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趨勢快訊
部分玉米品系含有可殺死害蟲的高濃度黃酮類化合物
2025/09/09
玉米螟幼蟲每年在美國導致超過76,000蒲式耳(大約 1930 公噸)的玉米損失,並且越來越極端的天氣事件和溫度變化將進一步加劇害蟲對農業產量的影響。為應對這一威脅,美國賓州州立大學(Pennsylvania State University)的研究團隊發現,部分玉米品系含有高濃度的黃酮類化合物(flavonoids),這些天然物質具有殺蟲作用,可抑制玉米螟幼蟲的生長並提高其死亡率,並將研究發表於《植物壓力》(Plant Stress)期刊。   玉米螟幼蟲在攝食高濃度黃酮類化合物的玉米時不僅體重減輕、死亡率增加,還出現類似「腸漏症」(leaky gut syndrome, LGS)的現象,這代表其腸道微生物以及腸道健康相關的基因表現發生了變化。研究團隊也比較了基因相同但黃酮類化合物含量不同的玉米品系以及經過基因改造之玉米品系對玉米螟幼蟲的影響;研究結果顯示,無論是基因改造品系還是傳統育種培育出的品系,均能有效影響玉米螟幼蟲的存活率。此發現對有機農業和永續農業發展尤為重要,但仍需進一步研究黃酮類化合物對昆蟲腸道的具體影響機制,並探討對其他害蟲的防禦能力。 【延伸閱讀】- 於農田間採用間作及適當雜草保留,可有效防治害蟲
食用柑橘類水果有助於增加有益腸道微生物群並降低憂鬱症風險
2025/09/08
據統計,全球有超過2.8億人受到憂鬱症的影響。目前罹患憂鬱症的確切原因尚不清楚,並且許多治療方法效果有限,70%的憂鬱症患者對抗憂鬱藥物的初步治療無反應,或產生無法忍受的藥物副作用,但飲食作為預防和管理憂鬱症的方向,相當具有潛力。   美國哈佛大學(Harvard University)及麻省總醫院的研究團隊將基於長期的護理師健康研究II (NHS2)數據集,並結合DNA定序分析腸道微生物與罹患憂鬱症風險之間的關聯。研究結果顯示,每天食用一顆柑橘類水果可能使罹患憂鬱症的風險降低約20%,並且研究也發現普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)在未罹患憂鬱症的人群中較為豐富,並且與柑橘類食物的攝取量呈正相關,因此研究團隊推測這些細菌可能透過影響神經傳遞物質的代謝來改善情緒,進而降低罹患憂鬱症的風險。這項研究強調了飲食與心理健康之間的聯繫,並希望能鼓勵更多相關研究進一步探討柑橘類食物在預防憂鬱症中的潛力。 【延伸閱讀】- 降低心臟病等疾病風險:科學家發現吃草莓的新好處
麴粉產品有望作為巧克力食品中的可可原料替代品
2025/09/05
可可是許多受歡迎產品的重要成分,包括巧克力及烘焙食品等。然而,因為氣候變化對全球農業和食品生產系統造成影響,導致可可產量降低。因此,英國亞伯泰丹地大學 (University of Abertay Dundee) 的研究團隊與食品生技公司合作,開發出一種名為「麴粉」的新產品,這種產品能增加巧克力風味並減少可可的使用量,除了能減少對進口可可的依賴外,亦有助於提高食品生產的永續性。   麴粉是透過當地釀酒廠和蒸餾廠的廢棄穀物,以酒糟發酵技術製作而成,因此製造過程不需使用大量的農業用地。目前研究團隊已成功將巧克力產品中的可可使用量減少30%,並預計在今年減少50%的可可用量。麴粉的碳足跡比可可低98%,因此食品生產者能有效節省成本,並促進循環經濟。這項創新方法展現了如何透過天然發酵技術與循環經濟模式,應對全球氣候變遷所帶來的挑戰,對環境、商業和健康都帶來了良好的影響。 【延伸閱讀】- 臺灣豬場的農業循環經濟模式:以隆盛牧場為例
打造亞洲專屬智慧牧場解方
2025/09/04
乳品需求在亞洲快速成長,但臺灣酪農業卻面臨勞動力老化、氣候變遷與進口低價乳衝擊等壓力。為突破瓶頸,工研院攜手國內產業鏈打造智慧畜牧解方,從自動化清糞、健康監控到精準餵飼,落實低成本、模組化、在地化的科技方案,為臺灣酪農打造通往亞洲市場的捷徑。   根據國際乳業聯合會資料,全球乳製品供應近年穩定成長,未加工牛奶產量在2022年增加1.1%,2023年再增2.1%,其中又以亞洲地區成長幅度最大。   工研院產業科技國際策略發展所資深研究員詹睿然指出,乳品需求上升與經濟成長、飲食習慣的改變密切相關,以越南為例,中產階級擴大,加上政府推動學校牛奶計畫與乳品大廠發起牛奶基金,成功培養兒童飲用牛奶的習慣;泰國市場也因都市化、便利飲食與健康意識抬頭,帶動乳品消費增長。臺灣乳品自給率高,但2025年起紐西蘭液態乳將免關稅進口,勢將衝擊本地酪農業的競爭力,需從成本管控、擴大產能與效率來因應。 智慧化系統解放酪農勞動力   面對挑戰,工研院中分院副執行長李士畦認為,關鍵不在於擴增牛隻數量,而應聚焦於單位產能的提升。根據2022年資料,臺灣共有562戶酪農,飼養乳牛總數約23.4萬頭,85%以上為擁有2、300頭乳牛的小型牧場,整體從業人力僅約2,810人,每人每天要照顧25到45頭牛,加上高齡化與人力斷層,對智慧科技輔助的需求日益迫切。   酪農每天工時超過12小時且全年無休,從清掃畜舍、準備飼料、餵食、集乳、健康檢查、照顧臨產母牛,加上乳牛愛乾淨,若畜舍環境不潔就易生病,因此每日需清掃2次,高強度的勞動不僅造成沉重的人力負擔,也是產業升級的最大障礙。除了人力問題,臺灣中南部高溫氣候易使牛隻出現熱緊迫,沒胃口、吃不下,直接影響產乳量。   面對人力、氣候與環境等多重壓力,經濟部與農業部跨部會合作,將科技導入臺灣農業,以「科技農工」打造智慧化牧場,為本土牧場加值。李士畦指出,導入智慧化牧場必須針對「勞力替代」、「健康監控」、「飼料管理」與「環境巡檢」等4個痛點著手,才能為牧場找到解方。 國產設備價格實惠 飼餵更精準節能   首先,在勞力替代上,臺灣已有牧場導入自動清糞設備。然而進口系統價格高昂、維修不易,且需配合設備改良畜舍,推廣上有不少限制。為此,工研院攜手國內廠商開發本土化、模組化的自動設備,貼近在地需求,不僅成本僅為進口品的7至8成,農業部還可提供最高5成的電動化補助,減輕牧場負擔。   以清糞機器人為例,國外品牌約新臺幣100至150萬元,國產設備僅需80萬至100萬元,扣除補助後實際負擔約在40至50萬元之間,大幅降低採購門檻。此外,智慧化設備可節省約30%的用水量,減少畜牧廢水排放,加上每天可節省約4小時人力,省愈多就愈能提高獲利。   其次,針對健康監控需求,由於乳牛天性敏感,環境稍有變化便可能影響泌乳。過去酪農多靠經驗觀察牛隻的姿態與叫聲,判斷是否生病或即將分娩。但人力判讀既主觀又難以傳承,也無法及時掌握病牛狀況,甚至需在深夜守候分娩,耗費人力與時間。   工研院導入聲音與影像辨識技術,透過蒐集乳牛分娩前的叫聲變化,系統可即時偵測並發出警示,辨識率已達8成,甚至能辨別牛隻的情緒狀態;另外,透過影像可分析牛隻步態與背部曲線,一旦發現健康出問題就能及早治療,這套系統不僅應用於酪農,也逐漸拓展至肉羊、肉牛與種牛業者。   精準飼料管理也是智慧牧場控管成本的重點,同時直接影響牛隻健康與產乳表現。「有些牧場仍習慣一次餵足,不僅造成浪費,也會影響動物健康。」李士畦指出,智慧餵飼系統可根據個體狀況進行調整,依據牛隻的食量、成長狀況與健康指數自動調配專屬的飼料,避免過量餵食造成飼料剩餘、腐敗,進而引發蟲鼠孳生、環境惡化,甚至增加排泄量、提高清潔成本。而且依據畜牧專家的建議,傳統「1日2餐」改為「少量多餐」的餵飼模式,有助提升乳量,若是人力餵飼難以做到多次餵飼,透過智慧系統可讓牧場管理更節能、更精準。 進口設備未必適合臺灣飼育條件   在環境巡檢與行為監控方面,由於牧場幅員廣大、畜舍建築物多,難以實施全天候監控。透過非侵入式影像感測技術,可即時追蹤牛隻的活動量、躺臥時間與互動行為,當發現牛隻活動異常、長時間臥地不動,系統會自動發出警示,協助及早察覺異狀、減少損失。   工研院開發的「乳牛3D體態辨識系統」,利用在畜舍內設置的非侵入式3D影像感測設備,當乳牛通過感測通道時,系統便自動掃描體長、體寬、體高與體表面積,猶如為牛隻進行數位化「體檢」,系統結合AI分析與專家經驗,能有效排除花色、背景與環境的干擾。工研院智慧感測與系統科技中心副組長戴崇禮表示,以飼養超過300頭乳牛的中型牧場為例,過去須安排1至2人每日巡檢,導入系統後,配合無線射頻標籤(RFID)技術,每頭牛在經過擠乳通道時就完成體態監測了。這項技術已在臺南柳營桂芳牧場、彰化八老爺等地進行實地應用。   早期輔導畜牧業走向智慧化,多以「解決眼前問題」為主,缺乏設備便從國外引進。隨著牧場導入智慧化設備與管理已成產業趨勢,即便國外已有成熟設備可進口,但因臺灣的酪農養殖模式與地廣人稀的紐澳地區大不相同,紐澳多採放牧,而臺灣多以設施型畜舍為主,與土地面積較小的亞洲國家情況相近,直接進口國外的智慧化與自動化設備,未必適合臺灣特有的飼養條件。  自動、平價、快修 拓亞洲市場   李士畦以自動餵飼車為例說明,「許多進口設備專為大型牧場設計,進價較高、即時維護支援,甚至於地面需鋪設特定材質都會成為應用上的負擔,加上設備大,應用在餵飼走道狹窄的畜舍就會相對困難。對此,工研院攜手國內業者開發出符合在地需求的自動餵飼系統,能適應混凝土與橡膠墊層等不同材質地面,底盤還可360度原地旋轉,在狹窄空間中依然靈活運作。    為滿足國內牧場需求,工研院打造「智慧畜牧作業生態系」,聚焦於自動化、平價化與快速維修服務三大價值主張,並攜手國內感測器、控制器、車體設計業者與系統整合商,共同開發可模組化、具彈性選配的智慧化解方。「好比是農業版的特斯拉選配系統,牧場主人可依需求選配,挑選自己想導入的模組」。    臺灣在智慧電動化的機構設計、馬達、通訊模組與AI晶片演算法等核心零組件領域具備世界級實力,特別適合應用於中小型智慧農機的開發與系統整合。但李士畦也強調,畜牧機器人與工業或服務機器人大不同,工業或服務機器人通常在較為平坦或清潔的工廠或餐廳作業,而畜牧場工作條件差異大,各種粉塵或高濃度硫化物容易造成機器故障,畜舍動線也相對複雜,設備操作或自走安全性也需要符合動物福利法規。   因此必須從控制核心封裝、環境感知、結構設計、控制邏輯到與動物互動等方面重新加強設計。國外品牌大廠用規格品為中小型牧場調整機器設計是相對困難的,這正是值得臺灣廠商把握的機會,開發出符合亞洲畜舍環境的智慧化、電動化設備。   此外,畜牧場的人力需求大,有時是臨時派遣工、外籍移工或是高齡長者,智慧化設備操作必須容易上手。李士畦分享日前在彰化的推廣活動上,一位從未接觸過農機具的年輕女孩學習如何操作設備,不到幾分鐘便能獨立運作,證明操作介面友善直覺,「這部分也是我們的軟硬體花心思的地方。」   從單點示範到全面推廣、從硬體設備到全方位服務,工研院團隊逐步勾勒出臺灣智慧牧場的生態藍圖,協助科技走進農場、走進畜舍,做到貼近土地、貼近人與動物的需求,讓臺灣特有的牧場飼育型態,站上智慧農業的國際舞台,進而以創新開拓亞洲乳品市場新契機。 【延伸閱讀】- 鼓勵農民採用智慧農業新技術的三大建議
利用立克次體控制農業害蟲繁殖之機制探討
2025/09/03
日本農研機構(NARO)與宮崎大學的合作研究團隊發現,立克次體這種共生細菌能顯著提升天敵昆蟲煙盲蝽的繁殖效率。研究顯示,許多昆蟲體內都存在共生細菌,這些細菌通常透過母子垂直傳播方式延續,並非是個體間水平傳播,某些共生細菌具有提供營養或影響昆蟲繁殖功能的特性,例如可能導致昆蟲不孕或性別比例失調,但目前對這些共生菌的實際功能了解仍相當有限。   煙盲椿作為捕食粉蝶和薊馬等害蟲的天敵昆蟲,已廣泛應用於生物防治。研究團隊在日本各地採集的煙盲椿樣本中發現,立克次體感染率因地區而異,範圍從21%-96%。研究團隊而後進行深入實驗,將感染和未感染立克次體的雌雄煙盲椿進行不同組合的交配。結果發現,雖然各組合產卵量相近,約每6天約20枚卵,但只有感染的雄性與未感染的雌性組合孵化率為0,其他組合則維持在60%-80%之間。這種現象被稱為細胞質不親和性,為首次發現立克次體具有該種特性。如後續深入調查野生煙盲椿種群中細胞質不親和性的發生頻率,有望可促進該技術在不同地域的應用,若可再進一步闡明立克次體造成細胞質不親和性的分子機制,將可開發出控制多種農業害蟲繁殖的防治技術。   未來研究團隊將著重於,在實際環境中驗證感染立克次體的煙盲椿的繁殖效率及抑制害蟲的能力。由於天敵昆蟲防治的效果取決於田間或栽培室中天敵種群的維持能力,了解共生細菌對繁殖效率的影響將為極其重要,這項研究可視為對害蟲防治具有深遠影響,為生物防治技術開創了嶄新視野。【延伸閱讀】-了解寄生蟲與特定細菌之間的複雜共生作用,促進養殖魚類健康管理
糖水溶液在治療乳牛子宮感染上的潛力
2025/09/02
美國賓州州立大學的研究發現,濃縮糖溶液對乳牛常見的子宮感染可能和抗生素同樣有效,這一發現有可能減少對抗生素的依賴,幫助應對人類和動物抗藥性增長的威脅,對於有抗生素使用限制的有機乳品業尤為重要,並且可能為未來人類研究提供方向,探索糖基製劑對於子宮感染(如子宮內膜炎)的治療。   研究人員在患有子宮內膜炎的乳牛子宮內投入葡萄糖濃縮溶液與全身性抗生素(ceftiofur)投藥進行比較,並透過DNA定序技術分析乳牛的子宮微生物群,了解其微生物群整體健康狀況。研究結果發現兩種治療方法的臨床治癒率相似,代表葡萄糖濃縮溶液對治療輕度子宮內膜炎的效果可能和抗生素效果一樣好;另一方面對微生物群的分析顯示,葡萄糖濃縮溶液與抗生素不同,其不會顯著破壞生殖道內的細菌平衡,而抗生素可能會改變微生物群,進而影響乳牛的健康。   目前需要更多的研究來確定葡萄糖的全面效果,但這項研究開啟了未來可能在動物和人類醫學中使用葡萄糖治療的潛力。【延伸閱讀】-FAO啟動全球十年倡議,減少對抗生素的需求,實現永續農業食品系統轉型
人工智慧協助預測馬鈴薯產量
2025/09/01
栽種同一品種的馬鈴薯田中,儘管遺傳背景相同,但個體間生長狀況如大小、產量、環境耐受性等特性仍然差異很大,這個問題一直困擾著農民及種苗供應商,研究人員推測可能由種薯表面細菌及真菌造成馬鈴薯植株間的個體差異,為了解微生物對馬鈴薯的影響,由荷蘭烏特勒支大學(Utrecht University)及台夫特理工大學(Delft University of Technology)組成的研究團隊開發了一種人工智慧工具可用於預測種薯未來生長的健康程度。   研究人員使用6個品種、數千個種薯進行試驗,首先收集種薯上微生物群的遺傳資訊,隨後定植於240個試驗田區中並利用無人機追蹤馬鈴薯生長情況,結合兩群資料後藉由演算法開發AI預測模型,此模型有助於識別何種微生物相能使馬鈴薯生長最佳。結果顯示,模型可由種薯微生物相預測未來生長情況,品種間預測能力略有差異,生長最佳的品種模型之決定係數為0.69。此外,以鏈黴菌(Streptomyces)、不動桿菌(Acinetobacter)及纖維弧菌(Cellvibrio)對模型貢獻度最高,其中鏈黴菌可促進植株生長,相關文獻發表於Nature Microbiology。   此研究首次結合人工智慧與微生物學,為農業發展開啟了新篇章,藉由了解微生物組成與作物生長間的關係,期望未來能延伸應用將有益微生物包附於馬鈴薯種子、種薯上,甚至對作物進行基因改造,使其更吸引有益微生物以提高產量、提升作物韌性並減少化學農藥使用。【延伸閱讀】-開發更具韌性的馬鈴薯品種,強化糧食生產效率
超音波技術有助於將可食用花卉加工為食品成分
2025/08/29
美國喬治亞大學(University of Georgia)的研究團隊探討如何將未售出的可食用裝飾花卉重新作為食品成分,以減少浪費、促進環境永續發展,並將研究發表於《食品加工工程期刊》(Journal of Food Process Engineering)。   超音波技術長期被用於食品加工,它能夠提升食品品質並延長保存期限,例如源自植物或其他食品成分的蛋白質。這些技術不僅可用於加工,還可以萃取維生素、蛋白質及其他對人體有益的生物活性化合物;因此,研究團隊將廢棄的裝飾花卉以超音波技術進行加工,希望找出花卉的二次利用價值。   研究結果顯示,超音波技術透過波動來產生熱能,有助於將花朵脫水後保持品質,並且不會顯著影響顏色。相較之下,傳統的自然風乾或熱風乾燥法更加耗時,並且可能降低花朵的品質。未來研究團隊將著重於萃取可食用裝飾花卉中的蛋白質、食品色素和維生素等,以作為天然的食品添加劑及食品原料,並將其應用於人類的食品中。 【延伸閱讀】- 淡水藻類可能成為下一種對環境影響極小的超級食品
晶瑞光推「AI熱成像監控+高光譜無人機」兩大應用
2025/08/28
光學與半導體微顯影整合廠晶瑞光(6787)宣布,攜手子公司晶芯光電與在地AI系統商,鎖定智慧農業、智慧養殖與實體超商智慧監控市場,同步推出兩大新應用:AI智慧熱成像監控系統與高光譜影像無人機方案,公司表示可望為今年下半年起的營運增添動能。   晶瑞光表示,高光譜無人機整合「彩色夜視感測器+紅外熱像模組」,在低光環境下仍能呈現接近白天色彩,並以熱成像即時標記溫差異常;搭配AI分析,用於農作物監測、病蟲害預警、精準施肥,以及工地安防、邊境監測、救災與國防等24小時情境。在落地進度上,公司指出,AI智慧熱成像監控系統將率先導入桃園有機蛋畜牧場,自紅外感測到AI影像分析一條龍導入,可即時辨識家禽體溫與「熱緊迫」狀態,並結合精準飼養與智慧環控,提升養殖安全與效率;後續規畫擴展至豬、牛及水產養殖,並強化食品安全與溯源資料。   技術面,晶瑞光以半導體黃光製程結合光學鍍膜,發展多頻譜分光鍍膜技術,開發高光譜成像感光晶片,應用版圖涵蓋智慧物流、生醫與農業無人機。公司亦建置12吋濺鍍機、強化矽光子鍍膜能力,適用於高光譜成像晶片與高速資料傳輸晶圓載體,作為智慧農業與邊緣AI硬體基礎。   市場與政策面,根據國外研究報告Fortune Business Insights報告指出,全球農業無人機市場2023年規模約49.8億美元,2024年至2032年年複合成長率18.5%,2032年上看237.8億美元;多光譜/高光譜成像正成為無人機標配之一。公司並引述美台DSET研究指出,台灣無人機市場規模將由2024年的約新台幣50億元,至2028年擴大至約300億元;配合政府推動中部成為智慧技術與無人機核心製造基地,利於在地供應鏈擴張。   展望後市,晶瑞光將以「光學濾光片+AI高光譜感測模組」雙軌策略深化Edge AI、AI智慧農業、AI智慧監視系統、矽光子與無人機布局,並計畫與農科業者打造以高光譜數據為核心的農業大數據平台,形成從感測、數據到決策的閉環。公司並看好「技術升級+應用擴散+政策加持」三重驅動,自2025年下半年起營運動能將明顯加速,目標成為亞洲智慧光學解決方案的關鍵供應商。 【延伸閱讀】- 智慧科技應用於作物栽培管理,妥善管理作物產量、品質及水資源
研究顯示細菌纖維素有助於促進植物傷口癒合
2025/08/27
植物具有驚人的再生能力,可藉由植物賀爾蒙如生長激素及細胞分裂素的調控,促使植株形成癒傷組織(callus tissue),使得細胞得以增生,除了能夠修復傷口、發育新根系外,甚至能夠再生整個器官,然而再生通常局限於特定區域,如細胞分裂活躍的分生組織,非分生組織區域則難以再生。目前,關於植物修復的相關調控機制尚不明確。西班牙農業基因體研究中心(Centre for Research in Agricultural Genomics)研究人員利用細菌纖維素促進植物傷口癒合及組織再生,探討非分生組織區域的修復機制。   研究人員以菸草及阿拉伯芥作為試驗材料,割傷其葉片並施用由木質醋酸菌(Komagataeibacter xylinus)萃取之細菌性纖維素,觀察7日內與對照組間細胞增生、澱粉累積及葉綠體活性的差異,同時分析受傷後各時間點的基因表達,期望找出與癒合相關的基因,並藉由基因差異表現分析(Differential Expression Gene Analysis)及分群技術確認與細胞分裂素訊息傳導、植物防禦反應、活性氧化物(reactive oxygen species, ROS)調控相關基因群。結果顯示細菌性纖維素可促進植物傷口癒合,其啟動的再生程序與典型的癒傷組織不同,主要誘導細胞分裂素相關反應、促使ROS含量增加,以誘導細胞分裂及分化,同時發現轉錄因子WRKY8在細菌性纖維素引起的一系列反應中扮演重要的角色。此外,除了生化上的影響,細菌性纖維素能夠提供植物傷口修復的物理性幫助,如保持水分及結構性的支持等,相關文獻發表於Science Advances期刊。   由此研究得知,細菌性纖維素可透過細胞分裂素傳導路徑、ROS產生等路徑誘導細胞再生加速植物傷口癒合,期望未來能應用於農業中協助受到物理損傷後的植物恢復,往後的研究亦應深入探討其分子機制及更廣的應用領域,以優化植物組織再生策略。 【延伸閱讀】- 植物荷爾蒙促進根系進入更深的水層有助於提升作物耐旱潛力
飼料添加劑有效減少放養肉雞中的曲狀桿菌
2025/08/26
家禽為曲狀桿菌的宿主(campylobacter),該菌在散養或有機養殖雞舍中更為常見,且為人畜共通的傳染病,若肉品處理不當或未煮熟,容易引起腸胃道疾病,是細菌性腸胃炎最常見的致病菌之一,丹麥每年有超過5,000起相關病例。隨著消費者食安意識抬頭,丹麥致力於透過各項計畫減少食品中沙門氏菌和曲狀桿菌等細菌的含量,DTU國家食品研究所(DTU National Food Institute)研究人員探討了生物炭對雞隻體內曲狀桿菌族群量的影響,期望能減少家禽體內的曲狀桿菌。   有別於前人大多於實驗室進行試驗,本試驗在散養的雞舍中進行,研究人員於飼料及水源中添加生物炭(由有機廢料如木材燃燒後製成),結果顯示生物炭能有效降低曲狀桿菌且不影響雞隻健康及生長,此外,添加有機酸亦有同樣的效果。在雞隻36天大(約屠宰週零一半)時體內曲狀桿菌減少76%,然而隨著雞隻生長至屠宰前3週,生物炭效果逐漸減弱,因此生物炭的確切添加時間仍待研究,相關文獻發表於Poultry Science期刊。未來研究人員將持續探討生物炭對於腸道微生物相影響及減少曲狀桿菌的作用機制,期望此方法能推廣至傳統家禽產業或畜牧業。 【延伸閱讀】- 淨零碳排!日本產學研共同研究生物炭應用於大麥實驗農場
歐洲商業溫室的綠色轉型
2025/08/25
氣候變遷使得環控溫室在歐洲快速擴張,據統計,2018年歐洲約有21萬公頃溫室,其中以西班牙(7萬公頃)、義大利(4萬公頃)、法國、荷蘭、中歐以及東歐溫室集中度最高,如西班牙東南部阿爾梅里亞(Almería)地區有溫室海洋之稱,綿延的溫室占地約4萬公頃,每年產出250-350萬噸的蔬果,使得歐洲大陸得以全年享受黃瓜、番茄、甜瓜等蔬果。然而維持大量的溫室十分耗能且耗水,因此由瑞士蘇黎世能源系統與流體工程研究所(Institute of Energy Systems and Fluid Engineering, IEFE)的研究人員帶領來自義大利、法國、德國等歐洲各國研究人員組成團隊執行TheGreefa專案,彙整歐洲各地溫室需求並致力於開發更節能、環保的溫室環控系統。   溫濕度的控制對於植物栽培過程十分重要,如中歐由於天氣寒冷,溫室通常配有加熱功能,而西班牙則反之,此外,溫室屬於較密閉空間,當植物行蒸散作用時會使得相對濕度提高,增加病害發生及傳播的風險。研究人員提出一方案,利用鹽溶液吸收植物蒸散產生的水分,並在此過程中產生熱量使溫室加溫,同時減少通風的需求以減少水分及熱量散失,當鹽溶液吸收大量水分後,透過太陽能使鹽、水分離,以便儲存再利用,脫水的過程得應用於乾燥香草植物、水果等農產品以延長保存期限。此技術已在瑞士及突尼西亞進行測試,瑞士方面著重於加溫及能源儲存的效果,突尼西亞則側重於能源利用效率及水資源回收,初步結果顯示,在瑞士的溫室中,可有效降低熱需求約50%。   此外,太陽能發電也有助於提升溫室的永續性,由希臘新創公司開發了一種塗有奈米材料的太陽能板,能吸收陽光中的紫外線轉換為可見光中的紅光及藍光,穿過太陽能板產生電力的同時不影響植物行光合作用。此技術已於希臘、西班牙、美國、新加坡溫室及歐洲多國針對多種作物包括番茄、藍莓、梨等作物進行露地種植測試,結果顯示農民可以在栽培同時產生綠色能源。目前該團隊正在擴建工廠以自動化量產奈米塗層結合太陽能版,期望能推廣此綠色能源。   透過創新的環控系統和太陽能技術,有望減少資源消耗並提高產量,促進農業永續發展。 【延伸閱讀】- 氣候變遷訴訟簡介
Google衍生的新創公司將AI導入作物育種
2025/08/22
全球對於糧食安全議題的關注逐漸提升,而作物育種在其中扮演重要角色,以1970年諾貝爾和平獎得主諾曼·博洛格(Norman Borlaug)為例,透過20年的育種計畫提升小麥抗病力及產量,使得墨西哥小麥產量提升6倍並實現自給自足,隨後推廣至印度及巴基斯坦,糧食供應量大幅提升使得人口快速成長。然而,育種過程中,須擬定育種目標並將材料進行雜交,經過一系列的田間試驗以驗證是否符合育種目標,且作物基因體與天氣、土壤條件等環境因素間交感效應複雜,導致工作繁瑣且耗時,因此2024年12月,由Alphabet旗下X實驗室衍生建立的新創公司Heritable Agriculture,藉由人工智慧建立育種數位模型,加速育種效率,並提升作物產量、風味、營養價值、光合作用能力等優良性狀。   過去6年間,研究團隊採集了7種作物約14,000個樣本進行分析,探討不同環境下基因的表達及相關代謝物含量並建立預測模型,當輸入環境及目標性狀後,不同的模型能夠根據可用的種原推薦最快的育種策略。Heritable公司利用模型大幅縮短育種年限至1年,如精準預測玉米花期,並協助客戶培育目標性狀的作物,相較於其他生技公司專注於基因編輯、改善微生物相等方法,此技術能夠更宏觀的探討遺傳學與環境間的複雜關係,使育種者探索大量的遺傳組合。此外,該公司專注於莓果類、酪梨等工業化程度較低的作物,而非玉米、大豆等大規模糧食作物,期望開發此類作物最大的潛能。   透過此技術能降低育種成本,可促進開發中國家培育適合當地的品種,並加速選育效率以因應快速的氣候變遷。此外,Heritable希望能進一步應用於樹木的培育,旨在增加原生樹種的應用性,以減少林業對於森林多樣性的破壞。 【延伸閱讀】- 全球糧食供應現狀及臺灣的糧食安全政策
花蓮文旦全果變黃金! 加工設備每日處理8噸 農友收益再升級
2025/08/21
距離中秋節還有1個多月,花蓮文旦陸續採收,花蓮農改場完成文旦加工技術與設備研發,輔導瑞穗鄉農會建置加工場域。文旦從果皮到果肉全果皆可加工,設備每天可處理4至8噸文旦,可加工成生活用品、果乾、零食,甚至入菜等,提升農友收益。   農業部花蓮區農業改良場今天在瑞穗鄉農會推廣大樓,舉辦「柚香柚美味-文旦加工素材應用成果發表會」,農改場長楊大吉、瑞穗鄉農會總幹事黃盛皇、玉溪農會總幹事蔡宗翰、名產業者劉瑞祺等人共襄盛舉。 在發表會現場,文旦被製成各式麵包、甜點,壽司、大蝦、雞肉、捲餅等美食也都有文旦的蹤跡,還有柚子茶喝起來十分清爽。   楊大吉表示,今天宣誓花蓮瑞穗文旦本走到另一個階段,上次加工廠開幕,農業部指示花蓮在文旦上投入三大方向,首先是早收技術,讓文旦品質提升;再來是加工設備的研發,讓取精油、取果肉、果皮的效率增加,第三部分是將文旦製成各樣加工產品,今年都已完成。現在消費者不管是要鮮果,還是要加工的材料,花蓮都可以提供。   楊大吉說,文旦加工品除做成生活用品、洗滌用品,果皮的部分也能做成烘焙果乾、零食;果肉的不管是做沾醬、入菜都很美味,尤其花蓮文旦的風味特別的足,做成任何加工產品,都可代表花蓮獨特的味道。加工場域都已經取得HACCP跟ISO認證,業者想要取得原料,都可到瑞穗農會接洽,讓在地產業在地農友收益提升。 楊大吉指出,一套設備每天可處理4到8噸文旦,包含取精油跟取果肉的部分,農會也相當有心,先保留一些空間擴建,如果外界需求量夠大的話,要擴建設備其實相對容易。 【延伸閱讀】- 火蔥粉加工及應用技術
研究發現,豌豆中的糖分會加速酸啤酒的釀造過程
2025/08/20
酸啤酒已成為精釀啤酒廠和商店貨架上的固定產品,其具有酸爽且層次豐富的風味,因此廣受大眾喜愛,但釀造過程漫長且複雜,因此挪威生命科學大學 (Norwegian University of Life Sciences) 的研究團隊嘗試添加糧用豌豆 (Field Peas) 中萃取的棉籽糖家族寡糖 (RFOs) 加速釀造酸啤酒的過程。   研究團隊使用三種不同的乳酸菌 (LAB) 釀造四組酸啤酒;兩組添加糧用豌豆 (Field Peas) 中萃取的棉籽糖家族寡糖 (RFOs),另外兩組則未添加,所有組別將與Brettanomyces clausennii酵母共同發酵19天後,進行感官品評及化學分析,並與市售之比利時酸啤酒進行比較。   研究結果顯示,添加 RFOs 的酸啤酒相較於未添加的組別,使其釀造時間縮短至19天,且具有更高含量的乳酸、乙醇以及帶來果香的化合物,並提升酸度與風味濃郁度,同時消除豆腥味;RFOs酸啤酒的風味與市售比利時酸啤酒相似度極高。雖然發酵時間較短,乳酸菌仍能有效代謝可能引發腸胃不適的 RFOs,顯示其具備實際應用價值。此外,豆科植物生長容易、永續性高,這項技術有助於提升酸啤酒的生產效率,並推動更環保的釀造方式。未來,RFOs 有望成為啤酒產業的新興原料,為市場帶來更多創新選擇。 【延伸閱讀】- 提高食品飲料中豌豆蛋白溶解度的方法
研究發現,大多數肉乳雜交小牛比純種乳牛體質更強壯
2025/08/19
美國賓夕法尼亞州立大學的研究團隊探討了安格斯肉牛與乳牛所生下之雜交小牛得到肺炎後的生長表現,並將研究發表於《乳品科學期刊》(Journal of Dairy Science)。   研究結果顯示,雜交小牛在得到肺炎後經過約三週就能夠恢復並達到與健康小牛相似的日增重,並且這些小牛能在不使用抗生素的情況下康復,這一發現對有機乳品業具有正面的影響,也有助於減少抗藥性的問題。研究亦指出,雜交小牛在生長和生產力上可能表現出比純種小牛更良好的特徵,原因可能為其具有雜交優勢,即後代在多項特徵上優於親代。   研究團隊強調,酪農面臨的高成本和經濟壓力使他們必須謹慎選擇留養的動物,因此這項研究的結果對乳品產業的經濟具有重大意義,能幫助酪農在選擇雜交繁殖策略時做出更加明智的選擇,進而提高經濟效益並減少養殖成本。 【延伸閱讀】- 雜交繁育對荷蘭牛及肉牛健康和產奶無負面影響,有助提高經濟效益
CRISPR-Cas9 脫靶效應:挑戰和解決方案
2025/08/15
CRISPR-Cas9源自於細菌和古細菌的免疫系統中,當受到病毒感染時,細菌會轉錄出特定短重複序列的RNA以辨識具互補序列的病毒DNA,再引導酵素破壞病毒DNA,成功抵禦病毒入侵。科學家利用這套系統設計基因編輯技術,首先設計一段嚮導RNA(gRNA)以辨識目標序列,再結合DNA裂解酶-Cas9將DNA斷開,插入或刪除序列使基因改變,簡而言之,CRISPR-Cas9是由RNA及酵素製成的分子剪刀。儘管這項技術在醫學及農業上皆極具潛力,仍存在脫靶編輯(off-target editing)的風險,意指分子剪刀錯誤辨認序列導致非目標基因修飾,造成非預期的基因啟動或去活化如啟動癌症相關基因、細胞毒性、免疫反應、降低治療的潛力等疑慮。 為減少基因編輯的脫靶效應,科學家開發了多種策略包含脫靶檢測、sgRNA優化、Cas9核酸酶修飾等方法 以下簡介4種方法: 1.脫靶檢測:   基於演算法開發的電腦工具如CasOT、Cas-OFFinder等能夠預測由sgRNA導致的脫靶效應風險,同時開發多種定序方式如Digenome-seq、CIRCLE-seq、SITE-seq能夠辨認基因體中裂解的位點,Discover–seq甚至能                  在活體組織中偵測脫靶效應。 2.sgRNA優化:   針對嚮導RNA進行修飾,如設計短序列的gRNA、提升GC含量至40%-60%、添加2'-氧-甲基-3'-膦醯乙酸酯(2′-O-methyl-3′-phosphonoacetate)進行化學修飾等方式降低脫靶效應。 3.Cas9核酸酶異構體:   例如Cas9切口酶(Cas9 nickase)與一般的Cas9不同,僅會切除單股DNA,或者修飾Cas9中序列鄰近構形(protospacer adjacent motif, PAM),降低非標的位點辨認及結合,以降低脫靶風險。 4.改善遞送方式:   基因編輯的活性取決於編輯系統在細胞內的時間及表達程度,因此將CRISPR-Cas9送入細胞中的方式同樣影響脫靶效應,常見的方法如病毒傳導、核醣核蛋白電穿孔(ribonucleoprotein electroporation)、植體轉染等,其中以核醣核蛋白電穿孔脫靶效應機率最低。   隨著這些新興技術的開發與優化,CRISPR-Cas9 正朝向更安全與精準的方向發展,未來有望在治療疾病及改良作物等方面發揮更大的作用。 【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
木黴菌立大功!讓廢棄果木枝條現地分解 回饋土壤、葡萄增重15%
2025/08/14
農業部統計,台灣每年果樹產生的果木枝條高達25萬公噸,以往農民常在田間露天燃燒,衍生空污與公安問題。台中區農業改良場開發果木枝條循環利用技術,透過微生物菌株將果木枝條製成有機肥,創農業永續與環保雙贏。   台中農改場6日舉行記者會,介紹果木枝條循環利用技術,篩選能分解果木枝條微生物菌株,針對枝條可集中清運果園,建立果園枝條集運與破碎流程,並接種地衣芽孢桿菌TCLigB進行堆肥發酵,產製成有機質肥料及栽培介質。台中農改場將利用果木枝條製成的有機肥,應用於東方甜瓜與洋香瓜等作物栽培,較傳統泥炭介質可節省80%氮素、56%磷酐及56%氧化鉀等化肥施用,並提升東方甜瓜與洋香瓜單果重35%、27%。   台中農改場再針對枝條不易集中清運果園,建立枝條現地處理技術,並以木黴菌TCT-P001加速枝條分解速度,應用於葡萄園,分解枝條養分回饋土壤,可提升葡萄單果串重量15%,並提升土壤有機質0.27%及節省約33%肥料用量。台中農改場說,除果木枝條外,針對行道樹枝條處理,也輔導業者,將接種木黴菌TCT768菇包木屑混合行道樹粉碎枝條,發酵處理後再回施至行道樹下作為覆蓋資材,可降低雜草孳生。   台中農改場說,這項開發技術已授權業者完成商品化,並透過合作建立綠色循環、友善環境及永續生產模式。在果木枝條異地加值方面,目前每年可處理枝條約1萬公噸,產製有機質肥料2000公噸與覆蓋的有機質資材7000公噸;現地處理方面,開發的微生產品吸引企業與地方政府合作認購2萬1070包,推廣處理約3萬公噸果木枝條,成為具體且可量化之農業循環經濟與企業ESG行動方案。   另在行道樹枝條處理方面,台中農改場說,每年處理120公噸,並可產製168公噸有機質資材,達到資源有效循環利用。 【延伸閱讀】- 微生物肥料用貝萊斯芽孢桿菌JS菌株及增量培養技術

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