Fusarium virguliforme 為鐮孢菌屬，其引起大豆最具破壞性的疾病—猝死症候群（Sudden Death Syndrome, SDS），此疾病在美國中西部和中北部特別嚴重，主因是該地區的土壤溼度高且氣候寒冷助長疾病增長，2014年損失約170萬噸。由於當前對於SDS的管理措施易導致生產成本提高、利潤降低及最終產生無效管理的問題，如使用以殺菌劑處理的種子和抗逆境大豆品種，因此，為了控制SDS的發生，Mirian Pimentel及南伊利諾大學的植物病理學家Ahmad Fakhoury發現了一種具有潛力抵抗SDS的新工具。 　　研究人員分離出天然的47種菌株，6種為被孢黴屬（Mortierella ），41種為木黴菌屬（Trichoderma ），他們觀察到幾種有益真菌可作為生物防治劑（BCA）以減少SDS的病原菌生長，其中，因木黴菌屬具有真菌超寄生機制，可過度生長在病原菌上、寄生化並在病原菌身上出現「攝食」的跡象，同時減少大豆根部腐爛，從而表現出約92%的高抑制能力，此外，這些BCA可和大豆產生交互作用，其生長在大豆根部並活化植物相關的防禦基因，產生誘導系統性抗病，有助於大豆抵抗病原菌的攻擊。【延伸閱讀】生物防治可以幫助阻止入侵種病原 　　這項研究說明了如何將生物學防治用來抵抗威脅糧食作物生產的疾病，並鼓勵業界開發新技術以優化BCA於田間的應用，此外，研究團隊根據已有的研究成果將進一步探討不同的BCA與病原菌間的交互作用，未來在大豆生產中可與其他管理措施共同整合，保護大豆生產的可持續性及經濟價值，並使農民免受到產量損失的危害。

我們日常吃的許多東西都含有可食用的薄膜，像是能讓蘋果外層閃閃發亮的蠟質就具有增強外觀的效用，或是像塑膠藥物膠囊一樣具有裝填內容物的功能，一些可食用薄膜甚至可能含有抗微生物劑，可以殺死或減慢引起疾病的微生物（例如：大腸桿菌和黴菌）生長。而諾羅病毒（Norovirus, NV）是一種難以對付的非包膜病毒，會透過污染的水和食物在人與人之間傳播，與許多食源性疾病有關聯，會引起嘔吐和腹瀉等症狀，對消毒劑和抗菌劑的抵抗力非常強，在美國每年估計使4,800萬人患病，並造成約3,000人死亡，是個相當嚴重的公共衛生議題。 　　由Pascall（澳洲和紐西蘭的糖果販售業者）所主導的這項新研究中，研究團隊使用稱為殼聚醣的物質製作了可食用塗層，殼聚醣（chitosan）是一種在貝類外骨骼中發現的糖，大多應用於農業和醫藥領域，並時常作為減肥補充劑於市面銷售，並早已被認為是一種安全且容易取得的可食用塗層研發化合物來源。在先前的研究中顯示，殼聚醣具有抗菌的效能，但在這項研究發現殼聚醣本身其實並不能殺死諾羅病毒。 　　為了測試添加綠茶萃取物的效用，科學家們將萃取物單獨溶於水中，然後添加到以殼聚醣作為基底的溶液和乾燥薄膜中，並至少利用一百萬個感染病毒細胞來做測試，幾種不同濃度綠茶萃取物的添加均顯示出對抗諾羅病毒細胞的效用，那些含有綠茶萃取物的物質可在三個小時內降低病毒的存在，含有最高濃度萃取物的薄膜在24小時後將諾如病毒降低至無法檢測的程度。儘管諾羅病毒是這項研究工作的重點，科學家還另外觀察到了綠茶萃取物可以在24小時內將大腸桿菌K12菌株（Escherichia coli K-12 ）和無害李斯特菌（listeria innocua ）等引起食源性疾病的細菌替代物數值大幅降低至無法量測的情形。【延伸閱讀】食用油塗層可防止細菌在食品加工設備上生長 　　然而在將綠茶萃取物的塗層投入市場之前，仍有許多工作需要完成。將天然物質添加到可食用塗層中最棘手的部分是在不改變食品味道或氣味的前提下，添加足夠的量來達到殺菌效用，而高濃度的天然抗菌劑可能會讓目標微生物數值大量下降，但與此同時它也可能會因為額外添加的味道而破壞食品風味。現在還不能確定哪種食物適用於綠茶萃取物所製成的抗病毒可食用塗層，而Pascall的研究計畫還在持續進行中，期望未來能找到最合適的材料。

2019年11月20至22日於東京進行為期三日的農業最新成果展示會與全國智慧農業高峰會（後續簡稱智農高峰會）兩場次活動，約莫有3萬六千人參與活動，其中智農高峰會係發表智慧農業試驗計畫全國69個試驗地區的內容，並邀請主要執行代表於會中進行發表與報告，從這幾日的會議與展示會中，悉知過往認為難以實現的創新技術，因計畫支持下，逐漸看見研究曙光，可望能為當地提升生產作業效率與生產品質等效益。 　　智慧農業試驗計畫的推行人為日本農林水產省技術會議事務所研究推廣課福島一課長，計畫推動初期，全國各地共徵得252件申請案，其中通過審查僅69件，這69件計畫將成為日本智慧農業的標竿，過程中與相關業者的交流與過程經驗分享是非常重要的。 　　成果發表最主要的目的是讓國人快速理解智慧農業在日本各地因應環境之實際應用，若僅是盲目引進IT（information technology）設備也只是造成機械應用率低迷，無法發揮。舉過往經驗來說，大面積耕作的農地可透過自動曳引機提升農業產值，但對於位處丘陵地的農民，待解決的問題是田間雜草，故丘陵地勢或農地崎嶇處發展智慧農業的最佳方案在於如何輕鬆除去農田內的雜草，這就是兩地的異處，了解並能克服當地難題才是發揮智慧化的所在之處。 　　在2019年的智農高峰會與發表會都有相同的轉變—與會人員不僅限於過往的農場經營者、農機具製造商、農業研究人員，也有越來越多IT產業的製造與租賃的廠商、保險公司與評估管理的地方金融機構等單位參展。若能透過此次計畫與展場將不同產業串連，形成新型態服務鏈，把智慧農業的限縮框架打破；同時也希望能將新知識與已熟知的技能傳承給青農，讓農業基礎更加堅定。 「高產量、出口、低成本」的大規模稻作耕作面積的經營模式 一、岐阜縣 　　岐阜縣瑞穗市的巢南農業協會將轄下的164公頃的農田劃分為三個區塊，以低成本稻米出口生產模式，進行智慧農業輪作系統，規劃三年內輪種五種作物： ①    稻米「みつひかり」→ ②稻米「にじのきらめき」→ ③小麥「タマイズミ」→ ④稻米「ハツシモ」→ ⑤小麥「タマイズミ」 　　這樣的輪作是應用小麥與水稻的品種特性，みつひかり是一種產量豐碩的雜交水稻，而にじのきらめき具有耐高溫與抗倒伏的特性，ハツシモ是岐阜縣的特有品牌的品種稻米，常作為高品質的壽司米，而這三種稻米均為主要出口的品種。此外，タマイズミ小麥則是作為麵包或麵條的原料。 　　在示範點劃分26公頃的土地全面使用智能技術，並將土地使用率發揮至最大化，於此地施行下列試驗： 農場生產數據管理技術「AgriNote」（アグリノート）； 自動化無人曳引機； 直線式水稻插秧機； 農田水利管理系統； 無人機噴灑農藥； 輔助功能聯合收割機； 智能乾燥加工系統，即使在偏遠區域都沒使用平板電腦檢視乾燥狀態；  V槽溝耕土機，可於田間挖出深V型細溝，直接灑播種子進行栽種。 　　為了實現26公頃農田能在3年內輪作5種作物，在規劃中需要新增2名新社員，但現有的15名農業合作社社員也能發揮智慧農業的功能，若有直線式水稻插秧機設備，即使不具水稻種植經驗者也能夠從事水稻種植的工作，若農田條件係土壤不平，也可以使用GPS定位系統進行播種等農務事宜。 　　而岐阜縣會想要開展智慧農業的示範試驗，其主因為若擴大農場耕作規模，對於整體農場收入的效益就會降低，因此，藉由智慧農業的發展能夠在不增加過多成本增加產量；此外，未來也打算規畫擴大規模與管理稻米種植場域以及提高稻米產量，將營業規模種移至出口，也可將國內稻米消費量趨減的影響降至營運可承受的風險。自2019年起，第一年度計畫執行效益，農場稻米收割量大幅提升至186公噸，超過出口契約120公噸，雖然2020年春季的生產成本尚未估算出，但期許能將每單位的生產成本從9,000日圓/60公斤降低至7,000日圓/60公斤（日本國產稻米平均為12,000日圓/60公斤）。 二、兵庫縣 　　日本農業耕地面積與農場總數有40%在丘陵地，而兵庫縣養父市農田多以梯田為主，這裡的示範區也引進智慧農業技術，期望可達到省工、產量提高的效益。與其他計畫相同，也引進自動化無人曳引機與直線式水稻插秧機協助水稻種植，但最具效益的智慧農業機械為無限遠距除草機。 　　水稻種植過程中，需要不斷進行除草作業，但在梯田、地面坡度40度以上的斜坡農田進行除草是難以執行的，這也造成青農民難以入門以及高齡農民退出農業的主因。因此運用捷克製造的無線遠距除草機，因為其底盤材質堅硬，儘管在斜坡上也能完善地發會功能，平常農民一人進行除草作業需耗費半日的作業時間，但使用無線遠距除草機僅需45分鐘即可完成；而因為是遠距操作，農民在進行除草作業也無須親臨現場。此外，再搭配無人機噴灑農藥，農民也毋須稻田裡工作，只要在視線良好的地區操作無人機即可。 　　兵庫縣參與智慧農業試驗計畫最主要的目的為提升產量，兵庫縣平均產量為10公頃可收420公斤的清酒原料米，而計畫目標是希望將能座（のうざ）的清酒原料米產值從316公斤提升至400公斤，並且減少13%的生產成本，食用的特等米也是產量提升的重要目標之一。 　　兵庫縣養父市於2014年被定位為指定試驗區域，並設立13間農企業，希望能將休耕地復耕，而智慧農業試驗計畫為地方帶來的效益不僅於稻米產量資加，更是實現地方創生，更具特別意涵。未來也計畫與農研機構（NARO）合作，放寬區域管制並持續發展丘陵地的智慧農業。【延伸閱讀】在資訊科技領航下的21世紀永續農業 三、岩手縣 　　前面介紹的智慧農業實際案例，皆以稻田主主體的設備應用，然而蔬菜栽植的部分，智慧農業也能發揮相當大的影響力，位於岩手縣的岩手郡的And Farm農企業也是智慧農業示範標竿，主要係以丘陵地區的蔬菜輪作栽植的智慧農業一條龍系統，其特色為省力、提高產值。 　　除了使用自動化無人曳引機與無人機噴灑農藥以外，也運用無人機監視系統觀看蔬菜生長狀況，以及協助農民採收、搬運的輔助衣，其中以自動化無人曳引機的定位精準性、效能與準確操作的功能最讓該農企業社員最感到訝異。 　　自動化無人曳引機的定位功能誤差僅2公分，因此在播種時可記錄定位的數據，目前以甘藍、蘿蔔、山藥進行智慧化試驗。山藥的生長特性是會在種植位置直接往下生長，但生長過程中難免會有些為偏移，若在使用機器採收時，容易因為偏離定位而致使山藥受損，倘若能將誤差值控制在2公分內，則可降低山藥損傷的的機率，而蘿蔔的採收原理亦是如此。 　　此外，高麗菜苗栽種之際，就算已經除去農田的雜草，仍是相當耗費人力，若能將栽植定點的誤差降低於2公分的範疇是可以提升效率的，也可以用最少的農藥用量除去田間雜草，毋須過多人力，能確切提升效率。即使使用無人機施肥，只要定位數據精準，施肥一次即可，也能省下不必要的資源浪費。 　　And Farm農企業農地面積約莫90公頃，社員包含國外實習生總共23名，是岩手縣大規模的農企業，但因為旱作與水稻耕作皆屬大規模農耕，一旦耕種面積過大容易無法兼顧而產量失衡，因此農企業的業主對於未來的營運模式，決定採用智慧農業，除了可精準定位外，在栽植過程中的除草、施肥、病蟲害防治的作業都能夠精確的規劃，即使擴大規模也不會降低產量或品質管控難以達標，讓相乘經營的宗旨發揮極致。 　　智慧農業為農地不平坦的岩手縣帶來極大的幫助，作物耕種方面若能正常使用，也能適用於畜牧場。

今年蝗蟲的蟲害問題導致全球多個農作物產區受到損失，如蝗蟲吞食東非作物並威脅到巴基斯坦糧食供應。事實上，單隻蝗蟲本身是相當無害的，一旦它發生變態會使外觀顏色改變並且開始群聚，進而破壞田野。那麼是什麼原因讓蝗蟲產生群居性呢？研究團隊透過行為分析、電生理紀錄、嗅覺受器特徵和田野試驗等揭示了費洛蒙中的秘密，並發表於「自然」國際期刊。 　　該研究由中國科學院的研究團隊執行，其著眼於探討分佈最廣的昆蟲—飛蝗及這類昆蟲所產生的幾種化合物（phenylacetonitrile、benzeneacetaldehyde、4-vinylanisole、2,5-dimethylpyrazine、phenethyl、alcohol與anisole）。他們發現0.5-5000 ng/μl 的4-乙烯基苯甲醚（4-vinylanisole，簡稱4VA）對不同年齡及性別的蝗蟲而言如同香水般無法抗拒，一旦加入這些小群體後，蝗蟲也開始散發氣味，形成一種反饋機制，導致大量蝗蟲開始群聚。此外，當四至五隻蝗蟲聚在一起時就會開始釋放4VA，且幾乎在蟲體的所有組織中能偵測到4VA，其中，後腿所含的4VA佔了56%，有鑑於此，這項研究的結果為害蟲防治提供了令人振奮的可能性，如使蝗蟲不具偵測這種費洛蒙的受器、利用4VA誘捕蝗蟲，以便將其殺死或找出干擾受器偵測到4VA的化合物，使蝗蟲無法群聚。【延伸閱讀】探索應對非洲秋季蠕蟲暴發的最佳策略 　　研究團隊嘗試了其中一種方法，他們在實驗室與田野中，將合成的化合物作為誘捕蝗蟲的工具，試驗結果發現蝗蟲皆可有效地被引誘，因此可藉由追蹤4VA的產生以預測群聚的地方並進行相應的管理，然而從實驗室到實際應用仍需進行優化和調整。洛克菲勒大學神經遺傳學和行為實驗室負責人Leslie Vosshall表示找到一種阻止蝗蟲接收4VA的化學物質可為昆蟲群聚造成的問題提供解決方法，然而，目前尚存在許多未知數，包括4VA是否是唯一導致群聚性的因素，或其他蝗蟲物種是否也對該化合物產生類似的反應。不論使用何種方法，施用前皆需要進行嚴格的生物安全評估，以達綠色可持續性控制。

印度AgNext Technologies創立的目的是為了讓農業相關企業能夠使用現代科技即時評估產品品質，提高其透明度、採購安全性，並使價值鏈上所有利益相關者（包括：企業、農民和管理機構）的利潤最大化。在過去，農業價值產業鏈中食品的質量和相關的安全測試結果通常需要4到15天才能完成，然而對於食品產業來說，將農產品從生產者移送到終端消費者之間的每天都是關鍵。 　　AgNext的Qualix技術平台結合近紅外光譜（NIR Spectroscopy）能進行即時檢驗並分析各種化學成分，並利用AI影像處理技術評估其物理質量，利用科技改善穀物、香料、藥草和飲料等相關農產品冗長的檢驗方式，以牛奶為例，這個技術能分辨其為天然產物或是人工合成，甚至能辨別成分混雜程度，抑或是在市場門口檢查農產品之農藥殘留和種類，並以此為根據進行分類，都是其應用方式。利用其方便攜帶的設備，除了能有效率的在30秒內於現場獲得檢測報告外，還可以將報告下載到手機上，省去蒐集的麻煩，而其設備便攜、無線、電池供電等特性，免去了多餘的維護成本，零附加支出的特點可能改變食品產業界的遊戲規則。【延伸閱讀】超級電腦顯示最有影響力的農作物參數 　　首席執行官兼創始人表示，由於COVID-19疫情的爆發，印度茶產業面臨了諸多挑戰，而AgNext將借助其AI技術平台並透過人工智慧和電腦視覺技術的輔助讓印度的茶產業重新於國內和全球市場上發光發熱。AgNext與茶葉研究中心（Tea Research Association，TRA）計畫於托克萊（Tocklai）建立一個人工智慧中心，致力加速研發茶產業中的人工智慧和數據分析技術。目前手動對茶葉進行計數和測試的做法相當耗時費力且容易出錯，而錯誤會導致品質參差不齊，並影響產品價格給農民帶來損失。由於現今分析測試大多於實驗室中完成，除了疫情肆虐下大量樣品的運送問題更趨嚴重外，傳統檢測方法有著分析時間長、仰賴專業技術和檢測設備昂貴等缺點。而Qualix技術平台之快速、即時的品質評估方式可現場進行量測，減省大量時間的同時，還能立即提高各種商品貿易及安全參數的可見性。排除技術人員檢測上的誤差後，品質定量將更可靠，透過設備所進行透明化檢測還可以增加買方對賣方的信任，改善雙方關係。將過程數位化後，其透明性可以讓農民得到應當的報酬，購買者可據此進行最佳的採購決策，而消費者則可以享受到具可追溯性且高品質的商品所帶來的諸多好處。

日本農林水產省於2015年訂定「糧食、農業與農村基本計畫」，以科學技術跨領域技術合作，研發農業新技術，革新且提升日本農林水產領域的農業層級，實踐社會5.0（Society 5.0）的目標，進而制定「農業創新研究戰略2020」，並明定以智慧農業、友善環境、生物經濟三大領域作為農業研發標的，進行部會跨域合作農業創新研究戰略，守護日本歷年來的傳統吃食文化與自然環境維護。 　　日本農業面臨從農人數減少、國內市場萎縮、國際政治情勢變化之挑戰，藉此依據糧食、農業與農村基本計畫制訂，振興日本農業與農村為出發點，強化生產基礎、促進農糧、水產、林業製品等農產出口、推展農業國民運動、串聯中央與地方政策等振興策略，提高糧食自給率與保障國內糧食安全。 　　基於「農業創新研究戰略2020」的開展目標，技術科研面向以基礎研究促進技術開發動力，其推動開發軟硬體囊括：人工智慧（artificial intelligence, AI）、物聯網（the internet of things, IoT）、機器人（robot）等，可將這些先進技術實際與農業連結並於農田實際施用，確切落實智慧農業。此外，農產品產銷面，期望滿足日本國內需求並擴大農林水產品年出口額5兆日幣的目標。【延伸閱讀】利用無人機和電腦深度學習幫助澳洲農民達成精準農業之目標 　　（1）智慧農業政策 因應COVID-19，緊急採取智慧農業示範驗證，以解決勞動力不足之問題。 創建智慧農業最新服務平台，以利於新智慧農業相關商業模式措施之實施。 建構新服務商業模式，以利於降低導入成本。為推動此項模式制定「推動智慧農業服務模式培育計畫」(スマート農業推進サービス育成プログラム，名稱暫定) 利用自動化農業機械遠距操作，促使農場間移動與農場間作業，實現兩台以上農機協同作業。 利用智慧機器所蒐集與累積數據，實現AI數位化之智慧農業。 建立一條串聯生產、運輸、加工、消費至出口之間數據的智慧食物價值鏈。有效實現生產和運輸之間鏈結，除符合日本國內外消費者需求的農產品和食品，並大幅降低食物浪費與糧食損失。 　　（2）友善環境 提升再生能源生產效能，以穩定供應農業以及地方所使用。建構地產地消型能源系統，同時提供其他區域能源使用，以助於減少溫室氣體排放做出貢獻。 隨著智慧農業迅速發展、農業機械電氣化、漁船電氣化、燃料電池化以及整體供應鏈低碳化下，促使生產和運輸過程中產生的溫室氣體（greenhouse gas, GHG）排放接近於零。 利用創新技術，降低農田和畜禽的排放量，並將其可視化，以有助於農業和畜牧業產生的甲烷和氧化亞氮的排放量減少。 開發降低與吸收GHG的可視化和量化系統，以及開發可隔離和存儲的藍碳（blue carbon）、生物炭和森林資源利用技術。 利用生物質資源等生物質資源素材之應用，建構低碳型循環社會。 積極利用農業多面向功能之技術（農業綠色基礎設施）研發，以促進減少因氣候變遷所造成的自然災害遭受嚴重破壞。 利用控制和改變微生物機能，建立糧食生產系統，以增進糧食生產和維護全球環境。 　　（3）生物經濟 將個人化基因組資訊鏈結食物數據，作為大數據研究開發之應用。並全面綜合性闡明美味健康的食品。 因應健康狀況與個人體質，提出美味健康的食品之提案，並推將此推展至國內外。藉由相關科學依據和數據，促進飲食健康。 利用民間企業、公設試驗單位與育種家等農業生物據點，以大數據與AI模擬情境連動下育種場域，研發符合國內外需求之育種。 闡明農產品遺傳基因功能，利用虛擬空間將農產品等設計與為利用遺傳資源發揮最大化，並因應環境適應性，快速創造出未來新世代植物。 藉由新生物素材產生，擴大農山村地方資源之應用領域。以有助於創造友善環境新商業模式，提升地方所得、降低二氧化碳排放量，以及農山村地方環境保護。 利用家蠶（silkworm）之機能改善，創造新機能性生物素材與動物醫藥品等經濟生產效益，並取代生物感測與實驗性動物之應用。 應用日本國內遺傳資源與育種技術、生產技術，促進國內生質能源原料供應完全國產化。

現今，全世界的農民使用數位作物模組以預測產量，該模組根據土壤、氣候、作物特性及所需環境與農業管理之數據進行校正和改善預測結果。然而，在某些國家/地區無法免費獲得這些數據，且這種校正的動作要價不斐並耗時。因此，俄羅斯斯科爾科沃科學技術研究所（Skolkovo Institute of Science and Technology，簡稱Skoltech）的研究團隊將農業導入人工智慧原生技術（AI-native），其使用了一種以開放式資源為基礎的模組—MONICA並根據歷史數據與程序模組找出黑鈣土地區不同作物產量的關鍵參數，此外，他們使用Zhores將模組模擬的計算效率從每日1次到每日50萬次。Zhores為俄羅斯第一台專門處理人工智慧相關問題的千兆級高效能超級電腦，該研究發表於2020國際計算科學大會中。【延伸閱讀】結合衛星、超級電腦和深度神經網路分析辨識並提供即時作物類型 　　事實上，土壤在俄羅斯是一個非常複雜的問題，不幸的是，有關土壤性質和作物產量的數據並無發表出來，然而，進行如此精細的模擬計算以呈現出高品質的靈敏度分析是必要的，其有助於理解某些輸入因子如何影響產量的預測，如土壤或肥料的參數。為解決此問題，研究團隊找到了克服此障礙的方法，並建立超級電腦—Zhores。研究團隊使用從2011至2017年俄羅斯黑鈣土地區實驗的田間數據，其包含甜菜、大麥和大豆之季節性輪作，並挑選出六個主要的土壤參數以進行Sobol靈敏性分析（2001年由俄羅斯數學家Ilya Sobol的名字命名）。因此，現在無需耗時且價格較低來模擬所有可能的變因並顯示出最關鍵的參數，同時期望該研究能幫助農民數位化其作物之生長。

橄欖在西班牙南部安達盧西亞的經濟活動中扮演著相當重要的角色，其於瓜達爾基維爾河流域的種植區域相當廣泛，同時也是用水量最大的作物。在面對全球水資源缺乏情形日益險峻的緊要關頭，使用循環再生水儼然已成為一個取代傳統水源的最佳方案，在生物經濟學領域，對其進行的再利用早已成為歐盟戰略行動方針的一環，但由於再生水本身就已經是一種富含營養的載體，因此在管理應用上會更加複雜。而現今農作物的肥料使用大多仰賴農民的栽種經驗，這會導致施用上的不精準和不必要的肥料浪費，過度施肥（通常是氮肥）會對土壤、水和大氣造成負面影響，嚴重時甚至會威脅到整個生態系統的永續。 　　為了解決以上諸多問題，西班牙科爾多瓦大學（University of Cordoba）的水力與灌溉研究小組開發了一個名為Reutivar的Android手機應用程式，該應用程式是依據位於西班牙蒙蒂利亞的先導工場的實際水質數據來進行研發，意旨在為農民和技術人員提供一種方便使用的工具，以利於運用循環再生水灌溉橄欖園的同時進行施肥管理，使農民能夠精確控制、量測灌溉系統中使用的水資源和肥料含量。【延伸閱讀】使用智慧型手機對牛隻進行秤重 　　使用循環再生水施肥能夠同時施用必要的水和肥料，與傳統方法相比具有顯著的優勢，為了達成理想的使用管理，應用程式必須利用許多像是樹木的發育、營養狀況、過去的灌溉記錄甚至是天氣預報等基礎數據進行一系列的複雜運算，除了能夠為用水戶提供灌溉和施肥行程安排，推薦理想的肥料灌溉量之外，也可以減輕氮肥等化學肥料的過度使用，減少對環境的傷害。該手機應用程式已於2019年的灌溉季節進行了測試並在商業場域中應用，採用可調控的灌溉方式在整個季節適當分配有限的資源，不僅帶來了環境效益，還大大的降低用水戶的財務成本。

在拍賣會販售茶葉的傳統始於1679年，倫敦茶葉拍賣會是中國和印度兩國進口茶葉的主要交易點，後來來自世界其他地區的茶，包含斯里蘭卡在內，找到了門路前往倫敦拍賣會。然而在二次世界大戰後，由其他茶葉主要生產國所成立的競爭拍賣會開始出現，因為他們意識到這種方式可以更快速的獲得報酬，所以便開始透過當地的拍賣渠道來運送大量茶葉，而倫敦茶葉拍賣會的重要性逐漸被取代，便於1998年6月29日永久關閉。 　　斯里蘭卡於1883年7月30日所舉辦的第一次茶葉拍賣會是在農產經紀公司Somerville＆Company的辦公室中舉行，這是一次私人的拍賣會，所提供的五樣拍賣品皆沒有售出，儘管開局不順利，但在茶商堅持不懈的努力下，最終嘗試成功，而科倫坡茶葉拍賣會（Colombo Tea Auction，CTA）成了世界上歷史最悠久，也是最早經營單一產地茶葉拍賣的地方。1894年6月18日，斯里蘭卡的可倫坡茶商貿易協會（Colombo Tea Traders Association, CTTA）成立，著手廣泛蒐集在此之前進行的所有非正式茶業拍賣會規則並加以檢視，主要目標是為了監督茶商間的交易，並於1894年11月1日批准了一套茶業公開拍賣的正式規範。從那時候開始，一切都像發條一樣規律運轉，拍賣會一週又一週地進行，價值數百萬盧比的茶葉在拍賣會交易，生產商在拍賣會上販售並交付茶葉後的第七天就會收到全額款項。自1880年至1890年首次製定規範和程序以來，這種做法多年來一直沒有改變，但是COVID-19爆發後首次影響了這項傳統，在斯里蘭卡實施宵禁後，這種茶葉拍賣儀式（即使在內戰最激烈的時候也沒有受到阻礙）也停頓了下來。【延伸閱讀】加利西亞的水產市場數位化計畫 　　茶葉是一種易變質而走味的商品，因此不能將新鮮採摘或加工後的茶存放好幾個月，斯里蘭卡在僧伽羅和泰米爾新年（Sinhala-Tamil New Year，斯里蘭卡的重要節慶）臨近之際爆發了COVID-19，而種植園迫切需要錢來支付15萬名工人的工資和獎金，因此儘管有宵禁，還是必須找到一種舉行CTA的方法，過去曾嘗試對CTA進行數位化改革，但因為種種原因而宣告失敗。隨著時間的流逝，整個行業都處於危險之中，當地原本就與斯里蘭卡茶葉局合作的IT服務供應商CICRA Solutions便開始加快腳步研發，他們解了CTA的作業方式，並在茶葉商的協助下，於一個星期內開發出了小型可用原型機（minimum viable prototype, MVP）。2020年4月5日，舉行了錫蘭茶首次的電子拍賣，得到了茶產業的熱烈回響後，此後所有拍賣都是透過電子拍賣平台進行。

名古屋畜牧業克服COVID-19危機，逆勢成長 　　日本岐阜縣（ぎふけん）的下呂市（げろし）飼養了日本高檔肉牛品種飛驒牛，而此地的佐古牧場飼養約莫350頭肉牛，其肉品也多次榮獲日本和牛最高的A5評價，是下呂市有名的飼養戶之一，牧場除了3公頃的飛驒牛飼養用地，另外也規劃了栽植肉牛飼料的玉米、稻米之23公頃田區，牧場係以循環農業的概念進行永續經營。 四倍的工作效率 　　佐古牧場為了達成上述的循環農業目標，引進了位於大阪與名古屋間的高北農機（TAKAKITA）所製造的壓捆機，操作時，壓捆機駕駛座的前方有個嘴型的設計，倘若在玉米田收割，壓捆機也會將玉米吸入並且將這些植株自動捆壓成桶狀，就會像母雞下蛋般地將捆好的筒狀玉米牧草推綑在田間。 　　以往餵食牛隻的飼料的需半人工處理，牧草切碎後須裝運至大貨車，再運送至倉庫進行壓縮，光是搬運的工作項目，就會耗去許多工作時間與勞力成本；而高北農機的壓捆機一台約莫2,000萬日幣，造價不斐，對於牧場主人工作效率提高了整整四倍，長遠來看，也壓低了其他人事與時間成本，更重要的一點，可以自行製造牧草餵食肉牛，也可確實保障食安控管。 　　高北農機成立於1912年，初期公司專產牛隻於農田中耕出槽溝利於播種的犁器具，後續因應工業化，開啟了農機專業研究。日本國內有兩家壓捆機的製造商，高北農機即是其一，但在農機領域，高北農機雖然也有自動行駛機的產線，但在銷售比例上，以曳引機搭配客戶所需的作業機台為主。因此，高北農機與日本國內其他的曳引機製造大廠，例如：久保田（KUBOTA）、洋馬（YANMAR）彼此間的合作關係更為密切，與久保田、洋馬間的經銷金額佔了四成營業收入（revenue），兩間業者同時也是高北農機的股東之一。 回歸本業創最大收益 　　高北農機於1980年代業績不佳而致使年度營收出現赤字，為解決財務危機，於1986年與製造錄放音機的TANASHIN電機展開合作，進行相關零件組裝與經銷販售，但因為錄放音機逐漸被新的研發機械取代，兩間公司於2009年結束業務合作，高北農機的下一步，即決定了回到農機本業，在農機上創造更多新的價值與生產力。這個決定也讓高北農機有了正向的轉變，2015年完成了東京證券交易所市場第一部（即為日本大型公司股票上市的分部，為主板）的上市、2018年3月的會計年度統計，稅後淨利有6億2千4百萬日幣。 　　隨著世界關注著循環農業，日本從農人數較以往減少且邁入高齡行業，對於提高農業效能又可兼顧農業循環減少資源浪費的想法已然在農業界發酵，農民之間的合作規模也逐漸擴大，佐古牧場所採用的「耕畜共生」也是日本國內的成功案例，為循環農業挹注一股能量。【延伸閱讀】自動式噴霧機於大面積果園的應用 　　此外，日本米食消費力衰退的跡象未見銳減，日本政府也從糧食自給率著手，對於供為飼料用的稻米給予補助申請。但是稻田管理需耗時費力，因此壓捆機的問世所帶來的省工省時效益，倍受市場關注。 但2020年3月的會計年度統計，因2019年遭受颱風侵襲與消費稅上漲的緣由，使得農民對於新型農機的投資意願降低，但日本政府決議於2021年3月的會計年度統計延長農民農機具補助，預估使得新型農機的銷售能有所增長，預計達成近三年的首次獲利目標。 　　高北農機事業多角化經營，善用公司獨步優勢與積極開發綠能相關業務，也從捷太格特（JTEKT）公司承接風力發電的大型軸程製造的相關業務，這項業務為公司銷售收入10%，對於公司的擴展也有部分益處；事業版圖也試圖在中國、韓國、荷蘭等海外市場擴充與爭取，希望公司中長期可成長至營收淨利達100億日幣。 穩健的財務、積極求才與擴大投資 　　高北農機社長表示，日本農業面臨勞動力短缺以及從農人口高齡化的嚴峻情勢，日本政府為了確保國內糧食自給率的觀點出發，推動單一農民擴大耕種面積；也為了吸引農民投入，政府促進農業機械自動化、智慧化以替代農民欠缺的人力與節省時間，高北農機所製造產品也能補上這部分的欠缺，而高北農機推出以果園機械為新主打的自走式施肥機也為公司帶來不少營業額，在日本農業逐漸式微的同時，高北農機的業績也能於這幾年呈現上升趨勢。 　　高北農機的自有資本率已經超過80%，顯示公司體系健全，近年來在人才培訓、設備研發投資，也持續積極進行著。面對2020年的COVID-19疫情，對於高北農機的業績也帶來不小的震盪，與外食產業合作的農民因出貨量漸少，收入銳減，對於新農機設備的投資意願就會降低；也減少了國外參展爭取曝光的機會，但在這樣的逆境下，高北農機仍具信心可以克服，完成年度獲利目標。

德州農工大學AgriLife的一項研究確定了早期免疫的反應步驟，Libo Shan博士表示因發現這種微調的機制，可了解宿主如何辨識微生物成分並快速活化免疫反應，此機制在植物、人類和動物仍保有這樣的現象，藉由接露新方法並有望改善免疫反應，從而為農業與醫學帶來正面影響，如開發治療過敏和免疫缺陷的新點子，因此，對作物、動物和人類健康產生廣泛的影響。該研究受到國家科學基金會與Robert A. Welch的資助並於5/14發表於《自然》科學期刊。 兩種類型的免疫反應 　　人類天生就有能力抵抗各種細菌、病毒與真菌，其屬於免疫防禦的一種，稱為先天性免疫，這類免疫也存在於動、植物中。當細胞偵測到微生物存在時，先天性免疫即在幾分鐘內啟動，幾天後則建立起另一種防禦能力，稱為後天性免疫，而這類防禦機制僅存在於人類與動物中。然而，先天性免疫系統可能作用無效且無法抵抗疾病，或是以不同方式反應過度導致危害身體健康。由於先天性免疫的基因組合對於整個物種來說是保守的，因此研究員利用常用於研究生長與遺傳性質的模式生物–阿拉伯芥進行研究。【延伸閱讀】科學家找出植物關鍵記憶機制 創建一個新典範 　　根據前期研究的線索，研究團隊於阿拉伯芥進行細胞、生化、遺傳和轉基因試驗。試驗結果描繪出阿拉伯芥對細菌感染時的第一步免疫反應，其如同士兵在城牆上注視著敵人，若入侵者發動攻擊，士兵將他們俘虜並像國王報告，這樣的訊號傳遞就是針對即將受到入侵時的第一反應步驟。在阿拉伯芥的細胞中也發生類似的事情，細胞壁上的特殊蛋白會「觀察」到入侵的證據，當這些蛋白偵測到細菌移動時，他們會抓住鞭毛。這些「士兵」會利用不同的方法向細胞核傳遞訊息。最新發現的一種方法是將一種小蛋白–泛素連接到BIK1的信號蛋白上，當信號傳遞到細胞核時，訊息進行解密進而增強細胞壁的防禦力。因此，這種快速的反應能夠使細胞因訊號和細胞能量的轉導，從而改變了代謝作用。 農業和人類應用 　　研究團隊表示這項發現填補了早期信號傳導步驟中的關鍵空白，並探討出快速訊號可能有助於監測人類的免疫反應，為篩選出涉及泛素修飾的靶標藥物奠定了基礎。在農業中，其可幫助植株的育種，以提升各種感染的抵抗力。因此，從農業與人類健康的角度來看，這一發現都具有策略發展的潛力並提供普通科學進步的基礎知識。

氣候變遷透過持續溫度升高和突發性強降雨的環境變化，以及更頻繁發生乾旱、熱浪和過量的降雨的極端氣候影響糧食生產。該糧食系統已經受到氣候變遷的影響，如不斷增長的人口依賴高度集中於稻米、小麥、玉米和大豆四種關鍵作物的生產地點，此外，COVID-19疫情的流行暴露出全球糧食系統的弱點。在本篇文章中，作者研究了多個關鍵作物產區收割失敗可能發生的變化及對社會潛在的經濟影響，其中作者將收成下降定義為關鍵作物年度生產週期減產，並對全球糧食體系有潛在影響的主要產區。 　　全球糧食系統因氣候轉變將變得多脆弱呢？使全球糧食系統因氣候變遷變得脆弱的綜合因素如下： 對少數穀類的依賴性高：人們的飲食高度依賴稻米、小麥、玉米和大豆特定作物，它們幾乎佔全球飲食熱量的一半，其中稻米和小麥各佔19%和18%。 生產地區過度集中：60%的全球糧食主要來自中國、美國、印度、巴西和阿根廷等五個國家，但糧食生產卻集中在各國家的少數地區，例如：根據農業部的數據顯示印度88%的小麥產自該國北部的五個邦，美國61%的玉米產量來自中西部的5個州，這意味著若極端氣候發生在這些地區將影響全球大部分的糧食產量。 進口穀物的依賴性日益增加：依賴這些穀物的人口正持續增加，特別是發展中國家，主因是該國種植穀物具有競爭劣勢，因此從國外進口穀物比國內生產便宜，例如：阿爾及利亞、埃及、墨西哥和沙烏地阿拉伯是穀物的大宗進口國，而中國則是高度依賴大豆進口。 有限的穀物儲存量：穀物儲量會影響糧食系統應對糧食生產短缺的能力，因為它為穀物價格波動提供了緩衝效果，然而，儘管現今儲存量很高，但這樣的儲存量似乎不足以承受巨大衝擊。 2030年穀物減產15%的可能性翻倍，並可能影響全球穀物價格 　　研究分析發現多個糧食產區因極端氣候的問題造成全球作物歉收，如玉米的生理閾值（threshold）約20℃，超過該生理閾值時則造成玉米產量急劇下降；同樣地，乾旱和極端降水（超過季節性降水約0.5公尺）皆造成次優的產量。2019年資料指出，美國中西部為全球生產玉米的其中一個重要產區，夏季溫度升高且春季降雨過多的可能性較高，進而導致歉收的可能性增加，然而小麥主要的產區卻因過多降雨與氣溫偏高而受益。【延伸閱讀】荷蘭與聯合國環境規劃署、日本共同設立因應全球氣候變遷研究中心 　　根據分析結果，全球作物歉收在未來十幾年發生的可能性與嚴重性將會提高，如1998至2017年，每100例案件中就發生1次穀物生產受到超過15%的衝擊，然而，到2030年時，發生這種事件的可能性將會翻倍，表示以2030年為中心的十年間，至少發生一次歉收的機率為18%，而大於10%的收益率衝擊的年概率從6%上升至11%或是10年間的累積概率從46%提升至69%。 　　由於當前的庫存/使用比率僅佔消費量的30%，幾乎不會在一年內消耗完全球糧食，然而過去也曾觸發食品價格暴漲的事件，因此，無法保證糧食產區歉收時不會發生這種狀況。在這份分析中，作者假設糧食產區歉收時，庫存/使用比率會降至20%，即在當年度全球供給量降至15%。在這種情況下，歷史紀錄表明短期內作物價格將100%飆升或更高，更廣泛的來看，這種規模的負面經濟將衝擊到社會、政治動盪、全球衝突提升和恐怖主義的加劇。 決策者已開始建立更具韌性的糧食體系，但尚有更多待執行事務 　　根據過去10年食品價格的浮動，G20（Group of Twenty, 二十國集團）定案一項行動計劃來降低價格的波動。根據這項計畫，本報告提供一系列符合政府、農產貿易商與多邊組織（multilateral organisations）能同時進行的行動方針，如下: 政府：藉由採用短期內過多的庫存可增加長期的糧食價格的彈性，但仍有其他的挑戰，如高庫存量在低價時期會造成資源浪費，另外，當難以從全世界市場上獲得大量的穀物且各國皆有支付保費的風險時，其無法提供立即的效益。因此，政府可考慮增加非食用穀物的運用性，如監管機構可明確的引入生物燃料需求的相關機制。 農產品貿易商： 政府可補助私營部門以鼓勵增加儲藏設施或投資改善運輸基礎設備（例如：鐵路路線和港口），使貿易商可根據此項政策擬定公司的長期性策略，如庫存容量、相關利用性的投資和貿易策略，進而提高35至40%的全球庫存使用率，即可抵消15%的歉收率。 多邊組織：世界銀行和農糧等組織建議考慮建立虛擬儲備，在高糧價時期，增加現貨市場的賣空可能有助於降低價格。然而，這樣僅限於市場反應過度（例如：實施出口禁令）以及沒有實際糧食短缺下起作用，因此，這些組織也可探索出創新機制的設計，以提高私人部門的庫存率。 　　雖然當今世界平均生產的糧食足以滿足不斷增長的人口，然而極端氣候造成糧食短期價格上漲，進而可能影響約全球7.5億貧困人口並產生廣泛的連鎖衝擊。在豐收年增加產量和庫存量，並提升糧食作物最大程度消耗之靈活性，藉以大大減少糧食不足的風險。

豆科植物透過共生菌–根瘤菌將大氣中的氮固定於根部中。因此，植物必須有能夠精確地辨識出共生體之機制，以免遭到病原菌感染。為此，奧胡斯大學的研究團隊發現豆科植物利用在細胞表面不同受體蛋白（LysM）上的小型基因結構序列來辨別致病性（幾丁質）或共生信號分子（Nod因子），從而將訊號傳遞出來使植物產生抗菌防禦或共生反應，該研究發表於Science國際期刊。 　　事實上，所有陸生植物皆有LysM，但尚不清楚植物對微生物會產生何種反應。因此，研究團隊透過使用相似的受體來辨別重要元素，但具有相反的功用以做為系統分析之背景。其中，Nod受體的第一個結晶結構是一項突破，使研究團隊對這些受體有更好的了解，進而引領植物工程的研究。Simon Boje Hansen表示為了真正了解這些受體，需要將結構生物學、生物化學與系統性功能試驗相互結合並應用於植物中，透過使用這種方法，研究團隊確定了在LysM1中辨識幾丁質和Nod因子的小型基因結構序列，這些小型基因結構序列即是產生免疫和共生反應的重要因素。【延伸閱讀】基因工程提升抗瘧疾藥物於植物中含量 　　Kasper Røjkjær Andersen表明這些極少數但很重要的殘基可將免疫與共生受體分開，而研究人員不但能鑑定出來，同時首次證明出透過改變這些殘基可重新編程LysM。此項研究成果為LysM提供工程設計所需的概念性理解，讓研究團隊朝向使穀類植物也具有豆科植物固氮能力之目標邁進，藉以降低會造成汙染的商業氮肥，並嘉惠較為貧困的農民。

由於氣候變化、殺蟲劑的使用和一些其他因素促使全球的蜜蜂和授粉昆蟲大量減少，農民雖然可以透過噴灑或以人工授粉方式將花粉接種到農作物上，但是機器吹出的羽流會浪費許多花粉顆粒，而且手動將花粉刷到植物上是一件相當費力的事情。 　　位於日本能美市的北陸先端科學技術大學院（JAIST）的材料化學家認為，或許能將授粉的工作外包給自動無人機，他最初的想法是利用包裹花粉的無人機將花粉顆粒摩擦在花上，但是發現這種方法會損害花朵。然而某天在和兒子一起吹泡泡後，意識到肥皂泡泡可能是一種更溫和的傳遞方式，於是便和同事合作研發了一種內含花粉的泡泡溶液，能讓攜帶泡泡槍的無人機使用，為了測試花粉泡泡的活性，研究人員利用這種技術對果園中的梨樹進行授粉，結果顯示這些樹木所結的果實與傳統使用手工授粉方法的樹木一樣多。 　　在各種市售的泡泡溶液中，他們發現使用月桂酰氨基丙基甜菜鹼（lauramidopropyl betaine，是化妝品或個人護理產品中所使用的化學物質）所製成的花粉泡泡維持的最好、最完整，他們還額外添加了聚合物、鈣和鉀等保護花粉的成分，讓泡泡更堅固，足以承受無人機螺旋槳所產生的風。研究人員在果園中對三棵梨樹上的花朵噴出了花粉泡泡，平均每棵樹上50朵授粉花中有95％結了果實，這結果率可與另一組傳統手工授粉的樹媲美，然而三棵僅靠昆蟲和風來傳遞花粉的樹上卻只有約58％的花朵結出果實。為了測試在飛行無人機上使用此種這方法的可行性，科學家在無人機上裝載了一隻泡泡槍，並以每秒2公尺的速度向假百合花噴出花粉泡泡，雖有超過90％的花朵被泡泡擊中，但有更多的泡泡錯失了目標，所以若要使無人機授粉確實可行，就需要研發出具有鑑別特定花朵能力的飛行機器人。【延伸閱讀】無人機進行大面積橄欖病害監控 　　然而並非所有人都覺得建造授粉機器人是個好主意，英國雷丁大學的永續土地管理研究人員在《全面環境科學》中發表了一篇研究，提出若要保障植物的授粉來源無虞，保護自然授粉媒介是相對於讓機器人協助授粉來說更有效的方法。但美國摩根鎮西維吉尼亞大學曾設計過授粉機器人的機器人學家表示，建造蜜蜂無人機和保護昆蟲種群並不互相排斥，建立機器人的目的不是為了取代自然授粉媒介，而是試圖在缺少這些「飛行工人」的地方輔助農民，期望有一天可以將無人機作為「B計劃」（Plan “B” or “Bee”）供人使用。

美國賓夕法尼亞州立大學的研究人員發現，食用高脂飲食的小鼠在攝取綠茶萃取物結合運動後能降低75％與肥胖相關之脂肪肝的產生，這個最新研究可能為人們提供了一種維持健康的新方法。非酒精性脂肪肝是相當嚴重的全球性健康問題，在未來預計將更惡化，因為普遍存在於社會中的高風險因子，諸如肥胖和第2型糖尿病等，預計到了2030年，脂肪肝（Fatty liver）將折磨全球超過1億的人口，然而目前尚未出現針對該疾病的有效療法。 　　在這個研究中，發現餵飼16週高脂飲食的老鼠在攝取綠茶萃取物，並在輪子上規律的跑步運動後，和對照組小鼠相比其肝臟只有四分之一的脂質沉積，而單獨食用綠茶萃取物或單獨運動的小鼠肝臟中，脂肪約為對照組的一半。除了在最近發表於《營養生物化學雜誌》（Journal of Nutritional Biochemistry）上的這項研究中分析老鼠的肝臟組織外，研究人員還測量了它們糞便中的蛋白質和脂肪含量，他們發現食用綠茶萃取物並運動的小鼠，糞便的脂質和蛋白質含量更高，並觀察到其身體處理食物的方式也有些不同，科學家認為綠茶中的多酚與小腸分泌的消化酶相互作用後，會抑制部分食物中碳水化合物、脂肪和蛋白質的分解，因此若是老鼠不消化飲食中的脂肪，那麼這些東西就會透過老鼠的消化系統最終從糞便中排出。【延伸閱讀】蔬菜中的天然化合物有助於對抗脂肪肝 　　研究人員表示，食用綠茶萃取物結合運動的小鼠可能在某些與組成新粒線體相關的基因上有更高表現，而這些基因表現在研究人員了解綠茶多酚和運動共同作用於減輕脂肪肝沉積機制的可能標的物上扮演了關鍵角色。科學家測量了與能量代謝相關的基因，其在生物能量的利用上相當重要，並在攝取綠茶萃取物後進行鍛煉的小鼠身上，看到了先前不存在的基因表現量增加。然而目前還需要更多的研究來觀察減少肝臟沉積脂肪的效果是由於綠茶萃取物和運動所產生的協力作用，或僅僅是兩者疊加的成果展現。 　　在這個研究中，研究團隊證明了綠茶萃取物和運動一起實行可以顯著減少高脂飲食小鼠的體重並改善其心血管健康。但由於目前尚未進行人體試驗，評估兩者相結合的健康益處和風險，因此他們提醒那些決定自行嘗試的人們要謹慎行事，並表示相信人們應該多做運動，使用不含卡路里的低咖啡因減肥茶代替高熱量飲品，將兩者結合可能對人的健康有益，但是目前尚未有臨床數據能證明。