趨勢快訊 - 農業科技決策資訊平台

2021/08/30

生物附著每年影響多達10%的英國蘇格蘭淡菜供貨，雖然對消費者無害，但管蟲(tube worms)的附著會使淡菜於外觀上產生變化，輕則損壞運送使用的包裝，嚴重可能導致整個生產過程出現問題，更有研究數據顯示其會對貝類的生長及重量產生影響。然而現有的檢測方法是透過顯微鏡觀察水體樣本，但管蟲本身容易與其他生物混淆，且採樣大都只能反應部分的水體狀態。貝殼上的附著物雖可以用水來清洗，但清洗的時間安排上必須謹慎，因為在清潔貝殼後水中仍可能有幼蟲存在，會使得生物附著再度發生，因此建立一個有效的辨別工具對於協助養殖業者在生物附著發生時做出明智決策來說相當重要。　　研究計畫由英國蘇格蘭史特靈水產養殖研究所(Stirling’s Institute of Aquaculture)領軍，在Shetland Mussels養殖漁場和永續水產養殖創新中心 ( Sustainable Aquaculture Innovation Centre，SAIC) 的共同協助下，研究人員計畫運用DNA採樣(DNA sampling)技術來辨別水中是否存在管蟲，作為現有不可靠測試方法的替代方案，這種診斷工具將使貝類養殖業者能夠做出明智、即時的決定來處理生物附著，進行環境管理和清潔制度建立，而類似的分子診斷技術在有鰭魚領域中很常見，但將其應用於雙殼類養殖為世界首例。　　初步試驗於Shetland Mussels的養殖漁場進行，研究團隊希望透過從水體樣本及從淡菜外殼取樣的DNA來確定管蟲存在於否，透過數據收集使得科學家能監測生物附著的發生模式及季節性變化，並為制定清理時程表和篩選潛在好發位置提供相關訊息，以防止未來經濟上的損失。SAIC的首席執行官表示，這種以數據主導DNA診斷技術可以推動整體產業發展，並能為生態環境、養殖企業及終端消費者皆帶來益處。【延伸閱讀】藉探索海洋DNA一窺海底環境的奧秘

#基因體學 #生物附著 #水產養殖 #淡菜 #DNA採樣

新加坡科學家利用水產養殖廢棄物進行人體組織修復

2021/08/20

全球對於安全優質海鮮產品的需求不斷增長，水產養殖業被視為一重要解方，但在蓬勃發展的同時也面臨諸多挑戰。據統計每年新加坡本地青蛙肉及魚肉的消費量約有1 億公斤，這使得牛蛙皮和魚鱗兩種廢棄物成為了當地水產養殖業最大的難題。　　新加坡南洋理工大學 (Nanyang Technological University，NTU) 的科學家為解決此問題，開發了一種由廢棄牛蛙皮及魚鱗製成的創新生物材料，可以幫助修復骨骼，這種多孔生物材料含有許多於骨骼組成中占主導地位之相同化合物，可以充當成骨細胞黏附和增生的支架，促進骨頭的新生。科學家從廢棄美國牛蛙皮中萃取了第一型原膠原（Type 1 tropocollagen）和來自鱧魚（Snakehead fish）鱗片的氫氧基磷灰石（Hydroxyapatite）來製造這種生物材料，並透過實驗將人類成骨細胞接種到生物材料製成的支架上，發現細胞成功附著並開始增生，另外還觀察到這種生物材料引起發炎反應的風險很低，除支架可用於協助因疾病或外在損傷而丟失的骨骼組織再生外，還可以協助諸如牙科植入物周圍的骨骼生長。研究團隊認為這種生物材料是有望取代舊有方法的最佳替代品，可以省去使用病患自身組織的標準方法所需的額外骨骼提取手術。領導這項研究的助理教授表示，將多種漁業廢棄物整合為單一高附加價值的產品是水產養殖永續創新的一個最佳範例，同時這種生物材料的生產還解決了養殖廢棄物的問題。　　研究團隊已經為這種生物材料應用於傷口癒合及骨骼組織工程申請了專利，目前正在進一步評估這種生物材料作為牙科醫療用品的長期安全性和有效性，未來還希望與臨床和產業界夥伴合作進行動物研究，藉以了解生物材料對人體組織長期的影響，以確認生物材料修復骨骼缺損和皮膚傷口的能力，促使此漁業廢棄物資源化技術更接近商業應用標準。【延伸閱讀】提升白鮭廢棄物利用價值的新加工系統

#廢棄物利用 #養殖漁業 #組織修復

智慧漁業-應用數位科技於水產養殖上

2021/08/18

陸地之人員利用 ROV 於遠端監測管理水產養殖場之計畫又向前邁進一步。　　巨型漁網之維護和清潔對網欄養魚及防止魚群逃逸上尤其重要。因此，檢查漁網這過程就變得至關重要，以前則會派遣潛水員協助檢查漁網，不過此過程繁瑣且耗時。日前，配有攝影機和感測器的遙控車輛(ROV)協助完成大量檢查作業，其操作是由經驗十足的操作人員於水面上進行。操作人員全神專注再導航ROV上，且謹慎地控制其深度和航向，使ROV能準確地圍繞籠子進行檢測。　　如果操作人員將更多時間花在檢查上而不是導航上的話，則可以更迅速且更有效地完成檢查作業。因此，挪威研究所STNTEF的科學家們有了通過開發具有高度自主導航之ROV檢測設備來優化檢查作業的想法。　　STNTEF的科學家Walter Caharija表示：如果能讓ROV檢測設備自主地沿著網飛行，那麼操作人員就可以更專注於檢查網子之品質及部署操作更複雜之分析設備。　　他領導了名為Artifex 的項目，該項目建立再之前STNTEF Per Rundtop 研究上。且該團隊在特隆赫姆附近的一個全面運營的商業養魚場進行研究，其場地被稱為 SINTEF ACE 全面實驗室。　　該項目面臨的挑戰之一是讓ROV在網子內部運行時需與網子保持固定距離並同時地執行其檢查作業。這不僅需要知道 ROV 在水中的位置。且ROV還需要確切地知道它相對應之網子位置。而這些需要有能夠檢測網子並且能準確地測量 ROV 與其距離，以及計算車輛沿網速度的技術才行。　　早期該研究團隊認為將都朴勒聲納安裝在ROV上可能是解決方案。但他們不太確定都朴勒聲納(DVL)是否可以鎖定難以定義之漁網表面。都朴勒聲納透過分析從堅硬表面反射回來的回波來測量相對速度。他們還能夠使用類似的技術準確地測量與其他類型表面的距離。然而，這些其他類型的表面往往是定義更明確的屏障，例如海床，而不是網。　　研究人員與Nortek 取得了聯繫，想確認都朴勒聲納(DVL)是否能準確地測量與網的距離。而Nortek表示，有信心它的 DVL1000 儀器能夠“看到”網且能沿著網移動-事實證明確實如此。　　Caharija表示:都朴勒聲納(DVL)只是導航設備中的一部分，還包含超短基線水下定位系統(USBL)、羅盤讀數、激光系統和車載攝像機等都是導航及提供位置之導航設備。但就只有都朴勒聲納(DVL)能保持與網的距離。　　Caharija說Nortek都朴勒聲納(DVL)做得很好，該團隊使用激光設備來驗證DVL 的測量結果，並確認了其準確性。另外，在海底偵測這方面，Nortek是最具創造性的公司，該公司開發了許多可靠的儀器。在更深、波濤洶湧的水域中測試ROV 　　除了希冀Artifex項目可以為無人的漁業養殖場鋪路，讓陸地之人員利用 ROV 於遠端監測管理水產養殖場，而不是仰賴潛水員來檢測。另外，該項目還旨在ROV配備機械臂以進行維修，而項目合作夥伴正在開發一種可以將 ROV 拴在其上的無人水面艦艇 (USV)，以及協助檢查的無人機。　　水產養殖業者為了滿足全球對漁業之需求，越來越多業者將養魚場移至更遠的海域，因此，該研究團隊的下一步將會是在更深、波濤洶湧的水域中測試ROV。　　在平穩的海域中，操作ROV較容易，但在海面波濤洶湧的海域上， ROV 的發射和回收等任務就極具挑戰性。而這些挑戰也意味著養魚場中的ROV容易因天氣驟變而有所影響，若有其設備能迅速地完成檢查作業，將能替水產養殖公司省下成本。因為對水產養殖公司來說，時間就是金錢—在更短的時間內完成的工作越多，成本就越低。　　SINTEF仍持續在相關項目上，如CageReporter，其主要為開發感測器系統，使用自動化檢測設備於網內採集高品質數據，並將數據傳輸至陸地上。而這些項目及測試為水產養殖之革命奠定基礎。它們幫助了該行業擴大其其市場並滿足全球於類之需求，同時能以更快速地、低成本地獲取有關魚類健康、魚類福利、水質和網內之完整性訊息。【延伸閱讀】加利西亞的水產市場數位化計畫

#感測元件 #感測器 #水產養殖 #都朴勒聲納(DVL) #無人水面艦艇 (USV) #超短基線水下定位系統(USBL) #ROV

瑞典科學家利用微藻來改善養殖魚場的水質

2021/08/13

來自瑞典的研究人員開發了一種高效節能的海洋微型藻類培養系統，計畫改善水產養殖產業的生產用水品質，該研究是由瑞典哥德堡大學(Göteborgs universitet，GU)和瑞典研究院（Research Institute of Sweden，RISE）合作開展的計畫，此研究目的是針對瑞典西海岸各地總計約 160 種的微藻進行篩選研究，用以確定哪些微藻物種可以延長北歐地區的藻類生長季節並提升其生物質（Biomass，意指能夠做為燃料或者工業原料的有機物）產量，期望最終將成果應用於海水養殖，除可以做為養殖漁場穩定的飼料來源，亦能滿足魚、貝類生產用水需要定期清潔的需求。　　計畫負責人兼哥德堡大學植物細胞生理學教授表示，研究團隊在瑞典西海岸發現了兩種適合的微藻品種，而實驗會透過生物反應器模擬一年中冬、春及夏季三個生長季節的海水溫度和光照強度，針對篩選出的矽藻(Skeletonema marinoi) 及擬球藻 (Nannochloropsis granulate)進行生長測試。研究數據顯示，矽藻(Skeletonema marinoi)主要在冬天大量繁殖，擬球藻(Nannochloropsis granulata)則大多於夏季繁衍，而兩者在春季生長情況皆良好，都能有效地從海水中吸收氮和磷，並將水中的營養物質有效轉化為具有生產價值的藻類生物質原料，而這些微藻可以依靠生產用水中的剩餘物進行生長繁殖的同時淨化水質，這使得營養物質能有效回歸生產過程利用。　　此外，微藻生產僅需要太陽的光照及空氣中的二氧化碳的優點，將使其成為一個高效、封閉且永續的培養系統。科學家也表示儘管適應冬季的微藻品種不如適應夏季條件的物種來得多產，但它們仍然可以用來延長生長季節，意味著即便在較為寒冷的天氣，也可以通過輪作來進行生物質原料生產。　　根據計畫所進行的一項市場調查顯示，藻類生物質原料可以有許多不同應用方式，如肥料、化妝品、製藥及生物塑料產業，然而對於水產養殖產業來說，最感興趣的還是其能改善養殖漁場水質的功能，研究團隊目前也已經完成資金申請，並預計與西海岸的幾家公司進行合作。【延伸閱讀】微藻水熱液化工藝廢水處理

#水產養殖 #飼養管理 #養殖漁業 #微藻 #水質淨化

應用新穎技術來保護鮭魚免受浮游生物威脅

2021/08/02

水產養殖技術公司 Poseidon Ocean Systems 將在“蘇格蘭海鮮之都-奧本”掀起波瀾。　　Scottish Sea Farms 是英國首屈一指的鮭魚養殖公司之一，已宣布將開始試驗Poseidon的曝氣系統 Flowpressor，以保護其鮭魚免受潛在有害浮游生物的侵害，而浮游生物對全球養殖魚類的健康和福利構成重大威脅。曝氣- 在鮭魚圍欄中加入空氣，以促進水的流動並提高水質的過程，此法是鮭魚養殖業者在日常檢測到浮游生物時所採取的保護措施之一。而Poseidon的綠色曝氣系統 Flowpressor是一種創新的壓縮機系統，專為水產養殖而設計，已證明離網之養殖系統的能耗顯著降低。Flowpressor旨在改善水質和魚類福利，同時減少近60%的柴油消耗。該公司表示，該系統需與Poseidon之物聯網一同搭配使用，可使水產養殖業者在操作上更加便捷。　　該系統已經在加拿大西海岸投入使用，鮭魚養殖者報告說，圍欄內的藻類減少了 50-60%，且魚的存活率和生長速度得到改善。　　蘇格蘭水產養殖經理 Innes Weir 說：“Flowpressor 有效地從圍欄深處抽取‘乾淨’的水—換句話說，能遠離浮游表面層進而改善整個圍欄的水質。該系統還自帶氣泡，其氣泡如屏障般地阻擋浮游生物或其他生物之侵襲(如水母侵襲)，該系統顯著地降了開放式圍欄系統中這些潛在有害生物的濃度。” 　　本系統將在奧本附近之養殖場中進行試驗，12個圍欄中將有6個會連結到Flowpressor，而剩餘6個圍欄則由標準壓縮機提供服務。Poseidon Ocean Systems的聯合創始人Matt Clarke表示: 與標準系統相比，Flowpressor不僅在保護養殖魚類健康方面更有效，且燃油效能還提高了56%，每安裝一部該裝置可減少700噸的二氧化碳排放量，這相當於在一年內減少150輛轎車於路上行駛，且該系統之使用年限比其他市售之裝置還長三倍。整體來說，該系統可減少碳、水和廢棄物之足跡。　　Poseidon的Flowpressor現在正在加拿大、英國、智利、澳洲和紐西蘭等地方積極銷售。該公司計畫下個季度在智利開設辦事處。且早些時候，還在哥倫比亞省首屆水產養殖創新獎上獲得150,000 美元獎金。其Flowpressor則被水產養殖獎項BC Award公認為最具可持續增長、競爭力和適應性的技術。而其他獲獎者是ThisFish 和 Industrial Plankton。ThisFish是利用物聯網、大數據分析及機器學習演算法等方式來追溯水產養殖業之相關數據之軟體應用。而Industrial Plankton是專門生產藻類生產反應器，且該技術被20多個國家應用，且應用之場所絕大部分為貝類和蝦類孵化場。【延伸閱讀】人工智慧於養殖鮭魚產業之應用潛力　　水產養殖議會秘書 Fin Donnelly表示，卑詩省是開發創新水產養殖相關技術和產品的領頭羊，我們正透過卑詩省水產養殖創新獎來展示創新的水產養殖技術和解決方案等。透過水產養殖業和技術部門間之合作關係，為子孫後代加強我們的食品系統和清潔技術，同時提供更多的經濟機會。　　卑詩省就業、經濟復甦和創新部長 Ravi Kahlon 表示，這些獎項是表彰卑詩省水產養殖領域卓越創新的重要機會。

#生產技術 #感測元件 #物聯網 #大數據 #曝氣系統 #有害浮游生物 #水產養殖 #魚類健康和福利

AI、5G與視覺機器聯手轉型水產養殖業

2021/07/20

現今，環境惡化加劇糧食挑戰，在這艱困的挑戰下，人工智慧、視覺機器與5G網路等新興技術是否能替水產養殖業帶來解決方案?挪威鮭魚養殖公司Cermaq為首家啟動為期五年iFarm計畫之公司，且Cermaq將與技術合作夥伴BioSort及ScaleAQ聯手探索如何運用新興技術來最佳化漁業養殖運營。與此同時，其他同業也在測試不同的解決方案來提升漁業產值。個性化之鮭魚養殖法　　運用新興技術於鮭魚養殖的好處之一是以個體化之方式來輔佐鮭魚的健康和生長。以往，一旦魚群中遭受海蝨威脅(為鮭魚養殖中常見之問題)，養殖業者將對所有魚群進行治療。但是這種寄生蟲並不會以同種方式來攻擊每條魚。若新興技術能確切識別出實際需要治療的魚隻，有助於減少非必要治療所帶來的養殖壓力。　　與維護魚群健康類似，機器視覺可以識別並追蹤單魚隻之攝食需求。透過獨特的標記識別出當前區域內的特定魚隻並追蹤其最後一次餵食與進食時間，來提供良好的照料。為每一條魚提供訂製化之護理能力代表水產養殖業的巨大飛躍，且將幫助漁民可在單一魚隻生長成熟後再進行收穫。　　每個iFarm系統覆蓋15萬條魚，這些魚將被圍在海中的網圍中。在iFram系統中，由於設定有網狀頂棚，因此魚群會始終處於圍網內的較低位置。當有魚隻鼓起魚鰾嘗試上浮時，必經過網內的一個腔室漏斗，感測器則掃描該腔室以識別當前魚隻並記錄相關資料。　　感測器和物聯網設備則會自動處理影像以辨別魚隻,並將資料回饋至分析數據的人工智慧演算法。這些採集到的資料含括重量、生長情形、是否患病或者魚身是否有傷口等。透過這些資料，iFarm系統可高效執行管理並根據資料做出決策。　　Cermaq的目標是強化沿海地區的漁業養殖能力，因為整個挪威漁業養殖的未來，將取決於能否找到可持續且具有成本效益的生產方式。該公司已經獲得四份專案開發許可證，同時與多家實體及個人開展協作，全面啟動第一批養殖試點。 5G—讓技術成為可能　　近年來，對於5G行動網路的討論很多。不僅是因為消費者希望以超高速度下載影片資料，更是因為5G網路能夠給各個行業帶來變革性影響。以水產養殖為例，5G網路能夠支援物聯網裝置進行魚類識別，並將數據回饋至漁業管理系統中。反之，海底電纜則難以維護。5G技術的引入使得高品質攝像機和數據之饋送成為漁業發展的技術動力。　　目前已經有5G試點在蘇格蘭的鮭魚海水養殖場中進行。透過5G連結互聯網的感測器將持續收集鮭魚養殖籠內的海水溫度、pH值、含氧量等數據。優化鮭魚養殖場至關重要，是因為這既是蘇格蘭最大的食品出口類別、也是英國國民經濟的主要貢獻來源。 Alphabet投入其中　　Google的母公司Alphabet及其下X研究團隊（原Google X）正在與歐洲及亞洲多家養魚場合作推動Tidal計畫。Tidal計畫希望開發出另外一種魚類識別系統。與Cermaq的iFarm計畫類似，Tidal運用水下攝影機、電腦視覺和人工智慧技術來追蹤鮭魚和鰤魚。AI能夠追蹤魚類的生長情形，並透過肉眼難以察覺的形態與動作差異將不同魚隻區分開來。該技術將繼續朝著更廣泛的普及性應用推進。這些計畫對於學習運用人工智慧、機器視覺與學習及5G等技術來改變水產養殖業至關重要。由於尚處於草創階段，且系統本身極為複雜，因此預計將會有很多的學習和成長機會，將來必會帶來更好的成果及持續性。【延伸閱讀】水產養殖業的人工智慧使用指南

#人工智慧 #感測元件 #物聯網 #機器視覺 #5G網路 #iFram系統 #鮭魚養殖 #Alphabet

日本Yanmar Marine Systems公司推出自動魚類計數系統

2021/07/16

據估計全球商業性鮪魚捕撈每年能產生超過400億美元的經濟效益，一隻成熟的東方藍鰭鮪魚的市場售價可能超過150萬美元，然而隨著氣候變遷的加劇及人為的過度捕撈，全球可用之海洋資源正逐漸枯竭，最近為實現漁業資源的永續管理，遠洋漁船被要求必須準確地計數並報告於野外捕撈觀察到的藍鰭鮪魚幼體數量。而在水產養殖產業中對魚類進行計數也相當重要，必須了解飼養箱網內的魚類實際數量，才能控制最終產量及養殖過程中飼料的施用量，然而現有的手動計算方式相當耗時且費力。　　為滿足以上兩種需求，日本Yanmar Marine Systems（YMS）公司的研發中心開發了一個彙集影像辨識處理技術於一身，結合專門設計的水底相機和影像處理電腦的即時自動計數系統，該系統用戶能夠在相機捕捉影像期間或之後立即進行結果確認及分析，此系統有幾個十分顯著的優點，第一是安裝於水底的相機可以透過遙控器調整視角，可以大幅減少安裝及調整設備所需的時間。第二是可以調整亮度以減低影像干擾及對其自動分析功能的影響。第三是系統的螢幕顯示即時校正功能可使自動分析後的手動計數和校正變得加容易，甚至對受到環境干擾影響的影像也是如此。並與Maruha Nichiro公司的水產養殖部門合作進行監測計數測試，該部門為YMS公司安排了多個生產地點，以便在各種環境條件下進行試驗，藉以評估產品的性能。　　經最佳條件測試後，該系統成功的對鮪魚進行了自動計數，而計數之精準度超過98％。YMS公司目前也已開始接受其最新自動魚類計數系統的本地訂單，意旨在透過降低水產養殖業飼料成本及作業時間，並促進遠洋漁業的精準漁獲資訊回報等方式，來為高效漁業資源管理做出貢獻。【延伸閱讀】3D體感技術應用於動物即時監控與體重測量

#環境友善 #漁業永續 #感測元件 #資通訊應用 #自動魚類計數系統 #鮪魚

應用微藻於口服疫苗技術

2021/06/29

以改善水產養殖和動物保健疫苗接種為宗旨之以色列生物科技公司TransAlgae將與法國公司Virbac簽署了獨家協議，共同開發以微藻為基礎之口服疫苗技術，藉以減少不必要勞動力支出及動物損失，同時可減少注射疫苗所花費之相關成本及時間。　　Virbac於五十多年前成立，是全球第六大之動物保健公司，擁有33家分公司且業務遍及全球100多個國家。Virbac不斷創新且提供實用的產品與服務於診斷、預防和治療疾病上，並同時改善動物的生活品質。兩家公司已經簽署了一項獨家合作協議，將建立長期的業務關係並共同研發以微藻為基礎之口服疫苗技術。水產養殖疫苗開發　　現今，有效且高效率的動物健康口服投藥一直是獸醫界面臨的最大挑戰之一。TransAlgae技術主要是通過微藻做為生產序列並傳輸表現分子的載體。在製造微藻時將不使用任何抗生素，且在受控環境下之發酵槽中進行製造，從而可以在全球任何地方進行快速，低成本的生產。該合作協議有望透過有效、工業化的疫苗接種方法，為疫苗接種領域帶來革命性的變化。以微藻為基礎之口服疫苗技術　　TransAlgae成立於2008年，聲稱已研發出一項突破性技術，它使用基因工程藻類作為載體，以口服形式遞送疫苗和殺蟲劑等治療性藥物，於人類、動物健康及農作物保護上。在動物健康方面，TransAlgae的口服給藥技術大幅地減少注射疫苗所花費之相關成本及時間。且該技術已經在魚類、甲殼類動物、家禽和小鼠(作為哺乳動物模型)上得到證明。以微藻為基礎之口服疫苗的測試已經成功，據該公司表示，將微藻疫苗與動物飼料混合，並以口服疫苗之方式予，將大幅提升該動物之免疫力及存活率。同時，也將該技術應用在農作物保護上，降低化學噴灑所致之農作物傷害。【延伸閱讀】利用海洋微藻開發魚飼料，使養殖漁業生產更具永續性

#水產養殖 #養殖環境管理 #微藻 #口服疫苗 #動物保健

浮游生物影響全球珊瑚礁魚類之生物多樣性

2021/05/31

由於地球上的物種分布不均，然而，很少研究從營養學的角度切入探討物種豐富度及其分佈。因此，科學家剖析3600多種珊瑚礁魚類的全球多樣性模式，透過生態學多重崁套的空間尺度，從中分析出組織特點，發現海洋生物多樣性的熱點為攝食浮游生物所組成的珊瑚礁魚類(planktivores)，此生物多樣性較其他多樣性熱點地區-印度-澳洲群島(Indo-Australian Archipelago, IAA)地區多，且隨著與IAA距離的增加，物種數量的下降幅度大。此外，現存物種的系統發育多樣化、過渡性和擴散速率無差異，顯示了食浮游生物魚類豐富度具有一定的梯度。因此，研究人員確立了2個潛在的互補驅動因素。　　首先，在IAA內，暫時穩定的海洋條件及大量浮游資源驅使食浮游生物的珊瑚礁魚類進行地區劃分，其次，在第四紀氣候波動期間(冰河時期)，IAA之外的地區出現食浮游生物魚類滅絕的現象。即表明儘管熱點地區具有豐富物種，但珊瑚礁魚類生物易受環境變化影響，因此，這項研究確定了生物多樣性、營養生態學及棲地間的交互關係和重要性。【延伸閱讀】海洋酸化可能為某些魚類帶來正向影響

#物種豐富度 #印度-澳洲群島 #生物多樣性 #浮游生物

廢棄物變黃金！台化打造再生尼龍原料廠

2021/04/29

為解決台灣養殖牡蠣產生大量耐隆廢蚵繩，及漁業衍生之廢棄漁網等海洋廢棄物問題，嘉義縣政府、海洋委員會海洋保育署、台化共同攜手，回收廢棄蚵繩回收再利用，並與民間回收業者建立管道落實回收，做到海洋生態淨化及降低資源耗用。　　台化為世界唯三成功量產以化學散聚回收耐隆6的企業之一，副董事長洪福源表示，過去很多農業廢棄物可以賣錢，但隨著經濟發展，人力成本提高，現在這些以前的資源，就變成了廢棄物，而台化有能力將海洋廢棄物如漁網、蚵繩等，經過溶融、散聚、精煉等製程，還原回原料CPL（己內酼胺），再製成尼龍絲，交給下游的福懋做成環保紗和環保布。　　但洪福源也說，現在買一噸海洋廢棄物價格與銷售尼龍粒產品價格差不多，這並不合理，但如果能將收取海洋廢棄物的價格壓低、並創造高附加價值以後，回收才是一條可以永續的道路。　　洪福源也說，台化已經斥資10億元，在嘉義新港打造新的再生尼龍原料廠，目前台化新港廠、越南廠所回收的尼龍料能轉換成可用材料的產能每月可達500噸，預計明年底前更可進一步擴增至每月1250噸。【延伸閱讀】麥桿廢棄物未來將可作為新的生物性化學物(品)原料來源之一

#環境友善 #廢棄物利用 #廢棄漁網

蘇格蘭海洋農場的魚廢肥料計畫獲得蘇格蘭環境企業獎

2021/04/19

蘇格蘭海洋農場在蘇格蘭西海岸和北部小島經營，其位於奧本附近的巴卡爾丁有價值5,800萬英鎊的新鮭魚孵化場。近日VIBES蘇格蘭環境企業獎授予給蘇格蘭海洋農場，以表彰其將新鮭魚孵化場廢料(主要是魚糞和未食用的飼料)收集後回收利用成農業肥料使用。該項目是蘇格蘭海洋農場可持續性發展計畫，有助於蘇格蘭政府實現到2045年淨零排放的雄心。　　在整個生長過程中，孵化場的創新性循環水產養殖系統（RAS）可確保魚類連續供應清潔的含氧水，並保持在穩定的溫度下。在清潔和循環水的過程中，將孵化場廢料清除並收集以進行回收。孵化場的首席工程師Ewen Leslie表示：「我們使用挪威工程公司Scanship AS的技術，首先給廢料通氣，以防止有害細菌生長，然後通過添加陽離子聚合物將它們聚集成較大顆粒。之後再將廢料過濾收集，得到將像污泥一樣稠密的廢料｣。孵化場與英國最大環境管理公司之一Avanti集團旗下的廢料管理公司Rock Highland進行合作，Rock Highland確保污泥既安全又適用於農業用地。　　Rock Highland總監Neil Barker表示：「我們首先與一兩個蘇格蘭威士忌酒蒸餾廠合作，幫助將源自大麥的養分廢棄物再循環回到農田肥料中。在15年後的今天，我們與從奧克尼群島一直到中央帶的釀酒廠合作，每年將約175,000噸的酒廠廢水釋放回土地應用｣。近年Rock Highland實現了多樣化生物廢棄物回收應用，其中向蘇格蘭鮭魚養殖者提供了可持續服務，目前已從許多蘇格蘭的鮭魚孵化場收集污泥廢料，並開發成熟的流程應用。 Rock Highland流程包括： 1. 將廢料進行詳細的分析，確定其所有成分，包括氮，鉀和鉀肥等營養物質。 2. 制定了一項符合當前所有立法要求的環境廢物管理計畫，以和諧和高成效的方式將廢料與環境融合在一起。 3. 維護農業用地資料庫，藉由詳細的土壤採樣定期監測，確定土壤養分需求。 4. 將廢料或汙水中的營養成分與缺乏這些營養成分的農田進行比對分析。 5. 採用最專業的輸送技術，將養分廢料輸送到最需要的時間和地點。　　蘇格蘭海洋農場的淡水團隊現在正在製訂其漁業廢料回收計畫的第二階段，目標是去除多餘水分並將污泥轉化為乾顆粒。廢料若從濕態轉變為乾態可減少其體積，且方便將其運送到農田回收利用。對於農民來說，乾燥廢料是一種更易處理的天然肥料替代品。隨著水產養殖業持續努力減少對環境的影響，我們期待著為實現零浪費而合作的創新解決方案。【延伸閱讀】提升白鮭廢棄物利用價值的新加工系統

#廢棄物利用 #飼養與栽培管理 #污染處理 #環境友善 #鮭魚

以化學結合生物製程將甲殼廢棄物之幾丁質轉變為酪胺酸及L-DOPA

2021/04/09

全球食品加工業每年產生多達800萬公噸的甲殼廢棄物，欲將其富含的幾丁質(chitin)加工製得高價值的含氮化合物(簡稱NCCs)，新加坡國立大學(National University of Singapor, NUS) Yan Ning副教授帶領研究團隊開發一種將化學製程與生物程序相結合的途徑，因為化學製程反應快，可以利用各種極端條件分解各式各樣的廢棄物，但只能產生簡單的物質，而生物程序生產速度慢，且需特殊條件才能使微生物活躍，優點是可以產生具有更高價值的複雜物質，藉由結合化學和生物製程，可以從兩種方法中受益，創造出高價值的材料。此外，為考量經濟與高效率，製程趨向簡化、溫和的加工條件，避免使用濃酸/鹼、昂貴的助溶劑、嚴苛的預處理條件，研究成果發表於《Proceedings of the National Academy of Sciences》。　　幾丁質作為基質可以提供碳及氮源，故將甲殼廢棄物完全除去蛋白質和純化N-乙醯葡糖胺(GlcNAc)可能是非必要的，因為基因工程菌應可在含有殘留蛋白質和/或其水解產物的情況下同化GlcNAc及其寡聚物。實驗第一步將蝦殼廢棄物(簡稱SSW)進行化學預處理，以稀酸去除碳酸鈣、礦物質、些許蛋白質，得到SSW衍生幾丁質，再經球磨與酸處理，產生未純化的水溶性幾丁質與殘餘蛋白質之水解混合物(含GlcNAc)。第二步為生物程序，利用經改造的大腸桿菌菌株將此未純化基質轉化為酪胺酸(Tyrosine)及L-DOPA(用於治療帕金森氏症的藥物)。【延伸閱讀】蝦殼有助於對抗耐抗生素的超級細菌　　研究團隊生產L-DOPA的產率可與傳統利用糖生產比擬，且葡萄糖成本約400~600美元/噸，蝦廢棄物的成本僅為100美元/噸，團隊計畫與合作夥伴將該技術商業化，並期盼延伸應用此新穎的化學生物綜合製程，依據不同廢棄物的類型及目標終產品來訂製製程，以永續的方式從可再生資源生產各種高價值的含氮化合物，例如以木材廢棄物生產脯胺酸(Proline)，比起純生物程序製造，新的綜合製程可以達到更高、更快的產率，其結果發表於《Angewandte Chemie》。

#廢棄物利用 #甲殼廢棄物 #幾丁質 #酪胺酸 #L-DOPA

平衡發展海水與陸上養殖才能邁向永續

2021/03/24

密西根州立大學Ben Belton博士帶領的研究團隊針對近海海水養殖業對糧食、營養安全及環境永續發展做出貢獻的潛力之論述提出疑問，結果發表於《Nature Communications》。研究表明，海水養殖(如鮭魚等高單價魚類的箱網養殖)有平等支撐全球糧食需求的潛力是被誇大的，為滿足高生產成本，具工業規模的近海海水養殖場必須選擇養殖高市場價值的魚類，此將吸引大量資金投入，反而阻礙小規模生產者的收益與就業機會，且無法為弱勢族群提供負擔得起的水產品，因多數人更依賴成本較低的陸上淡水養殖系統(如池塘、湖泊、河流)和海洋中捕撈的漁獲。藉由支持海洋資源私有化與專用化的發展模式，推動海水養殖業發展成為「藍色成長(blue growth)」動力的政策論述，有可能衝擊以沿海漁業維生的漁民。　　研究團隊首先了解近60年(1952~2009年)海水養殖文獻中主要探討的主題，並研究這些主題與前期文獻的差異，發現這些主張的邏輯與深化海洋私有財產制度的藍色成長議程相吻合，保護主義者和海水養殖支持者以此作為依據。第二，評估近期有關海水養殖對糧食、營養安全及環境永續性做出貢獻的論述之實證效度，發現這些主張未能充分說明養殖物種的生物經濟特徵和生產所需技術，掩蓋擴大生產的可能後果與環境外部經濟效果，並誇大產業成長的潛力，實際上海藻、雙殼類動物、高單價魚類對糧食供應的貢獻有限。第三，展示將海水產養殖重新構築為與保育兼容的方式。第四，須嚴格估算海水養殖發展空間的潛力，一項研究得到的估算值是立基於假設生產沒有進一步的經濟、環境或社會限制，然而有鰭魚類養殖無法套用此方法，因為在達到海洋空間限制之前，高飼養成本就會阻礙海水養殖進一步發展。第五，探討海水養殖業的參與者如何聯合推動海洋商業化，利用地理空間資訊執行海洋區域規劃，可將資源有效分配，再結合私有財產權和流暢的許可流程，將創造雙贏的解決方法。　　一些海洋保護團體認為與捕撈漁業相比，海水養殖的弊端較小，然而大多數養殖水產品都來自陸上的淡水養殖系統，其較不受資源限制，並透過集約化而非水平的擴展方式，可提高單位土地的生產率。為響應全球呼籲改變糧食系統達到公平、健康及永續飲食，海水養殖魚類產業擴大時，研究團隊建議政策制定者及投資者應強化發展陸上淡水養殖與沿海捕撈漁業，因養殖技術較基礎且成本較低，可使需求量高的新興經濟體及中小型生產者都可以受益，而將蔬果作物納入陸上水產養殖池塘的生產體系，也有助於提高氣候適應性，並提供更多元的食物。【延伸閱讀】聯合國糧農組織指出於水產養殖業推動遺傳改善做法具有穩定糧食安全的潛力

#永續糧食 #漁業永續 #海水養殖 #淡水養殖

經濟部AI助攻農漁產品取得國際認證預計增2.4億元產值

2021/03/18

經濟部今（11）日在智慧國際預認證創新服務展示會宣布，運用AI人工智慧分析及區塊鏈技術，幫助國內水產養殖業龍頭廠商口湖漁類加工合作社成功取得台灣首張BAP認證（最佳水產養殖規範, Best Aquaculture Practices），協助台灣打入國際漁產市場供應鏈，拿到進軍美國大型連鎖量販及餐飲市場的門票，預計增加2.4億元產值。　　經濟部技術處處長邱求慧表示，台灣是出口導向的國家，2020年農林漁畜產外銷產值超過49.1億美元，因此農漁業也應該數位轉型以提升國際競爭力，為此經濟部推動AI人工智慧新興科技改變產業發展，朝向更加智能化、數位化。【延伸閱讀】人工智慧可以幫助養活世界嗎？　　經濟部表示，BAP獲證為沃爾瑪（Walmart）、好市多（Costco）等歐美大型連鎖超商採購供應商的必要條件，而台灣則成為全球第40個獲得其認證的國家，預計未來可透過這個成功經驗，協助國內相關業者快速取得國際認證。　　經濟部指出，國際認證是產品行銷全球的必要條件，因各國認證程序不一，導致農漁民取得國際認證有三大痛點。一是產業外銷的國際標準認證資料繁瑣且多元，收集整理困難，二是業者不熟悉流程，導致重新驗證而錯失商機，三是疫情造成遠距國際認證不易。　　經濟部表示，除促成口湖漁類加工合作社取得國際認證外，日前也協助國內最大的香蕉集銷中心藝隆農產在半年內快速取得全球優良農業規範（GLOBAL Good Agricultural Practice, GGAP），突破傳統貿易代理模式，成功打入國際農漁產市場供應鏈，而這項服務也將擴大到化妝品業、製造業、保健食品業與電子業等產業的國際認證，讓來自台灣各地的優質產品，有機會「賣」進全球。　　經濟部指出，智慧國際預認證創新服務具備三大特色，一是帶動業者數位化，建立農漁日常資料庫，二是透過AI人工智慧分析國際認證文件，一鍵可知是否符合國際認證規章，大幅降低人力成本33%，三是受疫情影響，結合區塊鏈不可更改特性，與國際驗證單位合作，打造遠端線上稽核（Remote-audit）機制與模式，降低稽核人員審查認證困難度及縮短50%時間，搶先為台灣建立後疫情時代跨國驗證服務模式。

#人工智慧 #AI #區塊鏈 #水產養殖 #智能化 #數位化 #數位轉型

以微藻作為養殖吳郭魚之無魚配方飼料來源，邁向永續發展

2021/01/18

經過六年的研究，聖塔克魯茲加利福尼亞大學(University of California, Santa Cruz)Pallab Sarker與Anne Kapuscinski教授領導生態水產養殖團隊，致力於將循環經濟概念整合到水產飼料系統中，打破水產養殖對飼料中野生飼料魚的依賴。研究團隊開發了一種經濟高效的新型水產養殖無魚配方飼料(Fish-free Feed)，將成分中傳統的魚粉和魚油替代，使魚肉產量增加及提高營養價值，此為第一個展現永續性、效益、經濟價值和人類健康等全方面的飼料。　　新飼料的開發是以海洋微藻— Schizochytrium sp. 的細胞代替魚油，與從海洋微藻Nannochloropsis oculata microalga中萃取藻油之剩餘生物質(即生產omega-3膳食補充劑所產生之富含蛋白質的副產物)代替魚粉。以無魚配方飼料、常規飼料及混合飼料養殖480隻尼羅吳郭魚(Nile tilapia)六個月後，結果顯示無魚配方飼料組的吳郭魚之體重增加百分比較常規飼料組高58%，且無魚配方飼料組的吳郭魚肉含有大量有益心臟健康的DHA omega-3脂肪酸。【延伸閱讀】利用海洋微藻開發魚飼料，使養殖漁業生產更具永續性　　Sarker說明，因植物油缺乏長鏈omega-3脂肪酸，使用大豆、玉米和其他陸生植物開發無魚配方飼料會損害魚肉的脂肪酸特性，可能還會限制氨基酸的平衡、適口性和可消化性，導致魚類健康狀況下降；而飼料與微藻結合，可使吳郭魚肉中DHA的含量更多，有益於人體健康，並降低用於動物飼料之農作物的永續性問題。儘管無魚配方飼料中的某些成分比常規飼料貴，但新配方可使吳郭魚更有效生長，其生產成本實際上更低，具有成本競爭力。　　研究結果於2020年11月12日發表在《Scientific Reports》，由於吳郭魚是世界上最受歡迎的養殖魚之一，此結果可能引起整個水產養殖業的興趣，新配方的成功經驗也可能適用於其他物種，因為鮭科魚類在水產養殖中受高度重視，且會消耗大量魚粉和魚油，團隊希望進一步開發養殖虹鱒的無魚配方飼料。水產養殖需要持續擴大以支撐人口增長對蛋白質的需求，這項研究可能成為水產養殖改革的關鍵槓桿點，朝向永續發展而不損害陸地或水生生態系統。

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越南蝦農運用新的手機應用程式優化養殖場域的管理

2021/01/11

為了因應越南快速增長的蝦子出口需求，其養殖場域在近幾年來不斷擴張，但隨著相關業務的蓬勃發展，蝦農面臨了新的挑戰，集約化生產和高密度的養殖可以產生更多利潤，但如果管理不當，所造成的損失將更加嚴重。傳統的蝦類監測方法大多都是透過手動執行，像是蝦子的取樣是透過人工捕撈並將其放在秤上量測平均重量（average body weight，ABW），但這僅提供了部分了解養殖池狀態所需的訊息，還有著在量測過程中讓蝦子受傷的風險，無法有效優化其養殖效益。　　由XpertSea新開發的手機應用程式(Application ，APP)讓養殖戶只需拍攝蝦子的照片即可輕鬆透過智慧型手機監控養殖池的狀況，該應用軟體是基於過去XpertSea研發成功之經驗加以精進，XperCount是一個“智慧水桶”，能讓養殖戶在幾秒鐘內對動物樣本進行計數、稱重、檢測大小和拍照成像，工程師經過幾個月的努力研究和現場實地測試後，將這5公斤的硬體設備轉化為應用軟體，並且附加更加強大的功能，僅需幾張照片，養殖者就可以評估蝦子的ABW和個體重量分佈情形，並透過持續記錄蝦子影像和標準化數據，讓技術人員在監測水產養殖物的成長時變得更加容易。　　XpertSea的首席執行官兼聯合創始人表示，太多蝦農在沒有準確、標準化數據的情況下經營養殖場，這會阻礙生產效率並造成利潤損害，我們希望建立一個便攜且易於使用的工具，該工具能讓數據蒐集變得更加快速、簡單而牢靠，使得蝦農都能獲得更好的水產養殖物和財務進帳，數位工具在減少不確定性和改善決策過程中起著至關重要的作用，借助應用程式的幫助，不論任何規模或飼養方式，都可以透過手機監控養殖池中蝦子的生長狀況，提高利潤的同時還能兼顧永續性。【延伸閱讀】研究顯示養殖漁場中的鮭魚由小型機器人監控將更健康　　此外，XpertSea還匯集了一些實際案例來做研究，報告指出目前使用此應用程式的越南蝦農和運銷合作社成員，皆對其實用程度給出相當正面的評價。並表示此工具可以輕鬆地獲得透明且可靠的訊息，協助養殖戶立即發現生長異常，即時調整飼養模式，避免掉不必要的損失，在業務開展方面做出更有效的決策。

#飼養與栽培管理 #水產養殖 #養殖環境管理 #蝦養殖行銷 #感測元件 #光學影像分析

【減量】蘇格蘭鮭魚生產協會誓願實現碳中和

2021/01/04

蘇格蘭鮭魚生產協會（Scottish Salmon Producers Organisation, SSPO）公布鮭魚產業新的永續發展憲章，為綠色戰略制定藍圖，此蘇格蘭鮭魚永續憲章（Scottish Salmon Sustainability Charter）稱為〈A Better Future For Us All〉，涵蓋廣泛的漁業領域，並提倡五大承諾，分別為動物福祉、健康環境、優質健康食品、多元人力發展、正面社會影響，主要承諾內容包含：在2045年前使鮭魚養殖業達到溫室氣體零排放； 100%使用再生能源；僅使用永續來源的魚飼料，且成份可進行追溯；實現包裝100％可回收；實現魚類健康與福利、社區支持、綠色工作（Green jobs）以及保持食品最高品質量標準等目標。　　新的拓展重點將聚焦於專業資歷、職涯、多樣化勞動力，而以創新為主導可幫助突破挑戰之發展，其他承諾包括：改善養殖場圍欄結構，防止魚類逃逸；將更多的資金與資源投入社區農業；養殖戶安裝電動汽車充電站點；建立鮭魚體驗遊客中心：【延伸閱讀】ISSF發布的新5年期鮪魚計劃在農業社區提供永續住宅；與政府、公家機關、企業等合作，建立創新試驗場域開發新技術；創造明確的職業發展規劃，注重專業技能和招攬人才，在鄉村提供更多優質的工作。　　SSPO領袖說明蘇格蘭從Covid-19疫情中復蘇必須為綠色、永續，並由優質的全球品牌領導，而此憲章具有重大意義與突破性，達成更嚴格的標準，激發藍色經濟的潛力來推動綠色復甦。此外，該憲章也受到內閣大臣與自由民主黨（Lib Dem）前領導人等支持，期待在持續研究、創新、實現永續發展的同時，與經濟、環境和社會責任之間保持平衡。

#飼養與栽培管理 #環境友善 #可再生能源 #飼料革新

生態工程瓦片促進沿海地區生物多樣性

2020/12/25

隨著經濟不斷發展，人們在沿海地區的開墾與建設越來越多，為了保護海堤內的設施不受海水侵擾，伴隨而來的是綿延不斷的海堤，但這些人造的海堤不像原先的岩石海岸富含孔洞可供生物棲息，且在退潮時太陽直射下容易造成異常高溫，是一個不適合許多潮間帶生物棲息的環境，海堤的建設嚴重影響了沿海地區的生態。　　為了促進沿海地區的生物多樣性，來自香港城市大學（City University of Hong Kong, CityU）的教授Kenneth Leung Mei-yee與英國、澳洲及新加坡的研究人員組成研究團隊，並利用一生態工程製作的瓦片將其附著於香港大嶼山水角徑（Sham Shui Kok on Lantau Island）及屯門樂安排（Lok On Pai in Tuen Mun）海堤的牆壁上12個月，觀察其上生物多樣性的變化。這種生態工程瓦片依照生態的特性製作，特點在於其上非常多縫隙和彎曲的溝槽。研究團隊測試不同深度縫隙的瓦片，找出最能促進生物多樣性的條件。【延伸閱讀】真菌如何幫助創建綠色建築業　　結果顯示與平坦的瓦片相比，生態工程瓦片使沿海地區生物種類提高19%至51%，動物數量提升59%至416%，貼在陰暗處的瓦片相較於暴露於太陽下的瓦片效果來得更加的好。除此之外，將生態工程瓦片結合活的岩牡蠣（Rock oyster），相較於平坦的瓦片，沿海地區生物種類提高38%至76%，動物數量提升120%至571%，比單一生態工程瓦片效果更佳。岩牡蠣在生態工程瓦片上生存狀況良好，且可做為其他生物的食物來源，促成良好的生態系。　　除了在香港之外，研究團隊也在其他國家如倫敦、雪梨、舊金山等設置13個測試區域，大部分的區域都顯示良好的效果，但隨著各地的潮汐與緯度的不同，效果有差異，有些甚至沒有正面效果，藉由這些區域數據的分析，研究團隊將持續努力依照不同沿海環境優化其生態工程瓦片的條件，使其效果最佳化。

#環境友善