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趨勢快訊
利用植物激素調節番茄的開花和結果時間,促進開花與結果
2024/09/18
巴西聖保羅大學(Universidade de São Paulo)研究發現獨腳金內酯(strigolactones)這種植物激素如何控制番茄開花及結果,其在2008年被鑑定出,為一種由類胡蘿蔔素變化而來的一種植物激素,而這項研究為蕃茄結果時間管理提供了新的方向。   研究人員利用mRNA數據、qRT-PCR基因轉錄定量及質譜分析等技術,了解獨腳金內酯這種激素的功能,藉由分析比較兩組植物,一組經過基因改造以減少獨腳金內酯的產生,另一組則合成獨腳金內酯,結果發現獨腳金內酯可以促進更快及更好的開花,並增加果實的產量。進一步了解發現獨腳金內酯藉由調節miRNA319和植物生長和發芽的調節劑-赤黴素之間的濃度控制番茄的開花,當葉子和分生組織中的獨腳金內酯含量增加時,植物會降低赤黴素含量並提高miRNA319含量,進而促進開花和結果。   這一發現對番茄作物的管理和產量帶來直接的經濟效益,在獨腳金內酯存在時,植物會更容易開花,花朵和果實的數量也大幅增加,表示利用這種新型植物激素將可更易控制植物開花時間,並提高作物產量。研究人員未來進一步希望可研究其他miRNA和激素是否可相互作用並影響植物發育,增加果實產量並促進果實肥大。   透過這項研究了解了獨腳金內酯在番茄開花及結果上的關鍵作用,也為提高農作物產量提供另一個新途徑,有望對其他經濟作物產生同樣效果,推動農業栽培技術發展,並為農業生產帶來更大的經濟效益。【延伸閱讀】- 奈米感測器將能應用於檢測區分植物激素激勃素(gibberellin)
日本企業推出家畜的遠距診療服務,有望擴展寵物看診
2024/09/17
日本家畜診療目前大多委託農業共濟組合(NOSAI)所屬的獸醫執行。通常診療必須由獸醫直接到現場進行訪視,一旦遇到偏鄉地區或離島,或因診療所合併造成遠距離往返,則加深獸醫作業負荷。根據農林水產省的調查數據顯示,獸醫有三成以上工作時間大多耗費在往返移動,加上獸醫人員短缺,工作負擔日益增加。   對此,日本政府已在2023年4月將遠距診療納入家畜共濟的保險範圍,希望能加速遠距診療的使用率。日本資訊服務公司SB科技(SB Technology)順應這項趨勢,與家畜診療的相關人士交換意見,開發了AnimaLooK遠距診療系統。   這項系統主要提供遠距診療視訊、診療預約、診斷紀錄、錄影和死亡診斷等服務功能。使用者可以透過Line、email等通訊方式,接受預約確認通知,一鍵點擊網址,即可啟動視訊通話進行遠距診療。另外,獸醫可以根據GPS定位圖片協助死亡診斷,進而提升工作效率。診療錄影和處方等診斷紀錄可以上傳雲端,同時也可以透過智慧手機確認相關資料。有關服務內容的設計,SB科技表示:「主要回饋農業從業者給予的回饋意見,希望UI、UX設計能夠直接且簡單操作。」   未來,SB科技將持續開發、優化其他功能,積極推動遠距診療系統導入到NOSAI,以及其他的家畜診療所、醫院、大學。同時,拓展至寵物的遠距診療服務。目標預計導入日本全國從北海道到沖繩共77家NOSAI診療所。【延伸閱讀】- 讓執行動物福利計畫變簡單 圖一 圖二 圖三
建立氣候適應農業糧食系統:CRISP工具幫助專案調適氣候變遷
2024/09/16
天氣和氣候是農業生產和生態系統服務的主要驅動力,但其多變性和長期變化對全球糧食安全、農業糧食系統的永續性和各地人民生計構成重大威脅。氣候變遷的影響在發展中國家的農村地區尤其嚴重,小農缺乏資源和基礎設施來應對不斷變化的環境和氣候條件。面對這一挑戰,調適變得更為必要。許多國家政府與研發組織正合作設計應對氣候風險的解決方案和工具。   為應對氣候相關風險,聯盟和義大利Eurac Research研究中心在德國聯邦經濟合作暨發展部(BMZ)資助下,透過德國國際合作機構(GIZ)開發了針對農業糧食系統的氣候風險規劃與管理工具(CRISP)。   CRISP是一個免費的網路工具,旨在將氣候風險考量和基於科學的調適方案納入農業食品計畫設計與實施,為專案經理、政策制定者、資助者、研究人員和私營部門提供知識和資源,以促進氣候變遷下的調適、增強抵禦能力,並保護糧食安全和生計。   該工具提供了一個強大的氣候風險評估框架,透過分析氣候數據、作物適宜性模型和社會經濟因素,幫助使用者識別對其項目和目標區域構成最大風險的氣候危害,揭示農業食品部門的影響,並評估系統的脆弱性。   CRISP還提供基於證據的調適選項庫,涵蓋作物多樣化、水資源管理技術、氣候調適基礎設施和早期預警系統,並指導使用者評估與選擇應對特定氣候影響和脆弱性的調適策略,確保調適工作具有針對性和有效性。   聯合國綠色氣候基金人員表示,CRISP可以幫助農業單位更完整說明提案的氣候背景,並建立氣候危害與調適措施之間的關聯。同時還提供互動式影響鏈圖表,可用於報告下載,並附有使用者指南、教學影片等其他資源連結。   2023年,德國玻利維亞技術合作團隊為新的GIZ計畫(PRORESILIENTE)中利用CRISP進行快速氣候風險評估,識別主要氣候災害、農業生態系統的影響和脆弱性,用以設計專案活動並納入調適措施。此過程幫助計畫建立了強而有力的氣候依據,涵蓋政策環境、氣候投資和包容性。   PRORESILIENTE 計畫團隊研究人員表示,CRISP是將氣候風險納入國家農業計畫和支持實施國家自主貢獻(NDC)的有力工具。透過將氣候風險納入規劃和實施,協助利害關係人做出明智的調適決策、增強抵禦能力,並確保糧食安全。【延伸閱讀】- 保障我國糧食安全之關鍵策略
在全球響應淨零碳排浪潮下的日本綠色轉型GX
2024/09/15
綠色轉型 X 碳中和 X 數位轉型   提到脫碳,除了綠色轉型(GX)外,碳中和與數位轉型(DX)也在此行列之中,然而這三者之間推動目標上卻有所差異。GX以實現脫碳社會為理念目標,致力於從化石燃料轉換為綠色能源,而碳中和則是致力於盡可能減少溫室氣體排放量,同時透過植樹等方式增加溫室氣體吸收去除量,以達到零排放目的,因此碳中和可以被認定為實現GX的行動之一。   數位轉型(DX)是指利用數位科技改變經濟結構與工作方式的活動和管理策略。並非單純推動數位化和IT技術,而是以數位技術提升生產效率、降低能源消耗、促進地產地消。因此實現GX更需要DX的推進力。 日本綠色轉型政策歷程與措施   日本在全球綠色浪潮中,為增進國內產業競爭力與促進經濟成長,政府提出實現2050年碳中和目標。首先,2022年由經濟產業省提出《GX 聯盟基本構想》,並正式成立推動小組,制訂各項相關措施。並設定10年期的長期目標,期望政府與民間單位對綠色轉型投入超過150兆日圓。隔年,2023年2月內閣決議「GX實現基本方針」,並於同一年5月國會通過《GX 推進法》,進一步敦促與規範相關的推動策略,執行單位的設立,以及金融創新投資措施。例如,發行GX 經濟轉型債券、導入成長目標型碳定價。【延伸閱讀】- 日本 2050 年實現碳中和之情境分析 綠色轉型民間案例說明 1. 企業方面 (1) 豐田Toyota 2050環境挑戰   豐田Toyota提出「新車淨零碳排之挑戰」,以 2050年全球推出新車平均減少90%的行駛碳排放量(以2010年基準相比)為目標。相較於節約能源的做法,為了因應燃料多樣化,豐田致力於氫燃料電池車(FCV)的推廣。此外,也會開發低碳材料的使用,以及減少零件數量等方式,削減製造過程中碳排量產生。 (2) NTT「NTT Green Innovation toward 2040」   日本NTT集團已宣示2030 年以減少八成以上溫室氣體排放量(以2013 年度基準相比)為目標,旗下企業包括NTT Docomo電信公司和NTT資訊中心,將一同朝向實現2040年碳中和邁進。除了提倡再生能源使用外,並以創新前瞻的全光和無線網路(Innovative Optical Wireless Network, IOWN)的概念,實現高速且大容量的網路傳輸,進而達到顯著降低電力耗費量之成效。 (3) 戸田建設「風力發電」   由於日本四面環海相當適合發展離岸風力發電,因而受到高度關注。戶田建設以浮動式風力發電作為再生能源事業發展,透過與長崎縣五島市的合作,日本第一個浮動式風力發電設施已於2016年3月實際運作。目前五島市崎山漁港的海上商轉仍持續運作中。 2. 地方方面 (1) 滋賀縣米原市「ECO VILLAGE構想」   米原市「生態村」構想,以促進農村脫碳及地方活化為發展目標,當年入選首波的脫碳執行區。米原市「生態村」主要以利用休耕地發展綠色太陽能源發電,並導入人工智慧和物聯網等先進技術,設置友善環境型的綠色園藝設施等,為當地帶來農業與社福間的合作與創造就業機會。未來將持續致力推廣農業太陽能發電導入於該城市內。 (2) 神奈川縣相模原市「環保行動21相模原研討會」   日本環境省為了讓中小企業更容易於取得環境經營體系中的環保行動21之認證和註冊,特別舉辦「環保行動21相模原研討會」。除此,相模市內的中小企業,如果使用節能設備、或應用相關再生能源設備的話,將同步提供安裝補助費用。【延伸閱讀】- 中國建設國家農業綠色發展先行區促進農業現代化示範區全面綠色轉型實施方案
科學家發布了關於種植紅樹林儲存碳能力的新研究
2024/09/14
過去50年來,由於人類所引起的土地利用變化、極端天氣事件和侵蝕,全球紅樹林面積減少了35%。隨著人們越來越重視紅樹林的保護和恢復,紅樹林不僅是作為重要的碳儲存庫,還在海嘯和暴潮(Storm Surge)期間提供沿海防護,同時也是多種物種的棲息地。科學家早已確認紅樹林具備吸收和儲存碳的能力,但有關人工紅樹林需花費多長時間才能達到與自然紅樹林相同碳儲量的研究仍有限。【延伸閱讀】- 【增匯】樹木多樣性可能會增加森林土壤中碳與氮的儲存量   過去,美國太平洋群島林業研究所(Institute of Pacific Islands Forestry)的研究人員發現,柬埔寨已有20年歷史的紅樹林種植區,其碳儲量與自然紅樹林相當。基於此發現,由美國林務局國際計畫辦公室的 Carine Bourgeois 領導的一支國際研究團隊進一步探討人工紅樹林的碳儲量。   該研究團隊利用過去40年的數據和近700個全球人工紅樹林的資料建立邏輯模型,結果顯示,20年後這些樹木的碳儲量可達到自然紅樹林的71%至73%。這一結果對全球紅樹林恢復工作具有積極意義。   此外,研究團隊還對紅樹林進行監測以評估其復原情況。國際林業研究和世界農林業中心(CIFOR-ICRAF)的研究人員指出,定期監測紅樹林能夠提供關於其生存和恢復效果的重要數據,有助於在必要時制定調適性的管理策略。然而,該研究人員強調,紅樹林種植並非恢復的長期解決方案,模型顯示,即使成功種植紅樹林,20年也只能吸收不到全球年排放量的的1%。因此,保護現有紅樹林是目前首要的工作。【延伸閱讀】- 紅樹林藍碳估算新方法
環境永續 ! 日本農研機構的最新智慧放牧技術成果
2024/09/13
日本畜牧業食用牛發展現況   根據日本農林水產省2022年公開的「畜牧業新農與離農調查報告」顯示,負責食用牛繁殖與培育的新進養牛戶,自2018年到2021年每年增加220人以上,但自2022年卻急速減少177人。與其同時,離農轉職者每年約有1,500人。等同於每年減少有1,300人以上食用牛的養牛戶。離農者的增加勢必影響休耕地,連帶缺工問題,休耕地活化也陷入惡性循環。   從離農原因調查顯示,主要有高達半數以上的原因來自養牛戶的高齡化(47.1%),以及的後繼無人(6.7%)。另一方面,食用牛所需牧草飼料佔總體經營成本的4~5成左右,在飼料價格不斷攀升情境下,導致經營不善與惡化則占了一成(12.5%)。對此,根據農林水產省最新公開2024年4月畜產與酪農農情資料(圖),目前的進口價格相較於之前最低價差距有兩倍之多。   此外,近年來世界動物衛生組織(WOAH)倡議的動物福祉,實際落實於畜牧業的現場飼養管理仍面臨一定困境,加上面對人力不足問題,導入智慧放牧技術成為解決的途徑。【延伸閱讀】- 以動物做實驗--談3R 兼具產值提升與友善環境的智慧放牧技術   在日本的中國地方與四國地方,有高達八成的中山間地域(1)的休耕地陷入活化困境,根據農研機構西日本農業研究中心的研究人員表示,休耕農地活化、高效省力的生產經營、削減牛犢生產成本,降低進口飼料成本及加強飼養管理等目標,皆可利用智慧放牧技術解決。   該研發團隊於2022年投入為期兩年的「休耕地活化對環境維護之成效與高產值智慧放牧之示範驗證計畫」,於2024年發表五大研發技術成果: 1. 放牧草地的形成與維護管理 (1) 休耕農地活化技術   利用休耕地餵養牛隻具有活化農地、維護環境永續的優點,然而過去人工除草或是除去牛隻無法食用的樹木和帶刺的植物則耗費相當多的時間與勞力。新型割草機上裝載的功能,則是可以直接利用機台內部刀刃將樹枝植物對著地面垂直旋轉擠壓粉碎,省去人工收集跟堆疊雜草屑的時間與勞力。其他尚有因應山坡地傾斜程度(最多傾斜40度)、無線裝置等多項功能。 (2) 牧草種植計畫支援系統與延長放牧期間   牧草是牛隻飼養最重要糧食,為有效低成本與拉長放牧期間,牧草的種植計畫更是缺一不可。研究團隊開發一套牧草種植計畫支援系統,可因應飼養牛隻頭數,管理所需的牧草數量,避免浪費與不足問題發生。 (3) GPS導航的雞糞施撒技術   除了國際飼料的攀升,近年來化學肥料的價格同樣不斷上漲,地方轉向使用價格較低廉且氮肥成分比牛糞還高的雞糞作為牧草種植肥料。然而,如上所述,放牧草地大多為非平坦劃分不均且高低傾斜的山坡地,特別是在施肥操作上,由於無法完全透過目視掌握總體現況,加上數公頃規模的施肥,難以避免重複施肥或遺漏施肥的可能性發生。   研發團隊開發一台結合GPS導航和撒播功能的高性能雞糞施肥機,除了可以降低化肥成本,同時讓沒有經驗的操作者也可以簡單且有效操作,創造施肥成效的最大值之外,因應政策推動的綠色糧食戰略,更能夠實現無化學栽培的綠色農業。【延伸閱讀】- 農業脫碳!AI、自動化的先端技術X日本綠色糧食戰略發展 2. 放牧家畜與電力柵欄之管理 (1) 放牧牛位置勘查技術   相較於牛舍飼養,放牧的優點在於可以省下餵食與打掃的時間,牛隻可以任意自由移動。缺點則是牛隻脫離柵欄或造成事故風險。本研究利用GPS與ICT技術,讓飼養者憑智慧型手機可以輕鬆掌握牛隻所在位子,無需擔心牛隻動態,更可以省下人力搜尋的力氣。【延伸閱讀】- 日本利用ICT技術栽培溫泉草莓   這項技術應用關鍵在於在牛隻脖子上裝載GPS,藉由無線發送位置訊息,對接放牧周邊裝置的母機,將牛隻行動的位置轉化為智慧地圖,協助飼養者管理牛隻移動路徑與位置。 (2) 電力柵欄管理技術   一般利用休耕地放牧地通常會設置柵欄限制牛隻移動範圍,若是為防止受到野獸侵害則會使用既可省力又有用的電力柵欄。然而,電力柵欄仍有它的侷限性與仍須避免造成的風險災害。例如,樹木倒坍、野生動物的侵入、漆包線的脫落、雜草叢生導致漏電等。倘若放牧管理者可即早發現修補,則可防範於未然。因此,研發團隊發明一種可以監視電力柵欄的電壓值裝置,透過訊號傳送至智慧型手機,可以大幅削減管理勞動力。【延伸閱讀】- 虛擬圍欄技術應用於畜牧業 注1:「中山間地域」指不利於農業生產條件的丘陵山坡區域(資料來源:農業部)。
「迪娜」手把手帶青年 部落傳統農業後繼有人
2024/09/12
有別於以獲取貨幣為目的的單一作物的產業農耕地景,布農族的「彼桑拉返(家庭菜園)不但保存了各種祖先流傳下來的老品種,栽培作物種類全年多達百餘種,而菜園內部的複雜結構,以及其在地景中鑲崁分布,環繞周邊自然生態系供應與支撐了各種生物食物來源與棲息等各種利用的環境,並連結不同的自然棲地,也呼應林業保育署提出的「國土綠網」政策。   布農豆豆班迪娜潘竹菊說,自己的「彼桑拉返」可以用「馬夏.馬拉陶民」(很好,什麼都有)來形容,菜園的作物有日本豆、黑芸豆、八家將豆、油芒和旱稻,還有芋頭、地瓜等,尤其是豆類有特別保種,這是祖先傳承下來的智慧,不能夠斷掉,自己的接傳人有2位,她們都學得很好,自己也很放心。   布農豆豆班迪娜高秀琴說,大家的田地都沒有用農藥和肥料,當地長出的草燒成的灰就是維持土壤肥沃的秘密,尤其油芒在煮的時候要加上過濾後的草灰才煮得熟、煮得香。【延伸閱讀】- 台灣油芒營養價值高 將推廣為部落特色作物   傳接人吳紹琪Tanifu說,自己之前在日本工作,後來回台灣時住在台中,但因為年邁的家人獨自住在部落,6年前回到部落後,因緣際會下接觸到慈心基金會的有機、友善農業、智慧傳承的計畫,也符合母親的理念,於是也加入接承人行列並和長輩一起學習。【延伸閱讀】- 【綠趨勢】日本環境永續的「友善耕作」之發展現況   看向布農菜園,許多平凡不起眼的作為,包含在田裡種大樹、種些高低錯落的各種作物、和親友交換多品系雜糧,還有田邊的砌石、植物攀爬用的竹架、灌溉溝渠等等豐富元素,讓布農菜園也提升了整體的生物多樣性,對於里山地景具有重要意義。【延伸閱讀】- 國首個林下經濟地方創生計畫 屏東牡丹建立專屬品牌 圖一、吳紹琪說,6年前回到部落,加入接承人行列並和長輩一起傳統農業智慧。記者李柏澔/攝影 圖二、布農豆豆班迪娜潘竹菊說,自己的「彼桑拉返」可以用「馬夏.馬拉陶民」(很好,什麼都有)來形容,菜園的作物有日本豆、黑芸豆、八家將豆、油芒和旱稻,還有芋頭、地瓜等,尤其是豆類有特別保種。記者李柏澔/攝影
新研究改變了氣候模型:植物吸收的二氧化碳比想像的多
2024/09/11
1960 年代核彈試驗的放射性碳分析結果顯示,現有的地球系統模型可能低估了陸地植被和土壤所吸收的碳量。研究人員指出,這些碳的儲存時間比之前認為的更為短暫,這表示人工排放的二氧化碳在陸地生物圈中停留的時間可能不如現有模型預測的那麼長。因此,為了制定有效的氣候政策,有必要使氣候預測和全球碳循環的描繪需要更加精準。   據研究指出,植被和土壤吸收約30%的人為二氧化碳排放量,但二氧化碳淨流入陸地生物圈的過程卻未受到限制,這在全球淨初級生產力(NPP)和碳週轉率的過程中尤為明顯。NPP是指植物利用大氣二氧化碳產生新組織的速率。但目前NPP的估計值差異很大,主要是因為依賴統計預測和有限的場地規模測量。   1950和1960年代的核彈試驗增加了大氣中的放射性碳(14 C),這些碳被陸地生物圈吸收。追蹤核試驗後生物圈中放射性碳的累積,有助於評估NPP和碳週轉率。然而,直接觀察全球14 C的累積一直是一項挑戰。為了解決這一問題,英國倫敦帝國學院研究團隊結合了核彈產生的放射性碳預算與模型模擬,為20世紀60年代(1963年至1967年)的全球核電廠提供精準的約束條件。【延伸閱讀】- 找出能夠適應「更熱地球」的根將有助於緩解糧食供應的壓力   最終研究發現,現有模型低估了 20 世紀 60 年代核電廠的規模和影響。當時的淨生產力至少達到每年63 PgC/年,而目前的碳排放率已增長至 80PgC/年,遠高於現有模型預測的43至76 PgC/年。這種差異主要源於模型低估了短壽命或非木本植物組織中儲存的碳量,而碳的吸收和週轉正是陸地生物圈中控制人為二氧化碳碳匯的主要因素。【延伸閱讀】- 日本 2050 年實現碳中和之情境分析   因此,該研究提出,陸地生物圈中的人為碳儲存可能比之前認為的更短暫,並且更容易受到未來環境變化的影響,迫切強調須進一步改進氣候模型,以提高預測精確度。
日本東大與TANITA研究都市型智慧農場與預防高齡衰弱化
2024/09/10
而這其中一個主要關鍵因素正是「衰弱症」。衰弱症並非疾病,而是指身體與精神因老化所處於失衡的狀態。隨著身心日漸弱化,高齡者可能面臨日常無法正常行動,需要受到他人照護。衰弱通常有諸多因素交織而成,可以理解為一種身體的衰退與社會連結的功能喪失過程。   對此,日本一家知名健康量測企業Tanita與東京大學 IOG1(Institute of Gerontology)共同合作,透過都市型的智慧型農場體驗,研究體驗活動中參與者的生理層面和社會層面之間關連性,並驗證其預防高齡衰弱與改善效果。   此項研究,主要是利用位於Tanita本部的「Tanita Fureai Farm」,讓參與者一同加入種植作物,一同經營社區型農場。過程中除了增進參與者相互交流外,必須按照農場專用應用程式所提供的建議,體驗澆水、取土、疏苗和採收等活動。Tanita與東京大學 IOG認為藉由社群式的農場的經營體驗將有助於降低社會脆弱性,後續將持續驗證其運用機制,並制定更有效的干預方法。【延伸閱讀】- 都市農業地景營造與教育體驗之思路與實踐   除上述社群式農場經營體驗,研究團隊還提供促進社區活化的各項措施,例如將採收後的蔬菜,依照Tanita食堂和Tanita咖啡館食譜料理後提供給參與者食用,並不定時舉辦烤肉派對等活動,從中加以驗證其成效。   此研究將於2024年7月開始在東京進行區域性的示範驗證,計畫未來預計將上述衰弱預防和改善效果可視化,並以實際驗證數據為依據,建構有效的衰弱預防改善計畫。期盼未來這項研究不僅能為改善、維持身體機能帶來一定效果,更可增進當地居民之間互動探索的可能性,尋找出一套增進健康的新途徑。【延伸閱讀】- 「園藝治療」是農業也是高齡照顧綠健康產業 注1:東京大學高齡社會綜合研究機構
應用發光二極體提升龍虎斑兩吋苗育成率技術
2024/09/09
水產試驗所東部漁業生物研究中心 謝易叡、黃君毅、田伶任、何源興   台灣目前主要的水產養殖物種有石斑魚、午仔魚、白蝦、虱目魚以及台灣鯛等。現階段石斑魚養殖產業主要放養龍虎斑,又稱珍珠龍膽石斑,為龍膽石斑(鞍帶石斑)與老虎斑(棕點石斑)之雜交後代,其成長快速、抗病力強等特性頗受業者青睞,但魚苗殘食之特性導致業者遭受損失也是需要克服的一個困境。目前養殖業者在控制石斑魚殘食行為之作為,主要利用加強餵食頻率或依體型頻繁篩選規格相同之魚隻,但此兩種方式皆無法明顯的控制龍虎斑的殘食行為。   發光二極體(LED)做為照明設備已普遍使用於路燈、車燈及家用照明等,其具有節能省電、體積小及使用壽命長等特色,藉由內部材料的變換,使其可以發出不同波長的光線。在室內養殖環境中,維持日夜週期可有效增加魚苗的活存與成長,結合LED可發出單一波長之特性,可有效的改變水體光環境,照明效果也比以往傳統之鹵素燈或是螢光燈管好。   本技術與國立臺灣大學王永松副教授團隊合作,利用特定波長LED燈具作為石斑魚室內育苗場補充照明,調整養殖場域光波長、週期與強度,搭配產業目前現有之操作方式,可更有效率地降低魚苗殘食率,並提高其生長及免疫能力。【延伸閱讀】- 台灣石斑魚王國之未來,由育苗開始 — 白身階段就有神經壞死病毒與虹彩病毒感染 圖一、目前臺灣石斑養殖常見之龍虎斑 圖二、石斑魚苗之殘食現象 圖三、石斑魚育苗場規劃示意圖
日本山形大學應用下水道循環資源種米養魚與開發替代性肉品
2024/09/08
「BISTRO下水道計畫」,主要將下水道的汙水加以淨化處理,並把淨化過程中所產生的污泥製成堆肥,提供農地使用。根據該大學農學部的渡部教授表示:「此法與一般農田種植飼料用米相比較過後,其結果顯示,應用這項循環種植的方式,所產出的飼料用米富含更多氮素與蛋白質,且產量表現亮眼。加上過程中無使用化肥,成功降低15%生產成本」 。【延伸閱讀】- 到2025年化肥減量化行動方案   這項計畫涵蓋範圍甚廣,畜產方面則是利用飼料用米養豬,其他包含堆肥應用土壤再生等。另外,這項計畫與鶴岡市合作香魚養殖,同樣取之下水道處理水的營養成分,培養出優質藻類作為香魚飼料,讓香魚擁有幾近天然獨特香氣和風味。2023年春天以『鶴岡BISTRO香魚』為名商品化。   YAAS除以「BISTRO下水道計畫」外,推動食物自給圈(智慧農業圈)、即食米飯、自然共生稻作等項目,預計未來五年內至少推出三種山形大學品牌食品進入市場。 糧食、資源、經濟的區域循環計畫:「BISTRO下水道」 (山形大學/鶴岡市政府/JA鶴岡)   另外值得關注的是脫脂米糠開發替代肉。由於製作米糠油時會產生大量脫脂米糠,目前大多作爲肥料使用,然而如何擴大其用途一直是長期研究課題。過去研發團隊已與精米機製造商佐竹公司於2018年合作,成功開發從脫脂米糠中提取高濃度、高營養價值的米蛋白技術之經驗。   此外,由於米糠製的替代肉不含過敏原,且無基因改造,安全又可靠,與大豆替代肉具有相似的口感。對此,渡邊教授進一步表示:「米是日本唯一能夠保持100%自給率的農作物。在全球替代蛋白質的趨勢成長下,更能藉此在日本國內建立穩定蛋白質基礎供應機制,未來預計在2025年開始供應和銷售替代肉及營養食品」。【延伸閱讀】- 一場不只餐桌上的變革-食品科技重要性與未來趨勢 註1:山形大學2023年7月創建的農業食品系統先端研究中心(YAAS),主要以推動生產、加工、物流一條龍的在地農業(六級產業化)為主,結合IT應用、營養與機能性研究技術、品牌管理等校內的「綜合性知識」,以提高糧食自給率,建立循環型農業為目標。
永續航空燃料:研究人員改造潛力之微生物以提升異戊二烯醇生產量
2024/09/07
利用再生碳源製成的永續航空燃料能有效減少二氧化碳排放,以緩解氣候變遷。異戊二烯醇(1,4-二甲基環辛烷,DMCO)是一種關鍵的化學物質,用於生產噴射生物燃料混合物。這些混合物是由異戊二烯醇與其他化學品結合。【延伸閱讀】- 【減量】植物來源的永續航空燃油可減少碳排放達68%   過去研究表示,異戊二烯醇可由微生物作為宿主來生產。如果能利用植物材料中的可發酵糖作為碳源,並透過工程改造的Pseudomonas putida細菌來生產異戊二烯醇,將能夠推動永續航空燃料開發。然而,這種微生物需經過基因工程改造才能成為最佳選擇。   美國聯合生物能源研究所的研究人員採用了先進的基因組規模代謝模型(Genome-Scale Metabolic Model)與微生物基因工程來優化Pseudomonas putida的異戊二烯醇生產能力。利用計算模型預測和選擇基因編輯目標,確定其優先順序,並進一步優化P. putida的代謝路徑,以在較少量的工程菌株中測試,大幅提高異戊二烯醇的產量。   研究結果顯示,經過優化的細菌使異戊二烯醇的產量提高了10倍,是朝著噴射燃料永續生物生產的重要一步。研究人員建議,為進一步提升異戊二烯醇的工業生產量,需持續進行優化,例如基因工程菌株改善、生物製程優化和分離製造工程、引入 CRISPR 基因編輯技術及其他生物製程技術等。【延伸閱讀】- 利用基因編輯技術-CRISPR系統調整甘蔗葉片角度提高生物質產量
日本兩大農研成功應用食物氮足跡將熱帶島嶼的減氮效果視覺化:有效減少30%化學肥料的資源循環型農畜產業之情境
2024/09/06
由日本兩大農業研究機構-國際農研(JIRCAS)與農研機構(NARO)共同研究,利用食物的氮足跡,促進熱帶及亞熱帶島嶼的有機資源之應用,並有降低化學肥料使用,成功將糧食系統中減氮成效導入視覺化。   這項研究主要以位於日本農畜產業興盛的亞熱帶島嶼-沖繩縣石垣島為目標對象,分析島外引進的糧食與飼料(包括從外國進口或本土和離島引進),以及島外輸出的糧食(出口或移出)等.....全面性瞭解島嶼食物系統中的氮負荷現狀。   同時,計畫也以島內最大的有機資源「牛糞堆肥」施作在農地上的可能性為研究目標,並提出要達到綠色食物系統戰略目標數值:「化學肥料使用量減少30%」的情境分析方案。其結果顯示,將七成以上的牛糞堆肥用於農地,可有效降低30%化學肥料使用,維持作物所需要的氮投入量,同時也降低了石垣島18%總氮排放量。   本研究應用食物的氮足跡評估方法,透過積極且妥善地運用原有農地所富含的有機資源,亦能有效減少化學肥料使用量,不僅提升農業生產力,更兼具環境保護內涵。此外,這項方法還能應用於其他熱帶與亞熱帶島嶼,以因應近期價格波動所需要政策措施制定依據、且能實現聯合國推動永續發展目標(SDGs),以及日本政府推動綠色糧食戰略所提出「降低30%化學肥料使用量」之目標。 圖1.石垣島的食物氮足跡計算示意圖 圖2.食物氮足跡計算概要示意圖 圖3. 石垣島的現況與提升牛糞堆肥的氮流量   未來這項模式,將不僅只運用於資源循環方面,針對肥培管理等各項技術對降緩環境負荷之成效或是減少化學肥料使用量上皆有模式可循。同時,本計畫研究成果,更能為日本本土島嶼或是向菲律賓等其他熱帶島嶼國家,作為消費者、生產者、行政單位方面,在策略擬定與政策溝通上帶來實質效益,為全球致力於淨零碳排與降低化學肥料使用盡一份心力。【延伸閱讀】- 成功利用食物的氮足跡可視化達到農牧業化肥降低30%目標
產業追蹤/香氛研發 打造台灣專屬記憶
2024/09/05
花東地區曾經是香茅種植以及香茅精油提煉的主要產區之一,這裡還種植許多特殊藥草植物。在1930年代,台東知本地區以種植可預防瘧疾的金雞納樹及其他藥草(如青脆枝、白鶴靈芝草等)聞名。然而,隨著時代變遷,這些產業逐漸消失,不過在近年來休閒農業和香氛產業的興起,花東地區的香草植物種植場域日益增加,為當地產業帶來多元化嘗試。   過去,花東地區產業要求大量生產高品質產品,捨棄本質,導致發展受限,為了讓在地特色走向國際,開展產業規模,在經濟部產業技術司補助下,推動香氛成為花東未來主要產業,積極導入氣味組成分析設備和建構技術,並利用機能性檢測技術(抗氧化、抗菌、抗發炎等)服務平台,協助業者提升自我研發能量,也將在地的農特產作物或農產次級品,轉化成香氛產業中的妝品原物料,並建構出專屬東台灣地區的香氛妝品產業鏈。【延伸閱讀】- 解放防疫悶心情!雲林跨域特展 5感體驗療癒生活   在進行當地香氛業者盤點過程中,也發現香草植物種植已成為在地農業單位積極推廣的項目,不過,香草植物時常受到氣候環境的影響,造成其成分組成差異,進而影響產品開發的品項類別。因此,在經濟部產業技術司補助下,引入氣味組成分析技術,並在「氣相層析串聯質譜儀分析檢測系統(GC-MS/MS)」的設備基礎上,幫助業者分析香草植物的指標成分含量,協助建立內部品質管控資料,這些資料不僅能作為原物料採購的價格依據,還可以與契作農戶商討田間管理和種植方法,有效縮短業者掌握原物料特性的時間,並建構專屬的香草應用資料庫。   為了配合業者的需求,積極開發多項氣味組成分析技術服務,利用溫度、萃取方式和熟成時間等參數,嘗試建立山、川、里、海多元環境的氣味模組。過去的分析技術,只侷限氣味的組成,無法體現立體層次與流動,透過技術升級與導入,能達到在室內重構出雲霧繚繞清晨之初的氣味情境。   花東地區面臨農業轉型的挑戰,許多田地休耕甚至荒廢,促使過去政策型農業經濟模式,往精緻及特色型農業經濟的方向前進,提升農業產值並促進土地多元應用,而香草的種植不僅不與糧地競爭,還能作為輪作選項之一,解決閒置農耕土地的問題。相信不久的將來,除了可以見證花東地區成為台灣的普羅旺斯之外,更可以在世界各地看到專屬台灣嗅覺記憶的商品。【延伸閱讀】- 焦慮世代-戶外療癒篇/打開感官 森林療癒身心靈   (作者是東部產業技術跨域應用及環境建構計畫成員) 經濟部產業技術司   經濟部產業技術司整合法人研究機構、產業界、學術界之研發能量與軟實力,促成國家創新系統成員間的科技創新連結,於智慧科技、綠能科技、製造精進、民生福祉、服務創新等領域,開發具前瞻性、關鍵性及跨領域之產業技術,並將研發成果多元移轉落實產業界應用,促進創新研發成果走向產業化與國際化,以厚實產業技術能量,提升產業創新效益。
改善灌溉技術,減少用水過度耗費及溫室氣體排放
2024/09/04
在拉丁美洲及加勒比海地區,共有25個國家種植水稻,為當地重要糧食來源,每日提供人們總熱量攝取的12%至75%。目前,國際生物多樣性組織(Bioversity International)與國際熱帶農業中心(International Center for Tropical Agriculture, CIAT)開發了一種新水稻管理方法,有效減少了用水量和溫室氣體排放,為解決全球暖化提供重要突破。【延伸閱讀】- 氣象數據支持水稻、小麥、大豆栽培管理支援系統   傳統的水稻生產方式透過讓稻田長期淹沒的方式抑制雜草生長,但這也同時讓有機物在缺氧環境下因腐爛而產生大量甲烷。此為一種溫室氣體,根據亞洲開發銀行的數據顯示,全球種植水稻產生的甲烷佔所有人造甲烷的12%,對全球暖化的影響佔1.5%。【延伸閱讀】- 省34%灌溉水!農改場再生紙膜插秧技術 還可抑制雜草   為了解決這個問題,研究人員採用了間歇灌溉技術,該技術最初由國際稻米研究所(IRRI)於20世紀70年代時在亞洲開發,此技術利用在稻田進行間歇乾燥和淹水,雖然減少了甲烷排放,卻促進了一氧化二氮的形成,而該氣體也是導致全球暖化的重要因素之一。【延伸閱讀】- 間歇灌溉省水逾30% 農民可用手機遠端操作代替巡田水   研究人員藉此在原研究基礎上進行技術優化,使其適應哥倫比亞的氣候條件,並同時減少甲烷和一氧化二氮的排放。之前的技術水稻於種植時水位會下降至土壤以下15公分,但透過改良的種植技術可使水位下降至5到10公分,這樣可讓水更快的補充,以此減輕水稻種植壓力,提升產量。這項技術在哥倫比亞西部地區進行測試應用,結果顯示透過該技術可在不影響水稻產量下,減少用水量和溫室氣體排放。   隨著全球人口增加,稻米需求也不斷增加,因此如何不耗盡自然資源,維持、增加稻米生產符合人民糧食需求,是一個當代相當迫切的問題。透過該技術研發,未來可有望在拉丁美洲其他國家推廣,為該區域稻米管理提供新知識及方法,促進知識轉移,改良稻米生產系統,滿足不斷增長的糧食需求。【延伸閱讀】- 稻米透過再生方式突破氣候變遷造成產量降低的壁壘
利用振動方式防治病蟲害與建立作物栽培技術
2024/09/03
為此,日本九州大學等七個單位共同研究昆蟲對於振動和聲音的傳遞訊息反應。研究證實,利用振動的方式可有效控制番茄與香菇等白粉蝨和蕈蚋等病蟲害的密度,同時可增進作物的產量,這項振動技術將持續反覆驗證,預計2025年將導入至番茄種植栽培,並開始對外販售。 重點摘要 近年來,由於永續農業生產技術需求的增長,以振動的方式防治病蟲害逐漸受到國內外關注。 振動技術不僅可以應於防治番茄、香菇等作物的病蟲害,同時有利於農作物穩定生產,提高產量,促進永續栽培技術發展。 未來持續進行技術改良,預計2025年市面上開始銷售番茄種植震動裝置。 研究內容與成果 1.番茄種植與害蟲白粉蝨   本研究主要驗證振動能否干擾植物的粉蝨抑制繁殖行為。由於粉蝨是造成蔬菜和觀賞植物農損的主要害蟲,具有散播病毒特性,加上抗藥性強,防治不易。研究過程中發現煙草粉蝨在繁殖時,雌雄之間會使用振動進行傳訊。研究團隊嘗試透過振動來促進番茄授粉。結果顯示,與未使用振動的番茄相比,振動的番茄在粉蝨密度下降的效果更好。從研究中發現振動不僅可以降低病蟲害密度,同時有助於增加產量。【延伸閱讀】- 2022中國農業科學十大進展發布 圖:番茄害蟲:菸草白粉蝨 2.菇類栽培與蕈蚋類害蟲   在椎茸等食用菇類方面,這項研究以樹木鋸屑為培地的菌床施加了800Hz的振動。結果顯示,跟未使用振動的菌床相比,振動不僅延遲了蕈蚋類的蛹和成蟲的生長過程,成蟲數量也相對減少,對於減少菇類蟲害有相當大的幫助。【延伸閱讀】- 袋栽菇類製包技術回顧與智慧化發展初探 圖:菇類害蟲:蕈蚋 3.果樹害蟲:椿象   果樹害蟲褐翅綠椿象會吸食柑橘類、蘋果、梨等多種果實,導致果實畸形或落果,造成嚴重損害。珀椿同時也是林業害蟲。研發團隊利用震動讓椿象停止觸角運動(接收環境訊息)和清潔行為(體表清潔),同時發現成蟲的腹部上下運動會產生振動,證實施加振動可以縮短椿象停留在樹上的時間,進而達到防治效果。【延伸閱讀】- 稻黑樁象危害 75萬隻黑卵蜂出任務 以蟲制蟲護水稻 圖:振動對珀椿造成的反應 未來展望   隨著人口增加及環境變遷,穩定糧食生產是非常重要的課題,振動技術將成為新世代的農業工具。目前這項振動裝置,將持續導入各地農業生產設施反覆驗證。目前振動技術的實用化和普及化仍然面臨諸多挑戰,另一方面,除研究病蟲害防治效果,同時也必須嚴謹考量對害蟲天敵及授粉昆蟲是否產生負面影響。   另外,為了發揮最好的防治效果,以及尋找出最適合條件,未來將繼續驗證和改進振動技術,並從2025年起將用於番茄種植的振動裝置商業化。【延伸閱讀】- 2022 年日本十大農業新技術( 主題六_以振動方式防治番茄病害蟲-抑製粉蝨,促進番茄授粉,達到穩定生產之目標 ) () 圖:設定振動裝置「Tomatabulu®」的番茄栽培設施
研發新型生物質肥料,減輕氮肥對環境的負面影響
2024/09/02
在農業上,氮肥常用於提高農業產量,但隨著全球糧食需求增加,過度使用無機氮肥會導致溫室氣體排放、地下水汙染及土壤品質下降等問題。而有機肥料雖然環保,但氮含量較低,如需大量使用,則會增加土壤鹽分,阻礙植物生長,並產生更多二氧化碳和一氧化二氮。   為了解決這些問題,日本京都大學及RIKEN永續資源科學中心的研究團隊尋找天然氮源,發現一種光合海洋細菌-紫色非硫細菌(PNSB細菌) Rhodovulum sulfidophilum具有從大氣中吸收氮並轉化蛋白質的能力。將該細菌製成乾燥生物質,發現其氮含量達到11%,遠高於其他有機肥料。【延伸閱讀】- 國產有機肥料增碳匯 可望成為溫氣減量方法學   實驗比較日本油菜在無機肥料和PNSB生物質肥料輔助下的生長情況,結果顯示,植物能夠吸收生物質中的氮,且無論在涼爽或溫暖環境中,生物質肥料都能促進植物生長,最重要的是,即使生物質肥料的氮含量高達四倍,土壤的pH值和鹽度仍保持正常。   PNSB生物質肥料的碳氮比較低,釋放氮的速度較慢,30天內可釋放約60%。雖然這意味在施作時需要更多生物質肥料,但仍具有減少了二氧化碳和一氧化二氮排放的好處,也降低環境中的氮排放。   由於該種肥料利用空氣中的二氧化碳和氮氣進行轉化生產, 因此被命名為空氣肥料,目前在日本註冊為有機肥料。生物質肥料在未來將使農業更加環保,並可解決無機肥料供應鏈分配問題,減輕氮肥對環境的負面影響,這些實驗結果只是初步的,後續仍需進行生命週期評估以確定產生的環境足跡,並同時考慮生產、儲存、施用、運輸等過程中的挑戰。【延伸閱讀】- 生物炭及其醋液於有機肥料產品生產製作技術
日本2024年「糧食・農業・農村基本法」修正與最新白皮書概要
2024/09/01
最新「糧食・農業・農村白皮書」之概要   今年度「糧食・農業・農村白皮書」之內容,針對《糧食・農業・農村基本法》的修法特以專題方式說明。舊制基本法自1999年通過以來,歷經近25年,基於國際間面臨烏俄戰爭所帶來糧食供應問題,以及進出口貿易競爭等情勢變化,首次進行調整與修改,新修正的基本法將因應接下來未來新的20年,作為農業政策推動之新方向。 第1章 確保糧食安全   因應糧食自給率、糧食供給情況、食品產品資訊和提供合理價格的各項措施,以及加深消費者與食農之間連結、確保食品安全性等。 第2章 提倡環境永續經營的綠色糧食系統   推動綠色糧食戰略、強化環境與農業永續經營、永續食品產業之轉型。 第3章 農業的永續發展   農業產量動向、主要農產品生產動向、從農者的培育與人力應用、智慧財產保護與應用。 第4章 農村振興   農村人口動向、促進地方移居和交流、山坡丘陵地的農業振興、推動鳥獸危害防制。 第5章 災害的修復、復興、防治、國土韌性提升等   七大政策議題 1.推動農業結構改革與地方計畫制定,以因應糧食安全之現況   (1) 擴大國內小麥、大豆等作物生產機制,促進國內農業生產資材之應用等結構性的轉換,降低對外進口的依賴度。   (2) 藉由地方各界討論,制定屬於當地農業未來方向的「地方計畫」,同時強化農地銀行的農地累積與整合。 2.因應「日本物流2024年問題」的農產運輸方式(物流運輸與勞動力等問題)   (1) 為改善物流業者冗長的工作時間,日本勞動法針對職業駕駛司機工作時數上限進行修法,並於2024年4月新制正式上路。此外,根據調查,若未採取任何措施之情況下,相較於2019年,2024年物流運輸能力預估將短缺14.2%, 2030年則將短缺34.1%。   (2) 對此,有關農產品與食品運輸方面,農林水產省採取減少長途運輸,貨物等待與裝卸時間,提高貨物裝載效率、減少大貨車運輸的依賴度等策略。 3.促進農產品與食品出口   2023年農產品與食品出口額達最高紀錄,破1兆4,541億日圓。另一方面,強化水產品國際海外市場,以因應福島核電廠(ALPSTHE JAPAN ALPS)排放水政策所伴隨的中國禁止水產品進口問題。【延伸閱讀】- 擴大農產品外銷,打造植物檢疫的新創事業 4.推動農業碳中和   利用森林、農地、家畜碳吸存能力,以自然為本的方式,促進溫室碳排削減,並推動碳信用制度,致力於2050年實現碳中和。【延伸閱讀】- 2050年碳中和實施,可評估地區經濟及輔助農業減碳之系統開發 5.促進智慧農業應用,提升農業生產力   以數位化為基礎,應用智慧農業技術,解決農事現場所面臨各種問題。 6.促進農福跨域合作,共同解決農業與社會福利之課題   促進農業與社福的跨域合作,協助身心障礙者,透過農事活動,增進自信心與社會參與度。 7.因應2024年能登半島地震災情   2024年1月1日日本石川縣能登半島地震,造成莫大災害,除了災害現場設置緊急應變中心,派遣政府官員當地駐所和提供物資糧食資源。 2023年度「糧食・農業・農村白皮書」記載相關項目俯瞰圖

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