、精準農業等專業知識帶到阿布達比,未來還將研發養殖魚業和冷鏈運輸的創新技術。   來自美國的Nanoracks是國際太空站最大的商業客戶,2019年時在阿布達比的全球科技生態系統Hub71中開設了其於阿聯酋的首個辦事處,Nanoracks正在建立有史以來第一個太空商業農業技術研究計劃,即在阿布達比成立一個稱為“StarLab太空農業中心”的商業研究機構,將太空技術應用於沙漠農業,致力於發展極端氣候生產有機生物體和食品相關知識和技術,藉以因應極端環境和糧食安全的挑戰,並使人類長期太空探索旅程受益,目前已經與阿聯酋開始合作計畫探究於火星上種植棕櫚樹的可能性。 【延伸閱讀】以色列五大農業創新技術使農場更加智慧化
冷藏技術突破! 國產大蔥可保鮮5個月
2021/02/04
大蔥,別名東京蔥或甜蔥,以蔥白為主要食用部位,日本料理吃壽喜燒不可或缺的食材。由於植株性喜冷涼,對栽培環境要求嚴苛,栽培期長,從播種至採收需耗時6個月以上,國內僅少數地區能成功栽種大蔥,其中又以台中市豐原地區最為成功。   農委會台中農改場表示,豐原地區仰賴得天獨厚的栽培環境,造就大蔥產業。每年12月至翌年3月為大蔥產期,一年僅一收,造成產期過於集中問題,台中區農業改良場協助豐原區農會建立大蔥貯藏條件,經試驗後可延長保鮮期至5個月,未來可望透過低溫直立貯藏技術,使國人半年都能享用到新鮮大蔥。【延伸閱讀】農業新技術延長水果兩倍保鮮時間   台中場表示,國內大蔥產業以台中市豐原地區最富盛名。此區域有大甲溪與葫蘆墩圳流貫其中,土質含沙量高、排水性佳、土壤肥沃,非常適合大蔥植株生長,至今栽培已超過30年以上。為讓蔥白又粗又長,豐原地區於大蔥栽培期間需進行6次以上培土作業,因而當地大蔥品質優良,肉質鮮嫩、多汁,蔥白又因甜度高,非常適合烤、煮、燉或炒食。   此外,蔥綠與蔥白之間部位口感最嫩,更可用作涼拌菜,香爽脆甜,獨具特色。蔥綠部位較為辛辣,雖不適合直接食用,也可作調味使用。   台中場表示,大蔥其蔥綠色澤濃綠,且無任何病斑、蟲孔,蔥白則要緊實具彈性;研究人員建立利用1度低溫直立貯藏技術,能維持大蔥鮮甜及脆度,可延長保鮮期至5個月。目前正值豐原地區大蔥產期,消費者可透過豐原區農會推廣部或裕毛屋超市購買。

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