埃及斑蚊(Aedes aegypti)是許多病毒傳染的媒介，例如：近年國人聞之色變的登革病毒(Dengue virus)，或是自境外移入的茲卡病毒(Zika virus)、黃熱病毒(Yellow fever virus)、屈公病毒(Chikungunya virus)等，皆可藉埃及斑蚊進行疾病傳播。為此，如何有效地消滅病媒蚊，將是有關單位防治的重點。由於在埃及斑蚊的生活史中，卵、幼蟲、蛹等多數發育過程皆在水中生活，因此若能破壞病媒蚊生長的環境，將有助於杜絕病媒蚊的孳生。除了清除天然、人工積水容器，亦可在不易清除的容器中投入一定劑量的殺幼蟲藥(larvicide)，針對尚在幼蟲時期的蚊蟲予以防治。而進一步開發出環保且有效的藥劑將是提升防疫效能的一大關鍵。巴西坎皮納斯州立大學(University of Campinas)的研究團隊將玉米澱粉(corn starch)開發做為藥劑包覆原料，並利用微膠囊包覆技術(microencapsulation)將投放藥劑包覆其中，以達到藥劑緩釋的效果。 　　研究團隊主要以百里香精油(thyme essential oil，簡稱TEO)做為防治埃及斑蚊的殺幼蟲藥，改良其中的藥物控制釋放系統(system for controlled release)，使用玉米澱粉做為藥劑包覆的材料。由於玉米澱粉具有穩定溶解、環保、便宜、易取得、可大量生產等優點，因此成了研究團隊選擇以此做為包覆材料的關鍵。在最初的研究中，研究團隊必須克服玉米澱粉易溶於水的特性，在嘗試了1.8-76%等不同直鏈澱粉的比例後，最終配比出最佳比例的包覆材料，在結合濃度31μg/ml的百里香精油後，研製成小顆粒狀的緩釋型藥劑。研究團隊在初步的研究數據顯示，顆粒狀藥物在初始投藥到水中時，僅20%的百里香精油被釋放到目標水域中，在經10天緩慢釋放殺蟲後，可達100%的滅蟲率。【延伸閱讀】研究蘭花香味的化學成分能在未來提供新型驅蚊劑的開發方向 　　研究團隊以可生物降解的玉米澱粉做為包覆藥劑的材料，並改良其中的藥物控制釋放系統，使藥劑在施用的過程中更有效率，達到蚊媒防治的目的。此外，該藥劑仍可在乾燥一段時間後發揮原本的控制釋放系統，顯示該藥物顆粒可預先投放在可能會淹水之處，進行有效的病媒蚊預防作業。 　　該研究由聖保羅研究基金會(São Paulo Research Foundation，簡稱FAPESP)與CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior)資助，相關研發成果已發表在<Industrial Crops & Products>。

碳排放是造成全球暖化的主因之一，除了增加行光合作用固定大氣二氧化碳的植物的做法外，鮮少人意識到地表下的土壤結構及組成同為減緩全球暖化的重要關鍵。美國密西根州立大學(Michigan State University)的最新研究發現，由不同物種所構成的作物系統(cropping system)將會影響地表下土壤顆粒孔隙生成的大小，進而改變土壤碳儲存的能力。 　　密西根州立大學的研究團隊將農地依作物類型及用途分成5大作物系統，再利用X射線微斷層掃描技術(X-ray micro-tomography)判斷土壤顆粒之間的孔隙大小與結構，並以微酵素圖譜(micro-scale enzyme mapping)檢測不同孔隙大小所含的微生物酵素活性。在歷時長達9年的研究後，研究團隊找出在生物與環境交互作用下，影響碳物質循環的重要證據。研究團隊發現，有別於以往學界所認為影響土壤碳儲存能力的關鍵，並非由土壤顆粒聚集的型式(cluster of soil particles)所造成，而是在於土壤顆粒間生成的孔隙大小及結構。 　　除此之外，研究也發現具有生物多樣性高的作物系統，通常伴隨較複雜的根系及微生物相，並生成較多適合碳儲存的孔隙。即多種植物組成的作物系統通常也意味著地表下可儲存較多的碳。研究團隊推論，這樣的原因是因不同大小孔隙會影響土壤微生物的生長及活性，透過微酵素圖譜分析其中的酵素活性可以發現，土壤顆粒間孔隙介於30-150微米是微生物生長的良好微環境，在這樣的情況下可檢測到較高的生物酵素活性。 　　簡而言之，未來農業經營若希望朝向增加土壤碳含量的目標前進，可先從增加地表植物的多樣性開始。研究團隊也建議可藉由作物育種的方式，培育出具特定特徵的根系品種，種植後藉此增加土壤內的碳含量。【延伸閱讀】新型螢光生物感測器可以檢測水和土壤樣本中的嘉磷塞除草劑 　　該研究可望改變人們以往的認知，透過長年的研究闡述生物多樣性與土壤碳儲存能力之間的關聯性及重要性，並進而應用在對抗全球暖化等全球議題上。 　　該研究由美國國家科學基金會(National Science Foundation)、美國能源部(U.S. Department of Energy)等單位資助，相關研究成果已發表在<Nature Communications>。

臺茶18號臺灣茶樹的代表樹種之一，它是雜交品種，其親本則是台灣原生種茶樹，就是茶葉改良場8月6日正式發表的「臺茶24號」，它被研究人員暱稱為「臺灣茶葉界的櫻花鉤吻鮭」，今年6月正式通過命名，品系代號為「臺東永康1號」，是目前臺茶系列唯一臺灣原生山茶的茶樹品種。雖然原生茶樹品種，但這品種仍是得來不易，經過19年才成功育種，適合在平地栽種、機器採收、生長勢強、產量是一般茶樹品種的2倍，很有特色也相當具有商業價值。 　　都已是臺茶18號的親本了，為何還藏了它19年才推出？茶改場場長蘇宗振說明取得這品種的經過，臺茶24號實是得來不易。民國89年，茶改場臺東分場深入臺東縣延平鄉泰平山區，進行原生山茶的調查與標記，經過扦插繁殖種植，並進行馴化栽培試驗，同時還尋求平地種植的可行性，經過19年，透過試驗程序、歷經單株選拔與優良品系比較試驗，才算是育種成功。 　　臺茶24號適合平地種植，對環境保護、水土保持具有特別的意義，因為現在茶園多是在山坡上或高山上，茶園必須另做水土保持，能適種於平地的茶樹品種就不必再往山上種，可以保護山林；同時，還適合機器採收，採茶就不須依賴愈來愈貴且愈來愈難找的人力。蘇宗振同時表示，臺茶24號1年可以採收6次，每公頃茶乾產量2噸，是一般茶樹品種的2倍，不論是機收還是產量，對農民而言，都能讓他們達到穩定的收益。 　　分析臺茶24號的特性，它是由臺灣山茶單株選拔，植株不怕冷不怕旱，抗病蟲性強，田間管理上能免除農藥殘留疑慮，茶菁可以製成綠茶也能製成紅茶，有著杏仁、咖啡、蕈菇等獨特香氣。茶改場也分析了臺茶24號的茶湯成分，咖啡因含量比臺茶18號及其他山茶品系來得低，嫩葉及老葉各含有高量的總游離胺基酸，它與茶湯滋味及香氣有關；具有較低總兒茶素，茶湯喝起來較不澀。 　　不過，最快要等3年後，消費者才買得到它。蘇宗振說，品種剛完成命名，後續還要申請品種權，需要1年阡插苗的繁殖後，明年才會大量推廣給茶農種植，所以最快3年後，消費者可以買得到臺茶24號。雖然臺茶24號全臺適種，但會先從花東開始推廣，因為它的起源是臺東山區，所以希望從原始點擴大，未來全臺平地都可以推廣種植，因為非常適合機採，對於現在需要省工作業方式導入的茶葉生產，是很好的選擇。 　　臺茶24號除了有商業價值，還深具學術意義。茶改場深入臺東山區尋找原生山茶的調查及標記，當然也為臺灣24號做DNA鑑定，確認它在DNA層次上屬於臺灣山茶的一個變種，是冰河時期遺留下來的植物，具有學術上及保育上的意義與價值，也因此而被譽為臺灣茶葉界的櫻花鉤吻鮭。蘇宗振說，借由平地種植，把具有學術性、商業性的茶葉，推廣出去；就學術層面而言，可以給它真正的身分，擴大育種的資源。 臺灣原生種茶樹臺茶24號正式亮相，明年底推廣種植，1年可採收6次，每公頃茶乾產量2噸。   臺茶24號植株   臺茶24號葉片特徵、製成茶葉後的外觀及茶湯（茶改場）

土壤劣化(soil degradation)成為全球糧食安全的主要元兇之一，據統計每年約1,200萬的農地因土壤侵蝕(soil erosion)，導致土壤流失進而造成農地土壤劣化。英國普利茅斯大學(University of Plymouth)的研究團隊便運用廢棄物、生物炭(biochar)等物質，希望能藉此增加土壤肥力並彌補土壤流失造成的糧食安全問題。 　　研究團隊首先將農園藝生產所產生的綠色廢棄物(green waste)、天然礦物質等成分預先混和成人造土壤(manufactured soil)，再將混入不同比例的生物炭到人造土壤中，經過一段時間後，觀察人造土壤經不同生物炭濃度處理下，營養素成分的變化。經分析土壤組成分發現，額外提供生物炭的土壤，可保留一定比例的氮元素，避免其隨著水分流失而消逝，此外更額外獲得充足的碳源。 　　研究團隊推測生物炭造成土壤氮滯留(nitrogen retention)的原因為：1)土壤中的離子交換率提升、2)生物炭的孔隙提供分子滯留所需的空間、3)生物炭供微生物利用後，提高土壤的濕度與、土壤整體表面積並改變pH值。上述原因造成土壤中的營養素提升，農民便可減少肥料的用量。【延伸閱讀】生物炭可替代不可再生的泥炭苔 　　研究團隊將廢棄物轉化為人造土壤原料的再利用做法，可同時解決工業廢棄物積累及都市人為活動產生的都市廢棄物問題，並將之應用在受侵蝕的農地上。人造土壤與生物炭結合的應用已被證實可提升土壤永續性，同時也能用在都市地區，可做為綠地表土(topsoil)並應用在都市園藝、都市農業、療育農業等方面。 　　該研究由伊甸園計畫(Eden Project)、FABsoil project等計畫支持，相關研究成果已發表在<Science of the Total Environment>。

歷年的氣候資訊紛紛表明，全球極端氣候(climate extreme)發生的頻率及強度均有上升的趨勢。除了各地天災不斷，造成人員傷亡及財產損失外，另一個受衝擊的對象則為靠天吃飯的農業。雖然多數人都知曉極端氣候對農事生產造成的衝擊，然而鮮少有研究討論可能受影響之區域、災損規模等潛勢分析及預測。有鑑於此，日本農研機構(原文：国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構；英文：National Agriculture and Food Research Organization，單位縮寫：NARO)的研究團隊便深入分析乾旱指數(drought index)與農糧收穫資料，並首度將完整的分析結果公開發表。【延伸閱讀】智慧隨機模型可預測氣候變化下的土壤水分 　　為釐清近年實際由於氣候乾旱而導致的農產損失，研究團隊鎖定1983-2009年間的歷史氣候資料及作物生產數據，分別將玉米、水稻、大豆、小麥等常見作物的收穫量與乾旱指數、年降雨等氣候數據進行線性回歸及相關的統計分析。分析結果顯示，乾旱約影響全球當今75%的小麥生產面積、82%的玉米生產面積、62%的水稻生產面積、91%的大豆生產面積，並造成不同程度的衝擊，進而影響其收穫量與經濟方面的損失。據統計，平均每次乾旱事件所影響的收穫損失分別為：小麥8%、玉米7%、大豆7%、水稻3%；估計共造成1,660億美元的經濟損失。 　　研究團隊的這項分析有助於釐清由乾旱所造成的農產量損失及經濟損失，藉由過去的災損評估，預測全球在未來可能受極端氣候的衝擊程度，以達鑑往知來之效。此研究亦可做為國際援助策略規劃及因應極端氣候方案的參考依據。 　　該研究由日本環境省及鳥取大學(Tottori University)提供部分研究經費，詳細研究成果及受極端氣候影響之農業生產地區請參閱已發表在<Journal of Applied Meteorology and Climatology>的期刊原文。

現下植物病原檢測多仰賴傳統分子生物檢測技術，雖然結果較為準確，但所花費的時間及金錢皆相當可觀。為此，由美國北卡羅來納州立大學(North Carolina State University)的研究團隊所開發的新型非侵入性可攜檢測設備，將有助於田間快速篩檢病原，提早進行必要之病蟲害防治措施，避免農損擴大。 　　該偵測設備主要用於鑑別由晚疫黴(Phytophthora infestans)引起的茄科晚疫病(late blight)。由於受不同病原感染的葉片，會產生不同的揮發性有機物(volatile organic compounds，簡稱VOCs)，研究團隊便利用表現在葉表的有機物特性，開發出能反映不同化學特性的試紙，又稱拋棄式色度感測陣列(colorimetric sensor array)，該感測陣列能將不同化學組成的揮發性有機物以不同顏色呈現。呈色的試紙經與預先建立的揮發性有機物資料庫進行比對後，便可獲知葉片是否受感染。該設備僅須少量(ppm等級)的氣體有機分子，在1分鐘內便可比對出資料庫中與感染葉片相同的指紋跡證。【延伸閱讀】新創公司FarmSense將人工智慧應用於害蟲的田間管理 　　農民於田間或溫室設施操作時，可將受測葉片摘下，將葉片置於特殊試管內並密閉15分鐘，之後利用檢測設備的軟管，將特殊試管內蒐集的揮發性有機物導引至檢測設備中，待色度感測陣列穩定呈色後，以智慧型手機紀錄並與進行資料比對，最終獲得病原鑑別結果。該檢測設備可快速篩出得病的作物，藉此提升作物的產量。據悉，研究團隊目前已將該設備應用於種植在溫室設施內的番茄病原檢測方面，同時也獲得初步的成效。 　　該研究由美國農業部(U.S. Department of Agriculture)等機構資助，檢測設備的詳細偵測原理及應用已發表在<Nature Plants>。

使用低化性及無毒性農藥已成為全球用藥的共識，如何以生物性製劑取代傳統毒性高的化學性農藥一直是各界努力的重點。研究總部位於美國康乃爾大學校內的博伊斯湯普森研究院(Boyce Thompson Institute，簡稱BTI)的研究團隊便以常見於土壤中，影響農作物收成的寄生性線蟲(nematode，或稱roundworm)，利用其體內的代謝物，找出誘發植物產生抗病蟲害的機制。 　　植物的天然防禦機制與病蟲害的入侵間，由於經長期的演化，植物體已發展出一套先天的防禦機制。植物體在感知某種威脅訊號後，便會以體內訊息傳遞的方式，啟動體內的防禦機制，藉此減低後續受感染及死亡的風險。研究團隊在先前的研究中，已從數種線蟲體內篩選出線蟲所代謝的費洛蒙(pheromone) ascaroside及類似結構的化合物家族，並研究其誘發植物自體防禦的生理機制。該研究進一步利用自費洛蒙ascaroside家族中篩出名為Ascr#18的費洛蒙成員，並將費洛蒙Ascr#18應用在常見的農糧作物及經濟作物的實驗，以評估後續受感染的機會。研究團隊一共挑選大豆、水稻、小麥及玉米4種等常面臨病毒、細菌、真菌等病害影響的大宗作物進行實驗，希望能藉由新發現的誘發因子，使植物體預先產生抗性(resistance)並藉此提高農產量。研究結果顯示，費洛蒙Ascr#18能使誘發植物產生抗性，降低上述4種大宗作物後續受感染的機會，並提高作物產量。【延伸閱讀】將植物病毒改造成益於作物生長的奈米級農業資材 　　由於不同植物體內存在不同數量的Ascr#18接受器(receptor)，因此研究團隊將就現有的基礎上，針對不同作物各自開發所需的最佳劑量，希望能以最少的花費達到最佳的病蟲害防治效果。 　　該研究由美國農業部(US Department of Agriculture)、科羅拉多州立大學農業研究站(Colorado Agricultural Experiment Station)、德國聯邦教育和研究部(German Federal Ministry of Education and Research ( BMBF))等單位資助，相關研究成果已發表在<Journal of Phytopathology>。

質體構築(plasmid construction)是微生物遺傳工程(genetic engineering)的應用之一，該項分生技術已廣泛應用在生醫、農糧、生科等領域。構築質體表現系統，可使微生物表現出目標基因的蛋白質或遺傳性狀，達到高效生產或基因過量表現(overexpression)等多種研究用途。新加坡國立大學(National University of Singapore)與新加坡—麻省理工學院研究技術聯盟(The Singapore-MIT Alliance for Research and Technology，簡稱SMART)所組成的跨域研究團隊發展出一套全新的構築方法，稱為近無痕質體構築法(near-scarless plasmid construction)，希望能藉此運用在新加坡特殊的精準農業(agriculture precision)及都市農業(urban farming)領域。 　　近無痕質體構築法可較傳統質體構築法來得快速、便宜、準確。由於傳統的做法需經常重新備料，加上材料使用效率低且無法重複應用在其他質體構築的研究中，往往造成時間、材料及金錢的浪費。近無痕質體構築法採用鳥嘌呤/胸腺嘧啶(Guanine/Thymine，簡稱GT)的DNA組裝技術，可重複使用DNA遺傳材料，大幅地降低分生材料的浪費及節省大量的時間。藉由新的構築法，該項技術可較傳統的構築法提高50%的準確度，達到近90%的準確度。 　　近無痕質體構築法可應用在提高微生物發酵，藉此應用在製作肥料、營養元素及非化學合成農藥等方面，可為近年新加坡致力發展的都市農業提供更為環保、農業永續的農業生物資材。【延伸閱讀】都市農業在美國紐約都會區推行之現況及挑戰 　　該研究由SMART跨域研究小組(SMART Interdisciplinary Research Group)、DiSTAP (Disruptive & Sustainable Technologies for Agricultural Precision)等機構計畫性資助，相關分子生物技術已發表在<Nature Communications>。

據研究統計，全美約1/5的國民受心理疾病(mental illness)之苦，全球也有相類似的趨勢。在緊張高壓的生活環境中，心理方面的疾病儼然成了現代文明病之一。在如此高比例的患者中，僅1/3主動尋求專業醫療的協助。除尋求正規的醫療管道外，多親近大自然、徜徉在自然的環境中，也是被學界所認可的療癒做法。 　　雖然許多文獻指出，自然體驗(nature experience)對人們的心理狀態與認知能力均有正向的幫助，然而並無系統性的做法具體指出如何將生活與自然結合，以用於改善人們心理狀態，並做為城市管理當局或有關團體進行都市規劃管理、實施的依據。為將學術研究成果進一步導入到人們的生活，並供有關當局施政參考的具體依據。美國華盛頓大學(University of Washington)及史丹佛大學(Stanford University)的跨校研究團隊便彙整許多文獻的研究成果，以此建立自然對心理健康影響效益評估架構，並與現有的計畫、政策結合，以便未來向人們展現具體的應用。研究團隊希望能藉由自然保育措施的制定與城市規劃相互結合，讓市民直接感受自然療癒的效果。【延伸閱讀】城市對蜜蜂保護的重要性 　　雖然該研究仍處於萌芽階段，但研究團隊認為此架構除提供人們療癒心靈的功能外，更提供長期生活在都市環境的人們體驗大自然的機會。研究主要為城市計畫制定者(city planner)、景觀設計者(landscape architect)、都市開發者(developer)等，提供一個評估機制，預先考量與環境相關的決策對都市居民身心健康的影響。 　　研究團隊在綜合文獻回顧後，率先提出三點專家共識聲明做為整體概念模型的基礎，分別為(1)證據證實一般自然體驗與心理幸福感上升之間具關聯性；(2)證據證實一般自然體驗與減少風險因子、部分心理疾病負擔之間具關聯性；(3)證據指出研究可為質、量逐漸低落的自然體驗提供再發展的契機，重新為人們提供更佳的體驗。在這概念模型中，生態系服務作為提供心理健康(mental health)服務的一環。為了具體實踐此概念模型，並具體量化生態系服務所能提供的心理健康服務程度，研究團隊提出四大步驟，依序為：(1) Nature features，首先定義自然特徵(natural feature)所含的元素；(2) Exposure，接著量化與自然特徵互動、接觸的程度；(3) Experience，將(2)進行分類歸納，細分不同種類的自然體驗及體驗程度；(4) Effects，綜合上述測量結果與量化數據，評估自然特徵所帶來的心理健康效益。 　　研究團隊希望能藉由歸納出三大專家共識與建立四大步驟的概念模型，闡述生態系服務所能提供的社會心理健康服務，並希望能為生活在都會區的人們提供更好的都市綠化藍圖，同時也為政策制定者與決策者提供較為具體規劃方案及效益評估模式。 　　該研究主要由史丹佛大學自然資本計畫(Natural Capital Project)資助，文獻重點回顧成果已發表在<Science Advances>。

植物生理性狀可作為預測農產量及反映溫室效應程度的指標，選擇測使用何種作物生理指數作為模型參數，並適時地修正模型中的生理參數，將會影響模式模擬預測的準確性。美國伊利諾大學(University of Illinois)的研究團隊便在既有的模型基礎上，加入新發現的植物重要生理參數，藉此提升現有模型預測的準確性。 　　研究團隊在去年發表的研究中指出，植物體內的某種特殊蛋白質會使氣孔呈現部分關閉的狀態，這項新發現可使植物體在光合作用速率不變的情況下，同時減少水分自氣孔散逸，避免植物體面臨缺水的危機。由於氣孔影響氣體交換、光合作用效率等重要生理反應，因此了解光照與氣孔間的關聯性，並將最新的研究成果運用在建構新的植物生理模型，將有助於用更精確地預估作物產量。藉由加入氣孔生理參數的嶄新模型，更全方位的考量土壤水分、大氣二氧化碳濃度、氣溫等參數，給予更準確的生理預測。除此之外，藉由了解植物體與周邊環境之間的氣體交換模型，研究團隊也能藉此模型進一步模擬出最新的氣體交換速率，以評估現在及將來可能的氣候形態。【延伸閱讀】使用數學預測畜牧生產對環境的影響 　　透過電腦模擬的結果，研究團隊同樣能將此成果運用在作物育種方面，以電腦模擬取代傳統世代育種的耗時作法，快速找出耐旱品系進行培育，以因應全球氣候近年快速暖化的趨勢。 　　該研究已初步指出，新模型較舊模型來的精確。研究團隊希望接著將模型應用在不同作物及不同氣候產地，以驗證新模型的準確性。 　　該研究由比爾及梅琳達·蓋茲基金會(Bill & Melinda Gates Foundation)、糧食與農業研究基金會(Foundation for Food and Agriculture Research)及英國際發展部(Department for International Development)等單位資助，相關研究成果已發表在<Photosynthesis Research>。

許多國家都具有飲茶文化，其中日式抹茶(Matcha tea)也逐漸在日本以外的地方流行。抹茶是碾磨成微粉狀的綠茶(green tea, Camellia sinensis)所製成，茶葉摘採前數週需將茶樹進行90%的遮蔭，藉此減少其苦澀感。抹茶這種飲品源自中國而後傳至日本，自古便為日本人所飲用。除作為茶飲外，也同時可作為緩解焦慮、避免肥胖、皮膚保養等醫藥保健用途。由於抹茶具有醫療保健潛力，因此學界也開始分析抹茶的功效性成分及在治療方面的病理機轉。日本熊本大學(国立大学法人熊本大学，Kumamoto University)的研究團隊發現，抹茶所含的機能性成分可能具有緩解緊張情緒的效果。【延伸閱讀】動物實驗中證實綠茶能阻斷肥胖、降低健康風險 　　研究團隊以熱水萃取(hot water extract)、酒精萃取(ethanol extract)兩種方式提取抹茶中的機能性成分，並以口服的方式餵食小鼠萃取液及抹茶粉末，並透過舉臂式十字迷宮(又稱高架十字迷宮，原文：Elevated plus-maze，簡稱EPM)等動物行為實驗，觀察小鼠在高處的焦慮行為，是否可透過服用抹茶萃取物後達到緩解的效果。經研究發現，小鼠在服用含抹茶的藥物後，明顯達到抗焦慮的效果。之所以有這樣的效果，是由於抹茶萃取物中的機能性成分可活化小鼠體內的多巴胺受體D1 (dopamine D1)與5-羥色胺受體(serotonin 5-HT1A receptor)，減緩小鼠的焦慮行為。 　　有鑑於動物實驗模式的研究成果，熊本大學的研究團隊推測抹茶萃取物的抗焦慮效果或許也可進一步應用在人體治療上。該研究受日本文部科學省(Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology，簡稱MEXT)的經費資助，研究成果已發表在<Journal of Functional Foods>。

據統計，世界僅約3%的水可供人們飲用，在其中約70%的淡水用於農業。由於淡水資源有限，因此如何在不影響農業生產的情況下，發展一套管理水資源的灌溉體系，將是值得思考的學問。美國康乃爾大學(Cornell University)與中國清華大學的研究團隊於近期共同發展一套智慧灌溉模型(smart irrigation model)，在透過資料的蒐集及模型計算，可精確地計算出灌溉水量，避免不必要的水資源浪費。 　　智慧灌溉模型的概念是藉由結合植物生理、土壤肥力、氣象預報等數據進行模式模擬的預測，再將預測結果做為決定是否灌溉及灌溉水量多寡的決策依據。該研究項目首先運用先前團隊所開發的植物生理感測器，偵測作物當下是否處於缺水狀態，接著考量歷史氣候數據並以機器學習(machine learning)技術預測近期可能的氣候資訊，同時也計算自作物葉表及土壤表面逸散的總水量。透過一連串數據蒐集與分析預測後，才做為灌溉與否的決策依據，藉此達到省水的效果。 　　據研究團隊評估，若完善運用此套智慧灌溉模型，可望較傳統灌溉作業節省約40%的水量。目前該智慧灌溉模型已實際運用在美國紐約州少數果園，對象是對水分需求敏感的植物：如葡萄及蘋果等經濟作物。這些經濟作物大多種在美國乾燥的環境中，這也突顯精準農業及智慧灌溉的重要性。【延伸閱讀】Umitron擴大早期資金並開始水產養殖保險數據服務 　　研究團隊希望未來能依據不同作物的生理特性，即時調整灌溉模型的參數，以智慧灌溉逐步取代人為決策，建立即時自動化精準灌溉農業，避免因環境乾旱所造成的農業損失。 　　該研究由康乃爾大學數位農業倡議(Cornell Initiative for Digital Agriculture)所資助，詳細研究成果已發表在<IEEE Transactions on Control Systems Technology>。

在思考如何發展人工智慧(artificial intelligence，簡稱AI)的同時，首先得讓機器透過自主資料蒐集與分析，獲得其經驗及運行規則後，藉由主動學習進而產生新的演算法，以達到機器判識能力，這個自主學習的過程就稱作機器學習(machine learning)。機器學習的技術已廣泛應用在智慧農業上，目標是希望機器能對作物生長、周圍環境等資訊進行蒐集、分析、學習，使機器做出相對應的判斷，藉此提高產業效能與減少勞力成本。在這樣的概念下，英國劍橋大學(University of Cambridge)的研究團隊開發出一具擁有機器學習能力的蔬菜收割機器人(vegetable-picking robot，原文稱Vegebot)。 　　英國劍橋大學的研究團隊首先在實驗室建立以機器學習法判識目標作物—萵苣(lettuce)的健康資料庫，後續以新產生的演算法辨識出健康、成熟的作物，並將成果應用在實地現場。研究團隊所開發的收割機器人主要分成兩大部分，分別是電腦視覺系統(computer vision system)及收割系統(cutting system)。自動收割機器人主要先透過頂端相機捕獲影像，再透過影像判識的方法，判斷影像中的萵苣成熟與否、是否受嚴重病蟲害影響等，以作為是否執行後續收割作業的依據。機器一旦決定收割後，便利用收割裝置附近的第二具相機蒐集目標萵苣附近的資訊，執行精準收割作業，並利用精巧的機械手臂承接收割下的健康成熟萵苣。【延伸閱讀】歐盟為了永續漁業推出專屬的AI人工智慧與機器學習建構計畫 　　研究團隊認為蔬菜收割機器人將可望在不久的將來取代人力，填補勞動力逐漸短缺的農糧產業生態。執行自動化的過程中亦能有效地保留現場未成熟的個體，避免採收所造成的食物浪費。雖然該收割機器人在速度上偏慢上，但仍有進步的空間。再經過更多資料蒐集與機器學習的過程後，將有助於提升收割機器人的收割速度。 　　整體而言，蔬菜收割機器人極富農業科技發展潛力，是智慧農業自動化生產的先驅研究。該研究由英國工程暨物理科學研究委員會(Engineering and Physical Sciences Research Council，簡稱EPSRC)、英國皇家學會(Royal Society)等單位計畫資助，相關研究成果發表在<Journal of Field Robotics>。

隨著衛星遙測技術的發展，人們發現相較於都市周邊地區，因人口密度高的都會區具有大量人工建築、機具排熱等因素，導致呈現中心熱周邊冷的溫度分布，由於在圖上貌似島嶼般的突出，因此被人們稱作都市熱島(urban heat island，簡稱UHI)，該現象稱作都市熱島效應(urban heat island effect)。目前各大都市均面臨類似的問題，除了人為活動外，發生極端炎熱的天數頻率持續增加中，這也使得人們越來越重視這方面的議題，也由於都市熱島效應的發生常與高環境污染、人體不健康等現象有關，因此人們正積極尋找有效緩解都市熱島的方法。在一項由波特蘭市政府委託美國波特蘭州立大學(Portland State University)的環境調查研究結果指出，在都市中多種樹及善用反光材料將有助於減緩都市熱島效應。 　　研究團隊比較了在綠化程度不同的區域及使用不同種綠化設施的條件下，模擬在不同區域中種樹、屋頂綠化及安裝反光設備後的降溫效果。經模式模擬發現，綠屋頂可達到局部降溫的效果，然而屋頂綠化的降溫效果是否能擴及至周邊區域，將有待更進一步的研究。研究團隊也發現，綠屋頂除了在建物降溫表現突出外，同時也擁有滯留強降雨、控制污染源與提供野生動物棲息地等環境功能。 　　研究團隊除了製作互動式地圖(interactive map)，提供有關土地利用大小、污染等級、植被程度等調查數據外，更為波特蘭市政府、都市計畫規劃者提出建議，呼籲應以自然為本(nature-based solutions，簡稱NBS)的方法解決人為與極端氣候造成的炎熱現象，提供更具調適力與韌性的因應方案，共同打造理想的城市光景。【延伸閱讀】影響日本有機農業推行的結構性因素 　　該研究經費由美國森林局(United States Forest Service)相關計畫支應，相關研究成果及建議已發表在<Atmosphere>。

生物防治(biological control或biocontrol)是利用自然界生物平衡力量達成防治病蟲害的目的，也就是利用各種天敵和捕食性昆蟲、寄生性昆蟲以及殺蟲微生物、拮抗性微生物和性費洛蒙等生物性方法。最新的研究指出，以自然天敵作為捕食性昆蟲的防治效果將受防治場域周圍的地景(landscape)複雜度所影響。美國康乃爾大學(Cornell University)的研究團隊為釐清究竟引入天敵作為生物防治的效果為何，選擇紐約州11處農田進行田間實驗，後續於實驗室進行觀察結果之驗證。 　　研究團隊在11座種植高麗菜(cabbage)的菜園中分成兩區，分別是可讓周邊天敵自由進出的區域及額外加入捕食性刺肩獵椿(spined soldier bug, Podisus maculiventris)與瓢蟲(Hippodamia convergens, ladybird beetle)的天敵區，研究團隊接著在固定時間計算兩區內3種不同害蟲(紋白蝶cabbage white butterfly、小菜蛾diamondback moth、粉紋夜蛾cabbage looper)、天敵的豐富度(abundance)和農損情況，最後計算天敵-害蟲與天敵-天敵間的生物間交互作用，以探討引入天敵所達到的生物防治效果。研究發現，農田與周邊地景所構成的地景背景(landscape context)將影響到天敵防治的策略模式。【延伸閱讀】蘇力菌所產生的化合物可成為有效殺蟲劑的潛力 　　一般而言，研究觀察到在較多森林、自然地景等原始環境所圍繞的農地，其地景構成複雜，作物受蟲害的機會較低且農糧產量也較高；然而受其他農田所圍繞的農地，其地景構成相對單調，則有較多的蟲害與較低的農糧產量。研究指出，主要由農田所構成的單調地景中，天敵多樣性相對較低，由於不同的天敵可能捕食相同的害蟲，導致天敵間彼此產生競爭，天敵-天敵間產生負向的交互作用，反而使得生物防治的效果大打折扣。 　　該研究首次發現天敵生物防治法受到地景複雜度所影響，證實地景複雜度與天敵生物防治間存在依存關係(landscape-dependent)，在天然環境為主的複雜環境中，天敵的成功捕食率提升並減少害蟲的密度，最終減少農作物蟲害並提升農糧產值。而在地景單調的環境中，不同天敵彼此間會產生競爭關係，這因此降低了天敵的覓食效率，可能導致農損提高與農糧產值下降等後果。 　　該研究由美國農業部國家食品及農業研究所(National Institute of Food and Agriculture, United States Department of Agriculture)的計畫經費資助，相關研究成果已發表在<Scientific Reports>。