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趨勢快訊
植物基因可以抑制光合作用下所產生的有毒物質
2016/03/03
摘要新的研究顯示,植物內的某種基因會抑制光合作用下所產生的有毒物質。透過這項研究,闡明植物能克服不同環境的限制,發揮其生存潛力。圖:阿拉伯芥的野生品種(WT)和AOR突變品種(AOR-1,AOR-4),在24小時下成長的情形。AOR的突變品種是,植物有個基因可以當作酵素來中和光合作用下所產生的有毒物質。
利用植物渺小的影響力,創造電流的產生
2016/03/03
內容由劍橋大學的研究員與生態建設公司共同研發可自行供電的“綠能候車亭”。本次實驗由劍橋大學主導,可開放民眾參觀。由建築師MCMM運用木質輪轂組裝成類似公車候車亭的模樣。由綠能牆的專家Scotscape所建立八面直立的綠能牆,能容納4片半透明的太陽能板,以及2片適應力高的太陽能板(由Polysolar所提供)。這個輪轂被專門改裝成垂直綠能牆,為了收集光合作用下電的副產品,並將其轉換成自行供電。這是Christopher Howe教授和生物化學系Paolo Bombelli博士共同合作的研究成果。過去的實驗是運用苔蘚產生電流,供電給收音機。薄型太陽能板主要是利用太陽中的藍色和綠色輻射光譜將光線轉化成電能。植物在玻璃的太陽能板下方生長,利用光合作用的紅色輻射光譜“共享太陽光”,同時能避免UV光的灼熱感。Bombelli說「理想的情況下,可以在白天用太陽能板發電,晚上用生物系統發電。為了解決能源的需求,我們需要運用許多不同技術的組合,如果這些技術能一起運作會更好」。輪轂的結構,可以測試太陽能光伏和生物系統這2種不同的組合是否行得通。在輪轂的東北方,植物可以照到光,又不會直接的照射到太陽。在輪轂的西南方,綠能牆放在半透明太陽能板下方,這樣可以監視植物及其產生電流能力的效果。太陽能設備供應商的Joanna Slota-Newson表示:「在人口逐漸增加情況下,針對糧食和資源的短缺,再生能源生產與園藝的結合運用,是最好的解決方案」「我們將半透明的太陽能板放在溫室內,利用太陽產生電能,電能用來發動灌溉抽水機或人工照明,提供一個可控制的環境來提高農產量。在與劍橋大學的合作下,市民能親自體驗植物在太陽能板下方的生長。」綠能牆的輪轂是用一些土壤和一些植物的材料組合而成。在牆後面的輪轂內層有碳纖維,把它當作正極,利用植物和細菌的代謝來接收電子;在牆前面有碳/催化劑板,把它當作負極。當植物行光合作用時,太陽將二氧化碳轉化成植物所需的有機化合物,某些化合物(如碳水化合物、蛋白質、脂類) 他們由細菌分解後滲到土壤,進而產生副產物(電)。當電產生時,會產生電子(負電荷)和質子(正電荷)。當電池的正負極用導線連起來作為外部電路時,負電荷會在這兩個電極之間移動。同時,在土壤透過一個濕式廢氣處理系統,讓正電荷的移動是從正極移向負極。負極含有一定的催化劑,能夠使電子,質子和大氣中的氧氣重組形成水,而完成電路。圖:無論白天或夜晚,利用綠能牆的技術和半透明太陽能板的技術相結合,使再生能源產生電流。
可減緩氣候變遷及糧食短缺的植物新技術
2016/03/03
摘要透過阿拉伯芥植物的實驗結果,成功開發了可促進植物的生長以及提高種子的產量,其產量從38%提高到57%,因此增加大氣層對C02的吸收。圖:不論短時間或長時間的日照下,有阿拉伯芥過度表現的AtPAP2實驗組(experimental),生長速度比對照組(control)來的快。
透過蠶豆的兩種種植方式,達到多重效益
2016/03/03
摘要最近研究顯示,在加拿大透過兩種不同方式種植蠶豆,來提高土壤營養,也因此產生許多優勢,如節省化學肥料的成本,並減少氮肥料流到附近的水域。圖:像蠶豆這種「綠色肥料」,能增加氮等土壤的營養,進而改善土質。左邊的蠶豆生長到乾燥的階段,就可採收。
預計到2050年時可有效利用光合作用以因應全球需求
2016/03/03
摘要利用精準的計算和基因的技術,來提高植物光合作用的效率,同時提高了作物的產量,預計到2050年時可因應全球95億人的需求。圖:這張照片是伊利諾伊大學,針對光合作用所進行的試驗。
寄生蜂除去獵物的方法
2016/03/03
摘要寄生蜂對農業是功不可沒,由於寄生蜂的獵食是將其卵產到寄生蟲的卵中除去害蟲,然後吃掉宿主,其方式或許殘忍,但卻極為有效之方法。圖:此圖是卡氏盾痣细蜂(母的细蜂在寄生昆蟲的繭內或寄生昆蟲的幼蟲體內產卵)
運用農業廢棄物製造綠能的產品
2016/03/03
摘要研究員設計一種新方法,能夠更有效的運用像玉米桿和橘子皮等的農業廢棄物,變成各種有用的產品,其運用範圍相當廣泛,如從彈性纖維到雞飼料等。圖:在實驗室中,研究員可應用工程細菌,做出環保的化學製品運用於各種產品。
生物學家利用變換'誘餌'的方式,讓植物的抗菌防禦病毒攻擊
2016/03/03
摘要科學家修改了植物的基因,讓植物對病毒產生抵抗力。該方法是讓植物染病後造成第一次的防禦系統改變,而變成具有新的抵抗力。圖:利用兩個阿拉伯芥植物進行研究。左邊的植物,透過蕪菁嵌紋病毒感染後修改了水母螢光蛋白。在左下角的植物,感染後3週經紫外線照射下,呈現藍綠色光。而右下角未感染的植物會發出紫光,因為綠葉中有含有葉綠素。
殺蟲劑導致瓦?傳播病毒引發蜜蜂大量死亡
2016/03/03
摘要本篇由瓦赫寧根大學Lisa Blanken、Frank van Langevelde和Coby van Dooremalen三位科學家共同在英國皇家學會雜誌論文上發表的研究成果。研究指出由於殺蟲劑的濫用,導致具抗藥性的瓦蟎族群增加並傳播病毒,使得蜜蜂大量死亡。
Wageningen的聲明:氣候智慧農業 - 科學行動
2016/02/03
背景來自科學機構,大學,多元科學組織,政府,國際組織,農民組織,私部門和民間社會的組織,超過160人,來自38個國家,在荷蘭Wageningen召開氣候智慧型農業的全球科學會議,在2011年10月的24-26日,會議內容是要確認將影響氣候智慧型農業的科學重點。 參與者盤點了全球科學知識的現狀和全世界關於氣候智慧型農業的最佳做法;為了做進一步的發展,需要確定主要的優先事項,同時用確實有效的方式來實行可能的措施。會議的重點如下:•持續強化氣候智慧的解決方案-永續增加生產力(food security)的同時需要減少溫室氣體排放;  •氣候智慧型農業需克服的障礙;  •需對技術與社會的易變動性及風險性進行管理-氣候智慧風險的管理是個經濟的選擇。2010年荷蘭在Wageningen舉辦全球科學會議有關農業永續增加生產力(food security)和氣候變化的議題後續討論的結論是農業(包含林業和漁業)必須是氣候變化解決方案的一部分。1.氣候智慧型農業提高農業和景觀層面的研究,教育,推廣和創新。我們的研究員、學者及研究的資金,為了增加氣候智慧型農業的比例,承諾優先考慮以下幾個農場研究的方向:a.可持續集約化 – 產生更多更有效的投入,並減少對環境的影響b.綜合科學的方法c.對2030年的孕育計劃d.減緩氣候變化e.透過國家的政策與支持來克服氣候智慧型農業的障礙f.氣候風險管理g.科學交流2.為氣候智慧型農業呼籲,協助所有利益相關者的平台並提高平台能力,進而改善彼此的對話,也學習有效的政策、技術和做法。3.呼籲各國政府、民間社會、私部門的執行機構,在氣候智慧型技術和方法的方式下提供幫助。4.鼓勵所有利益關係者制定政策、戰略和架構來建立氣候智慧型農業的相關研究和研發。5.鼓勵各國政府、區域組織和私部門能編列足夠的資金使氣候智慧型農業進行農村發展及相關研究和開發。
生態型農業的方式提供了農業的商品與服務-舉法國和歐洲為例
2016/01/29
摘要世界人口持續快速增長,對生產足夠的食物不斷造成了壓力。世界人口預測在2050年從現在的20億人增加到91億人。農作物的產量其實是減少而非增加,特別是在許多因氣溫上升或自然災害的增多造成的氣溫變暖和變得貧困的地區,而這些地區的人口是成長很多的。目前,全球四個最重要農作物的產量為玉米,水稻,小麥和大豆,四個農作物的產量只增加0.9〜1.6%,在2050時,為了跟上人口數的中間值成長的預測,全球農業生產需要增加60-110%的產量。Tilman 等人在2011年發表的文章中提到預計在2005到2050年,農作物的需求可能會增加100-110%。然而,這些情況下會忽略分配和儲存問題,在世界各地造成生產過剩和糧食的浪費。除了醫學的進步,在綠色革命期間,全球糧食的產量成長速度不足以應付迅速成長的全球人口。儘管如此,要生產足夠的食物,對世界各地來說有很不同的影響。舉歐洲或北美為例,我們已經連續多年目睹了“生產過剩”的問題,有很多生產的食物出口到其他地區,在某種程度上是因為農業生產和出口補貼所驅使的,這也使我們農業生產能夠在發展中國家和新興國家中脫穎而出。雖然綠色革命使糧食的產量顯著的增加,糧食生產的集約化也造成了外部成本。如生物多樣性的喪失,人類健康問題(如食物受農藥污染,農民因施用農藥而產生的健康問題),湖泊、河流和海洋優養化,例如法國的Brittany coasts。雖然過去的20年,歐洲的湖泊和河流已做了改善,不過污水處理廠的水質還是主要的問題。在許多飲用水流域水質的惡化仍然是個重要的問題,主要是因為農藥中硝酸鹽的污染。綠色革命的世界型模式使能源使用的增加、化肥的價格的增加、農藥使用的增加和小農戶推廣的不足也達到上限。因此,在過去幾十年中人們的需求也日益增加,不論是生產極大化還是滿足社會多樣化的期望。農業生產的問題除了食物或纖維的供應,最近已擴大到包括生態系統的服務。像自然和半自然生態系統,農業生態系統可以提供的生態系統服務,如碳吸收,授粉,或水過濾。這將對無論是慣用的、綜合的、有機的、小或大的規模,各類農業糧食生產性及彈性的改善是必要的。很多年來,人們一直在探討農業生產最適合的方法,必需同時對環境友善、社會公平以及經濟有效益的。農業選項的範圍從高科技基本運作到生態基本運作。一方面,以精緻農業或使用基改作物可能有助於滿足未來的糧食需求。另一方面,更完善的利用不同層次的生物調節機制,像是以生物性防治田間害蟲,並整合自然景觀元素融入到農業景觀,以減少農藥的使用是可行的選擇。其他方式,如不耕作或減少耕作可提高土壤生物活性和提高土壤肥力。後面的這些選項是所謂生態型農業的做法,這是運用生態過程和提供生態系統服務的做法。生態型農業的做法,可有助於農業不同的目標:為日益成長的世界人口提供足夠的食物,生態型農業不會對環境造成損害或危險,限制使用非再生性能源,並確保農民經濟收入的可行性。
亞太糧食肥料技術中心於中華種苗年會分享東南亞熱帶果樹發展概況
2015/12/02
摘要 亞太糧食肥料技術中心(FFTC)郭忠吉顧問受邀由社團法人中華種苗學會於本(104)年11月24日在行政院農業委員會種苗改良繁殖場舉辦的「水稻與果樹種苗產業現況及趨勢」研討會中擔任主講人,演講主題為「東南亞熱帶果樹發展現況」,內容概述FFTC於農委會科技計畫「拓展東南亞熱帶果樹種苗市場之技術研發策略規劃」中所取得之東南亞國家果樹市場資訊,包括果樹產業基礎建設、市場需求及喜好、種苗市場量能等,同時提出我國外銷果樹種苗的相對優劣勢,藉此次研討會與與會之種苗業者分享,以期後續可做為台灣果樹種苗外銷策略規劃之基礎資訊參考。   資料出處: 亞太糧食肥料技術中心 關鍵字: 東南亞熱帶果樹  報告檔案: 【東南亞熱帶果樹發展現況】
忘記棉花,我們可以從香蕉和鳳梨製作紡織品
2015/12/02
內容 根據2013年「國際紡織產業消費報告」指出,棉布佔該產業約3/1的消費量。然而,生產棉花需要大量勞力投入,且需要許多化學藥劑與水資源,以下介紹幾種有效使用自然資源的創新技術,看看它們如何打造永續的織品。 ・香蕉莖 儘管每生產1公斤的纖維只需要37公斤的香蕉莖,但每年被丟棄的香蕉莖卻高達十億噸!單是菲律賓的的農園,一年就可以生產超過三十萬噸的纖維。 香蕉纖維幾乎是碳中和產品,且其柔軟度相當於麻和竹纖維,Offset Warehouse的創辦人認為此材質很適合做夾克、裙子和褲子。 ・鳳梨葉 因為無法再忍受鞣製皮革時,需要使用大量的化學藥劑,Ananas Anam公司的Carmen Hijose開發Piñatex取代石化紡織品。Piñatex最棒的部分就是,它是由鳳梨收成時額外的副產品—鳳梨葉纖維所回收製成,過去這些葉子被丟棄地面自然腐敗,現在則能有效被生產成Piñatex。 製造Piñatex也為當地的農業帶來其他好處,製程中產生的生物質可被轉換成肥料,可以使用在下一季的鳳梨種植。重要的是,它的生產成本比皮革便宜近40%! ・椰子殼 椰子樹常因為它能提供椰子肉、椰子汁等多用途而被稱為生命之樹,但其價值不只如此。椰子殼具有纖維特質,一千顆椰子可製造10公斤的纖維,且椰子通常只要30~45天就可收成。 椰子纖維的利用是在運動用品上名為37.5 Technology的技術,利用椰子殼和火山物質所製成,它很適合製作運動衣,可以加強其運動性能。此外,椰子殼纖維也可以作為農民的有機肥料,減少殺蟲劑的用量並確保椰子在時尚供應鏈中的循環使用。 ・基因轉殖草莓 設計師和研究員的Carole Collet建立MA Textile Futures課程,採取了Wonkalian方法仿生學的概念,其中自然和諧和技術工作提供有利生態的解決方案。該項目重點發展系統,例如,轉殖基因的草莓植株最終可能從它的根部長出的蕾絲,蕾絲花邊可以被用來編織一件衣服。如同植物栽種,使用陽光和水就能生產出衣服且不會產生任何廢棄物,這樣的系統將大大改善環境…或許在不久的將來人們就能在窗台種出所有需求? 發展我們自己的紡織品可能是對抗快速時尚的一個好的解藥,但其實首當其衝的那些時尚品牌還不需要擔心,因為即便人類可以有效利用生物科技,這些技術至少還要20年才能真正成熟。   資料出處: The Guardian 關鍵字: 纖維  紡織品
一款可以幫你精確計算食物卡路里的智慧盤子
2015/12/01
摘要 把你的晚餐放在這款能連結Wi-Fi的食盤上,它不僅能告訴你現在正在吃什麼,裡面包含了多少熱量及營養素,還會提醒你別吃太快! 這些資料甚至還能透過APP持續追蹤,讓盤子不再只是盛裝食物的器皿而已。 市面上有諸多可以追蹤飲食的APP(包含用紙張自行記錄),但所記錄的資料幾乎都不準確,因為三餐份量往往只能靠目測然後亂猜一通。發明者Anthony 表示:「如果你跟飲食專家請教過減肥問題,就會知道每天光是多攝取200大卡,可能就是體重居高不下的關鍵,而四盎司跟七盎司的蘋果有時候就會造成這種差距。」 這款智慧食盤共裝設了三個數位相機,用全方位的掃描檢視盤子裡所有的食物,已經可以將辨識準確率提升至99%,同時經由盤底的感應器還能精確的秤出食物比重。   資料出處: Fast Company 關鍵字: 智慧盤子
Greenchar是一間從高中科展作品概念所創建的社會企業
2015/12/01
摘要 由一個18歲少年Tom Osborn與他的青少年團隊所創立的新創社會企業,開發出用於炊煮的替代能源,以取代傳統所用的木炭和柴火。這個點子源於Osborn參加高中科展時的作品,2013年當他畢業後,Osborn創建一間名為Greenchar的社會企業。 在成長過程中,奧斯本發現了煤炭產生的煙對人體的影響,這不僅有損於他母親的健康,同時也影響全肯亞居民的健康。此外,燃燒用的木柴也是Osborn家鄉森林濫伐的元凶。 Osborn發現其實有很多農作的廢棄物都可以再製成可燃的原料,例如甘蔗渣及米糠,於是Osborn將這些農作廢棄物製成生質燃磚。與傳統煤炭相比,Greenchar的燃磚在燃燒時不會產生傷身的白煙,有較高的能源含量(energy content)且燃燒時間更持久。   資料出處: Social Enterprise Buzz 關鍵字: 生質燃磚
SONY企業用IT技術推進農業革命
2015/11/23
內容索尼的子公司——索尼電腦科學研究所(SONY CSL)正在推進一項會給農業帶來變革的研究。該研究所認為現有的耕作方法會給地球環境造成過大的負擔,無法持續養活人類,希望能向世界推廣可持續的新型耕作方法。SONY CSL提倡採用“協生農法”的農業。協生農法就是通過讓多樣性植物利用各自的特性共存,來優化生態系統的栽培方法。在栽培過程中,不使用農藥,也不施肥,不耕地。協生農法利用鳥糞提供磷、氮等養分,用來培育果樹。作物的害蟲通過植物的組合來抑制。比如,香草類和蔥等不容易招害蟲,充分利用自然界本身具有的動植物共存的機制。該研究所的研究員舩橋真俊在研究所公開時的研討會(2015年10月14日舉行)上,指出利用協生農法,多種動植物可以共存,能抵抗較大的氣候變化。比如,即使在某年平均氣溫異常升高、大半植物都不生長的環境下,仍有部分植物可能會結出果實。舩橋真俊等人已在三重縣伊勢市某農場的協助下,試行這種耕作法,在1000平方公尺的圃場上栽培了200個品種。研究協生農法是研究所作為自己的使命為解決社會課題(農業問題)而推進,但作為一家電子企業的研究所,應更易於利用軟體技術來革新耕作法。該研究所開始著眼於耕作法與動植物及環境的關係,利用軟體技術整理它們之間的關係。比如,當植物A和植物B在附近栽種得多時,可以共存;如果還將日照、土壤濕度等環境也作為參數納入,便可以找出適合環境的植物群。根據巨大數據的關係找出新知識是大數據分析所擅長的。如果將來將植物的基因資訊等也做成資料庫,也許可以預測通過實驗發現不了的有效植物組合。另外,借助電腦的力量還可以找出能夠提高農戶的收益和工作效率的植物群。將來,或許可以根據每個圃場的氣候環境和土壤成分來提供最合適的植物種子等。 資料出處:Nikkei Business Publications 關鍵字:協生農法  IT技術
生質能源:植物的適地適種
2015/11/16
摘要 玉米、小麥和油菜籽是製作生質酒精或生質柴油等生質能源的重要原料。根據由環境科學家研究團隊的研究結果顯示:用來種植這些生物燃料作物的地理位置選擇,將決定此區溫室氣體的排放量多寡。 研究人員以全球作為估算模型,評估以生質能源取代石化燃料時,新的能源系統需要多少時間,才能彌補原本環境系統中的碳氮排放量,這段期間稱為溫室氣體回收期間(GPBT)。利用這個模式,科學家估算,生質燃油取代石化燃料需要19年,才能弭補原始環境系統的溫室氣體排放量。 研究團隊的觀察目標是全世界,並估算將石化燃料和生質燃料轉變為能源的過程中,總共產生的溫室氣體排放量。 本研究為第一個針對全球能源作物的產地,開發可評估各產區的溫室氣體排放量的模型。利用這個模型能夠讓科學家因地制宜的規劃作物的生產,可以適用在第一代的生質能源作物,包括生質酒精的原料:玉米、小麥和甘蔗,或製作生質柴油的原料:大豆與油菜籽。 能源作物的發展一直充滿爭議,特別是開墾野地作為農田使用、或是轉作能源作物這類的策略,新的評估模式帶來新的觀點。未來的能源作物研究計畫,科學家將更會專注於GPBT對生物多樣性的影響。   資料出處: Science Daily 關鍵字: 生質能源  溫室氣體回收期間
生物質碳化技術及其在農林廢棄物資源化利用中的應用
2015/11/10
摘要 隨著科學技術不斷進步和農村經濟快速發展,包括農作物秸稈在內的各種農林廢棄物總量和種類顯著增加,農林廢棄物的高效處理及資源化利用已成為制約農業可持續發展的一個難題。 生物質碳化技術是近年來新興的農林廢棄物資源化利用新技術。該技術主要通過將農林廢棄物生物質碳化並以穩定的碳形式固定形成新型的生物碳產品。 生物碳不僅在固碳減排、改良土壤與肥料增效方面具有良好作用,而且在土壤修復與水污染處理等一系列環境資源領域中也具有廣闊的應用前景。 本文闡述了我國農林廢棄物資源化利用的現狀以及生物質碳化及生物碳物理化學性質特徵,重點探討生物炭產品在農業及環境資源領域的應用現狀與發展前景,並對生物碳技術領域及其在未來農業及環境中的應用進行展望,旨在為農林固體廢棄物高效資源化提供新的思路,為農林廢棄物的高效迴圈處理利用提供新的模式。   資料出處: 浙江農業科學 關鍵字: 生物碳  報告檔案: 生物質碳化技術及其在農林廢棄物資源化利用中的應用

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