植物與動物最大的不同在於植物可藉由光合作用 ( photosynthesis ) 來獲得能量，光合作用是一個複雜的生理反應藉由相關酵素蛋白作用，將光能及二氧化碳轉變成能量供生長所需，反應中有一重要酵素蛋白-核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, RuBisCO ) 負責將大氣游離的碳進行固定，進行後續轉換反應。但有相關研究指出，RuBisCO的作用效率甚低，約只有50%的效能，導致整體的光合作用效能不高，因此有需多研究著重於RuBisCO酵素的改造，試圖增加植物的光合作用效率，增進生長效能。 　　來自蘇格蘭愛丁堡大學 ( University of Edinburgh ) 研究團隊受到藻類啟發，利用藻類蛋白轉入受試植物體中，增加植物光合作用效率。藻類為生長於海中之單細胞生物，其所處環境二氧化碳濃度稀薄，卻透過兩大特殊結構-特化二氧化碳濃縮機制和蛋白核 ( pyrenoid ) 能夠有效利用二氧化碳，維持穩定光合作用效率。 　　研究團隊在受試植物阿拉伯芥 (Arabidopsis ) 中製造類似藻類蛋白核的結構，同時轉入相關蛋白EPYC1 ( pyrenoidal linker protein )，EPYC1原先為藻類中光合作用相關蛋白，用途在於聚合濃縮RuBisCO酵素至蛋白核，其與RuBisCO小次單位原 ( small subunit ) 至少具有五個連接點，為二氧化碳濃縮機制中重要的蛋白。 　　研究結果顯示改造過的阿拉伯芥生長效能提升6成，同時面對環境變遷有更好的適應能力，有效利用二氧化碳，提高光合作用效率。此研究有潛力提升相關作物生產效能，在有限的農業空間產出更多的糧食，並且可降低肥料的使用，有望協助改善糧食危機並為環境永續增添一份助力。 【延伸閱讀】透過模仿藍綠藻，有望提高糧食作物產量

因新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情嚴重，許多地方運輸業受限，農業糧食危機因而浮出水面，未來需要開發一種都市農業方案，使都市居民能夠以最少的人力操作且不依賴偏遠地區的運輸來獲取食物，縮短食物運送里程。 　　以色列農業技術公司Vertical Field 總部開發解決方案並試點成功。Vertical Field 公司已與以色列最大的連鎖超市Rami Levy簽署協議，將在數十個超市附近建立“垂直農場”。該協議估計價值達數百萬美元，並持續五年。 　　此垂直農場能讓農作物在垂直分層堆疊壁上的土壤中垂直生長，此方式可提高生產效率並最大程度地減少水資源的消耗和土壤的使用。農作物在無病原菌的室內環境中生長，無需使用化學農藥或肥料。因在受控條件下生長，不受季節或天氣影響，可確保農作物全年產量，並以高競爭力的價格出售。農作物收成後，客人可以直接購買最新鮮的農產品，如：生菜、羅勒、歐芹、羽衣甘藍和薄荷，甚至客人可以選擇購買帶有其生長土壤層的產品，以提供更長的保鮮期。  　　連鎖超市Rami Levy行銷副總裁Yafit Attias Levy在一份聲明中說：Rami Levy連鎖超市了解其對客戶食品安全負有的社會責任，將提供最優質農產品。我們的客戶在測試點試營運期間購買了Vertical Field公司的農產品，並願意回購更多產品。因此，我們公司決定將與Vertical Field公司拓展合作，於更多的超市建立垂直農業，為客戶提供最新鮮、優質和無農藥的農產品。【延伸閱讀】都市農業新方向—垂直式水耕栽培

普林斯頓大學Ciro Cabal博士研究團隊發表論文並刊登在《科學》雜誌，研究團隊開發了一個理論模型並進行實驗測試。他們的研究結合了建模和溫室試驗，觀察植物地下根部生長模式，確認植物單獨種植和與其他植物一起種植時根部生長型態是否不同。 　　Ciro Cabal博士表示：「我們對植物的地上部進行了廣泛的研究，包括它們可以儲存多少碳，但我們對植物地下根部如何存儲碳的了解卻很少，由於世界上約三分之一的植被碳庫(carbon pool)在地下，我們的模型為預測全球地球系統模型中的根系增殖提供了有價值的參考。｣  　　植物有兩種不同功能的根：細根負責從土壤吸收水分和養分，粗根則將這些物質運輸回植物主體。植物對根的「投資｣涉及根的總體積以及這些根在土壤中的分佈方式。植物可以將其所有的根直接集中在其芽的下方，也可以將其根水平展開以吸收附近土壤的養分和水分，這方式可能會造成相鄰植物的根進行競爭。 　　該團隊的模型預測當植物發現與相鄰植物需共享土壤資源時，可能有兩種對應方式。第一種預測，相鄰的植物藉由根系減少重疊來合作，而導致植物產生的根比單獨種植時少。第二種預測，當植物感測到相鄰的植物時，植物會縮短其相鄰側的根系，但會在莖的正下方生長更多的根系。 　　為了驗證模型的預測，研究員將溫室中的辣椒植物單獨或成對種植。實驗結束時，每個植物的根進行染色，不同個植物染不同色以便觀察。之後計算每個植物根系的總生物量(total biomass)以及根與芽的比率，以了解植物成對種植時是否改變了植物體儲存於地下部和地上部的能量和碳量，並計算種子產生的數量，以確認植物的適應性。 　　研究發現植物成對相鄰種植時，植物會增加莖正下方的根系，試圖在有限的地下資源上相互競爭，但會減少其水平伸展根，以減少與相鄰植物根系重疊，符合模型的第二種預測。之前有人擔心植物相鄰種植會因為強化根系發展競爭地下資源而過度消耗土地的養分水分，而造成土地資源耗盡。從目前實驗結果可知，與單獨種植的植物相比，成對種植的植物其地上部結構(包括產生種子數量)和地下根系生物量沒有明顯差異，因此不會造成因競爭而耗盡土地資源的現象。 　　植物從大氣中吸收二氧化碳並將其儲存在植物體中，三分之一的植物性碳儲存於根中。了解不同情況下的碳儲存變化可以幫助我們更準確地預測碳吸收，進而可能幫助設計緩解氣候變化的策略。此外，這項研究還可以幫助優化糧食生產，因為為了最大化農作物產量，了解如何最佳利用地下（和地面）資源是有極大幫助的。【延伸閱讀】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

奈米材料公司UbiQD 已開發了一種高度通用的量子點(Quantum Dot)奈米材料，該材料能夠控制顏色和聚光，這種材料比任何現有替代品都更加安全，更具成本效益和更耐用，且該公司已開發出一種專利保護的專利量子點配方。 　　該公司首個商業產品UbiGro是一種發光的溫室薄膜，可以幫助植物更有效地利用陽光。紅色波長已被證明是光合作用最有效的波長。UbiGro膜可將紫外線輻射和藍光轉換為更長的波長，從而發出橙/紅光，轉換後的光波提高了植物冠層的光合作用效率，使植物更易於生物量(biomass)的積累、根系發育、開花和結果，有效提高農作物產量。 　　UbiQD公司利用量子點(Quantum Dot)技術嵌入玻璃和柔韌薄膜中，創造了一種無需耗電的方法為植物提供更適合其生長的光譜。在過去的兩年中，各試點溫室客戶和技術機構都對UbiGro膜進行測試，反覆驗證了UbiGro能協助縮短生產的週期，提升作物產量10-20％，這將有效提升客戶的收入與利潤。 　　UbiQD公司主要發展環控農業，此公司聲稱已確立了自己在利用量子點(Quantum Dot)實現農業技術和可持續性方面的領導者地位。公司的量子點(Quantum Dot)技術可廣泛應用於提高溫室農作物生產。因世界人口增長和氣候變化，溫室產業正以驚人的速度增長，特別是在北美洲。另外，市場對新鮮有機產品的需求也逐漸增加，推動全球商業溫室種植產業增長，據估計該產業的年價值超過2,500億美元。 【延伸閱讀】環控農業或許能解決區域性糧食短缺的問題

砷是一種慢性毒性重金屬物質，可分為有機砷及無機砷兩大類，有機砷對人體危害較小，無機砷對人類影響較大，會造成心血管疾病、出生缺陷、皮膚癌、肺癌、腎臟癌、膀胱癌等等疾病。砷會汙染地下水，藉由地下水滲入土壤，或被植物吸收，進而影響人體健康。由於一些礦業及冶鐵業的活動，不當排放使許多地區遭受砷汙染，1950年代台灣的烏腳病事件就是一個鮮明的例子。 【延伸閱讀】利用感測器測量土壤裡的硝酸鹽含量  　　傳統對於植物含砷量的檢測，須自田間採集樣本，進行磨碎、萃取等步驟，再以質譜法 ( Mass spectrometry ) 進行分析，整個過程耗時且繁複，且需許多人力與儀器支援。新加坡-麻省理工學院科研中心( Singapore-MIT Alliance for Research and Technology, SMART ) 研究團隊發明一奈米級仿生光感知器 ( plant nanobionic optical sensor ) 可直接嵌入歐洲鳳尾蕨 ( Pteris cretica ) 內，對植物不會造成任何生長影響，透過近紅外光( Near-infrared fluorescent ) 變化能夠獲得砷含量相關資訊，數據可藉由簡易可攜帶電子裝置如樹莓派( Raspberry Pi platform )等即時獲得，省時、省力且耗費低。  　　目前感知器偵測極限可低至0.2 ppb，較一般偵測器靈敏度多達50倍，除鳳尾蕨之外，團隊也將感知器裝置於稻米、菠菜、蕨類等多項作物，除此之外，團隊強調這是第一篇自活體植物中偵測砷含量的技術，具有潛力協助農業相關研究或應用於環境監測，應用彈性，避免人體在不知情的狀況下，攝入含砷物質，危害健康。

台中市政府為維護空氣品質禁止燃燒稻草，輔導農友將稻草剪斷翻耕，並補助含稻草分解菌的有機質肥料。中龍鋼鐵從2018到2020年與龍井區農會合作，共同推廣使用益菌肥，加速稻草分解腐化，避免稻作收割後露天燃燒稻稈造成空汙成效良好，今天雙方天簽約合作補助當地農民使用益菌肥三年，讓農民收穫後施用分解菌，避免露天燃燒稻草。 　　在台中市政府農業局長蔡精強、環保局長陳宏益的共同見證下，中龍鋼鐵總經理李昭祥及龍井區農會總幹事林裕議今天在龍井農會的集貨場所，共同簽訂2021年至2023年的益菌肥推廣合作計畫，雙方再次攜手合作，預計於1000公頃的農地上施用益菌肥。 　　林裕議致詞時說，傳統稻田收割後，農民多焚燒稻草整地，造成煙霧四竄，造成空汙、影響附近道路行車安全，甚至造成火警隱憂。若稻作收穫時期改為施用益菌肥，可以提供土壤微生物養分加速稻草分解腐化，能增進農田地力，可謂「田間新智慧」，感謝台中市在地企業中龍公司長期協助道路樹木植栽綠化、行道樹認養外，也補助益菌肥，展現企業善盡社會責任誠意。 　　李昭祥說，為響應政府環保政策，中龍公司生產採用先進環保製程設備，並設置各式空汙防治設施，也投資新台幣110億元執行「料場室內化工程」及推動「福田再生水示範案」，近年來更積極配合台中市政府執行秋、冬季減排工作，每年9月至隔年3月安排主要製程降載或歲修。 　　李昭祥指出，今天與農會再度展開的益菌肥補助合作計畫中，也包含採購花卉種子，提供休耕期閒置農田種植花卉，美麗的油菜花與波斯菊除了可做綠肥景觀作物外，更能避免裸露地揚塵逸散，為台中市的空氣品質做出貢獻。　　 　　陳宏益表示，中龍可謂是「軟硬兼施」，軟的是稻稈，就像這次的益菌肥補助案；硬的是鋼鐵，就像投資110億元興建之「料場室內化工程」，是國內最大跨距的單一建築體，工程龐大施工技術難度高，但中龍也還是不畏困難，持續在改進污染防治措施上不遺餘力的推動。 　　蔡精強說明，台中市長盧秀燕致力打造宜居台中，三大要素的陽光、空氣、水，分別是要做事坦蕩公開透明；降低空污嚴格稽查；活水經濟振興產業。針對空氣品質改善，農業局也每年編列預算補助農民使用益菌肥，感謝中龍共同響應，與農民朋友合作一起讓環境更好，空氣品質提升。【延伸閱讀】藉最新的植物分子生物研究成果可望解決肥料施用所衍伸的環境污染問題

川崎市位於東京都與橫濱兩大都市之間，為日本人口最多的六大城市之一。由於地理位置之便，產業結構主要以重工業以及商業為重。曾經在明治初期農業一度興盛過，隨著都市化發展逐漸沒落。如今的川崎市不管是農地或農家仍持續在減少當中，耕地面積僅占都市總面積4%。 　　為了保護僅有的農地，以發揮鄰近都會區消費市場，兼顧環境永續，以及蘊含著良好生活環境之功能性，川崎市於2016年制定了『川崎市農業振興計畫』，並以①支援永續自律型農業經營；②促進農業振興地區活性化；③「共創」多樣性主體，創造「新產業價值」；④維持與保護都市農地多面向機能之應用，作為該計畫的四大基本策略。 　　此外，由於川崎市為工商重鎮之地，產業密度高，合作社和大學相關參與者也多，正能藉由各領域的串聯創造出新產業模式，而農商工合作促進計畫正是『川崎市農業振興計畫』其中一項。以下介紹該計畫產出案例模式: 蘆筍的跨域新模式 　　由明治大學農學部與生產合作社共同合作，利用新的定植器具，成功研發將蘆筍從種子繁殖後到隔年即可採收的新蘆筍栽培方法，大幅減少栽種過程。成功研發之後也透過校內研討會和生產合作社研習會、示範驗證等各管道努力推廣。 　　加上，都市農業場域大小有限，為能創造出高產值，願意導入高產值的設施栽培農家較多。因此，同年也與ICT企業合作，掌握該土地環境研發出搭配適合作物生長的培養液供給系統，以減輕農作業並提升產值之效益。 　　除了設施栽培技術的跨域合作外，也促進農家與社福團體間的媒合，利用原有設施或農地讓身心障礙者也能開始學習投入農事活動。除此之外，也與在地餐廳合作，讓在地的餐廳利用川崎市本地所生產的農產品，並在餐廳進行販售，達到在地自產自銷的宣傳效果。 六級產業的跨域新模式 　　從生產到加工、銷售的六級產業中，這個案例從購買農產格外品，由民間企業與和光大學合作農產委託加工，並與市內的甜點店合作生產果醬，同時也運用學生美感能力設計產品包裝。最後在銷售這方面，則是利用大都市地利之便與各大公司行號與團體等合作，連結各種銷售管道。 　　跨域產業合作模式的成功，同時也逐步有信心讓川崎市其他農產品加入，甚至增進市民的高度參與，更進一步促進市民對農業瞭解之外，同時也發揮各產業的最大效益。【延伸閱讀】都市農業在美國紐約都會區推行之現況及挑戰

隨著都市開發密集、大樓林立，氣候變遷日益劇烈、熱島效應愈發嚴重。新竹市府今指出，為因應氣候變遷，2015年起力推「建築綠化」，迄今共計補助機關、學校與社區等85處，落實綠屋頂、綠牆、節能設施汰換、雨水回收等低碳措施，共同打造城市森林。 　　市府配合環保署政策祭出200萬元低碳永續家園執行行動項目補助，去年輔導5里、4間學校、2個社區共11處單位，執行建築綠化改造及節能減碳措施，新增綠化面積470平方公尺，且每年可節電超過1萬6千度、減碳量超過8公噸，成果豐碩。 　　環保局長江盛任說，一般建物裸露的屋頂或牆面因日曬雨淋，容易因熱漲冷縮產生龜裂，若透過建置綠屋頂、綠牆等，可提供一層保護，達到隔熱降溫效果，又可減少能源消耗並延長建築壽命；種植花草植物還可創造微棲地，吸引鳥、蝶、昆蟲等生物棲息，同時淨化空氣提升居住品質。【延伸閱讀】想當都市農夫 農耕作物檢索表助一臂之力 　　環保局表示，竹市每年積極輔導區、里參與環保署評等認證，協助軍功、仙水、關東、光明及東園等5里報名成功，輔導海濱里、育英里、士林里、科園里等4里獲得「銅級」認證，並輔導香山區獲得鄉鎮市層級最高「銀級」榮譽，帶動全市低碳家園風氣。 　　獲環保署最高銀級認證的香山區，亮點成果包含建置超過6500kW太陽能光電系統、推動香山濕地環境復育工作、以「低強度、低開發」原則改造青青草原活水生態池等，並致力於生態綠化、綠色運輸、低碳生活、綠能節電、資源循環、永續經營等六大面向，讓認證審查委員留下深刻印象。 　　育英里利用廢資材組裝仿生菜畦，打造面積45平方公尺的「社區農園」，育英里長郭銘澤分享，社區農園依不同季節更換作物種類，不僅落實在地飲食及資源循環行動，里民也能在都市生活中體會農家樂，成效良好。再次向環保局申請補助，在集會所外牆建置超過60平方公尺的植生綠牆，將環境綠化得更徹底。 　　海濱里建立面積約18平方公尺的「植生綠牆」，可作為生物淨化器，吸附空氣污染物及行光合作用，改善空氣品質，同時能減少日曬達到建築降溫、節能減碳效益；士林里大力推動節能設備汰換，集會所照明全面使用節能燈具，且冰箱、電扇、冷氣等皆使用環保標章產品。 　　科園里於三福宮與集會所共設置5.5kW太陽光電系統，產生電力自產自用，年均產電約6千度，減碳量約3公噸。科園里長徐兆生表示，太陽光電系統除可產電自用，省錢又減少碳排放，還可用來作為再生能源之教育教材，帶動里民建構低碳環境。

漂浮花園的本質是以塑膠籠架起來的浮筏，在椰子殼中種植天然植物，隨著植物的生長，根部會伸入水中作為水耕生長。非營利組織Urban Rivers欲將作為前工業運河的芝加哥河重新開發，建立一個一英里長的飄浮生態公園，漂浮花園的原主要目的是美化，而伊利諾州立大學研究小組將其作為理想的實驗材料，雖然其位於芝加哥市中心的邊緣，水質仍受到上游農業活動的影響，先前已研究隨著時間推移，漂浮花園在廢水處理池中對水質的影響，而本次實驗將漂浮花園應用於流動水域。 　　從2018年春季開始，研究小組在設置於沿岸3m x 50m的飄浮花園之上游和下游採樣河水，每週從水面至30 cm深處收集樣品，此為植物根部從花園底部伸入水中的深度，營養鹽類為分析重點，包含硝酸鹽、氮、氯、硫酸鹽和磷酸鹽等。研究收集的平均數據顯示水質得到和緩而確切的改善，花園上游表層水中的硝酸鹽濃度為4.69mg/L，下游水為4.43 mg/L，下降約1%，而下游水中磷酸鹽也較低。【延伸閱讀】以植物修復機制淨化含農藥殘留之水質 　　雖然這個花園不大，但從上游到下游的水質都有明顯改善，尤其是硝酸鹽。研究團隊將其視為一個可拓展的模型，說明較大的人工浮島在相似的環境中也有助於修復水質。

109年11月18日，區塊鏈平台提供商BlockApps發表與農業技術領頭企業拜耳Bayer合力開發的TraceHarvest平台。在過去兩年，拜耳是此平台的創始成員及活躍用戶，其平台已應用於美國及巴西地區，未來將規劃擴展至全球。該平台旨在改變過往農產品的管理方式，設定可持續性的新標準，並推動數位轉型及糧食系統的恢復力，進而重塑農業行業的未來，期望可幫助各種規模的農業經營者進入新市場，並藉由提升優質農產品的供應能力來增加他們的收入。 　　據了解，TraceHarvest在STRATO平台上運作，而STRATO是基於以太坊的區塊鏈平台，用於構建和運作具有內置安全性的商業網絡。這種共享的基礎架構，可促進企業與農民間有更強的協作關係。TraceHarvest會收集使用者的產銷數據，改善供應鏈的資訊，使農業經營者優化自身的營運模式。此外，平台還有更多潛在的應用，例如降低食安問題回收產品的次數或碳補償(carbon offset)的額度，以利於消費者及環境保護；增加農產品生命週期的洞察力，以推動及支援整個食品供應鏈的永續發展。 　　BlockApps表示，TraceHarvest是同屬性中第一個區塊鏈解決方案，從種子源頭開始追蹤農產品整個生命週期，其中針對於種子類的產品，可進行全面性管理，包含出售、交換、種植、收穫、加工等過程皆可追溯。目前此平台已與拜耳公司的作物科學部合作，以農業最高標準進行平台建構及測試，來驗證其可追溯性，並為穀物行業提供一流的最佳解決方案。無論是農事生產者、製造商、分銷商或加工商，皆可在這個安全的平台上選擇共享或查看產銷數據，而這種簡易的參與且即時交換訊息的方式，相較傳統流程，更易辨識及解決產品追蹤及完整性等問題。【延伸閱讀】應用區塊鏈建立番茄供應之物連網 　　於傳統的人工產銷追溯上，其人力及資源成本高且無法提供農業生產者及產業鏈其他參與者所需的數據，這種低效率的狀況使企業在供應鏈中面臨違反法規的風險，特別是在涉及國際貿易的情況下更顯嚴重。據BlockApps及拜耳宣稱，TraceHarvest可提升使用者之營運效率，更快地將農產品推向市場，協助使用者安全追蹤產品且提供強而有力的證據，以符合國際法規。目前拜耳已於多個生產季節中使用TraceHarvest，以此追蹤公司產品的生命週期且獲得高價值的農產品，其包含大豆及玉米作物。 　　於TraceHarvest平台發表會中，BlockApps的總裁兼執行長Kieren James-Lubin對此平台做了評論，「區塊鏈技術已改變農產業，感謝拜耳公司支持，一同與BlockApps引領這條農業區塊鏈的道路，將此概念從觀念轉換成現實。」同時他也表示，BlockApps的未來願景是希望與農民一同開發世界一流的創新技術，為可持續性設定新標準且促進數位轉型，共同塑造農產業的未來。 　　接著拜耳的資訊長兼數位轉型負責人Sascha Israel表示，TraceHarvest可協助整個食品供應鏈中的產品具可追溯性，且提供食品品質及食品安全一個新的解決方案及服務，這對農民而言是件相當重要的事。同時，拜耳的數位策略兼商業發展經理Michael Pareles補充，TraceHarvest使拜耳從食品價值鏈中發掘新產品及商業模式，而在生產上使用此平台時，能提高運作效率、創造價值，且在整個食品供應鏈及價值鏈中，具有更高的能見性、透明性及合規性。 　　最後，BlockApps的Kieren總結，TraceHarvest具有高度的可擴展性，這點十分重要，因為它可讓使用者於同一個網路平台上，新增更多的業務流程，例如平台使用者能與下游食品生產商合作，擴大對農產品的追蹤，甚至可延伸至價值鏈的下游。

Moleaer是一家位於美國加州洛杉磯卡森（Carson）的奈米氣泡技術公司，Moleaer擁有多種系統，可應用於灌溉用水庫、民生用水蓄水池、深水浮筏栽培、水耕栽培等，改善農業、養殖等產業的水質和效能。奈米氣泡起波器可以處理不同大小的水體，也可利用不同的氣體來源如空氣或氧氣，其可達成的目標有：改善水質並減少細菌和病原體，以及使灌溉水中的溶氧量達到過飽和，以改善植物健康和生長等。奈米氣泡技術可以解決營養薄膜技術（nutrient film technique）系統中腐霉菌（Pythium）難以清除的問題，以及氣候暖化及乾旱造成水資源短缺和水質差的問題。 　　奈米氣泡非常微小，比一粒食鹽小2,500倍，可增加水中溶氧量至20~30 mg/L以上，及達到氧化還原電位（OPR）350至600 mV，藉氧化作用以減少鐵、分解有害病原體和微生物生物膜等，控制藻類生長，改善水質、恢復水生生態系統，並增強植物的根系結構，增加植物對養分的吸收；此外，提升植物根部的氧合作用並維持穩定的有氧環境可刺激益菌的生長，進而幫助營養物質礦化並抑制致病原菌如腐霉菌、疫黴菌等的繁殖。奈米氣泡技術對農業經營是一大福音，可以幫助降低對過氧化物或過氧乙酸等氧化性化學物質的依賴、減少水資源維護成本，並提高灌溉用水的品質。【延伸閱讀】強化水體品質、提升檢測技術、發展綠能設施將健全漁業現代化發展 　　Moleaer的奈米氣泡技術可降低使用氣泡石的維護成本且無須化學物質，經濟高效並可達到永續的耕作，此技術已應用於水產養殖與水果、漿果和杏仁等作物的生產，可增加養分吸收、葉綠素含量、改善生長及根部發育，進而加速生產週期，改善的蔬果的品質並提高產量。例如Waterfields公司在其深水式培養溫室中安裝奈米氣泡起波器，用於種植草藥和生菜；另有研究團隊應用於農業科學、在零重力的太空中種植作物等，Moleaer持續將該技術測試於農業及其他產業的新應用。

日本JA全農(社團法人全國農業協同組合中央会Central Union of Agricultural CooperativesJA Zenchu)，為都市農業復甦方案，持續提供農園所需的種苗與農機具，另一方面也持續指導相關栽培技術，以促進體驗型農園之推廣。而在過程中也不斷收到來體驗者「好舒壓」的反饋聲音，因此，開啟了利用科學驗證方式來驗證是否真的能紓壓的契機。 　　2018年11月透過NPO法人農園協會的協助下，JA全農與順天堂大學一同針對體驗農園的農作業究竟能帶來什麽相關影響性，進行相關研究調查。 　　這次研究場域設定在東京都的練馬區「百匁之里」(Heartstrings) ，獲得40個同意實驗者(男性23人、女性17人、年齡平均坐落在20~70歲間、平均年齡53歲)，分別在農作業採收前後檢測唾液成分(催產素oxytocin,OXT、澱粉酶α-amylase、皮質醇cortisol、嗜鉻粒蛋白A Chromogranin A)，再利用酵素結合免疫吸附分析法(Enzyme-linked immunosorbent assay；ELISA) 的分子生物技術法進行解析之外，也同時進行心情指數的問卷調查。 　　其研究結果，因壓力上升造成皮質醇、嗜鉻粒蛋白A等體內荷爾蒙不平衡有明顯下降，而象徵幸福賀爾蒙的催產素雖然因性別和個人因素雖有些微差距，但整體仍平均增加。另外，因壓力上升所分泌酵素成分的澱粉酶α-amylase也有明顯的下降。關於心情指數問卷調查，在憤怒、混亂、壓抑、疲勞、緊張等情緒因子也有減少傾向。 　　透過科學驗證，闡明農作業體驗能有效增減賀爾蒙指數，進而減輕壓力。 　　最後，在這次召開記者會，JA全農和順天堂大學也分別表示『期盼藉由這次科學驗證，能促進體驗型農園的普及，讓更多人體驗農事活動，進而拉近國民對食農的親近感與瞭解』，以及『在現代社會壓力膨脹下，農事活動是一種紓壓的方式，除了療育效果，同時農業療癒與農醫社福共存共生也成為與時俱進的關鍵詞。』，再再強調農事體驗的意義與重要性。【延伸閱讀】打造全方位自然體驗的療癒都市

21世紀其中一項關鍵環境問題是塑膠污染，生物不可分解的一次性塑膠（如：食品包裝紙和塑膠袋）佔每年塑膠生產的40%，且棕櫚油產業造成大量砍伐森林導致棲息地的破壞，除塑膠廢棄物外，馬來西亞每年就需處理1,980萬噸廢棄棕櫚果串，然棕櫚果串含有大量半纖維素。半纖維素是從可再生材料（如：多醣和蛋白質）中取得的天然生物聚合物，農業與生質廢棄物中含有大量的半纖維素，其擁有柔韌性、高抗水性和低透氣性，為用於薄膜製造的生物聚合物。 　　為了最大程度減少副產物對環境的影響，馬來西亞大學研究團隊在《Current Research in Green and Sustainable Chemistry journal》上發表一項新研究，以棕櫚油工業副產物開發的生物可分解塑膠薄膜為環境問題提供解決方案。研究小組從廢棄棕櫚果串中萃取出半纖維素並轉變為生物可分解薄膜，將其應用於綠色包裝。雖然半纖維素具有多種獨特的特性，但某些特性（例如：脆性）限制了應用，而羧甲基纖維素（CMC）是一種無毒且易取得的生物聚合物，對其他生物聚合物的柔韌性、機械性質、透明度和吸濕性具有正面效果。故研究小組再將半纖維素與CMC以不同比例混合，製成不同厚度（均小於0.1毫米）的生物聚合物薄膜，分析薄膜的物化性質，含有60%半纖維素的薄膜具有製造生物可分解包材的理想特性。【延伸閱讀】科學家利用農業副產物之酵素進行天然的洗衣清潔劑開發 　　利用棕櫚工業副產物合成生物聚合物可能無法避免森林砍伐，但副產物的利用可以增加農作物的價值，此種新型混合半纖維素的材料擁有低成本和生物可分解特性，不僅可替代生物不可分解的石油聚合物，與添加物結合使半纖維素薄膜具有光觸媒或電子活性，將增強其未來潛在應用。

日本松下公司推出「栽培導覽醫生」的農業服務，可支援作物生產服務方案，透過分析土壤和作物來管理生長狀況。 　　為了穩定農作物的品質與產量，土壤管理也成為農作生產時重要的環節，而日本松下公司提供「土壤綜合診斷」、「土壤定點診斷」、「農作物診斷」三種診斷服務，也成為日本農事生產的新興職業服務。 　　「栽培導覽醫生」可在種植階段讓土壤與作物可視化，定期分析土壤與作物，並作為因應措施，給予肥料種類或施肥量的多寡提出建議。例如：作物現在正處於甚麼狀態呢？對於作物概況或生產的預期需求呢？，均可經由該農業服務診斷來找出解答，希望建立穩定且有效的種植方法，並逐漸減少化學肥料與農藥的過度使用，降低對環境的影響。 （一）土壤綜合診斷服務：全面性診斷肥前的土壤狀態 　　分析光合作用不可或缺的鎂元素、有機種植所需的礦物質等營養素共26個項目（水稻則為27項），能夠有效掌握作物在種植過程的所需成分，是否過多或是不足，同時能夠針對問題，從而支援適合作物的最佳土壤的製作。此服務同時可以應用於減少農藥、減少化學肥料，並且促進有機栽培等。 　　26項土壤營養分析之價格為15,000日圓（未稅），如果作物為水稻的話，則會多追加1個項目之費用。【延伸閱讀】以透地雷達透視地表下的秘密 （二）土壤定點診斷服務：根據作物不同的生長階段，進行土壤診斷 　　利用土壤定點診斷服務，能夠知道作物生長時，其中土壤所需的條件、成分，以及其中有無過多或不足的情形。對於有生長遲緩或是發育不良等情形，或是開花情況及結果率不良，甚至發生病蟲害的時候，使用該服務都能夠有一定防治效果。 　　20項土壤營養分析之價格為10,000日圓（未稅），12個項目則為,5,000日圓（未稅）。如果作物為水稻的話，則會多追加1個項目之費用。 （三）農作物診斷服務：種植中或是已經收成的農作物，均可使用該診斷服務 　　農作物診斷服務檢測收穫農作物的糖度和酸度、光合作用產生的葉綠素、核心的苦土與植物細胞生長有關的交換性石灰與交換性鉀、以及與胺基酸有關的硝態氮、與滲透壓吸收相關的鈉等8種項目的分析。能夠充分掌握農作物在生長過程與收成之狀態。

水是農業重要的環境因子，是植物基本的生存條件，但水資源在世界上分配極度不平均，加上環境變遷的因數，許多農業區域面臨缺水的困境。 　　來自德州大學奧斯汀分校 ( The University of Texas at Austin ) 的研究團隊發明一種新式的土壤命名為Super Moisture Absorbent Gels soil（SMAG-soil），其於較涼爽的夜晚會自大氣中吸收水分，白天溫度較高時，膠體會釋放水分供植物利用，同時部分水分也會釋放至空氣中，增進濕度，作為下一次循環使用。【延伸閱讀】新園藝技術可不汙染水資源 　　根據研究指出，一克的土壤約可吸附3至4克的水量，0.1至1公斤的土壤能夠供應約1m2的農地。研究團隊將SMAG-soil置於建築物的屋頂，經四週後觀察比較其與砂質土壤含水的能力，結果顯示SMAG-soil含水量留存高達一開始的40%，少了僅約六成，砂質土壤則於一週後僅存一開始的20%，少了高達八成的水量。另一個實驗，利用砂質土壤與SMAG-soil分別種植蘿蔔，只在開始種植時進行灌溉，後續不進行任何處理，14天後SMAG-soil所種植的蘿蔔皆可存活，而砂質土壤的蘿蔔在沒灌溉後兩天即死亡。 　　此新式土壤在灌溉水源不足的乾燥區域能夠提供很大的幫助，以較少的水量來種植作物，同時也不須依靠額外動力來源來進行灌溉，成本低、對環境又非常友善。除此之外，團隊也將此科技投入其他應用研究，如提供飲用水等，擴大此科技應用範圍。