趨勢快訊 - 農業科技決策資訊平台

2023/11/03

上一篇介紹食物浪費與氣候變遷之間的影響與關聯性，本篇將聚焦在如何持續推動減少食物浪費和食品回收，打造食物零廢棄區，以及日本當前的具體政策與執行現況。食物零廢棄區是什麼？　　「食物零廢棄」指的是透過結合「減少食物浪費」、「加強食品回收系統」兩大目標，去除食物焚化及掩埋所產生的溫室氣體排放。具體來說，藉由餐廳剩食（日本環境省推動mottECO計畫）、食品募捐活動、捐贈防災食品、重新修正食品業者的使用習慣等方式，減少食物的浪費。除了減少浪費採取措施外，致力於將過程中產生的食品廢棄物加以回收利用。透過政府部門、食品相關業者、家庭、再生利用業者、生產者、食物捐贈組織等共同推動3R原則，創造出一個不再有焚化及掩埋的食物零廢棄區。食品零廢棄，應優先考慮減少使用、並掌握現況　　為實現食物零廢棄區，須徹底落實食品廢棄物的回收再利用。根據日本《食品循環資源再生利用促進法》所頒布的基本方針當中，實施的優先順位分別為：「減少使用→再利用→回收→減量」。食品零廢棄區的概念，是以食品廢棄物的減少（Reduce）作為起始點，再透過焚化、掩埋之外的處理方式實現目標。日本為了減少浪費（Reduce）做了許多努力，以下就介紹相關作法：推廣mottECO（モッテコ）　　mottECO是由日本環境省為了減少餐廳端的浪費，增進消費者將沒有吃完的食物打包回家，所推出的行動計畫。2021年度提出以「縣」為主導單位的「地方公共團體及事業體等減少食物浪費、推動食品回收模式」的示範計畫中，鼓勵外食店家或連鎖餐飲企業，共同來參與導入mottECO。未來，預計也會以地方政府與民間業者為核心，進一步向外拓展。　　另一方面，根據日本環境省於2022年進行的問卷調查結果顯示，2021年有帶回剩食經驗的消費者當中，「幾乎不將剩食帶回（每6次只有1次）」的選項佔了48.1%。由上述調查推測，社會上尚未形成「帶走剩食減少食物浪費」的風氣與共識，努力空間仍然很大。掌握以市區町村單位的食物浪費數量　　日本政府2019年通過的《減少食物浪費促進法》，將市區町村等小型地方自治體設定為減少家庭類型食物浪費的推動者。該法令實行兩年後，依據2021年12月所提出成果報告指出，目前僅有一成左右的單位已著手計畫或制定減少食物浪費。雖然預計未來會逐漸增加，但以現況來看並不樂觀。　　為了達成目標，第一步必須了解當前的食品浪費數量。從日本環境省自2016年起著手編寫「因應家庭食物浪費情況之垃圾開袋調查報告」和透過「市區町村食物浪費現場調查系統」，支援各地方單位進行開袋調查（實際打開收集的垃圾袋，將可燃垃圾中的食品浪費進行分類調查），對食物浪費所產生數量進一步了解。報告同時還公開了調查記錄表和解說調查步驟的影片，期望提升地方單位的調查能力。另外，日本政府同時也針對調查系統的部分給予調查費用補助。　　目前，在國家層級上，日本已充分掌握並瞭解食物浪費的產生數量，然而在實際推廣上，為了讓每個消費者將食品浪費視為自身的問題，並一同努力來投入行動，從小範圍的市區町村的基層單位開始，是非常重要的一步。總結：意識脱碳的重要性，並致力於減少食物浪费　　本系列「食物浪費X脱碳! 」專題趨勢研究，整理了「食物浪費」與「脱碳/碳中和」趨勢。在過去，對於減少食物浪費的思考，大多建立在「充分利用還可食用的食物」的想法上。然而，以脫碳的觀點思考，則是將「減少使用」放在優先位置。此外，為了減少食物浪費，關鍵在於須強化調查工作跟提供相關資訊，讓消費者和企業能夠直觀感受，進而逐漸形成一股社會風氣。　　《區域脫碳路線圖》在抑制食品廢棄物的發生與處理，提出諸多對環境影響評估方式。例如，內容中揭示一項重要觀點，目前雖然是以「零焚化・零掩埋」為目標，為了讓各項措施與脫碳實際鏈結，仍必須以整體循環系統的生命週期的觀點加以評估，其過程中是否會有違背脱碳，甚至增加溫室氣體排放的可能。　　另一方面，食物浪費的議題不只影響溫室效應氣體排放，其中水資源和生物多樣性等也仍是需要納入考慮的因素。此外，政府機關、食品相關企業、家庭、回收再利用企業、生產者、食品捐贈組織等應以「食品廢棄零區域」的概念基礎下共同努力，並依據個別不同環境，選擇最適合友善環境作法。期待在未來，在各個角落，都能創造出屬於自己的「食品廢棄零區域」。【延伸閱讀】- 食物浪費X脱碳!全球面臨食物浪費對氣候變遷之影響與美日分析

#食物浪費 #食品回收 #mottECO #脫碳

政府和產業合作育種成功 2新品種品系烏骨雞和番鴨曝光

2023/11/02

農業部畜產試驗所（畜試所）與產業界合作，透過民間產業的參與式育種（Participatory breeding），直接在農民場域進行育種試驗，選拔適合場域與經濟效益的優良品種或品系，選育出「凱馨錦達烏骨雞」與「進興番鴨」。　　畜試所黃振芳所長表示，為了改善商用烏骨雞的膚色背白與產蛋數低落問題，凱馨實業股份有限公司與畜試所合作育成的「凱馨錦達烏骨雞」，培育出膚色、屠體性狀與產蛋量方面都表現出色的商用烏骨雞，已獲農業部核准通過新品種品系命名登記，為政府與民間業者以參與式育種所育成的第一隻商用烏骨雞。　　凱馨實業鄧學極總經理表示，凱馨錦達烏骨雞除了完全沒有商用烏骨雞膚色背白的問題，產蛋率也提升了20%，肉質更好、皮薄含脂率低，讓健康概念獲得更大的提升。目前，銷售通路包括全聯、好市多、各餐廳及加工廠的銷售，產品包括分切品與全雞生鮮肉、藥膳熟食品、雞精、低雞精以及各式湯品，符合消費者多元選購需求。　　而為滿足市場對番鴨生長性能需求，元進莊企業股份有限公司以子公司陽昇生技有限公司與畜試所合作選育的「進興番鴨」，第七代公鴨的生長性能穩定，產精能力優良，母鴨繁殖性能良好，進興番鴨是首隻導入系統化選育的民間種鴨品系，也獲核准通過新品種品系命名登記。　　元進莊吳政憲董事長說，進興番鴨的育成模式，可吸引更多的種鴨場效法精進其飼養管理及選育模式，有選育出性能穩定且符合消費端需求的鴨種，才能生產健康的番鴨、土番鴨，讓國人吃得安心，更能吃出健康，未來仍維持政府與民間合作模式，精進番鴨育種，以持續生產優質肉鴨的種鴨。　　畜試所黃振芳所長表示，畜禽育種是一條漫長的選育路程，必須投入相當多的人力、物力及時間，藉由政府技術與民間資源共同參與合作，創造出具高競爭力優良種畜禽。這次發表的兩個全新品種將提供產業新的種原，期能為農民帶來更高的經濟效益，並提供消費者優質且多元的產品選擇。【延伸閱讀】- 日本家畜改良中心最新發佈十大重點新聞

#參與式育種 #畜禽育種 #烏骨雞 #番鴨

智慧蟲害防治監測系統，有望減輕勞動力負擔

2023/11/01

適當控制害蟲對於農作物的穩定生產至關重要，但由於許多害蟲都是屬夜行性，隱藏在葉下或地面上，因此尚不清楚農田中害蟲發生的頻率，為了調查害蟲情況，在多個地點設置具有效吸引特定害蟲的費洛蒙誘捕器，研究人員定期巡查以確認捕獲的昆蟲數量，考量勞動力和成本，通常是每隔5天至1週進行一次，然而，許多害蟲例如飛蛾每天都會移動或飛行，害蟲的發生情況根據天氣條件等而變化，因此利用現在已有之調查方法依然很難掌握害蟲每天發生情況。　　研究重點透過結合物聯網攝影機，及吸引特定害蟲費洛蒙藥劑，每天將收集捕獲和殺死的害蟲的圖像遠端傳送至電子信箱，以便研究團隊能夠檢查害蟲爆發狀態，並每天在預定時間打開底部將害蟲自動丟棄在塑膠袋中。　　研究結果裝置透過目視計數影像捕捉的昆蟲數量與裝置實際採集的昆蟲數量之間相關係數0.9或更高。當捕獲的昆蟲數量超過200隻時，雖然有捕獲和殺死的個體重疊問題，導致很難從圖像中統計數量，但研究團隊發現該系統總體上可以監測害蟲爆發，沒有任何實際問題。　　研究成果已發表在科學期刊《應用昆蟲學和動物學》，研究團隊成功透過使用這種監測系統，可以進行有效的害蟲控制，避免農藥的過度噴灑，從而降低成本，未來可有助於勞動力和環境負擔減少，透過使用該裝置，可以快速監測外來害蟲並有助於防止其擴散。【延伸閱讀】－新創公司FarmSense將人工智慧應用於害蟲的田間管理

#IoT #害蟲防治 #監測系統

可以在海洋表面種植的耐鹽水稻

2023/10/31

加拿大新創農業公司Alora宣布建立全球海洋水稻農場網路的計畫，該團隊目標是利用基因工程從根本上改變陸生作物的生長方式。透過「啟動」水稻等陸生作物物種的耐鹽性，旨在解決世界飢餓的問題，同時在生產階段最大程度減少淡水的使用，亦在藉由鹽水種植水稻來抑制甲烷菌的增長，以解決傳統水稻種植中甲烷排放的問題。　　儘管傳統的水稻作物對鹽度極其敏感，但利用這項技術已經成功地將水稻植株改良，使水稻耐鹽性可達每公升水含16克鹽，該計畫的目標是進一步提高水稻的耐鹽性，於2023年年底前達到每公升水含24克鹽。研究人員表示，透過重啟植物休眠時的耐鹽性，不管是漂在海上，還是在受灌溉、土壤或鹹水影響的土地上；以及無論是海平面上升、氣候變遷，或是使用過量的化肥的情況下，這些植物依然可以茁壯成長。　　目前該公司正在新加坡進行一項前瞻計畫，進一步提高水稻作物的耐鹽性，同時對有助於使作物直接生長於海面的結構設施進行測試。計劃用一年多的時間建立第一個完整的農場並開始營運，目標是到2026年前將這個概念推廣到全球，並將肯亞、納米比亞、馬達加斯加、印度和美國列為實施海洋稻田的潛力發展地點。另外，預計從2025年開始，將會尋求不同的技術與這些海洋農場結合，例如太陽能等再生能源，或是潮汐能或波浪能等發電系統。【延伸閱讀】- STRK1基因促進鹽鹼土中的水稻生長和產量

#耐鹽 #水稻 #海洋 #基因工程 #甲烷排放

【循環】新的乙醇？沼氣生產商正在推動牲畜糞便作為再生能源

2023/10/30

電動車的銷售市場不斷打破銷售紀錄，電動車製造商正在建造生產工廠也同時建造充電站。隨著電動車席捲街頭，一個看似不可能的行業也想要在市場上分一杯羹。貿易協會、燃料生產商與兩黨議員正在提出一項法案，允許由動物、食物廢棄物製成的沼氣發電有資格獲得美國生物燃料混合計畫的信用額度。根據該法案的規劃，利用可再生天然氣發電用於為電動車充電的生產商將有資格根據美國可再生燃料標準獲得利潤豐厚的信貸。　　沼氣產業領導者表示，推動以沼氣作為動力的電動車將為能源產業帶來福音。然而，環保組織與研究人員表示，這種燃料尚未證明自己是真正的清潔能源。農業產生的沼氣與水道污染、公共衛生問題的增加有關，這些問題使低收入社區與有色人種社區過度暴露於動物糞便的有毒副產品中。　　由於國家需要更多方式為特斯拉和雪佛蘭提供動力，因此使用牲畜糞便為電動車提供動力仍處於懸而未決的狀態。　　對沼氣來說，用於生產燃料的廢棄物有3種來源包括人類廢棄物、動物廢棄物與食物廢棄物。這種燃料來自廢水處理廠、農場與垃圾掩埋場。在這些地方，有機廢物缺乏氧氣，細菌消耗廢棄物並最終釋放出甲烷，這是天然氣的主要成分。　　用動物糞便製造燃料並不是一個新概念。幾十年來，美國全國各地的農場一直在利用沼氣獲利，在《減少通貨膨脹法案》納入厭氧消化池建設資金後，預計厭氧消化池生產設施將蓬勃發展。　　今（2023）年六月底，美國環保署（Environmental Protection Agency, EPA）最終確定了可再生燃料標準（Renewable Fuel Standard, RFS），該標準描述了可再生燃料（如玉米乙醇、糞便沼氣與木質顆粒等產品）用於減少溫室氣體排放的數量，以及減少石油基運輸燃料、暖氣油或噴射燃料的使用。RFS下的可再生識別號碼（Renewable Identification Numbers, RIN）也是RFS計畫的「貨幣」。根據 EPA 的說法，一個RIN相當於一加侖乙醇的能量，積分的價格會隨著時間的推移而波動，就像天然氣價格一樣。　　目前，沼氣產業僅在燃料來源與乙醇或特定類型的柴油燃料混合時才能使用其RIN積分。在聯邦計劃之外，沼氣生產商一直在加州和奧勒岡州的低碳燃料計劃中獲利。隨著再生電力需求的激增，沼氣生產商希望有更多機會出售其廢棄物燃料。　　在最近的RFS談判中，沼氣產業敦促EPA為eRINs創造新的途徑，這條途徑將使沼氣與生質產業能夠直接為國家的電動車提供動力。eRIN計畫將允許農民透過將捕獲的沼氣發電，並將此為電動車提供動力，從而從糞便中賺錢。除了農場之外，利用食物廢棄物與城市污水處理廠生產沼氣也可以從eRIN計畫中獲利。EPA將繼續研究eRIN計畫的潛在發展路徑，並尋求利益相關者的意見。　　儘管如此，還是有學者持反對意見，希望EPA不要批准將沼氣發電用於電動車的電力，因為他認為對於大規模動物養殖產生的沼氣的有效性，目前尚無定論；希望進行更多獨立研究，以確定eRIN計劃下不斷成長的沼氣行業對周圍的農村地區與有色人種社區的影響。

#廢棄物 #沼氣 #再生能源 #電動車

中國熱科院在改性果膠基新型吸附劑材料領域取得新進展

2023/10/27

近日，中國熱科院南亞所休閒農業研究室在改性果膠基新型吸附劑材料領域取得新進展。該研究從改性果膠基新型吸附劑材料的合成、理化性質的分析、吸附重金屬鉛的作用效果和吸附機理等方面，系統全面闡述了新型果膠基吸附材料的應用場景及作用機制。該研究成果為果膠資源的綜合高效利用提供了新思路，也為綠色、新型高吸附性能的改性果膠基吸附劑的開發與應用提供了理論支撐。　　工業生產排放的廢水中含有眾多重金屬元素，這些重金屬會在生物體中富集，並通過食物鏈進入人體，嚴重威脅著生態系統和公眾健康。重金屬鉛廣泛應用於工業生產，是污染最嚴重、對人體危害最大的元素之一，極具危害性和破壞性。近年來，生物吸附作為一種新興的重金屬處理方法，由於其適應性廣、選擇性高、操作性強、耐受性好，深受研究學者的關注。果膠來源豐富，綠色高效，不易產生二次污染，作為一種潛在的生物吸附材料對重金屬有良好的吸附能力，但因其機械強度低、分離困難、難以重複利用等缺點限制了其廣泛應用。研究團隊基於前期的研究基礎，製備了酰胺化度為48%的乙二胺改性果膠，並將其與海藻酸鈉復配，對納米級的四氧化三鐵進行包埋，使用二價鈣離子作為交聯劑，採用微膠囊造粒儀合成了一種新型的改性果膠基磁性微球。研究表明海藻酸鈉/四氧化三鐵的加入提高了微球的熱穩定性、機械強度、多孔吸附性能和耐酸性能，使微球更適合廢水處理。改性果膠基磁性微球對鉛離子的最大吸附量為175.19 mg/g，且經過10次吸附-解吸循環後，去除率仍保持在98.9%以上。使用外加磁場，可將微球較容易地從溶液中進行磁分離。這些結果表明，改性果膠基磁性微球是一種有廣泛應用前景的綠色可再生生物吸附劑，可用於去除廢水中的鉛離子。此外，該研究還對改性果膠基磁性微球吸附重金屬的吸附機理進行了初步探索，發現離子交換、金屬配位和物理吸附相結合的吸附機制是導致改性果膠基磁性微球具備良好的水淨化吸附性能的主要原因。　　該研究成果以“Preparation of ethylenediamine-modified pectin/alginate/Fe3O4 microsphere and its efficient Pb2+ adsorption properties”為題發表於《International Journal of Biological Macromolecules》。中國熱科院南亞所李婭研究實習員為論文第一作者，杜麗清研究員為論文通訊作者。該研究得到了海南省自然科學基金項目（320QN320）、廣東省現代農業產業技術體系創新團隊建設項目（2022KJ116）等項目經費支持。【延伸閱讀】- 由植物原料加工製成的多孔吸附材料可吸附淨化水中的藥物污染

#果膠 #吸附材料 #廢水處理 #生物吸附劑

興大研發AI穀粒含水量預測減少26.4小時烘乾時間

2023/10/26

中興大學土木系特聘教授楊明德團隊開發AI技術，作為穀粒含水量預測，以評估最佳採收日期，約可減少26.4小時烘乾時間，有助於提高收穫效益、減少能源消耗及碳排放。　　中興大學今天發布新聞稿說明，楊明德團隊研發成果「低碳米-導入AIoT 的減碳水稻收穫模式」，為快速（5秒內完成）、便宜（近無使用成本）與簡便（3公克）大範圍高頻率使用的穀粒成熟度檢測技術。　　興大表示，這項技術目前已於國內外合作落地測試，於全台潛在淨產值可達新台幣5.4億元，預估可能減少每年7.2萬公噸二氧化碳（CO2），相當於190座大安森林公園吸碳量，而這項技術能提升稻作農業產值與貢獻農業淨零碳排，榮獲2023年未來科技獎。　　楊明德指出，目前水稻收割時機以農民經驗為主，面對多變氣候稻農習慣搶收，收割機、烘乾機常需趕工消化同一時間採收大量稻穀。而搶收的穀粒含水量較高、青穀粒比例高、烘乾時間長、米質也較差，讓辛苦種植的稻穀無法獲得最佳效益。　　為提供農民採收科學依據，楊明德說，團隊研發以智慧手機拍攝稻田穀粒影像，經過AI辨識後獲取田區稻穀含水量分布大數據，以高效率、低成本、大規模掌握田間資訊。　　收割的濕穀需烘乾及精煉，才能成為食用米，然而濕穀含水量越高，烘乾成本愈高，碳排量也愈高。興大指出，團隊以手機取像工具，開發AI技術透過巨量資料、深度學習與天氣預測作為穀粒含水量預測以評估最佳採收日期。　　興大表示，根據農糧署資料，1%榖粒含水量需2小時烘乾，利用團隊研發的AI穀粒含水量預測工具可延遲採收2週，將一般農民採收穀粒的34.7%含水量降至21.5%，減少26.4小時烘乾時間，有助於妥善安排農機操作、提高收穫效益、及減少能源消耗及碳排放，達到永續農業目標。【延伸閱讀】- 運用無人機數據，診斷水稻生長及計算施肥量

#水稻 #穀粒成熟度 #AI #稻穀含水量

我國離岸風場成功養殖大型海藻有助綠能、碳匯及漁業

2023/10/26

農業部水產試驗所與國家海洋研究院攜手合作，首度於國內離岸風場海域成功養殖大型海藻，使農業部「自然碳匯關鍵戰略行動計畫」的海洋碳匯技術研發向前邁進。水試所表示，若能完善利用風機基樁間海域作為海上草場設施，不僅能提高漁民經濟，也有助建立綠能、碳匯及漁業資源護育的三重效益，但仍需收集科學數據，預估需耗費3至4年時間，才能研擬方法學計算方式。　　水試所說明，自2019年與苗栗外海的國內首座離岸風場「海洋風電」（Formosa 1）合作多次，嘗試海洋人工早場建置，均已失敗告終，主要原因包含藻源需由野外採集難以大量取得、西部海域為沙泥底，以致海水濁度高不利藻類生長、受颱風或季風掀起的大浪破壞養殖設施等。　　水試所表示，今年突破現有困境，與國家海洋研究院合作，在台南市七股區的水試所海水養殖研究中心，建置陸上藻類量產設施，生產充足的穩定馴化藻源；7月於海洋風電海氣象觀測塔附近海域的改良式海洋人工表層藻場設施，試驗布放50個高單價、每公斤2000至2500元的長莖葡萄蕨藻（俗稱海葡萄）樣本，每個樣本含100公克藻，8月27日再前往檢視，發現有半數樣本存活，認為具高度的碳匯及經濟潛力。　　水試所表示，7月投放的長莖葡萄蕨藻（海葡萄）成功養殖後，8月再加布放粗龍鬚菜（Gracilaria firma）、可食龍鬚菜（Gracilaria edulis）、穗狀魚棲苔（Acanthophora spicifera）及粗硬毛藻（Chaetomorpha crassa）等本土常見且具經濟價值大型藻類，持續觀察各式藻類的適應存活情形。　　水試所說，海上藻場設施歷經8、9月間蘇拉及海葵颱風行經台灣海峽後，設施依然完整，顛覆過去認為位於亞熱帶台灣的周邊海域因夏季高水溫及貧營養鹽的海洋環境，無法養殖大型海藻的觀念。　　水試所指出，海洋為目前全球碳匯重要關鍵議題，我國離岸風場規畫海域與漁業傳統作業海域重疊，而互相排擠海域空間利用，若廣大的風機基椿間海域如能利用為海上藻場設施，提供漁撈漁民轉型為海藻養殖，不但能解決當地漁民作業海域縮減及部分漁法轉型的議題外，所採收的高經濟藻類能販售予食品、化粧、醫藥及工業等行業，增加國內藻類利用自主化，提升漁民經濟收入。　　水試所表示，離岸風場除風機產生綠能外，也兼具創造海藻碳匯功能及漁業資源護育效益，有助於建立綠能、碳匯及漁業資源護育的三重效益。如以離岸風機潛力場址總面積約3084.5平方公里的5%提供做為海上藻場設施，預期每年增加碳匯量1.7至2.6萬噸。如進一步建置於我國領海6.5萬平方公里之1%，預期每年增加碳匯量約650至975萬噸。　　水試所說，該項海洋人工表層藻場的建置技術，可廣泛應用於海洋藻場碳匯、離岸風場與漁業共享海域之研究，使農業部「自然碳匯關鍵戰略行動計畫」的海洋碳匯技術研發向前邁進一大步。　　水試所說，目前同步在進行的是方法學，由於碳匯計算需要一整年的監測，這次能夠成功養藻，預估需要3至4年的時間才能完成；預計明年進行評估、之後還需收集科學數據，才能研擬方法學的正式計算方式。【延伸閱讀】- 世界銀行預測新型海藻市場將增長118億美元

#海藻 #海洋碳匯 #離岸風場 #風電

世界銀行預測新型海藻市場將增長118億美元

2023/10/25

對於海藻在市場應用的高速增長，《2023年全球海藻新興市場報告》（Global Seaweed New and Emerging Markets Report 2023）分析了其中的商業機會，就海藻產業現在和未來如何充分發揮潛力而言，為企業家、投資人和政策制定者提供見解。　　今日大多數的養殖海藻有的拿來直接食用，有的當作水產養殖的新鮮飼料，未來的海藻產品則可能在紡織和塑膠等產業取代化石燃料，可用於固碳，也可為脆弱的沿海社區創造收入。鑑於目前的市場僅由幾個亞洲國家主導，其生產了98%的養殖海藻，許多地區都有巨大的增長空間。　　這份報告聚焦在10種相對新穎、新興的海藻應用，在現有領域之外具有最大的市場機會。短期而言，前景最為看好的新市場2030年預計將達到44億美元，包括生物刺激素、動物飼料、寵物食品和甲烷減排添加劑。中期機會則包括營養補品、替代蛋白、生物塑膠和織品等市場，潛在價值可能達到60億美元。至於醫藥和建材這樣的長期新興市場預計將達到14億美元，不過法規方面會有不小的挑戰，產品開發成本也極度高昂。　　為了充分實現海藻市場的潛力，這項產業需要克服幾個關鍵問題。由於海藻本身就數量、以及供給的品質和一致性部分都有所侷限，因此最大的挑戰便在於海藻的取得。而隨著海藻發展出更多應用，定價和法規障礙也可能相繼出現。儘管面臨這些挑戰，海藻養殖對氣候和的環境效益，將有助推動潛在新興市場的增長。隨著市場對「綠色」產品的興趣不斷增加，許多產品開發商也仰賴永續發展紅利（sustainability premium）以產生利潤。　　海藻養殖顯示了發展、氣候和自然如何攜手合作創造價值、改善社區，未來會是營養安全的來源之一，也是合成肥料的替代品。未來全世界應充分利用海藻資源，既可以迅速生長、又有機會幫助生態系統再生，在全球資源日益捉襟見肘之際，這樣的特點顯得更加重要。【延伸閱讀】- 循環經濟!德國飛斯妥Festo建構工業等級藻類生質能提煉模組

#海藻 #海洋 #永續發展 #固碳

使用綠茶化合物治療子宮肌瘤

2023/10/24

子宮肌瘤是子宮最常見的良性腫瘤，由平滑肌細胞和結締組織基質所組成，據估計，約77%的女性一生中會罹患子宮肌瘤，雖然許多患有子宮肌瘤的人沒有症狀，但約有25%的人會經歷如子宮大量出血、骨盆疼痛和不孕等明顯症狀。根據美國衛生及公共服務部的數據，在美國住院嚴重到需要子宮切除手術的狀況中，子宮肌瘤是主要原因。除了完全切除子宮外，外科手術選項也可能包括從子宮壁切除纖維瘤的各種方法。　　在美國約翰霍普金斯醫學院(The Johns Hopkins University School of Medicine)的一項臨床前概念驗證研究中，研究人員發現一種綠茶化合物表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）可能有望治療和預防子宮肌瘤，EGCG具有強大的抗氧化特性。先前已經有證據顯示EGCG可以減少纖維瘤細胞的生長。　　在這項研究中，研究人員使用從患者身上採集後在實驗室培養的子宮肌瘤細胞，並用EGCG處理，觀察是否會對相關的蛋白質表達造成影響，包含纖連蛋白（fibronectin，一種基質蛋白）、週期蛋白D1（Cyclin D1，與細胞分裂有關）和結締組織生長因子（CTGF）蛋白。結果顯示，與未經處理的對照組相比， EGCG將纖連蛋白降低了46%至52%，並破壞了纖維瘤細胞生長、運動、訊號傳導和代謝的相關途徑，CTGF蛋白與對照組相比減少也高達86%。　　研究人員強調，本研究探索了口服補充EGCG作為治療方法的可能性，而不僅僅是靠喝幾杯綠茶來當作子宮肌瘤的預防措施。這項研究的目的在辨識出EGCG在纖維瘤細胞中作用的生化機制，檢驗EGCG如何治療和預防子宮肌瘤，因為子宮肌瘤疾病的控制和預防並沒有標準方案，所以找到一種安全、不動手術的療法相當重要。研究顯示EGCG補充劑或許可作為一種天然、容易取得的方式，能緩解症狀或減緩纖維瘤的生長。　　雖然這項研究的結果前景看好，但研究人員提醒，還有更多研究有待完成，消費者不應該試圖自行服用綠茶補品。未來預計繼續針對大型、多樣化的患者群體進行臨床試驗，以確定EGCG補充劑的最佳劑量和可能的副作用。【延伸閱讀】- 含有EGCG的綠茶萃取物可調節唐氏症患者的臉部發育

#綠茶 #EGCG #子宮肌瘤 #生技醫藥

使用深度學習檢測豬隻行為預估養殖方案

2023/10/23

豬的姿勢可以作為其心理和生理狀態的重要指標，並有助於預測其自然行為，這直接關係到豬的健康，從而影響豬的生產價值，豬姿勢通常是各種外在因素影響，在過去對動物行為和姿勢的研究中，豬的姿勢和位置通常是透過現場觀察或監測記錄來記錄的，而人工檢測豬的姿勢相當耗時，因此導致豬評估效率低，隨著人工智慧發展，智慧農業的概念在養殖業中逐漸流行，用於自動化替代人工進行監測農畜行為模式。　　研究重點透過感測器與光學攝影機獲取豬相關物理參數，然後透過特定數據建模分析間接評估豬的行為或姿勢模式，用於豬姿勢偵測的二維相機主要包括RGB相機和灰階相機，固定在豬欄上方，鏡頭朝下以獲得垂直俯視圖。研究人員可以將某些影像或影片輸入機器視覺模型，以偵測並估計豬圈內每頭豬的個別姿勢，並進一步使用機器深度學習模型(如YOLOv4、卷積神經網路)，可立即判斷當下豬隻狀況。　　研究結果結合影像及深度學習方法成功檢測豬姿勢，獲得了高達99.21%的召回率和95.21%的分類準確率，利用感測器與攝影機獲取之數據，以深度學習模型分析替代人工現場檢測，不會有時間誤差及影響豬隻等外在因素。　　研究成果已發表在科學期刊《農業科技特刊》，研究團隊成功透過機器學習、模型架構遠端監測豬隻行為與姿勢，準確檢測和分析豬的姿勢模式可以幫助養殖業調整和優化養殖方案，從而提高豬商業價值。未來可廣泛運用在其他動物養殖種類，優化養殖方案，為養殖、畜牧業提高商業價值之貢獻。【延伸閱讀】- 提前掌握母豬健康狀況 AI養豬系統應用商機8億

#豬姿勢檢測 #深度學習 #機器視覺

咖啡因低、台灣山林氣息這款茶葉喝出蕈菇花香味

2023/10/19

台茶24號「山蘊」為台灣原生山茶永康變種為材料，經過一系列試驗研究並篩選出優良的品系於2019年正式命名為台茶24號，更被稱為台灣茶界的櫻花鉤吻鮭。農業部茶及飲料作物改良場表示，山蘊除製成有青蕈鮮菇香味的綠茶及帶有杏仁咖啡香味的紅茶，更製造出咖啡因比現市售茶都低、風味獨特且甘甜不苦澀的山蘊烏龍茶。　　茶改場指出，場方從2001年開始以台灣原生山茶永康變種為材料，經過一系列試驗研究並篩選出優良的品系，於2019年正式命名為台茶24號，商品名為「山蘊」。　　台茶24號屬中葉種特性及帶有特殊的氣息，茶改場將其加工製成帶有青蕈鮮菇香味的綠茶及帶有杏仁咖啡香味的紅茶，茶湯滋味層次分明，與台灣特色茶極具差異化及獨特性。　　茶改場說，2021年再利用茶樹成熟葉咖啡因含量較低的特性，運用關鍵製茶技術製成特殊風味的永康變種成熟葉茶。今年更推出優化製程的台灣原生山茶永康變種清香型烏龍茶製造技術，展現台灣山林的原生氣息。　　茶改場長蘇宗振指出，為了讓山蘊的風味更多元，茶改場東部分場優化烏龍茶的加工製程，製造出清香型山蘊烏龍茶，入口前韻具有蕈菇風味，後韻轉為淡淡花香，滋味甘甜不苦澀，其香氣滋味與國內其他市售烏龍茶有所不同，且咖啡因含量低，非常適合對咖啡因敏感的消費者。　　清香型山蘊烏龍茶製程採用比較重的萎凋及攪拌方式，在萎凋失重20至30%時，攪拌30分鐘的製程得以展現山蘊特點。經分析茶湯成分發現，咖啡因含量比金萱烏龍茶48.9至67.4%，總游離胺基酸含量是金萱烏龍茶的2.5至3.1倍。　　茶改場說，由於該項優化製茶技術，產製風味獨特且甘甜不苦澀的山蘊烏龍茶極具市場潛力，未來在配合林下經濟的推動下，國內外商機無限。【延伸閱讀】- 遮光處理對茶葉咖啡因與EGCG含量之影響

#茶改場 #台茶24號 #低咖啡因 #烏龍茶

首創Rhizoframe系統即時觀察固氮生物相互作用，未來可望減少溫室氣體排放

2023/10/18

利用根瘤菌共生，豆科植物可以不依賴氮生長，有些根瘤菌還具有將溫室氣體一氧化二氮(N2O)，團隊考量設備的尺寸和培養植物的方法，創造了植物培養設備「根際架構」(Rhizosphere Frame），是一種由透明壓克力製成的盒狀栽培裝置。即使將實驗室中已被證實具有高度共生能力的優良根瘤菌實際導入田間，也存在被原本棲息在田間的根瘤菌感染的風險，無法發揮出預期的共生能力，釐清優良菌和本土菌感染能力的差異並開發技術以提高感染力非常重要。一般而言，為了研究植物根和根瘤菌之間的相互作用，必須將根從土壤中挖出來，但挖掘會破壞根部周圍的土壤空間，使得很難比較和觀察根部發生的根瘤菌感染情況。　　研究重點為了追蹤根瘤菌的感染，在不損害根瘤菌感染性的情況下引入了螢光蛋白基因，透過將根際和發出螢光的根瘤菌結合起來，團隊開發根際架構系統，希望能夠在不破壞土壤空間的情況下觀察根瘤菌共生。　　研究結果利用Rhizosphere Frame系統成功觀察與追蹤兩種根瘤菌感染情況，顯示同一根瘤內同時存在兩種類型的根瘤菌。　　研究成果已發表在科學期刊《植物研究期刊》，研究團隊成功追蹤和觀察土壤中根瘤菌。未來將利用此技術分析優勢菌與本土菌之間的感染競爭，從而闡明優勢菌在感染競爭中失敗的原因，並開發有效利用其共生能力的技術。【延伸閱讀】- 了解豆科植物如何為根瘤菌提供氧氣，為根瘤轉移至非豆科作物做準備

#根瘤菌 #共生 #植物研究 #Rhizosphere Frame

使用無人機圖像進行雜草檢測優化算法

2023/10/17

雜草與農作物爭奪有限的資源，由於除草劑的使用變得過度依賴雜草控制，抗除草劑雜草已經進化，並對環境、食品安全和人類健康構成越來越大的威脅，農業機械化研究的主要重點是提高作物產量，同時減少雜草侵擾，以無人機影像處理來調查田野中的雜草和其他不需要的植物，無人機具可大面積覆蓋速度和效率，且不會損壞土壤，利用人工智慧和機器學習，可以提高雜草檢測系統的準確性和效率，使其能夠更準確、更可靠地識別雜草種類。　　研究重點使用兩種不同的基於CNN的預測訓練模型檢驗了HHO演算法提高雜草分類準確性的效果，最佳化演算法可用於調整預訓練模型中的超參數，以提高其在特定任務上的效能。超參數是在訓練開始之前設定的參數，無法從資料中學習。超參數的範例包括學習率、網路層數以及每層的大小。　　研究結果具有最佳超參數集深度學習模型能夠對雜草收集的數據進行準確分類，精準度相當高，表明該模型有可能在廣泛的現實應用中發揮作用，測試不平衡複雜資料集上的泛化能力，實證結果提供宏觀準確度和加權準確度的訓練準確度評估。　　研究成果已發表在MDPI應用科學期刊《智慧農業永續農業新發展》第13期，研究團隊所提出的方法優於現有的最佳化策略，檢測準確率達90%以上，所獲得的偵測精準度超過所有其他雜草偵測方法，未來的研究可能會在不同種植作物密度和不同農場條件下評估所提出的方法。【延伸閱讀】- 應用深度學習模型識別不同萵苣品種的氮營養含量

#雜草檢測 #Harris Hawk優化 #農業4.0 #影像辨識

讓冬閒田變增收田！「智慧農業」打造先行縣香米產業

2023/10/13

為探索解決「誰來種地、怎樣種地」的途徑，華南農業大學羅錫文教授及其團隊在廣東創建首個水稻無人農場，實現了水稻生產耕、種、管、收全程無人作業，無人農場有五大功能：一是耕種管收生產環節全覆蓋，二是機庫田間轉移作業全自動，三是自動避障異況停車保安全，四是作物生產過程實時全監控，五是智能決策精準作業全無人。　　無人農場主要依托生物技術、智能農機和信息技術三大技術的支持，生物技術主要為無人農場生產提供適應機械化作業的品種和栽培模式；智能農機主要為無人農場生產提供智能感知、智能導航、智能作業（精準作業）和智能管理；信息技術主要為無人農場生產的信息獲取、傳輸和處理，農機導航與自動作業，農機遠程運維管理提供支持。　　在農業產業化發展路上，必須打通從種植、收購，到倉儲、物流、分銷等環節的全產業鏈條。廣州市和稻豐農業科技發展有限公司負責人譚增偉表示，近年來公司擴大合作社全程託管服務規模，加速推行水稻生產「全程託管服務」進程，打造出「機械化水稻種植」新型模式。從2021年的25,000多畝水稻高質量生產，到今年完成早稻種植15,500多畝、晚稻16,500多畝，全程託管服務模式使水稻畝產量提高了10％，農戶利潤提高了13％。【延伸閱讀】- 應用農業科技打造食品供應鏈之安全性及永續性

#無人農場 #無人化

「點雲」重現立木空間提高森林管理效率降低調查成本

2023/10/12

人工林造林地經過掃描，可充分進行許多經營模式的討論，例如推動疏伐方案的選定方式與伐後模擬圖。圖／林試所提供　　農業部林業試驗所指出，以「點雲」打造的數位森林已在現代森林經營中發揮作用，不僅提供更多資訊及工具，也為森林經營者提供更多選擇，以實現永續及高效森林管理，此數位化方法有望在未來的研究及實踐中發揮關鍵作用，促進森林經營不斷的改進和進步。　　林試所說，在現代森林經營中，透過掃描森林現場實景，可生成可視化的三維座標點雲（Point Clouds）影像，各方研究顯示，利用點雲資料打造的數位圖資能運用在各種行業領域。　　其中對於林業管理量測資料具有巨大潛力，尤其在森林經營及生態研究方面，這項技術已被廣泛應用於建立樹木靜態模型、棲息地評估、植被類型演替等領域，不僅提高資料的準確性，也為森林經營者提供更多工具及資訊。　　林試所指出，研究團隊在苗栗、雲林、屏東、花蓮等地區的人工林造林地，進行大面積點雲資料的掃描拍攝，獲取詳細三維資訊，相較於傳統調查方式，數位點雲提供更準確及有效的經營資訊，包含立木位置、胸高直徑、樹高、樹冠幅等，幫助林地管理者了解當前林分的生長情形。　　林試所說，結合多點掃描的資料，研究人員可進行單一造林地的管理模式及林業研究，例如在於雲林地區建立了2.5公頃的數位森林，協助林農進行現況資料的數位管理。累積大量的資料後，可以了解森林資源的動態變化，這些資訊有助於監測林木的生長、計算生長量變化，了解碳蓄積量增加的情形。　此外，數位點雲還能允許進行疏伐前後的林相模擬，在無損林木生長的情形下進行評估，確保伐木計畫的有效性，這對於森林經營者來說是一個極為重要的工具。　　林試所表示，引入數位林地可讓森林經營變得更加現代化與智慧化，提高管理效率，降低調查和規畫的成本，並提供更多的資料來支持永續森林管理。【延伸閱讀】- 【減量】全球森林保衛戰衛星雷射追蹤狀況透過橫向剖面圖可了解造林木的生長情形，當生長位置從林地邊緣與林地中央，外觀表現是不同的；進行垂直方向的切取，則表現了拍攝當下每一株造林木的態樣。圖／林試所提供數位點雲提供空間垂直尺度研究，除方便測量樹的高度與寬度，更提供空間棲位、林分組成、樹種辨識的應用。圖／林試所提供結合多點掃描的資料，研究人員可進行單一造林地的管理模式及林業研究，例如在於雲林地區建立了2.5公頃的數位森林，協助林農進行現況資料的數位管理。圖／林試所提供

#數位森林 #林業管理 #點雲

咖啡渣可使混凝土強度提高30%

2023/10/11

據估計，全球每年產生的咖啡渣總量為5400 萬公噸，是咖啡生產過程中產生最多的廢棄物。一般來說，大部分咖啡渣都會做為廢棄物被掩埋。澳洲皇家墨爾本理工大學的研究人員最近則發現了咖啡渣的一種實用用途：將其加入混凝土中。　　由於其顆粒尺寸細小，咖啡渣已被提議作為土木和建築應用中的有用成分。因此，研究人員決定對此進行測試，首先從澳洲墨爾本各地的咖啡館收集咖啡渣，並將其乾燥以除去水分。然後在350°C (662°F) 或500°C (932°F)下加熱製造生物炭。研究採用十二種配方設計來比較未經處理的咖啡渣、350 °C加熱的咖啡渣和 500 °C加熱的咖啡渣對混凝土機械和微觀結構行為的影響。將不同的咖啡渣以 0%、5%、10%、15% 和 20% 的體積加入普通波特蘭水泥(又稱矽酸鹽水泥)中，作為細粒料(Aggregate)的替代品。水泥固化後，測試抗壓強度並使用X光繞射（XRD）和掃描式電子顯微鏡（SEM）進行分析。　　試驗結果發現，在測試的所有複合材料中，用在350 °C下熱解的咖啡渣代替15% 細沙的混凝土複合材料可使材料性能得到顯著改善，其抗壓強度提高了29.3%。研究人員表示，雖然這項研究仍處於早期階段，但研究結果提供了一種創新方法，可以大大減少進入垃圾掩埋場的有機廢物數量，相當有應用潛力。鑑於咖啡的普遍存在，該技術有機會能應用於世界各地的建築，使高碳排的水泥產業有潛力為增加廢咖啡渣等有機廢物的回收做出重大貢獻。而除了節省垃圾掩埋場空間外，這項技術還能解決另一個環境問題：保護有限的自然資源。由於全球每年大約需要 400至500億公噸砂和礫石(sand and gravel)用於建築，過度開採砂石對環境與生態系統已產生巨大的負面影響。　　未來研究人員計劃針對350°C加熱的咖啡生物炭進行長期機械和耐久性測試，以深入了解其在建築業的潛在應用，並持續探索使用不同熱解溫度對材料性能的影響。【延伸閱讀】- 加入生物炭的負碳環保混凝土

#咖啡渣 #廢棄物再利用 #建築材料 #農業副產物

水資源再生循環!日本沖繩農業應用複合式發酵技術的節水循環系統

2023/10/06

以建立循環型社會、維護生物多樣性保全　　全球50億人口預計到2050年將面臨缺水問題，建構節水循環系統將是解決這項議題至關重要任務之一。另一方面，由於農藥與化學物質的使用，導致土壤和海洋污染，生態破壞與造成健康危害，如何維護與保全生物多樣性也正是當前挑戰。　　對此，由倡議「2030環境宣言」實現零碳.循環型社會的日本知名大集團東急公司為首，與開發「複合發酵技術」的長大公司，以及管理東急集團既有淨化槽設備的東建產業三方共同攜手合作，以降低水資源使用、建立循環型社會和維護生物多樣性為目標，共同致力於東急集團旗下位於日本沖繩宮古島的熱帶果樹園「MaiPari」為示範園區，導入應用複合式發酵技術的節水循環系統於現場進行相關試驗。期盼這項研究有助於在2030年前達成整體企業包括子公司在內全面減少10%用水的願景。同時幫助解決宮古島用水問題。　　關於本研究計畫，主要將熱帶果樹園MaiPari所排放的污水、污泥等「下水」，經由發酵設備的相關技術處理之後，產出符合環境標準的再生水。再將再生水作為「中水」用於園區內的廁所沖洗用水，這項措施預計能減少園區25%上水資源使用，有效實現水資源再生循環之效益。　　其他，關於水凈化，在過去傳統方式是在既有的淨化槽處理後，進行氯消毒後浸透到地下。本研究計畫則不需使用氯消毒，而是利用複合發酵技術，將污水處理到再生水的標準。再生水的運用成效包括：在農業耕作上，可以製作成加速作物生長的液體肥料，畜牧業上，不僅可用於提升生長效率及除臭功能，更能達到改善海洋、河流和土壤等環境面的相關目標。　　此外，蒐集檢測數據，確認再生水用於水質改善效果的同時，也逐步針對MaiPari周邊地區的植物進行灑水，調查農作物的生長情況，確認再生水是否能有中水以外的應用可能性。　　期待透過本次水資源應用計畫，不僅對於宮古島，而是作為一個起始點，未來將逐步沿著日本鐵道東急線一步一步建構水資源循環平台，以解決日益嚴重的環境議題，邁向永續社會的願景。另外，從SDGs「不遺漏任何一個人」的觀點出發，東急集團表示也期待能夠經由污水排放問題的檢討，提供更有效的淨化系統，為解決全球水資源問題貢獻一份心力。【延伸閱讀】- 都市廢水回收再利用應用於農業作物生產

#水循環 #發酵技術 #生物多樣性 #水處理