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趨勢快訊
受蠶啟發的新型奈米纖維製造方法
2023/02/24
奈米纖維應用範圍廣泛,可製作傷口敷料、空氣過濾器及高強度複合材料等。現有的奈米纖維生產方法,如靜電紡絲過程複雜、緩慢,或是易導致纖維結塊,相比之下,蠶可以快速、輕鬆地生產自己的優質超細絲纖維,它只需將粘稠的唾液分泌到一個表面上,然後將頭向後拉,將唾液拉成一條長線即可。中國四川大學的研究人員採用一種稱為微粘附引導 (microadhesion-guided, MAG) 紡絲的技術複製了這個過程。        該技術的原理是將排成陣列的微針推入一塊浸有聚環氧乙烷溶液(polyethylene oxide solution)的海綿中,然後再將它們拉出來。當針被抽出時,每根針都會拉出一根聚合物細線,這些線很快就會乾了,可以剪下來使用。而透過模仿蠶在生產絲纖維時移動頭部的不同方式,同樣可以用 MAG 紡絲技術製造出不同種類的奈米纖維。直接向後拉會產生有序、定向的直線型纖維,搖擺或振動產生會產生交聯(cross-linked)的纖維,而轉動陣列則會使纖維扭曲,產生一根更大的纖維。        MAG 紡絲的簡化版本則不需要微針,利用海綿的自然粗糙表面充當微針粘附點,研究人員只需將兩塊海綿浸入聚合物溶液中,然後將它們拉開,即可輕鬆的製作出絲線。利用這種原理,可以將它們直接放在人的皮膚上,以製作即時的定製繃帶,這些繃帶纖維還能添加抗生素,抑制細菌的生長。研究人員表示,這項技術可能為奈米纖維未來的生物醫學應用開闢新的可能性。【延伸閱讀】- 蛋殼化身顱骨損傷手術修復材料
花蓮農改場推智慧農業 無人機撒播蕎麥增產又省錢省工
2023/02/23
花蓮縣玉里鎮蕎麥種植面積達655公頃,高居全國第一,但人工播種相當費時,每公頃就要花將近1個小時。農委會花蓮區農改場協助農友,改採無人機播種,只要10到15分鐘,不僅效率大幅提升,且產量提升逾6成,花蓮農業場盼未來擴大推廣,舒緩農業缺工問題。        花蓮農改場結合玉里鎮在地種植蕎麥農友,嘗試以無人機播種,首批近日收成,原本1公頃產量在1000至1200公斤,採用無人機播種後,提升到1800公斤,讓農民開心喊豐收。        花蓮農改場課長葉育哲說,以往用人工播種,每公頃要1小時,且因蕎麥和水稻輪種,必須等代耕業者將水稻收成、打地後才能播種;採用無人機播種,可在水稻還未收割前就先播種,且更均勻精準,待水稻收割後稻桿切碎覆蓋田區,比較不會長雜草,也可避免種子被鳥類啄食,更省下每公頃6000元的翻耕成本,在農務操作的時間安排上也更有彈性。        玉里雜糧班班長農友「小劍劍」謝銘鍵說,現在農業最大問題就是缺工,且許多都是老農,以往背著肥料桶播種,全身裝備40公斤,播種1個小時相當辛苦,對農民的腰、腿都是負擔,很多老農就是因為職業病,被迫提早退休。如今改採無人機播種,省力又省工,達到雙贏。        葉育哲說,農委會的政策就是導入智慧科技開發省工農機具,花蓮農改場也積極推動智慧農業,場長杜麗華親自帶領場內主管,共有15個人取得無人機專業證照。這次嘗試應用在蕎麥種植上,成果豐碩,目前已建立蕎麥應用無人機省工撒播技術,未來會持續推廣,希望擴大應用範圍。【延伸閱讀】- 【增匯】自動播種無人機每天可種植 40,000 棵樹幫助對抗森林砍伐
蘋果渣可用於促進雞隻健康
2023/02/22
在蘋果汁和蘋果酒的商業生產過程中,會產生大量的果渣副產品,這些副產品通常被視為廢棄物處理。根據美國蘋果協會的統計,2021至2022年生產用於加工成果汁和蘋果酒的蘋果,以榨汁效率(75%)估算,每年產生約175,350公噸蘋果渣 。由於糖分、有機酸和蘋果渣的微生物發酵會破壞土壤的碳氮比,目前已有一些果渣副產品的再利用技術,包含了萃取果膠、生產酶和芳香化合物、培養微生物菌株和食用菌,以及摻入動物飼料中等,但仍然需要更多方法來減少掩埋蘋果渣造成的環境負擔。        近期,美國康乃爾大學(Cornell University)的研究團隊發現,蘋果渣可用於促進雞隻的健康。先前有研究顯示,蘋果中天然存在的化學物質和益生元可能會促進腸道健康和腸道有益微生物群落生長,良好的腸道微生物群又與許多健康益處相關,例如對自體免疫性疾病和細菌感染的抵抗力等。因此,康乃爾大學的研究團隊著手研究蘋果渣是否可以改善肉雞的健康。        研究人員將蘋果渣萃取物注入雞蛋內正在發育的胚胎羊水中,並在雞蛋孵化後收集相關樣本進行分析,發現與對照組相比,果渣萃取物增加了動物的氨基酸運輸系統,提高鐵的生體可用率,增加了大腸中的微生物數量,並支持腸道有益細菌的生長。        研究人員表示,這僅是一項初步研究,旨在證明將蘋果廢棄物添加到雞飼料中的潛在影響,後續還需要進行長期的研究,以進一步確定其健康益處。本研究的資金由美國農業部國家食品和農業研究所提供,相關論文已發表於Nutrients期刊。【延伸閱讀】- 農業廢棄物加值應用 羽毛轉化變優質飼料
可用於食品的噬菌體消毒噴霧
2023/02/21
噬菌體(phage)是一種專門感染細菌的病毒,在自然界中廣泛存在,由於其專一性極強,僅針對特定菌株有效,因此一般而言,噬菌體對其他生物及益菌是無害的。在 1940 年代引入青黴素(盤尼西林)之前,噬菌體消毒劑和療法的相關研究被認為非常有前景,但青黴素製成的抗生素上市後,人們對該領域的興趣逐漸減弱,由於現在抗生素抗藥性問題日益嚴重,噬菌體的研究再次受到了重視。        在農業和食品生產中使用噬菌體的另一個主要優點是,它們可以非常明確的針對特定有害細菌菌株,而不會殺死有益細菌。且與大多數抗菌劑不同,它不會影響食品的味道、口感和營養品質。        加拿大麥克馬斯特大學(McMaster University)的研究人員開發出一種方法來誘導噬菌體連接在一起並形成微小的珠子(microbeads)。這些微珠可以安全的應用於食品和其他材料上,以清除大腸桿菌等有害病原體。每個珠子的直徑約為 20 微米,載有數百萬個噬菌體。         以噬菌體微珠為原料的新型消毒噴霧對食品安全且高效,研究人員測試了該抗菌噴霧,發現可以消除生菜和肉類中的大腸桿菌,同樣的方法亦可以用於其他引起食物中毒的細菌,例如沙門氏菌和李斯特菌等。研究人員表示,噬菌體噴霧劑可用於食品加工、包裝和清潔,甚至可以作為灌溉水和設備的處理劑,從源頭阻止污染。這種新型噬菌體噴霧具有商業應用的潛力,特別是因為噬菌體已經獲得美國食品藥物管理局(FDA)用於食品的許可。          該團隊接下來計劃測試這種新材料在醫學上的應用,例如傷口消毒等,不過,醫療應用將需要更多時間才能證明其安全性及效用。【延伸閱讀】- 結合噬菌體與智慧型手機用以檢測食品汙染
【減量】補充脂質減少乳牛甲烷排放
2023/02/20
目前提高反芻動物可持續性的生產方法包含:提升飼料效率、減少甲烷排放以及優化飼養管理。根據報告指出,營養與飼養管理策略可有效減少反芻動物的溫室氣體排放。因此,人們也愈來愈關注化學添加劑的潛力,如:3-硝基氧丙醇(3-NOP)、硝酸鹽與植物萃取物。然而因可行性、暫態效應與高成本等因素考量,這些策略都不是能實際應用的方法。        先前研究中強調脂質補充劑能有效抑制反芻動物產生甲烷,不僅如此,它還可以提高飼料效率並增加營養所需的乳脂肪酸比例。在《乳製品科學雜誌》最新發表的一項研究中,研究人員評估使用脂質含量高的油菜籽完全替代菜籽粕對乳牛腸道甲烷排放、養分吸收與產乳量進行分析,使用挪威紅牛為對象,其日糧的青貯料與精料比例為45:55,共分成以下兩組: 對照組:乾物質中含有19.3%的菜籽粕 實驗組:乾物質中的19.3%菜籽粕以油菜籽完全替代 透過收集糞便量以測量腸道表面消化率,並連續四天測量室內的甲烷排放量。        研究結果中,以油菜籽完全替代菜籽粕能增加產乳量,使單位產乳量和能量校正乳(ECM)的甲烷排量分別下降16%與12%,其二氧化碳排量也有所減少。此外,油菜籽也能降低每單位採食量的甲烷排放量,使整體甲烷排放量降低7%。丹麥大學也進行相關研究,以草與玉米青貯料為基礎飼糧另外添加:油菜籽、碎油菜籽與菜籽油,結果使單位能量校正乳的甲烷排量分別下降7%、17%與18%。        針對養分消化與利用,實驗組總能(GE)沒有顯著影響,代謝能(ME)則高於對照組,且總能、蛋白質與脂肪消化率均有改善,並能提高乳產量與能量校正乳產量以及飼料效率。        整體而言,以油菜籽替代菜籽粕不僅降低反芻動物的甲烷排放量,還提高乳牛的產乳量與飼料效率。基於這些研究結果,餵飼含有油菜籽的日糧應具有減少腸道甲烷排放的潛力。【延伸閱讀】- 【減量】減少乳牛排放碳和甲烷的8個方法
到2025年化學農藥減量化行動方案
2023/02/17
推進農藥減量化是促進農業高品質發展、加快農業全面綠色轉型的必然要求,也是保障農產品品質安全、加強生態文明建設的重要舉措。為貫徹落實《“十四五”全國農業綠色發展規劃》、《“十四五”全國種植業發展規劃》要求,持續推進農藥減量增效,特制定本方案。 目標任務        到2025年,建立健全環境友好、生態包容的農作物病蟲害綜合防控技術體系,農藥使用品種結構更加合理,科學安全用藥技術水準全面提升,力爭化學農藥使用總量保持持續下降勢頭。 化學農藥使用強度:水稻、小麥、玉米等主要糧食作物化學農藥使用強度(單位播種面積化學農藥使用折百量,下同)力爭比“十三五”期間降低5%;果菜茶等經濟作物化學農藥使用強度力爭比“十三五”期間降低10%。 病蟲害綠色防控:不斷優化綜合防治技術措施,提高天敵昆蟲、生物農藥、理化誘控產品使用量,力爭主要農作物病蟲害綠色防控覆蓋率達到55%以上。果菜茶優勢產區生產基地、綠色農業產業園區基本全覆蓋。 病蟲害統防統治:創新防治組織方式,水稻、小麥、玉米三大糧食作物統防統治覆蓋率達到45%以上。糧棉油糖等作物綠色高質高效生產示範片、現代農業產業園區基本全覆蓋。        根據農作物病蟲害發生規律和危害特點,堅持分類施策、標本兼治、綜合治理。重點在“替、精、統、綜”四個方面下功夫。        一是“替”,即生物農藥替代化學農藥、高效低風險農藥替代老舊農藥,高效精准施藥機械替代老舊施藥機械。推廣應用生物農藥和活性高、單位面積用量少的高效低風險農藥及其水基化、納米化等製劑,淘汰低效、高風險農藥品種;推廣應用高效節約型施藥機械,逐步淘汰老舊施藥機械,提高農藥利用效率。        二是“精”,即精准預測預報、精准適期防治、精准對靶施藥。加強農作物病蟲害自動化、智慧化監測預警,提升精准預報能力和水準;加強抗藥性監測治理,推行對症選藥、輪換用藥、適期適量用藥;推廣靶標施藥、緩釋控害、低量噴霧等高效精准施藥技術,提升防控效果。        三是“統”,即培育專業化防治服務組織,大力推進多種形式的統防統治。加大力度扶持發展一批裝備精良、技術先進、管理規範的專業化防治服務組織和新型農業經營主體,鼓勵開展全程承包、代防代治等多種形式的防控作業服務,推進防治服務專業化。推動農機農藝融合,創造利於高效植保機械作業的農田環境條件,促進統防統治規模化發展。        四是“綜”,即強化綜合施策,推行農作物病蟲害可持續治理。推進統防統治與綠色防控融合,轉變過度依賴化學農藥的防治方式,因地制宜集成推廣生態調控、免疫誘抗、生物防治、理化誘控、科學用藥等綠色防控措施,減少化學農藥使用次數和使用量。同時,加強農藥經營環節監管,嚴厲查處違規銷售禁限用農藥和誤導生產者用藥行為。 重點任務包含 病蟲監測預報能力提升行動。 病蟲害綠色防控提升行動。 病蟲害專業化防治推進行動。 農藥使用監測評估行動。 安全用藥推廣普及行動。 農藥使用監督管理行動。 【延伸閱讀】- 高度仰賴農藥的日本, 倡導 IPM病蟲害綜合管理達永續農業經營
因應極端氣候 「1.5度糧食與消費轉型永續棧」今揭牌
2023/02/16
全球暖化加劇,異常極端氣候衝擊各地,造成糧食減產與生物滅絕,為使台灣能因應危機、農業永續,屏科大與國科會合作,今舉辦「1.5度糧食與消費轉型永續棧」揭牌暨願景論壇;國科會副主委林敏聰表示,台灣永續棧為智庫與協作平台,盼跨域鏈結各界治理方案,提出前瞻性的本土轉型路徑。        揭牌儀式於上午10點半在屏科大大數據中心舉行,由國科會副主委林敏聰及屏科大校長張金龍共同主持,農委會主委陳吉仲、立委莊瑞雄等人出席力挺,也邀集多個地方團體展開跨領域產官學者與談活動,分享自身如何應變糧食生產與消費系統中的相關機會和挑戰。        屏東為台灣重要糧倉之一,深耕在地創校百年的屏科大以農立校,深知糧食安全與農業永續的重要性,有感於世界氣候極端化,積極投入多樣生產永續經營研究,校長張金龍說,大學富有研究量能,因此有其社會責任,全新的「永續棧」不僅因威脅另闢出路,更是社會溝通對話的平台,集思廣益尋求具體解決方案,實務地探尋糧食與消費的嶄新模式,        農委會主委陳吉仲回到家鄉,參與論壇聽取民間經驗,他說,中心名稱提到的1.5度,代表17年後全球將平均升溫1.5度,勢必強烈衝擊與氣候高度相關的一級產業,當務之急是擬定相應的調適策略,感謝持續在第一線打拚實作的夥伴,承諾會大力支持地方農業相關發展。        「1.5度糧食與消費轉型永續棧」聚焦在水資源和糧食間的鏈結。未來在糧食永續方面採減量化、再利用和再回收等概念,調節水種稻栽種模式,資源化沼渣沼液,推動農業循環經濟,轉型糧食消費習慣,結合資訊與通訊科技,促進跨域、跨界及公民參與合作。【延伸閱讀】- 聯合國永續發展目標的發展計畫
科學家開發新技術利用脈衝磁場培育細胞培養肉
2023/02/15
新加坡國立大學(NUS) 的科學家開發了一種透過用磁鐵撞擊動物細胞來培育細胞培養肉的新技術,已發表在《生物材料》雜誌上,除了在食品生產行業中的應用外,還可利用在臨床醫學用途上。         細胞培養肉是動物養殖肉的替代品,具有減少碳足跡和動物傳播疾病風險等優勢。然而目前生產細胞培養肉的方法涉及使用其他動物產品或者使用藥物來刺激細胞培養肉的生長;為了培育細胞培養肉,需餵養動物血清--胎牛血清 (FBS) 以幫助它們生長和增殖,胎牛血清係從懷孕母牛的胎兒血液中採集的混合物,這種方法仍然被認為是殘忍且昂貴的,其他方法亦常使用藥物或依靠基因工程來促進細胞生長。        然而,由新加坡國立大學團隊開發的這項技術通過應用微調的脈衝磁場來培養動物骨骼肌和骨髓組織中的肌源性幹細胞,從而對細胞進行磁刺激。新加坡國立大學副教授Alfredo Franco-Obregón說,在磁場暴露 10 分鐘,細胞會釋放出無數具有再生、代謝、抗炎和增強免疫力的分子。這些物質是所謂的肌肉“分泌物”(用於分泌因子)的一部分,是細胞生長、存活和發育成組織所必需的,通過這種方式,肌源性幹細胞將充當可持續的綠色生物反應器,產生營養豐富的分泌蛋白。         研究團隊培育細胞培養肉的方法可以取代胎牛血清,是一種更具成本效益,而且更環保、更安全的方法,下一步將此新技術擴大規模和商業化。研究團隊還在不健康的細胞上測試,發現此新技術可以提高細胞的恢復率和再生能力,這開闢了在再生醫學中使用磁脈衝技術以用於臨床環境的潛力。透過消耗更少的能源、水和土地,未來的細胞培養肉可以幫助解決努力實現氣候目標的同時,滿足供應鏈需求等問題。【延伸閱讀】- 美國有關當局已公告規範以細胞培養之人造肉
【增匯】新加坡開發了互動式地圖軟體-碳勘探儀表板
2023/02/14
在紐約舉行的世界經濟論壇—自然冠軍活動上,最近推出了互動式地圖軟體,以碳信用項目進行勘探、開發和管理。此開放平台(http://carbonprospecting.org)被稱為碳勘探儀表板,由新加坡國立大學(NUS)理學院的研究中心自然氣候解決方案中心(CNCS)以及ST Engineering的衛星數據和地理空間分析ST Engineering Geo-Insights共同開發。         這個首創的碳勘探儀表板顯示富含碳的自然生態系統,例如熱帶森林和紅樹林,幫助政策制定者和投資者確定可開發的項目作為碳信用的潛在來源,平台用戶能夠根據持續時間、成本和碳價格等假設,計算碳信用額的預估產量及財務投資回報。該平台允許用戶量化項目的其他優點,例如改善糧食安全、確保清潔水供應和保護關鍵生物多樣性領域。有關此類共同利益的訊息有助於提高碳信用的價格透明度,並有助於尋找碳補償。         新加坡國立大學 (NUS) 自然氣候解決方案中心主任 Koh Lian Pin 教授說,這個碳勘探儀表板可能會改變全球氣候解決方案的遊戲規則。碳融資有可能為森林和紅樹林保護提供急需的資金,以應對氣候變化和保護寶貴的生物多樣性。然而,無法及時獲得有關潛在項目成本和收益的可靠數據是碳項目啟動的最大阻礙,有了這個平台,政策制定者和投資者就可以輕鬆獲得所需的訊息。         ST Engineering Geo-Insights總經理Goh Ing Nam說,ST Engineering將地理空間分析能力和為廣泛的行業提供增值見解方面的經驗帶到了這項聯合努力中。這種雲端碳勘探平台將使我們在數字監測、報告和驗證平台的未來發展中處於有利地位。【延伸閱讀】- 紅樹林藍碳估算新方法
【增匯】新的水產養殖技術可以通過大量海藻幫助緩解全球糧食危機
2023/02/13
以色列臺拉維夫大學(TAU)和以色列海洋和湖泊研究所(IOLR)的研究人員開發了一種創新技術,可促進“富含營養的海藻”生長,富含營養物質、蛋白質、膳食纖維和礦物質,可滿足人類和動物的需求。研究人員說,先進的技術提高了海藻組織中的生長速度,使大量海藻成為具有極高營養價值的天然超級食品,未來可用於保健食品行業並確保無限的食物來源。         研究由臺拉維夫大學生命科學學院動物學院的Avigdor Abelson教授,和特拉維夫以色列海洋與湖泊研究所的Alvaro Israel教授共同指導,博士生Doron Ashkenazi說,在這項研究中,當地物種的藻類石蓴、江蘺和沙菜在不同的環境條件下生長在靠近養魚的地方。特殊的條件使海藻蓬勃發展,並顯著提高了它們的營養價值,這是一種超級食物。也可以將濃縮海藻以應用方式用於其他健康行業,例如作為營養補充劑或藥物及化妝品行業。         Ashkenazi 說,海藻可被視為一種天然的超級食物,在人類飲食中的必要成分比其他食物來源更豐富,通過所開發的技術方法,能夠規劃一條生產線富含特定的物質海藻,用作保健食品或營養補充劑;例如,海藻蛋白質含量特別高的海藻,富含鐵、碘、鈣、鎂、鋅等礦物質,或特殊色素或抗氧化劑。豐富的海藻可用於幫助營養不良和營養缺乏的人群,例如世界各地的弱勢群體,以及素食或純素飲食的補充劑。水產養殖是環保的,通過降低環境風險來保護自然和生態平衡,且不需要大片土地、淡水或大量肥料。新方法提供了可持續和清潔農業的理想情況,具有環境效益,包括減少沿海水域的負荷以及氣體和碳足跡的排放,結合水產養殖開始得到世界各國政府的支持,有助於應對氣候危機和全球暖化。【延伸閱讀】- 海藻能否能扮演提供永續性生物燃料的角色
人工智能生物工程和光學技術傳感器可檢測出馬鈴薯中的隱藏疾病
2023/02/10
在腐爛的過程中,微生物引起植物向周圍環境排放各種揮發性有機化合物,由耶路撒冷希伯來大學 (HU) 和以色列農業研究組織Volcani Institute領導的研究團隊,開發了一種生物傳感器可以對其進行監測,依靠人工智能生物工程和光學技術來檢測疾病,以便及早發現植物病害並防止食物浪費。         以色列農民進口歐洲馬鈴薯進行種植,但其中一定比例的馬鈴薯內部帶有明顯的或是不可見的不可見的疾病,導致馬鈴薯腐爛並顯著降低馬鈴薯的品質;如果能夠早期發現馬鈴薯中隱藏的疾病,對每年出口 70 萬噸馬鈴薯的以色列至關重要。希伯來大學和以色列農業研究組織共同開發了一種檢測疾病的傳感器,可用於抑制腐爛的蔓延。         該傳感器依賴於人工智能生物工程和光學技術,當傳感器接觸受感染的馬鈴薯時,其中的一種細菌化合物會亮起——發光的強度指示腐爛的濃度和成分。以色列農業研究組織Volcani Institute的Eltzov博士說:細菌面板發出的光的強度可以快速、量化分析疾病的特徵,傳感器可以在出現症狀前“聞到”這些特徵。耶路撒冷希伯來大學農業、食品和環境學院Dorin Harpaz 博士說:我們開發的傳感器將有助於識別尚未有任何外部跡象疾病的馬鈴薯,並使它們遠離健康的塊莖,從而防止腐爛發展或蔓延到其他健康植物。         該團隊創建了一種由四種基因工程細菌組成的化合物,用於測量生物毒性。在這項研究中,在出現症狀前傳感器就檢測到了疾病,傳感器發出的光是未感染馬鈴薯的兩倍。Harpaz博士說,有鑑於當前的全球糧食危機,傳感器可用於快速、經濟地識別馬鈴薯中隱藏的腐爛,促進更好的收穫後管理,並減少食物浪費。在馬鈴薯出口到國外市場或重新種植之前,能儘早發現疾病可為糧食種植者提供優勢。【延伸閱讀】- 馬鈴薯病害的線上檢測工具應用
航運業轉向使用可再生能源以保護海洋
2023/02/08
當船舶運行時會燃燒化石燃料,並且會釋放二氧化碳 (CO2),而海洋吸收了大約 30% 的二氧化碳。美國國家海洋和大氣管理局海洋酸化計劃的教育和外聯協調員Liz Perotti表示,來自運輸貨物、駕駛汽車和其他日常活動等人為造成的二氧化碳排放增長速度快。當海水吸收二氧化碳時,會改變水的化學成分,為海洋酸化的過程;許多海洋生物的基本組成部分,例如碳酸鈣等礦物質會變得越來越少,因此螃蟹、蛤蜊和一些浮游動物必須消耗更多的能量來創造和維持它們的貝殼和骨骼;海洋酸化還會使某些魚類更難在環境中導航、尋找食物和避開捕食者,這些海洋生物都是我們食物網的重要組成部分。         根據國際海事組織的數據,航運每年排放約 9.4 億噸二氧化碳,佔全球溫室氣體排放量的 3%,甚至超過飛機。航運是一種節能的貨物運輸方式,但航運業需要變得更可持續性。 為了減少航運對環境的影響,一些公司正在轉向可再生能源。         總部位於哥斯大黎加的Sailcargo正在建造‟ Ceiba",這是一艘風力驅動的船,最終將運載 250 噸貨物。Sailcargo 的媒體經理 Jeremy Starn 說,雖然與可運輸超過 15 萬噸的最大貨櫃船相比,Ceiba是滄海一粟,但人們開始更加重視利用風能作為船舶的能源。由於 Ceiba 預計將於 2023 年準備就緒,Sailcargo 最近購買了另一艘帆船‟ Vega",以便更快地開始運輸貨物。除了降低排放外,風力驅動的船舶還通過減少噪音污染來幫助海洋。Starn 說,與傳統的貨櫃船不同,在 Vega 上航行很安靜,還可看到海豚在身邊游泳;與大自然如此緊密地聯繫在一起,真是一種令人謙卑的體驗。         法國公司Airseas創造了一種不同的方式來捕獲風能:一個巨大的風箏在海洋上空飛行。這項名為‟ Seawing"的技術包括一個自動化系統,可以控制機翼的運行、追蹤氣象並提供最佳路線,並可以安裝在現有船舶上。Airseas公司首先關注油輪、貨櫃船和其他大型船舶。總法律顧問兼秘書 Stephanie Lesage 表示,這些大型船舶占航運溫室氣體排放量 85%, 使用 Seawing可將船舶的排放和燃料消耗平均降低 20%。Lesage並表示,減少對化石燃料的依賴,除了可再生能源之外,目前沒有解決方案。風力發電具有無限、豐富且免費等優勢,我們必須尊重大自然,可再生能源是唯一的出路。         Alfawall Oceanbird 是一家總部位於瑞典的企業,致力於將風力推進技術從海洋概念轉化為商業,可以通過使用風帆或其他捕風裝置來降低船舶的燃料消耗。Oceanbird 的機翼裝置設計為直立,它們的功能更像飛機機翼,而不是傳統的帆,當船隻通過橋下或遇到惡劣天氣時,機翼會折疊以節省空間。AlfaWall Oceanbird 董事總經理 Niclas Dahl 說,使用 Oceanbird可以調整航線以適應目標,如果願意改變航向讓風向正確,將從翼帆中獲得更多的動力或力量。         Alfawall Oceanbird計劃在 2026 年推出一艘全風力推進的船舶,同時也努力在現有船舶上安裝 Oceanbird 機翼。Dahl 表示,如果要改變世界,我們需要改變今天已經航行的 90,000 艘船隻。【延伸閱讀】- 追求永續經營的恢復性海洋養殖
研究人員未來可望開發培育對抗極端氣候的耐旱作物
2023/02/06
來自澳洲國立大學(ANU) 和詹姆斯庫克大學 (JCU) 的研究團隊已經確定了一種“精緻”的自然機制,可以幫助植物限制水分流失,而對植物吸收二氧化碳的影響最小,這過程對光合作用、植物生長和作物產量至關重要。這項研究由澳洲國立大學的 Chin Wong 博士領導,未來可望幫助植物育種者和農業科學家開發培育出更節水的作物。         根據澳洲國立大學的 Diego Marquez 博士表示,研究結果將對農業產生重大影響,可能可培育更有“彈性”的作物能對抗包括乾旱等極端氣候。植物通過葉子上的毛孔不斷地流失水分,這些相同的毛孔允許二氧化碳進入葉子,對它們的生存至關重要,每增加一單位的二氧化碳,植物通常會損失數百單位的水,這就是植物需要大量水才能生長和生存的原因;所展示的機制在環境乾燥時被激活,例如在炎熱的夏日,讓植物減少水分流失,而對二氧化碳的吸收幾乎沒有影響。         研究人員認為,這種保水機制可以被操縱,進而可能成為培育更節水作物的關鍵。 Wong博士在 14 年前首次提到這種保水機制,但由於多年的實驗和結果的證實,現在才能正式確認它的存在,從科學和農業的角度來看這是一個“夢想的發現”,長期以來科學家們希望能找到一種方法來生產高效利用水的高產作物;在不影響產量的情況下增加二氧化碳吸收和減少水分流失;這種機制可以減少水分流失而對二氧化碳的吸收幾乎沒有影響,為植物育種者和農業科學家提供了一個機會,可以研究提高用水效率和培育耐旱作物的方法。         儘管已經確認有一個系統正在努力限制從葉子中流失的水量,但研究人員仍然不知道是什麼原因造成的。Marquez博士說,“我們現在的主要目標是確定植物內部允許這種控制的結構,我們認為係位於細胞膜中的水通道蛋白負責”;一旦這一點得到證實,研究團隊將繼續探索這些系統如何成為農業產業的資產。【延伸閱讀】- 不受重視的非洲穀物因其高度價值而被看好為「明日糧食之星」!
到2025年化肥減量化行動方案
2023/02/04
建立健全以“高產、優質、經濟、環保”為導向的現代科學施肥技術體系,完善肥效監測評價體系,探索建立公益性與市場化融合互補的“一主多元”科學施肥推廣服務體系,加快構建完備的化肥減量化法規政策、制度標準和工作機制,著力實現“一減三提”。 (一) 進一步減少農用化肥施用總量。到2025年,氮、磷、鉀和中微量元素等養分結構更加合理,全國農用化肥施用量實現穩中有降。 (二) 進一步提高有機肥資源還田量。大力推進綠色種養迴圈農業試點,有機肥資源得到有效合理還田利用,到2025年有機肥施用面積占比增加5個百分點以上。 (三) 進一步提高測土配方施肥覆蓋率。持續推進農戶調查、田間試驗、制定配方等基礎性工作,到2025年全國主要農作物測土配方施肥技術覆蓋率穩定在90%以上。 (四) 進一步提高化肥利用率。推廣施肥新技術、新產品和新機具,全面提升科學施肥水準,到2025年全國三大糧食作物化肥利用率達到43%。 技術路徑 一是“精”,精准施肥減量增效。夯實施肥情況調查、營養診斷、田間試驗等測土配方施肥基礎,精准制定發佈肥料配方資訊,提高配方肥、專用肥施用比例,減少不合理養分投入。 二是“調”,調優結構減量增效。加大綠色技術和投入品的研發推廣力度,優化氮、磷、鉀配比,調整養分形態配合,促進高效吸收。針對性補施中量和微量元素,減輕缺素症狀。引導肥料產品優化升級,大力推廣新型功能性、增效肥料。 三是“改”,改進方式減量增效。改進傳統的表施、撒施、大水沖施等施肥方式,研發先進適用的施肥設備,推廣應用種肥同播機、側深施肥機等高效施肥機械,配套緩控釋肥料和專用肥料,轉變傳統施肥方式,減少化肥用量。 四是“替”,多元替代減量增效。合理利用有機養分資源,推進增施有機肥、種植綠肥、秸稈還田、生物固氮等多元替代化肥方式,推動有機無機結合。通過耕層調控、微生物活化等技術,激發土壤養分有效性,替代化肥投入。 五是“管”,科學監管減量增效。健全覆蓋肥料生產、使用、監管全鏈條的制度標準體系,建立健全主要農作物氮肥施用定額,推行施肥定額制、台賬制管理,分區域、分作物、分農時制定科學施肥指導意見,引導農民把施肥量控制在合理區間。【延伸閱讀】- 滴灌施肥可妥善運用水與營養資源,提高農業生產率
在沒有陽光的狀況下仍可用人工光合作用生產食物
2023/02/03
植物的光合作用將水、二氧化碳和陽光轉化為生物質和食物,而加州大學河濱分校和德拉瓦大學的科學家們找到一種方法,使用人工光合作用來製造食物。研究發表在Nature Food上,使用兩步電催化過程,將CO2和H2O轉化為O2和醋酸鹽,有機體靠消耗醋酸鹽生長,在黑暗中生產食物,並與太陽能電板結合,為電催化提供動力;這種電化學-生物組合系統可以提高陽光轉化為食物的效率。加州大學河濱分校化學與環境工程助理教授Robert Jinkerson認為,這可突破生物光合作用的限制,並定義一種生產食物的新方法。         德拉瓦大學的科學家Feng Jiao說,實驗室開發先進的兩步串聯CO2電解裝置,可實現對醋酸鹽的高選擇性,這是傳統CO2電解路線無法獲得的。此電解裝置利用電力將CO2轉化為有用的分子和產品,且為了將系統所有組件結合在一起,電解槽輸出進行了優化,產生理想輸出,以提供生產食物的有機體生長。         實驗證明,富含醋酸鹽的電解槽輸出物在黑暗中仍可使多種生產食物的有機體生長,包括產生蘑菇的綠藻、酵母和真菌菌絲體,且使用這項技術生產藻類的能源效率大約是光合作用生長的四倍,酵母生產的能源效率比一般從玉米中萃取糖培養的方式高出約 18 倍。並且研究使用此項技術種植農作物的潛力,例如豇豆、番茄、煙草、大米、油菜和綠豌豆在黑暗中種植時都能夠利用醋酸鹽中的碳,並發現多種作物可利用醋酸鹽,將其建構成生物體生長和繁衍所需的主要分子組成部分。         在氣候變化帶來日益困難的條件下,人工光合作用為種植糧食提供了無數可能性,如果作物生長在受控的環境中,乾旱、洪水和可用土地的減少對全球糧食安全的威脅將較小。農作物也可在不適合農業的城市和地區種植,甚至為未來的太空探索者提供食物。Jinkerson認為,使用人工光合作用方法生產食物可使養活人們的方式轉變,透過提高糧食生產效率,需要更少的土地並減少農業對環境的影響。【延伸閱讀】- 一個生產糧食及能源的新技術提案-通過光合作用生產糧食和能源的裸藻
【循環】環署淨零綠生活指引 研議納入蔬食、生鮮裸賣措施
2023/02/02
「低碳飲食」措施未規劃蔬食推廣 民間團體籲納入綠生活指引         國發會2022年12月28日公布「2050淨零12項關鍵戰略」,先前雖已針對各項戰略舉辦溝通會議,但民間多認為討論不足,環保署2023年1月17日再召開座談會,針對「淨零綠生活」及「資源循環零廢棄」兩項戰略邀請民間團體及政府部門展開討論。         其中「淨零綠生活」目標是針對各面向訂出「綠生活指引」,引導民眾行為改變。環保署管制考核及糾紛處理處(管考處)科長李奇樺指出,在六大推動面向中,飲食的改變最能立即見效,可大幅降低住商部門排放,並促進產業供給端改變。         1月17日會中,許多民間團體關注環保署「低碳飲食」相關措施。台灣動物社會研究會研究員陳庭毓表示,環保署目前的規劃著重在減少浪費、降低運送里程、減用一次性餐具、有機低碳栽培等,卻忽略「植物性飲食」的推廣。他表示,生產蔬食的排碳量遠低於肉類已是明確事實,環保署卻「沒有從最關鍵角度思考」,呼籲後續納入綠生活指引。         主婦聯盟環境保護基金會代表則指出,環保署在去年(2022年)溝通會議上,曾提及將針對較易達到減碳效果的「熱點」進行盤查,但至今仍未公開相關期程。建議可從公家機關、校園、軍隊的膳食著手碳盤查,「馬上可以知道這些地方的飲食有沒有符合低碳要求」,後續也能快速制定出階段減碳目標。         低碳飲食相關措施也包括減少一次性餐具,綠色和平減塑專案主任張凱婷認為,目前循環杯、循環餐盒的主責單位僅有環保署,「但這是一套新興商業模式」,應該有經濟部協助拓展產業規模。荒野保護協會代表也認為,氣候緊急狀態下,繼續維持過往的「鼓勵」已經不夠,政府即便用不了「棍子」,也應帶頭建立經濟規模。   農產業者標示碳足跡意願低 農委會:擬透過獎勵增加誘因         針對民團提出的疑惑,李奇樺回應,環保署目前正在訂定綠生活指引,未來不排除將「植物性飲食」納入。而針對「熱點」盤查,管考處則並未回應是否會先從飲食開始、也未提及時程規劃,僅表示還在盤點較有減碳效益的行為,未來會「逐年針對重點優先做碳盤查」。         農委會代表則表示,未來會針對乳製品、農糧產品、肉製品,鼓勵業界揭露碳足跡,希望藉此促進國人對於食物消費的碳排認識,目前也正建立各項農產品的「產品類別規則」(PCR)供業者後續計算碳排放量。         不過乳製品目前只有兩筆有碳足跡標籤,參與廠商非常稀少,綠色公民行動聯盟研究員柯乾庸質疑,「農委會要怎麼推動乳製品的碳足跡標籤,有沒有訂KPI(關鍵績效指標)?想要在多久之內推動多少公司?」         農委會代表則坦言,目前不只乳製品,其他農產品擁有碳足跡標籤的數量也很少,原因是市場誘因小、驗證成本高,「民眾如果沒有特別的認同或偏好,業者其實不會特別想做這方面(碳足跡)驗證。」農委會也表示,未來會訂定相關制度,包括補貼、獎勵業者認證,向民眾推廣碳足跡標籤。至於KPI則要等相關補貼、獎勵制度完備後才能確認。   環團籲一次性用品減量更積極 環保署將推生鮮裸賣         針對「資源循環零廢棄」戰略,環保署資源循環辦公室簡任技正陳俊融表示,廢棄物再利用目前有「再製成材料」及「轉廢為能」兩項主要措施。後者包括將無法做成再生粒料的可燃廢棄物破碎後做成固體再生燃料(SRF),以及透過厭氧消化使有機廢棄物產生沼氣,兩者都能用來發電。         看守台灣協會秘書長謝和霖表示,「這個措施是不符合永續的。」SRF來自廢塑膠、廢橡膠,燃燒碳排量和煤炭一樣很高,目前依照《再生能源條例》,若燃燒發電效率達25%以上,業者可以獲得一度電3.85元的躉購費率,等於變相鼓勵持續生產塑膠製品。         陳俊融則回應,目前焚化爐的能源效率多不到20%,製作SRF替代工業鍋爐燒煤,是希望垃圾被更妥善利用,不要再直接進入焚化爐。能源局未來也可能依照不同種類SRF料源(如一般廢棄物、農業廢棄物),訂定不同發電躉購費率。         此外,生活中的一次性用品和包裝多無法回收再利用,只能選擇焚化或做成SRF。張凱婷指出,歐盟去年11月發布立法提案,2030及2035年分別要較2018年減少5%及10%一次性包裝,且市場上的飲料、食物包裝須要有5~10%是可重複使用的。         相較而言,環保署對於一次性用品的減量目標還不夠積極,2025、2030年目標分別希望較2023年減少7500萬、2億個一次性產品,但光台北市去年底開始禁用一次性塑膠杯,就已宣布一年預計可減7600個塑膠杯。         陳俊融則表示,除了今年7月要開始施行網購包裝減量政策外,環保署今年也將與大型量販店、超市、便利商店討論生鮮裸賣的可行措施。【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
【減量】微生物蛋白可幫助全球森林砍伐率減半
2023/02/01
全球糧食生產包含作物生產、畜牧和魚類養殖、加工和供應鏈以及土地使用,約佔溫室氣體(GHG)排放總量的37%,其中一半以上來自動物來源及飼料的生產;為減少對環境的影響,各種替代蛋白,例如以大豆或豌豆等豆類來源的植物蛋白,或是來自培養一小部分動物細胞樣本的動物細胞培養肉;與傳統的動物肉相比,兩者的溫室氣體排放量和用水量都會明顯減少。另外還有另一種替代蛋白也應該引起消費者的注意,那就是由發酵而衍生的微生物蛋白。         微生物蛋白是指由微生物來源,如真菌、細菌或藻類,將蛋白質以糖為原料在生物反應器中培養的有機體。馬薩諸塞大學阿默斯特分校的食品科學系助理教授 Lutz Grossmann 認為,一旦目標生物生長成功,所謂的生物量就會被收穫,然後可以將這種生物質轉化為不同種類的食物,或者可以提取蛋白質並作為食品成分。使用微生物蛋白的優勢為可在受控條件下,不與農田競爭的地區可種植,培養這些微生物通常不需要殺蟲劑,而且蛋白質含量很高。         生產微生物蛋白比動物肉或植物蛋白更具有優勢,因為具有不需依賴氣候或季節的特性,若土地短缺、乾旱或洪水亦不會限制其生產。         微生物蛋白的第一次全面生產和商業化為 1970 年代動物飼料產品Pruteen。但最初由於發酵技術的不發達、生產微生物蛋白的成本高以及與更便宜替代品的競爭阻礙了微生物蛋白產品的發展,但近年來正在緩慢地恢復。         根據最近發表在《自然》雜誌上的一項研究,如果到 2050 年將 20% 的動物肉,用微生物蛋白替代,每年的森林砍伐可能會減少一半,將抵消全球牧場面積的增加,並減少二氧化碳排放量。         波茨坦氣候研究所的科學家 Florian Humpenöder認為,動物肉的生產需要大面積的放牧或在農田上種植飼料,導致森林砍伐、生物多樣性喪失和二氧化碳排放,全球近 80%的農業用地用於飼養牲畜。         與動物肉相比,生產微生物蛋白的土地使用量和溫室氣體排放量要低得多,但其能源消耗幾乎與牛肉生產相當;微生物蛋白生產的整個過程,包括發電、微生物培養、生物反應器攪拌和冷卻,以及生物質和蛋白質的最終下游加工都需要能源。Humpenöder 認為,如果要增加微生物蛋白的產量,就必須對發電進行大規模脫碳,例如使用可再生能源;否則使用微生物蛋白雖減少與土地相關的溫室氣體排放量,但可能會增加與能源相關的溫室氣體排放量;故如果能將培養過程的設計考慮到可持續性,生產微生物蛋白可減少溫室氣體排放。         國際食品資訊理事會(IFIC)2021 年的一項調查發現,65% 的美國人在前一年消費了植物肉;但仍有許多人不願意嘗試植物肉,可能是認為味道不如動物肉以及無益於健康。2022 年應用經濟觀點和政策(AEPP)的研究人員進行了一項盲品實驗,發現與70% 牛肉30% 蘑菇的混合漢堡,或用替代蛋白製成的漢堡相比之下,100% 的牛肉漢堡仍然是最優的選擇。         Grossmann表示,儘管越來越多的人願意嘗試替代蛋白並將納入飲食中,但仍缺乏產品多樣性,且消費者在嘗試新產品仍存在障礙。微生物蛋白富含蛋白質,含有人類必需胺基酸;是更健康的選擇,例如纖維素、使用更少的飽和脂肪和鹽,並可添加重要的維生素和礦物質。未來我們會看到越來越多的產品上市,風味也會更好;替代蛋白如能提供消費者在外觀、質地、氣味和風味方面與動物肉相同的體驗,一旦產品更成熟,消費者就會願意頻繁地接觸和嘗試,可望成為我們日常生活的主食。【延伸閱讀】- 蛋白質行業如何創新以滿足需求
透過分析豬叫聲以便幫助豬農做出更好的管理方式
2023/01/31
最近一篇關於豬叫聲的科學出版物受到了媒體的廣泛關注。來自歐洲各地的 16位著名科學家分析了不同商業農場環境中7,000多個豬叫聲。通常研究不斷進行時,結果往往不會得到科學界以外的關注。然而,當結果與社會或行業相關或有趣時,這種情況就會改變。Elodie Briefer博士及其同事的研究就是一個例子,他們透過豬的叫聲以自動識別豬隻情緒狀態的可能性。任何常花時間在養豬部門中的人,很快就能識別出不同的叫聲以及發生的環境狀況。當小豬被母豬壓死時發出的尖叫聲會讓任何豬農跑去救小豬。仔豬在很多情況下都會尖叫,但躺下時發出的具體聲音是非常具有辨識度的。         辨別豬隻叫聲顯然有助於農場管理,因為它提供有關動物經歷的訊息。正如研究報告中所告知的內容,豬隻叫聲也包含他們情緒狀態的訊息,因此也包括豬隻的福利。雖然有些聲音不相同,但其他聲音仍以微妙的方式變化。過去20年前所進行的研究結果已經表明,仔豬於去勢期間的尖叫聲與其他仔豬的尖叫聲不同,如:被約束時。儘管疼痛或不痛時,仔豬看起來隨時隨地都會叫,但透過聲音分析表明,在沒有局部麻醉的情況下去勢時,尖叫聲有所不同並且更加強烈(大約 99分貝)。         透過新方法來分析聲音參數可以查看更多細節並自動識別豬隻。這篇研究報告著重於對聲音進行不同的分類方法,以及如何根據豬隻情緒來解釋這些聲音。新穎之處在於他們研究各式各樣不同年齡組與不同背景狀況下豬隻的各種聲音,這是在農場進行可靠的檢測中重要的一步。其中一種方法(使用演算法的神經網絡)在識別豬隻叫聲方面表現出高準確性。因此,這種方法似乎很適合開發一種自動識別系統,可用於農場以指示動物福利。         如果在農場實施自動檢測系統,它可以提供每個欄位豬隻詳細即時訊息,並警告擠壓或騷動等危急情況。某些聲音形式的分析已經存在,以深入了解動物福利,例如:簡單的監測屠宰場的分貝水平,或是更複雜的透過檢測豬隻咳嗽以更好的管理呼吸道疾病。透過Briefer博士和她同事的研究,這些工具有望擴展到更多的變化,包括負面但也正向的經驗。【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

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