趨勢快訊 - 農業科技決策資訊平台

2020/02/21

柑橘黃龍病（Huanglongbing，HLB）是一種由Candidatus Liberibacter asiaticus的細菌引起的植物病害，這種細菌主要由亞洲柑橘木蝨(Asian citrus psyllid，學名Diaphorina citri)傳播，每年對美國柑橘產區造成嚴重的經濟損失，在過去13年中，美國已投入超過1億美金企圖解決問題。目前主要是使用殺蟲劑控制木蝨的族群數量與抑制傳播，藉此緩解疾病對柑橘產業的威脅，但收效不佳。由於此種疾病在樹木當中的潛伏期長，感染後數月到數年間不會有肉眼可見的明顯病徵，傳統上依靠監控人員的視覺觀察進行調查，後續再搭配PCR(聚合酶連鎖反應，Polymerase chain reaction)或其他檢測方法進行輔助，需耗費大量診斷時間、人力和財力進行採樣，急需尋找更有效率的早期檢測方式。【延伸閱讀】狗幫助及早發現作物病害　　犬隻的嗅覺系統靈敏，能幫助人類檢測許多氣味（例如炸藥、毒品、追蹤人類和獵物、在犯罪現場尋找屍體及犯罪者的氣味），故美國農業研究局（Agriculture research service，ARS）的研究人員便專門培訓了20隻檢測犬，品種包含比利時瑪利諾犬、德國牧羊犬、此兩種犬種的混種犬和史賓格犬。經過訓練後，這些狗能在病原接種樹木後的兩週內偵測出被感染的樹木，而且還能將這類病原菌與多種其他柑橘類病原區隔，且能夠直接嗅出病原位置，準確率超過99%。　　另外，研究人員使用流行病學模型進行模擬，測試通過犬隻、PCR和視覺調查在果園當中檢測10年感染的效果，發現既能維持種植面積又能長期獲利。但是犬隻也需要耗費時間進行識別訓練，且在高比例發病的環境下需要增加給予獎勵的時間，同時也降低檢測速度。因此，在操作上，建議病原高度流行區域可轉交給監管機構以採取適當的監管措施。而檢測犬可用於發病率高的區域，在早期發現病原的狀況下及時幫助清除受感染的樹木，以減少病原進一步傳播。相關研究發表於<Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)>

#柑橘黃龍病 #檢測技術 #犬隻 #早期發現 #病蟲害監控與管理

凱恩斯集團部長籲請WTO會員應繼續就農業境內支持議題進行談判

2020/02/20

世界貿易組織（World Trade Organization, WTO）農產品出口國澳洲、巴西等凱恩斯集團（Cairns group）籲請WTO會員應繼續就農業境內支持議題進行談判。　　凱恩斯集團於今（2020）年1月23日在瑞士達沃斯（Davos）召開部長會議，本次會議主要有阿根廷、澳洲、巴西、加拿大、哥倫比亞、瓜地馬拉、紐西蘭和烏拉圭等8個成員國部長與會，會後發表部長宣言，指出根據烏拉圭回合農業協定（Uraguay Round Agreement on Agriculture, URAA）第20條「改革的持續性」，「我們已承諾透過具體、漸進地削減農業支持和保護以達根本改革，以為國際農產品貿易創造一個公平的競爭環境。」基此，「我們應致力於在市場進入、出口競爭、境內支持和特定產品如棉花等議題上取得改革進展。否則，永續發展目標（Sustainable Development Goals）的實現可能會受到農產品市場扭曲的影響，並阻礙農民生計及其在這些市場發展與競爭的能力。」　　在境內支持方面，凱恩斯部長宣言指出，應以該集團提案作為農業貿易改革的第一步，「為此，我們應尋求WTO會員承諾以同意進行農業談判，並致力於2030年前，將目前全球農業具貿易與生產扭曲效果的境內支持措施總金額削減至少一半以上。該談判應涵蓋URAA第6條「境內支持」條文中具貿易與生產扭曲效果的所有形式之支持措施。」　　然而，因URAA第6條包含給予開發中國家會員的特殊與差別待遇（special and differential treatment, S&DT），因此包括南非、印尼與巴基斯坦等凱恩斯集團成員對上述凱恩斯集團提案仍有疑慮，擔心以第6條「境內支持」為改革範圍恐會減損開發中國家使用URAA第6條第2款的權益。根據URAA第6條第2款，開發中國家基於農業和鄉村發展所實施之農業投資補貼、農業生產因素補貼等可不計入農業境內總支持（Aggregate Measurement of Support, AMS）的補貼金額上限中。　　惟澳洲與巴西等凱恩斯集團主要成員在境內支持議題上一向與美國同一陣線，並以削減開發中國家在境內支持的彈性為其談判優先項目，尤其是削減URAA第6條第4款給予開發中國家特定與非特定產品的微量措施（de minimis）比例為主要目標。　　凱恩斯集團亦指出，目前包含WTO會員最終約束的AMS補貼上限金額及微量措施金額等在內的最具貿易扭曲效果之「全球琥珀色措施」（global amber box）總金額已由2001年的3,410億美元大幅增加到2016年的7,720億美元，其中大多數補貼集中在少數會員國中。倘若不進行農業境內支持措施改革，預估在2030年，「全球琥珀色措施」總金額可能達到2萬億美元。也因此，凱恩斯集團部長宣言籲請WTO會員應支持於今年6月在哈薩克舉行的第12屆WTO部長會議（The 12th WTO Ministerial Conference, MC12）中，應就境內支持議題達成實質改革承諾。農科院農業政策研究中心　陳逸潔、林厚和編譯備註：原文資料來源為Washington Trade Daily（2020/01/27）付費報導，故暫不提供連結，敬請見諒。

#凱恩斯集團 #烏拉圭回合農業協定 #農業境內總支持 #特殊與差別待遇 #微量措施 #琥珀色措施

歐洲最大的植物工廠將在土耳其安塔利亞開始進行作物生產

2020/02/20

植物工廠Farminova是由從事食品儲存、加工和冷藏技術業務的Cantek集團營運，集團公司董事長Can Hakan Karaca在接受Demirören News Agency（DHA）採訪時表示，由於世界人口正迅速增加，且農業用地正逐漸縮小，使得如何提供健康、永續種植和穩定價格的食物來源變得至關重要，故而他們發起一項創新計劃，將預計投入250萬歐元進行研究與開發，以建立歐洲最大植物工廠。　　Farminova可在沒有土壤和陽光的密閉區域種植作物，且可相較於一般耕種方式減少95％的灌溉用水量，並能於一年四季不間斷地進行生產，若種植作物需要使用農藥時亦不會造成自然環境與周邊生態之危害。而該植物工廠也將藉由人工智慧（AI）進行栽培管理，目前第一階段將開始進行生菜、芝麻菜、水芹、菠菜、百里香和羅勒等綠葉植物的生產，第二階段則以生產草莓和蘑菇為主，未來則將進行番茄、椒類和茄子等蔬菜作物生產。【延伸閱讀】微生物工廠於都市農業之相關應用　　藉由此計畫項目的推動，未來將可能防止天然土地被轉化為農業用地，並能幫助作物於種植過程中不受天氣與陽光等外在環境因素影響，以及提供健康和穩定食物價格的保證。Farminova不僅是可用於生產無害且無添加化學物質的健康農產品，在植物種苗的生產與促進種子開裂方面更具良好效果。於藥妝品原料的供應方面，也能在短時間內生產出高品質且健康的產品。目前他們正努力於數個國家積極推廣，同時期望5年內可在世界各地設置100家植物工廠，以協助這些地區能夠利用最少的能源與勞動力即可進行高效率的作物生產。

#植物工廠 #農業用地 #永續

生產過程更符合永續性的甜味劑

2020/02/19

荷蘭的Fooditive公司推出一種由蘋果和梨子製成的天然甜味劑，不含過敏原，可作為零卡路里的糖替代品，易於消化且不會造成牙齒侵蝕。公司強調，這種材料不僅具有價格競爭力，還提供了甜味劑在食品、飲料和藥品中的適用性，目前這家初創企業已經吸引了荷蘭合作銀行(Rabobank)的興趣，並且正在擴大規模。　　去年，Fooditive獲得荷蘭合作銀行（Rabobank）的創新貸款，目前正與Circulair合作，該組織致力於減少、再利用和回收廢棄物，其目標是到2030年將線性經濟轉變為循環經濟。去年籌集了超過100,000歐元(110,300美元)，在瑞典成立了分公司，未來還計劃將業務擴展到英國和約旦等地。　　這種甜味劑是通過發酵工程從蘋果和梨中萃取果糖所製成，再將其轉化為味道像糖的酮果糖(keto-fructose)甜味劑，並符合歐盟有機標準，也促使Fooditive獲得Skal認證。去年Fooditive與可持續性第三方生產公司Bodec合作，使得這種零卡路里的甜味劑可通過荷蘭超市送到消費者手中；今年將進一步擴散至荷蘭各地的食品和飲料公司，可能有助於解決人們對於糖攝取和食物浪費的隱憂，而甜味劑的清爽口感和安全性或許也是牙科產品以及製藥領域的理想選擇。【延伸閱讀】新型甜味劑Brazzein的生產突破　　英國早先為了改善國民健康與肥胖問題，對軟性飲料課徵糖稅的相關立法給產業帶來了壓力，而食用甜味劑可添加於軟性飲料、乳製品和烘焙食品當中，以減少其中的糖含量且維持甜味，但甜味劑市場也正面臨消化不良和風味的挑戰。Fooditive的甜味劑能夠使人們放心享用自己喜歡的甜食且不影響血糖，也不會引起像是麥芽糖醇和山梨糖醇等甜味劑導致的問題。　　在世界衛生組織（World Health Organization，WHO）營養指導專家諮詢小組（Nutrition Guidance Expert Advisory Group，NUGAG）發布關於非糖甜味劑攝入的準則草案之前，甜味劑及其安全性已經成為人們關注的焦點。創辦人Moayad Abushokhedim希望NUGAG能夠考慮甜味劑產業在支持製定減少每日總糖攝取量和卡路里攝入量策略中的作用，幫助降低肥胖的風險和患病率。

#甜味劑 #食品添加物 #農產品加工 #微生物應用

新型複合材料可幫助減少食源性疾病發生

2020/02/18

根據美國疾病管制和預防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的數據顯示，美國每年發生7,600萬例食源性疾病(foodborne illness)，並導致300,000例住院和5,000例死亡。考量於這類食源性疾病問題，許多研究人員致力於食物包裝材料的抗菌研發。在此篇研究中，研究人員採用支鏈澱粉所構成的生物性聚合物和聚乙烯（polyethylene，PE）製成的新型複合式抗菌膜，並於其中添加精氨酸月桂酸酯(lauric arginate)、百里酚(thymol)和乳酸鏈球菌素(nisin)等食品級抗菌素，測試這些抗菌膜接觸生牛肉、生雞胸肉或即時火雞肉後能否有效抑制沙門氏菌(Salmonella spp.)、李斯特菌(Listeria monocytogenes)、金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和產志賀毒素大腸桿菌(Shiga toxin-producing E. coli)等食源性病原增生。【延伸閱讀】適合紅肉的氣調式包裝技術研究結果顯示，在長達28天的真空冷藏(4℃)儲存下，添加精氨酸月桂酸酯(lauric arginate)所製成的抗菌膜能夠有效抑制食源性病原增生。PE塑膠在強度、透明度、透氣性和耐水性等表現都很搶眼，但卻不容易與支鏈澱粉結合，研究人員修改了支鏈澱粉的配方並改變了PE塑膠的疏水性，使得抗菌物質能夠附著。這類添加符合食品規範的抗菌物質所製成的複合式抗菌膜對肉製品或食品產業具有商業應用潛力，目前賓州農業科學大學 (College of Agricultural Sciences)已申請了複合式抗菌膜的臨時專利。未來實驗室將會評估複合式抗菌膜如何影響食品的保存期限，並調查消費者對於這種新型膜的看法。相關研究發表於<International Journal of Food Microbiology>。

#PE #抗菌膜 #生肉 #食品包裝 #食源性疾病 #農產品安全

類似樂高積木般可組裝的垂直耕作系統

2020/02/17

CES是邁向世界的創新舞臺，屬於全球最大的資訊技術和家用電器展覽會，而在CES 2020當中，出現了許多花園，其中最大的花園便是由韓國的智慧農場公司n.thing推出。n.thing的執行長Kim Hye-yeon表示，若是客戶提出土地和銷售計畫，公司就能根據其需求提供針對作物和生長環境的解決方案。目前主要客戶都是需要種植大量植物的公司，使用了Plant Cube種植的蔬菜。　　Planty Cube是一個模組化的垂直農場，形狀長得像貨櫃箱，能夠像樂高積木一樣進行拼接，減少安裝成本，客戶也能隨市場需求輕鬆擴大規模，在封閉且精確控制的環境中種植高品質蔬菜，並確保單位面積的產量比普通農田高出數十倍。而內部是由一排排架子組成的水耕系統，植栽架的寬度、長度和深度大約為2英寸，在播種後，電腦能監測植物健康並適當調整不同波長的LED光源、溫度和濕度來控制環境。　　另外，使用感測器收集植物數據的Planty cube系統也可以通過智慧型手機進行控制，內部由 CUBE OS根據耕種數據自動運行，所有伺服器均通過網路連接進行管理，感測器也能通過物聯網可快速測量環境並回報環境變化。【延伸閱讀】捷運站裡有「地下農場」，效率比傳農快40倍！　　這樣的生長系統可以在許多不同的環境中使用，不受外在氣候條件影響，可幫助農民生產當地無法種植的植物，且因自動化程度高，可減少持續監控植物狀況的人力，有效降低垂直農業的進入門檻與人工經驗的偏差性。另外，顧客可掃描產品上的QR code檢視作物的生產過程，所生產的作物也因免除外在條件的汙染，可以不經洗滌直接食用，相較於傳統農業而言，這類準確控制資源投入的方式或許更加具有永續性。

#感測元件 #垂直農業 #環境監控

法國生物性廢棄物在隔熱材料領域中找到第二生命

2020/02/15

法國許多中小企業開始使用大麻、釀酒穀物和果皮等這類生物性副產物或廢棄物生產「生物基(bio-based)」天然的隔熱材料，而這些以前未曾被重新利用的環保素材正逐漸取代常規性的熱絕緣材料。　　在法國和歐洲發展生物經濟的同時，隨著近期通過的關於廢棄物和循環經濟法案，廢棄物的處理問題也日益顯現。最近，許多法國中小型企業正在重新利用農業與食品產業的廢棄物以促進建築物的隔熱效果，而非直接將其丟棄。生物經濟(bioeconomy)涵蓋了所有生產、使用和加工生物資源相關的所有活動，且能夠針對社會上的食物、材料、能源等需求提供更為永續性的解決方式。　　法國最新的生物經濟戰略更加關注循環經濟的概念，而非僅只是利用生物性能源，目的是加強和擴大歐洲正處於活躍的生物基產業；另外也特別鎖定了與食品無關的生物經濟發展，在策略中包含設立了歐洲生物基產品的相關標籤，並規定產品內含生物基材料的最少量（70％用於半剛性絕緣），並推動生物基產品進入市場，鼓勵政府機關和公共機構（如醫院、學校等）使用。根據AgriDées提供的數據，歐盟生物經濟份額約為2.1萬億歐元，法國在市場上的份額達到3,160億歐元，成為僅次於德國的第二大市場。　　在法國，使用生物基(bio-based)產品的天然隔熱產業已經開始發展，例如布列塔尼的Cellaouate自2009年以來一直在回收報紙以生產隔熱板。近年來也有使用稻米、小麥或蕎麥副產物等開發天然絕緣材料的新形式，與傳統的隔熱材料（如玻璃棉）相比，這些生物基材料更能促進碳平衡，而比起一般的生物性產品（如稻稈等）相比，可燃性也更低。【延伸閱讀】自癒性真菌混凝土幫助修復老化混擬土裂縫　　穀類作物的外殼通常不會被生產者使用，這些材料能夠製成絕緣球(insulating balls)。在法國西北部已開始有蕎麥殼和大麥殼出現在市場當中，PACA地區(普羅旺斯-阿爾卑斯-藍色海岸)市場也開始有小麥出現。而稻殼通常做為動物墊料和田間覆蓋所用，具有顯著的隔熱優勢，被認為是市場上最便宜的絕緣子之一，具有耐濕性、低易燃性、良好的散熱能力等優點，例如Balleconcept就使用Camargue地區所生產的稻米廢棄物製作成不同尺寸的絕緣靴。

#生物經濟 #廢棄物利用 #穀物

探討輪作如何幫助防治作物病蟲害的模型

2020/02/14

在農業生產上，病蟲害、土壤養分失衡、土壤狀態惡化等情況會威脅作物產量及農民後續收益，因此需要透過輪作(或稱輪耕)進行改善。早期農民就已有使用田間輪作維持作物健康的習慣，但隨著世界人口不斷增加，現在的農業更需要解決糧食供應和病蟲害的雙重問題，化肥、農藥能幫助農民獲得高收益，但卻不具永續性。而輪作是一種永續農業的方式，故本次德國Max Planck Institute for Evolutionary Biology就開發整合生物演化論的計算模型，希望可藉由這項研究，配合其他更符合永續的農作方式（例如減少農藥用量和實行生物防治）提高農業效率。　　在收穫季節，病原可能會入侵田間並損害農作物，進而降低預期產量。為了更了解輪作如何預防病蟲害，研究人員建立了一個基本模型，包含了不同季節的土壤品質、產量與農家現金收益，並考量在生態時間尺度上的演化動力學，用來探討最適合控制病原的農作物輪作策略。研究結果顯示，長期輪作的結果取決於收穫季節維持土壤品質和減緩病原進化的能力，且經過模擬，推行合理化的輪作雖無法完全防止農作物被感染，但可以有效延緩更高毒性病原的進化速度。【延伸閱讀】模擬結果揭示全球氣候變遷對全球香蕉產業的影響　　這樣的模型研究結果雖然簡化了決策過程，但也提供新的方式綜合評估作物田間特徵、流行病學和病原進化等狀況，並與經濟收益連結，未來也可能將這樣的模型用在於其他特定作物的輪作模式探討，或是評估新型病蟲害控制技術的成效等。相關研究發表於<PLOS Computational Biology>

#輪作 #輪耕 #病原進化 #環境友善

遙測技術應用於玉米田的氮肥管理

2020/02/13

現代農業講求資源利用的效率，施用過量的化學肥料，未被作物吸收的養分可能透過揮發、脫氮作用、淋溶作用和徑流等引發環境問題。對作物進行肥料管理能夠有效避免養分逆境(nutrient stress)，使作物發揮最大的生產潛力，並確保環境永續。　　在氮肥管理上，施用時機和用量是兩大關鍵要素，美國玉米帶的農民普遍會在春季和/或秋季施用大量氮肥，可能導致大雨過後，氮肥隨著雨水流出，反而造成作物生長後期的氮缺乏，後期追肥的時機與用量拿捏便顯得十分重要。過去已開發出數種檢測氮的方法，包含植株外觀檢查、組織分析和使用葉綠素儀分析等，但這些方法較需要豐富的判斷經驗，且難以進行大面積且長期的追蹤，部分研究人員就將希望放在遙測技術。此次伊利諾大學(University of Illinois)就測試了無人機(unmanned aerial vehicle，UAV)與立方衛星(CubeSat)應用於玉米田的監測潛力。　　現有的衛星技術難以同時實現高空間分辨率和高拍攝頻率。而無人機可以即時檢測營養狀況，但只能於當地拍攝，兩者各有使用限制。CubeSat則填補了現有衛星技術與無人機之間的鴻溝，這種小型衛星的拍攝分辨率可以縮小到3公尺，且每隔幾天就會重新拍攝同一位置，目前約有100顆這類的小型衛星正在運行，故即時監測範圍可以比無人機更為廣闊。【延伸閱讀】美國使用光學遙測技術監測大豆的光合作用　　因玉米葉綠素含量是氮含量的替代性指標，研究人員針對玉米葉綠素含量進行監測不同的氮肥施用量與施肥時間所導致的變化。結果發現，無論是無人機或是CubeSat都可以用於追蹤玉米的氮肥需求變化，且結果與葉片實際採樣的測量值非常相近。透過這樣的新興技術開發，能夠提供更好的肥料管理工具，幫助農民及早訂定肥料的施用決策，以更有效率的管理方式降低成本、增加產量，並促進農業環境永續。相關研究發表於< IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing>。

#玉米 #氮肥施用 #肥培管理 #立方衛星 #無人載具 #精準農業

【循環】葡萄牙利用100％的食用油作為大眾運輸燃料

2020/02/11

作為<Clean Energy for All Europeans>計畫的一部分，歐盟成員國修訂了《可再生能源指令(Renewable Energy Directive)》，以促進可再生能源的使用並幫助歐盟履行《巴黎協定(Paris Agreement)》所規定的義務。歐盟決定為交通運輸中的可再生能源設定14％的目標，其中3.5％應保留給先進生質燃料 (advanced biofuel)。【延伸閱讀】海藻能否能扮演提供永續性生物燃料的角色　　葡萄牙國務卿JoséMendes於2018年12月在COP24上表示，應思考各種具永續性方法以降低交通運輸中的碳排放，包括使用生物燃料和電動汽車。另外，2019年葡萄牙政府也將生物燃料的使用量從7％強制性提高到10％。　　在生物燃料方面，葡萄牙里斯本的公共運輸公司Carris與Prio（葡萄牙先進燃料和生物燃料商）合作展開Powered by Biodiesel計畫，此計畫旨在通過利用100％使用過的食用油（used cooking oils，UCO）促進葡萄牙首都的永續交通發展。第一階段於2018年7月開始，先以三輛公車進行試驗(路線從Serafina到Marquis of Pomba)，以生物燃料B100運行；第二階段則於12月開始，增加至六輛公車。　　Prio執行董事Emanuel Proença表示：Prio透過特殊的開發與生產技術製造出了生物燃料B100，現在B100已應用於主要公共運輸路線。B100與柴油類似，但可減少83%的溫室氣體排放量，里斯本也因而獲得2020年歐洲綠色首都獎。Proença認為，透過此計畫，Carris能夠立即更換石化燃料，不需要再付出額外的資金改裝公車。　　Prio從全國600個回收箱與歐洲其他地方收集UCO，且打算繼續發展收集網路。而這些UCO最終會送到葡萄牙Aveiro港口的工廠中，工廠每年可處理超過80,000,000 公升的UCO，這是現今最具有環境效益的液體燃料生產方法，對環境、能源轉型和歐盟整體經濟具有顯而易見的好處。　　Carris總監JoãoVieira表示：我們希望了解客戶和其他城市利益相關者對此計畫有何反應，我們也已在第一階段解決了所有技術問題。在此之前，我們將對測試進行全面評估，以確定我們是否要招標購買這類燃料，以及是否要從這樣的測試計畫轉變為常規性的使用。

#生物燃料 #生質材料 #廢食用油

【循環】將食物廢棄物轉化為能源的簡化方法

2020/02/10

根據美國農業部的數據顯示，美國人丟棄高達40％的食物，每年價值約2,000億美元。基於環境永續發展與資源循環利用的理念，需要尋找其他方式處理被丟棄的食物。部分科學家則將目標放在生質能源的轉化，運用微生物的力量將食物殘渣(也就是生物質)轉化成氫氣、醇類或其他乾淨的燃料，燃燒後只會產生水和二氧化碳。透過這樣的方式，能促進丟棄食物的利用效率，燃燒生質能源也能避免釋放額外的二氧化碳到大氣當中，延緩溫室效應。　　美國普渡大學（Purdue University）的研究人員則採用了一種簡單的新方法，可以幫助減少浪費的食物量，並提供另一種可再生的乾淨能源。這種新方法使用酵母菌分解食物殘渣以純化氫氣，以最少的預處理步驟重複使用食物垃圾。將食物絞碎後放入發酵反應槽中，再使用專門技術，大約經過18-24小時內就可產生氫氣，比起其他方法所需的時間要快得多；且與現有方法相比，從食物廢棄物中轉化氫氣的效率提高達20％-25％，並免除爆炸的風險。另外，此方法也易與太陽能技術結合，形成獨立的能量來源，供給農業和運輸業應用。【延伸閱讀】把水果副產物穿戴在身上的新利用方式　　目前團隊正透過普渡研究基金會技術商業化辦公室(Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization)申請專利，雖然以這種生產再生性能源的方式能適當地利用即將被丟棄的廢棄物，但仍需盡量減少食物浪費，才是真正珍惜資源的最佳作法。

#氫氣 #可再生能源 #食物浪費 #生質材料 #環境友善

精油中的特殊化合物可促進傷口癒合

2020/02/07

日常生活中難免會造成傷口，傷口癒合則需要經過一系列過程，包含止血、發炎、細胞增生、新的皮膚或疤痕形成，才能恢復受傷組織的完整性。另外，長期以來，香草植物的萃取物(例如精油)常被用於紓緩壓力、疼痛並促進傷口或疾病的修復；而植物萃取精油當中的成分複雜，若要深度探究功能性的來源，則需針對不同化合物一一了解其作用機制。美國印第安納大學(Indiana University)本次就針對Beta-caryophyllene探討其影響傷口癒合的方式。【延伸閱讀】魚鱗膠原蛋白有助血管傷口癒合 Beta-caryophyllene是一種存在於薰衣草(lavender)、迷迭香(rosemary)和依蘭依蘭(ylang ylang)等植物中的化合物，具有特殊氣味，也是CB2受體(cannabinoid receptor 2)的活化劑，而CB2受體活化具有減緩疼痛感與促進傷口癒合的作用，因此研究人員假設Beta-caryophyllene可藉由減少發炎以促進傷口癒合。透過動物實驗發現，Beta-caryophyllene可有效促進小鼠的傷口細胞增殖(proliferation)、遷移(migration)與再上皮化(re-epithelialization)現象，並刺激毛囊幹細胞的基因表現，藉由多種協同作用幫助小鼠再生新的皮膚與毛髮，而不是只透過CB2機制，且其中沒有嗅覺系統參與。目前的結果或許可提供精油於多面向應用的參考方向，但作者認為後續還需要更多研究以完整了解Beta-caryophyllene的作用機制，且此項研究只針對特殊化合物與特定濃度進行，故不建議大眾只使用任何精油治療傷口。該研究發表在<PLoS ONE>。

#精油 #傷口癒合 #功效性測試

歐盟新任農業專員發言欲促進有機農業

2020/02/05

在2019年歐盟農業展望會議-Sustainability from Farm to Fork中，歐盟農業和農村發展專員Janusz Wojciechowski強調了對有機農業的重視，並盡可能減少集約化耕作，包括降低農藥和肥料的集約化使用。這需要制定適當的行動計畫進行推動，研究有機生產如何幫助農業食品部門改善整體農業食品供應鏈的永續性，將能夠對歐盟「從農場到餐桌的戰略(Farm to Fork strategy)」提出貢獻。【延伸閱讀】打造地方生態與農業共享的田園地景　　Wojciechowski表示，歐盟的200,000個農場中有超過1,200萬公頃從事有機產品生產，但是歐盟成員國間有機食品的生產和市場消費的差異很大，有機產品消費率在0.5％到10％之間。對於許多消費者而言，有機農業的產品價格會構成消費障礙，使得歐洲市場在推行有機農業產品時受到阻礙，故應該有適當的干預手段以支持有機農業，無論是在農民端、消費端，或是有機食品的推廣上。　　Wojciechowski演講的另一個重點是青農獲得土地的權利，目前歐洲有一半以上的農田由55歲以上的農民管理，近三分之一由65歲以上的農民管理。相比之下，35歲以下的農民管理的總土地面積只有6％，土地取得的可負擔程度成為了農業新進從業人員的最大障礙。　　除此之外，運輸也是另一個主要問題，許多原料和動物進口採用長途運輸，未來委員會將持續致力於縮短從農場到餐桌的距離，以增加歐洲農業實現自給自足的機會。

#有機農業 #農產品安全 #青農 #土地取得

自動授粉機能有效提升作物產量

2020/02/03

許多作物在開花期需要依靠風力、雨水或動物幫助完成授粉，才能達到一定的產量，維持農民收益。然而，受到氣候變遷、農藥過度施用等影響，蜂群數量正在逐漸下降，也連帶影響蟲媒作物產量，威脅全球糧食安全。部分農民只好額外採用人工授粉的方式以確保後續產量的穩定，而針對大規模種植的商業化作物，則需要更有效率的人工授粉方式。　　現在，以色列公司Edete則建立了一個點到點的授粉服務（APaS），系統模仿蜜蜂的授粉行為，具有收集和散布花粉兩大部分。首先在花粉收集方面，Edete用機械方法收集花朵，並分離出花粉，再使用專門技術將具有活性、可發芽的花粉保存一年以上，進而解決了作物開花期不同步的問題，以此確保開花期不同的商業品種都有辦法進行良好的授粉，保證提升農作物產量。　　在散布花粉方面，於作物開花期間，將儲存好的花粉裝入Edete專用的高效人工授粉機中，機器會將乾燥花粉散布在樹木上。公司的第三代授粉機使用光學雷達(light detection and ranging，LIDAR)感測樹的輪廓，並使用演算法盡量接近目標樹木。Edete的授粉機無論在白天或夜晚的任何溫度下都可以進行操作，能夠快速、完整地散布花粉到範圍內的盛開花朵上，目前以於現場測試中提升了杏仁的產量。【延伸閱讀】2025年的日本政府是否能讓所有農戶數據化？　　根據估計，至2050年世界人口會增加到九十多億，因應逐漸增長的糧食需求十分重要。目前Edete 已在以色列和澳洲建立了花粉生產設施，並與杏仁市場的主要生產者建立了合作關係，未來也將試圖為落葉果樹授粉，幫助提高梨子、蘋果、櫻桃，杏子等其他作物的產量，防止糧食短缺的危機。

#人工授粉 #糧食安全 #蜜蜂 #生產技術 #自動化機械

透過小型植栽減少工作壓力

2020/01/30

依據日本厚生勞動省(Ministry of Health, Labour and Welfare)2016年對產業安全與健康進行的調查結果顯示，有59.5％的員工遇到與工作有關的問題，可能會感到高壓、困擾和焦慮。在日本，預防工作者心理健康失調的重要性不斷提高，隨著對改善心理健康的需求越來越大，在辦公室環境中從事綠化布置的情形也越加普遍。　　日本兵庫縣立大學(University of Hyogo)此次針對實際的辦公室環境進行研究，探討33位男性與30位女性辦公室人員進行桌面綠化的壓力改善情形，受試者可以依據自身喜好選擇喜愛的盆栽(bonsai)、空氣植栽(air plant)或苔玉(kokedama)並學習照顧植物，在感到疲勞時凝視植栽3分鐘。而研究人員則利用特質焦慮量表(State-Trait Anxiety Inventory)與脈搏頻率，在為期4週的實驗中收集參與者心理和生理方面的壓力感受資訊。　　研究發現，在辦公桌前放置小型植栽有助於降低工作人員的心理壓力，且與受試者年齡或喜好植物選擇並無相關，推測讓受試者自己選擇與照顧植栽的方式可以增進與植物的互動關係，這樣的參與模式可能會促進人們從壓力中恢復，且3分鐘的休息時間也能讓受試者將注意力從工作中轉移到植物，改善心理健康。【延伸閱讀】打造全方位自然體驗的療癒都市　　以上結果對從事室內植物種植和銷售的企業而言，透過植物協助維持上班族的心理健康或許具有市場潛力。另外，未來也將進一步研究其他的紓壓方法以及對不同工作場所的影響，例如專注力、任務績效和生產效率的改善。相關研究發表於< HortTechnology>。

#工作場所 #紓壓 #小型植栽 #療育 #都市農業 #綠化

麵包蟲可消化含有有毒添加物的塑膠製品

2020/01/29

自開發以來，塑膠在生活中受到廣泛使用，同時也產生嚴重的環境問題，近年來人們對於環境中塑膠污染的認識程度提升，但對於塑膠製造過程中所使用的有毒添加物的關注性卻較低。光是2015年，就有將近2,500萬噸的化學物質添加到塑膠中，例如聚苯乙烯塑膠類製品(Polystyrene，簡稱PS)於製造過程中會添加六溴環十二烷(hexabromocyclododecane，簡稱HBCD)作為阻燃劑，而HBCD的結構穩定，於環境中不易降解，可能對健康和環境產生嚴重影響。因此，歐盟已計劃禁止使用HBCD，而美國環境保護署正在評估其風險。　　麵包蟲(mealworm)飼養容易，常作為雞、蛇、魚、蝦等動物的飼料來源之一，也能以塑膠為食。過往研究曾發現麵包蟲腸道中的微生物會在消化過程中分解塑膠，雖然這樣的發現可能有助於解決塑膠廢棄物問題，但在開發處理塑膠廢棄物的新技術時，也應一併考量有毒添加物的分解與生物累積狀況。【延伸閱讀】日本農業基礎研究逐步落實於社會應用　　史丹佛大學的研究人員就利用實驗觀察麵包蟲分解PS塑膠的情形，發現麵包蟲所吃下的塑膠有一半變成排泄物，另一半則轉化成二氧化碳排出。而且，麵包蟲吃下塑膠後的24小時排出了90%的HBCD，48小時候基本上就將HBCD全數排出，麵包蟲的健康狀況不受影響。另外，若將這些麵包蟲拿去餵食白蝦(litopenaeus vannamei)，白蝦的健康狀況也同樣不受影響，顯示麵包蟲腸道可能在濃縮和去除HBCD的過程中扮演重要角色，使得麵包蟲就算吃下HBCD也不會在體內累積與進入食物鏈。　　研究人員表示，HBCD經過麵包蟲後仍具有危害，若是未來要使用麵包蟲作為處理塑膠廢棄物的手段，必須思考與採用其他更具生物分解性的替代材料，並必須減少這種一次性產品的依賴性。相關研究發表於< Environmental Science & Technology>。

#白蝦 #麵包蟲 #塑膠 #廢棄物利用 #環境永續

福特公司開發咖啡糠於汽車零件的多元用途

2020/01/27

麥當勞每年生產超過6,200萬磅的咖啡糠，也就是在咖啡豆烘培過程中脫落而未使用的外皮，通常會直接作為廢棄物運往垃圾場丟棄，但現在福特公司替這些咖啡糠找到了全新用途。麥當勞與福特的研究團隊合作，此團隊已經使用龍舌蘭、小麥、番茄，甚至牛仔布副產品來製造汽車零件，研究團隊發現，咖啡糠可以用於製造汽車零件，特別是需要承受高溫的部分，例如車前燈和汽車電池蓋。　　福特公司的車前燈主要由塑膠和滑石製成，但現在可以使用咖啡糠取代部份滑石粉，可使零件的重量減輕20％，且持久性與滑石粉相比毫不遜色。當咖啡糠與塑膠和其他添加劑混合並加熱至高溫時，可以塑型成各種形狀，並比起過往的材料減少25％的能源使用。【延伸閱讀】椰棗廢棄纖維織再應用成為輕量化材料之首選　　首先在咖啡產地—南美洲收集咖啡豆，然後將其運送到烘焙機，收集烘烤機烘烤咖啡豆時所脫落的表皮。收集咖啡糠後，將其運至加拿大安大略省的生物技術公司Competitive Green Technologies，將咖啡糠和塑膠混合。混合後的材料會運送至Varroc公司，採用射出成型(injection molding)技術，在機器中將材料與塑膠混合加熱，在模具中高壓定型並組裝成車前燈，每個車前燈需要花費30到60秒才能形成，最後一步是將大燈運送至福特，並安裝到汽車上。　　福特於2019年12月開始在林肯大陸(Lincoln Continental)汽車上安裝，預期其他車型也將陸續推出。但目前還無法完全消除環境問題，因某些零件仍由塑膠製成，當汽車使用壽命結束時，仍會回到環境當中。福特計劃透過可回收塑膠代替傳統塑膠以減少廢棄物產生，且資源永續利用之研發仍在持續，希望到2035年時能在車輛上使用100％可回收的永續性塑膠。

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使用全基因組關聯分析大豆中的菌根菌定殖基因

2020/01/24

叢枝菌根菌(arbuscular mycorrhizal fungi，簡稱AMF)是指能與植物根系結合共生的真菌，可以幫助植物吸收土壤中的磷、氮、水分與微量營養素，提升植物的耐旱性與對病蟲害的抵抗能力，而植物則會提供一部分的糖進行交換。通常土壤中會存在天然的菌，大約有80%的陸生植物都與AMF有關，市面上也具有商業化的菌根據可供田間施用。　　在真菌孢子於土壤中發芽之前，根系定殖(root colonization)的過程就已經開始了。植物根系會散發出特殊的化學物質，觸發真菌孢子發芽並朝向植物根部生長。當真菌與植物接觸後，植物中就會發生一系列複雜的反應，進而停止了對入侵物防禦，允許真菌進入根部並產生微小的樹狀結構，也就是叢枝(arbuscules)，這也是真菌和植物交換糖和營養素的地方。【延伸閱讀】改良酵母菌株可以減輕疲勞　　與大多數植物一樣，大豆也能與AMF進行配對與共生，但究竟是那些基因可控制AMF定殖於大豆中，仍需進行更多研究。伊利諾大學(University of Illinois)則使用全基因組關聯分析(genome-wide association analysis)來確定與大豆菌根定殖相關的基因組區域。研究人員在裝有菌根菌(Rhizophagus intraradices)孢子的盆中種植了350種不同基因型的大豆，六週後於顯微鏡下觀察植物根部以評估定殖狀況，並比較了這些大豆基因組的差異性，找出六個性狀基因座(quantitative trait loci，QTL)，而這些基因座內包含了nodulin protein families和其他基因。　　透過研究能夠了解哪些基因與菌根菌定殖具有相關性，能幫助育種者開發出對菌根菌更具親和力的大豆品種，幫助大豆提升養分吸收、耐旱和抗病能力。

#大豆 #菌根菌 #基因體學