趨勢快訊 - 農業科技決策資訊平台

2022/06/20

眾所周知，農業用地管理方式中，增加土壤中有機物質含量（主要是土壤含碳量），可促進施用於土壤中的有機物質，並能有效增進作物產量。此外，由於有機物中的碳元素儲存在土壤中，降低了空氣中二氧化碳(CO2)的濃度，更有助於緩解全球暖化。本研究由日本農研機構針對導致全球農業用地土壤含碳量增加的 6 種主要穀物玉米、水稻、小麥、大豆、小米、高粱等，對環境保全之成效進行了定量推估。在可預期增產效果的範圍內，全球農田預計最多可增加127.8億噸土壤含碳量。藉此增加土壤含碳量，預計可增加3,825萬噸糧食產量，並可抑制全球平均氣溫上升0.03℃，減少無機氮肥的投入582萬噸。這項研發成果，有利於建立增加土壤中含碳量的農業用地管理系統，已列入各國政府及國際組織訂立相關政策時之參考資料。研究概要農田管理增加土壤中有機物質的含量，可以提高土壤的肥沃度和水土保持能力，具有增加農作物產量，並減少乾旱損害的效果。此外，土壤中含碳量的增加，可降低空氣中二氧化碳濃度，有助於緩解全球暖化。然而，定量推估上卻尚缺乏具有全球規模評價這項成效的案例。此次，日本農研機構將世界上主要穀物的產量與氣候、土壤、耕作管理等數據相結合，分析了深入農田土壤表層 30 cm的含碳量和產量之關係，透過「機器學習」(ML)進行分析，採用所獲得的相關數據，使用計算機模擬，推估出由土壤含碳量的增加而增加的糧食產量。此外，將在栽培管理中利用氮肥的投入量與糧食產量之間的關係，進行計算機模擬，以從土壤含碳量的增加中，推算出要增加到預估收成量時所需投入的無機氮肥量，意即，根據土壤中所增加的含碳量，推算出能夠節省的無機氮肥量。從土壤含碳量與作物產量的關係來看，推估出產量會隨著土壤含碳量的增加而增加，但產量增加最終會達到一個平穩的「高原期」 (plateau)。以此推算下，產量增加的效果在預期的範圍內，若將土壤碳量增加到最大的情況下，以目前（2010年）全世界的耕地面積來推算，全球土壤碳元素預計增加127.8億噸，全球六大穀物產量預計增加3,825萬噸，抑制全球氣溫上升成效預估為0.03°C。此外，據推算，因土壤含碳量增加而增加產量，相當於投入582萬噸無機氮肥量。這相當於全世界所投入氮肥的 7.2% （與 2000 年相比）。加上，過去已證實投入過量的無機氮肥造成水質之惡化有關，因此增加土壤含碳量除可以減少無機氮肥的使用，同時有助於保護水質。預計這項研發成果，將有利於各國政府和國際組織等在建立增進土壤碳含量之農業土地管理系統時相關決策之訂定。此外，本項研發成果同時也明確分別呼應聯合國永續發展目標)（SDGs）中三大目標：在提高糧食生產力和減緩全球暖化中的目標 2「零飢餓」和目標 13「應對氣候變化的具體措施」。此外，水土保持這項目也吻合目標15「讓我們保護豐富的土地」。研究內容及意義利用機器學習，推估農業栽培管理、氣候、土壤條件和產量之間的關係。其結果發現，雖然收成量會隨著土壤中碳含量的增加而增加，但當產量增加的效果達到每平方米 6 至 9 公斤時，則達到穩定的高原期。關於氮肥方面，雖然產量會隨著氮肥投入量的增加而增加，但產量增加的效果達到了每公頃200公斤時，就會達到穩定的高原期。達到高原期的氮肥投入量因作物而異，玉米、稻米、小麥、小米和高粱約為 200 公斤。結果顯示，即使增加氮肥投入量，大豆的產量也幾乎沒有增加。依2010年全球可耕作面積的分佈情況，將所獲取土壤含碳量與產量之間的關係，進行計算機模擬，其結果產量的增加效果在預期範圍內，土壤含碳量增加到最大值的話（依氣候帶不同而異，可增加每平方米約 9 公斤），估計種植六大作物的全球農地整體產量共計增加了 127.8 億噸。呈上述，估計六大作物的全球總產量增加 3,825 萬噸。這與法國 2010 年代平均小麥年產量3,800 萬噸相當。127.8億噸土壤含碳量，是2018年世界年CO2排放量335億噸（換算成含碳量91.5億噸）的1.4倍，評估這個規模的土壤含碳量增加，將可抑制全球平均氣溫上升0.03°C。利用所得到的產量與氮肥投入量之間的關係，利用計算機進行模擬，推估上述收成量所對應的氮肥投入為582 萬噸。此氮肥投入量相當於全世界氮肥總投入量 8073 萬噸（2000 年）的 7.2%。透過增加土壤中的碳含量，可以在不添加額外無機氮肥的情況下增加產量，從而減少投入過量的無機氮肥。預期效益這項研發成果，將有助於各國政府和國際組織在建立增加土壤含碳量的農業土地管理系統等相關決策之訂定。同時，有利於實現聯合國永續發展目標 SDGs 中的三個目標。(即第2 個「消除飢餓」，第13 個「採取具體措施應對氣候變化」，第15 個「保護豐富的土地」)。除此，透過減少過量無機氮肥的投入來增加土壤含碳量，亦可實現第6 個目標，「讓全球有安全的水和洗手間」中所提到的水質保護問題。【延伸閱讀】- 最新研究發現土壤孔隙結構與大小是影響土壤碳儲存的主要關鍵

#含碳量 #有機物質 #全球暖化

生物基塑膠循環再利用成肥料

2022/06/17

塑膠自發明以來，在全世界使用量不斷地提高，不論是家庭用品、生活用品、飲食用品或工業用品等處處可見，但其不能分解的特性，造成環境極大的負擔。根據國家地理雜誌報導，每年塑膠產生量從1950年的230萬噸，至2015年達到4.4億噸，且預估到2050年數字更會倍數增加，目前僅14%的塑膠被回收再利用，其餘皆堆置於垃圾掩埋場，甚至遭惡意丟棄，造成陸上、海上生物誤食發生情形頻傳，危害超過數百種生物。為減緩塑膠帶來的危害，來自東京工業大學 ( Tokyo Institute of Technology ) 的研究團隊利用生物質作為原料產生塑膠，其產品在使用過後可分解成肥料灌溉土壤，使塑膠也能夠循環再利用。生物基塑膠為isosorbide carbonate的聚合物 ( poly (isosorbide carbonate), PIC )，異山梨酯 ( isosorbide ) 從葡萄糖衍生而來，相較於石化產品，其來源天然且多元，研究顯示PIC能夠利用氨 ( NH3 ) 進行氨解形成尿素，作為作物的肥料來源，團隊嘗試利用30°C的環境下進行氨解反應，但PIC再經過24小時後仍無法完全分解，團隊進一步更改實驗條件，最終發現在90°C的條件下經過6小時PIC可完全分解，過程無須添加催化劑等，易操作且成本費用低。此外，團隊利用阿拉伯芥進行生長試驗，甚至發現施用PIC分產產物的作物比單獨施用尿素的生長的更好。團隊希望未來自身的研究能為地球減塑貢獻一份心力，減緩環境汙染及有限資源的消耗，創造塑膠可分解循環再利用的模式。但現階段更須優先提升全體民眾的減塑意識，盡可能的重複使用塑膠製品，才能根本地解決塑膠生產過多的問題，畢竟一旦塑膠產生，環境將無法將其分解，永遠造成汙染。【延伸閱讀】- 利用棕櫚果串副產物製造生物可分解的塑膠薄膜

#塑膠 #環境汙染 #循環 #PIC #廢棄物利用

花蓮南安部落農業有成縣府規畫推原民有機農業促進區

2022/06/16

花蓮卓溪鄉南安部落四面環山，中間的盆地有農友有機農法種稻、原民傳統豆子等，多年來成果頗受好評，花蓮縣政府為讓地方農業永續發展，與農友規畫推動東部首座「原住民族有機農業促進區」，提升栽培有機米收益與產品競爭力，將原民耕作文化傳承下一代。南安部落有機米在前幾年因南安小熊廣為人知，經過花蓮林管處輔導，部落找回傳統的「Tina」豆豆種子，更改建傳統家屋成立「布農豆豆家屋」，成為部落生態、食農教育的空間。花蓮有機耕作面逾2800公頃，是全台之冠，縣府近年積極推動有機農業促進區，自去年10月起，陸續於秀林鄉、新城鄉、壽豐鄉、鳳林鎮、萬榮鄉、富里鄉、卓溪鄉、玉里鎮、豐濱鄉、瑞穗鄉等地與農友訪談，辦理10場說明會。就意願較高的地區，舉辦輔導會議，討論營運主體、促進區未來預計畫設範圍等議題。縣府農業處10日前往南安部落，舉辦「花蓮縣有機農業促進區調查評估輔導會議」，花蓮縣有機農業促進專案辦公室執行長鄔家琪、仰山基金會秘書長陳鑫益等人參與討論。農業處長陳淑雯說，在會議中，陳鑫益提及，未來農委會將就有機農業促進區，投入近百億經費，促進農友軟硬體的協助；鄔家琪也表示，行政院核定的2022年至2025年花東地區有機農業發展第三期計畫，大力支持有機農業。縣長徐榛蔚指出，卓溪鄉以生產水稻、油茶聞名，豐富自然資產與部落文化為卓溪鄉一大特色，縣府重視特色作物部落保種及文化保存的意義，希望往設置有機農業促進區的目標前進，與農友們攜手合作，在協助部落農友提升栽培有機米收益之餘，也傳承傳統文化。【延伸閱讀】- 花蓮縣力推咖啡產業原民處邀專家指導部落飄咖啡香

#有機農業 #原住民 #食農教育 #文化

拜耳將與微軟成為數位農業合作夥伴

2022/06/15

拜耳(Bayer)將與微軟(Microsoft)成為數位農業合作夥伴，兩家公司將共同建立一套新穎的雲端數位工具解決方案，將拜耳的數位農業平台將與微軟的公用雲端服務平台Microsoft Azure 相結合，並應用於農業和相關行業上，成為新一代數位解決方案的基礎。農業產業和農企業不僅僅從廣泛的數位工具資訊中受益良多，同時也將強化資料洞察力。如今，超過1.8億英畝的農田已正在使用拜耳的Climate FieldView™20平台，農民可透過平板電腦連接至農用車上來追蹤種子發芽率和產量情形及觀察農田。然而，拜耳表示，仍需要做很多努力才能優化整個食品、飼料、燃料和纖維鏈，且在使用自然資源上的同時也將確保有足夠的能力去應對氣候變遷。拜耳與微軟合作的解決方案將可供農業和相關企業用於他們自己的產品中。拜耳並想將其數位農業核心能力遷移到新的基礎設施，並為客戶提供解決方案。此次合作建立在拜耳和微軟之間的長期合作關係以及對數據隱私、網絡安全和客戶信任的共同承諾之上。拜耳數位農業解決方案負責人 Jeremy Williams表示，拜耳在農業領域開啟了數位創新的先河，而微軟正在為全球雲端解決方案設定標準，雙方的合作將以創新的方式為地球提供所需的食物、飼料、纖維和燃料。此次的合作，預期讓該公司的作物科學部門將能於2030年達成100%數位化的目標，並強化其向客戶提供數位化解決方案之能力。【延伸閱讀】- Microsoft-Techno Brain通過雲端數位平台促進非洲農業

#智慧農業 #永續發展 #雲端服務

產品碳足跡資訊網-國內農產品碳足跡類別規則與標籤資訊

2022/06/15

碳足跡(Carbon Footprint)可被定義為與一項活動(Activity)或產品的整個生命週期過程所直接與間接產生的溫室氣體排放量。相較於一般大家瞭解的溫室氣體排放量，碳足跡的差異之處在於從消費者端出發，破除所謂『有煙囪才有污染』的觀念。目前世界各國發展產品碳標籤制度相關配套措施尚無國際統一規範，碳標籤制度推動初期取得碳標籤證書之產品較少，同類產品碳足跡尚無法互相比較；因此我國產品碳標籤制度，第一階段以鼓勵廠商分析產品碳足跡，並以產品碳足跡揭露為目標。第二階段為發展減碳標籤制度。行政院環境保護署以「產品類別規則(PCR)訂定、引用及修訂指引」為基準，進行審議產品類別規則文件作業，並公告通過本署審議或認可者，其碳足跡產品類別規則文件(CF-PCR)以供業界參考。

#碳足跡 #PCR

利用植物性纖維素製作環保亮片

2022/06/14

大多數的亮片是由塑膠製成。然而，為了讓亮片散發出多色閃光，通常會在亮片表面上添加一層不具生物降解性的塗層或鋁層，以賦予亮片閃光特性。且使用後的亮片通常將隨著河流或海洋回到生態系統中，對生態系統造成影響。雖然天然亮片，如雲母和二氧化鈦等礦物質亦可被拿來做為亮片使用，以減緩對生態系統之影響，但這兩種礦物皆存在一些問題，像是使用童工開採雲母或者是二氧化鈦具有潛在的毒性和致癌作用等(已被歐盟禁用)。英國劍橋大學的研究人員在《Nature Materials》期刊上表示，他們已經開始運用植物性纖維，如棉花、芒果皮或香蕉等農業廢棄物的纖維素來製作環保亮片，該亮片不僅具生物降解性，且其閃光程度與傳統塑料亮片相當，可解決亮片對生態系統之衝擊，如土壤汙染、水汙染、食物鏈汙染及人體健康影響等。該研究團隊沒有在環保亮片上添加任何塑膠塗層或鋁層，而是利用纖維素奈米晶體的結構來改變光波，煥發出鮮艷的顏色，如同在自然界中可以看到的結構色，例如彩虹色的孔雀羽毛或金屬藍色的大理石漿果。該研究團隊自組纖維素奈米晶體的結構使其生成纖維素薄膜，並後續將它們研磨成用於製造閃光效果顏料大小的顆粒，這種顆粒可生物降解且不含塑膠。該研究團隊說明，纖維素本身是一種透明材料，只要按照既定的排列方式來組織及架構，即能提供色彩，因此研究團隊才不需要在纖維素中添加任何東西來創造閃閃發光的顏色。在歐洲，化妝品行業每年使用約5500噸微塑膠，這種可生物降解的環保亮片將可改變化妝品行業。將來，研究人員還將進一步優化環保亮片之製造過程，使該種環保亮片商業化。【延伸閱讀】- 利用廢棄啤酒花製造纖維素奈米纖維

#植物性纖維素 #生物降解 #結構色 #纖維素奈米晶體結構

芬蘭科學家於生物反應器裡培養出人造咖啡

2022/06/13

全球每年可以消耗6000億杯咖啡，讓咖啡已經變成現代人生活不可或缺的一部分。且咖啡所串連之咖啡市場規模逾425億美元，約全球1.25億人仰賴著咖啡產業維生。然而，氣候變遷卻正在改變全球的咖啡市場。為了滿足這龐大的需求量，科學家們正在努力尋找替代品，使咖啡永續發展。芬蘭科技研究中心（VTT）的研究團隊運用細胞農業原理於生物反應器裡培養出人造咖啡，且該人造咖啡不僅所需勞動力和資源遠低於園中生長的傳統咖啡所需、無須噴灑殺蟲劑或肥料，及無運輸相關溫室氣體排放量產生等，與傳統咖啡相比，人造咖啡其咖啡因含量亦較低，故人造咖啡苦味較少且具有較淡的果香氣。目前，研究團隊正在尋求獲得主管機關的批准，預計最少需要四年才能獲得批准，與普通咖啡豆一起在貨架上販售，讓消費者有機會可以品嘗實驗室培育出來的人造咖啡。【延伸閱讀】- 智能監測咖啡豆的熟成及品質

#人造咖啡 #細胞農業 #永續發展

應用微藻製造植物性乳製品-純素起士

2022/06/10

市面上不乏有純素起士，但應用微藻來製造植物性乳製品則是目前最創新的技術。新型無乳微藻起士是由新加坡 Sophie's BioNutrients 和美國配料巨頭 Ingredion 聯手開發的產品，該產品不僅味道濃郁、具良好的牽絲性，且一份28 克的微藻起士所含的維生素 B12 是每日推薦攝取量的兩倍。該產品於2021年11/10號首次亮相。新加坡 Sophie's BioNutrients使用食品廢棄物做為原料，例如豆腐的副產品豆渣、煉糖廠的糖蜜和啤酒廠的廢穀物等來培植微藻，並將其製成微藻蛋白粉。微藻蛋白粉不僅被用於製造Sophie's 微藻牛奶，且也被納入微藻起士產品中，如一種模仿半硬切達乾酪，可以切片、磨碎或融化，而另一種則是起士醬。 Sophie's 的聯合創始人兼首席執行長Eugene Wang表示，微藻是地球上營養最豐富、最具延伸性的資源之一。此次研發的新型微藻起士是一種不含乳製品和乳糖的起士替代品。由於該產品含有超級食品-微藻，使得它比其他不含乳製品的替代品相比，含有較高的蛋白質含量。同時，由於該產品不含任何大豆、堅果或麩質，為過敏或不耐受的人提供了更多的素食選擇。另外，Sophie's 亦使用其微藻蛋白粉開發其他衍生產品，如純素漢堡肉餅，每份產品可提供高達 24 克的蛋白質。Ingredion 的總監 Ai Tsing Tan 表示，現在更重要的是專注於創造消費者喜歡的產品屬性，並滿足客群不斷變化的需求。新型微藻起士的推出正值素食起士市場快速增長之際，受到健康和環保消費者需求激增的推動。據估計，到 2027 年，全球純素起士市場將達到 45 億美元。最近推出的純素起士產品包括 Rebel Foods由大米、馬鈴薯和腰果製成的切達奶酪塊，以及 Good Planet Foods 的椰子油起司塊。【延伸閱讀】- 植物肉口感仿真肉背後學問大

#植物性起士 #替代性代白質 #素食 #營養

台中機械廠用30年光陰拚出循環綠金

2022/06/09

「這把竹廢料，可以從垃圾變成黃金。」立昇董事長王正雄雙手捧著纖維廢料，他口中的「垃圾」是竹材加工剩下的頭、尾邊角料，經過乾式工法、無水回收，加工、再生後，能製成各式植纖產品，像是竹吸管、竹餐盒。市售的環保產品琳瑯滿目，許多人可能會認為王正雄只是搭上了時下的環保熱潮，搶得商機，但其實王正雄的綠色革命從三十年前就已經開始。竹製品機械起家的王正雄，有感於傳統竹製造在加工過程中容易造成原材料的浪費與汙染，加上竹製品機械業邁向衰退，他毅然投入植物纖維的研發，超前轉型，不過當時「環境保育」、「永續循環」的概念還未獲得重視，這讓王正雄在研發路上磕磕絆絆。 2014年政府一紙令下，規定國道服務區不能使用美耐皿餐具，王正雄這才拿到進入市場的第一張門票。從"reuse"到"rethink" 循環經濟不能停留在單一節點立昇從傳統機械業，搖身變成再生料綠金產業，在氣候變遷、循環經濟這波永續浪潮的推波助瀾下，國內外大廠、品牌業者紛紛找上門、談合作，儘管訂單滿手，但立昇不總是來者不拒，因為他們對「循環經濟」有著自己的堅持。立昇副總經理賴雲昇表示，當前循環經濟往往停留在單一節點，部分業者誤認只要採用「循環材」就是循環經濟，卻缺乏有效的供應鏈串連，致使經濟運作上產生斷點，商業模式難以成形，亦無法達到真正的永續循環。立昇將這樣的理念，實踐在他們與超商業者合作推出的循環餐盒上，運用植物纖維製成的循環餐盒，先送往鮮食廠進行填裝，接著發送至各門市做販售。看似與一般零售物流別無二致的過程，關鍵點在後續的「逆物流管理」：消費者食用完後，若將餐盒還給超商門市，就能領到退費，業者再把這些使用過的餐盒低溫送往鮮食廠存放，並由立昇送至專業清洗廠洗滌乾淨，最後送回鮮食廠，展開下一次的循環。「過去的環保觀念中，於消費者端我們稱為"reuse"，製造商端稱為"remake"，但在循環經濟的框架下，我們要有一個新的觀念，稱為"rethink"。」王正雄認為，循環經濟要順利轉動，不能只靠單一企業單打獨鬥，還需原料廠、製造業者、通路商與消費者進行跨業合作，建立夥伴關係，透過溝通，達成共識。植纖維材質科技廠的減碳利器隨著各國政府接力宣示淨零碳排目標、歐盟碳關稅即將上路，如何有效管理碳足跡、減少碳排放成為全球科技產業供應鏈迫在眉睫的挑戰。現階段這些科技業者除了積極尋找低碳能源，正同步布局再生材料的應用，立昇近日就與海外科技業者展開合作，將再生植纖維，運用在科技零組件的製程，植纖維成為科技廠的減碳利器，可預見再生材料的商機將愈來愈大。賴雲昇解釋，科技產品擁有數百個元件，各有不同碳排係數，然而植纖維碳排係數是負值，所以做成的纖維原料碳排也很低，加入零組件的製程，可有效拉低碳排平均值，亦即達到所謂的「碳中和」，另外，當產品作廢時，採用植纖維製成的零組件可自然分解，也能避免造成環境負擔。植纖維的應用從民生常見的餐具一腳跨入高科技產品，影響力正逐步擴大中，不過賴雲昇提到，當前科技領域許多檢測規範都是針對塑膠製品，天然原料要取得認證比較困難，因此目前仍存在許多挑戰。當看不見的溫室氣體，變成可被估算的生產成本；當減碳成為企業競爭力的重要指標，每一分每一毫都得斤斤計較，而誰能掌握關鍵技術、做出差異化，誰就能在這場淨零碳排賽局裡勝出。橋接國際法規台灣再生材還要再進化再生材料需求持續飆升，國際市場一片藍海，台灣準備好搶攻潛在商機了嗎？【延伸閱讀】- 廢棄物變黃金！台化打造再生尼龍原料廠王正雄認為，台灣材料領域還一片混亂，很難立竿見影，且再生材質的成本與研發、生產難度，遠高於原始材質，加上目前市場上的慣性思維，仍會用塑料價格與之進行比較，因此距離成熟市場還有一段路要走，更遑論技術上的供給。翻開台灣的法令，目前確實還存在許多灰色地帶，最基本的「何謂再生？」也沒有明確的定義，賴雲昇表示，這將導致後續業者在計算碳排、成本與風險時難有準則。「一個產業要躍上國際舞台，通常是群策群力，需要國家的力量協助推動才有機會，我們當然期待台灣的材料技術能發光發熱，但目前的觀察是，不管在法規或政策輔導上，海外夥伴反而比較積極。」立昇當前90%的訂單來自歐美國家，因此他們致力於提升自家植纖維生產標準，與現行成熟的國際規範對接，王正雄期待台灣能有更完整的法規制度，讓廠商、業者有所依循，才能帶動產業發展。「我希望把台灣打造成一座環保島嶼，但這不是一個世代的事。」三十年前那位懷著環保夢，憑著傻勁投入天然材質研發的年輕小夥子，如今已鬢髮斑白，但不變的是他依舊發亮的眼神，他的環保夢還在繼續，現在有更多人與他同行。

#循環經濟 #碳中和 #環保 #竹纖維

NASA Harvest 探索新的土壤水分監測方法

2022/06/08

美國國家航空暨太空總署(NASA)的糧食安全及農業計畫NASA Harvest 表示，監測土壤溼度的方法很多，地面採樣能提供最準確的結果，然而，高異質及多變性的地面條件讓該方法變得難以操作。因此，利用地球觀測 (EO) 衛星的遠距測量方法將是一個不錯的選擇，而且能大幅地減少與地面作業相關的勞動力和資源限制。合成孔徑雷達 (SAR) 是一種高解析度成像雷達，能夠透視雲層，增加了地面觀測的數量。SAR 衛星的工作原理是向地球表面發送雷達脈衝，並記錄從地球表面反射的訊號量。NASA Harvest藉此建立模型來測量土壤中的含水量，因SAR訊號對土壤介電常數具高度敏感性，雖然，許多研究表示SAR在測量裸土濕度方面很有用，但是在農田上的數據解讀卻不太理想，因為作物會阻止雷達完全到達地面並影響它反射回傳感器的方式。 NASA Harvest 的 Mehdi Hosseini 博士和專案主任 Inbal Becker-Reshef 最近共同撰寫論文-探索新的作物覆蓋區之土壤水分監測方法。團隊探討了一種稱為極化分解(polarimetric decomposition)的SAR 技術。該技術應用來自歐洲太空總署 Sentinel-1 衛星任務的開放數據資料，以產生的雙極化數據參數建立出土壤水分估計模型，並使用了三種機器學習模型進行比較：多層感知器神經網絡 (MLP NN)、廣義回歸類神經網絡 (GRNN) 和支援向量機 (SVM)。以及，以加拿大曼尼托巴省 9 個地面站收集的 150 多個土壤水分樣本作為地面實況數據來訓練模型，最後加入同時間的 Sentinel-1 數據。據研究人員表示， GRNN 具有最準確的測量結果，且SVM 和 MLP NN 模型需要對許多參數進行微調，而 GRNN 只須對一個參數進行調整。因此，簡單且高準確度的GRNN成為未來理想的土壤水分監測方法。 NASA Harvest表示，土壤水分監測準確度可能因地面條件而異。因此，需要針對不同的土壤質地和作物生長階段進行進一步研究，未來可利用被動式微波土壤水分監測平台代替地面數據收集，以增加可用的景觀類型和農業生產資訊。【延伸閱讀】- 運用數位相機和AI監控土壤濕度並進行智能灌溉

#土壤含水量 #機器學習 #衛星遙測 #合成孔徑雷達 (SAR) #支援向量機 (SVM) #美國國家航空暨太空總署(NASA)

利用影像辨識系統監測乳牛健康程度

2022/06/07

巴西農業研究公司Embrapa和Juiz de Fora 聯邦大學研究人員正在開發名為Happy Cow ID的專案。此專案是利用影像處理和機器深度學習等使乳牛監測系統更加精確及快速，並取代昂貴、有限和低效的耳標和晶片。該系統不僅僅能辨別個別動物外，還能預測動物的健康狀況，了解畜群的行為和健康狀況，亦有助於酪農管理牧場。另外，與傳統辨識系統(如耳標與晶片)相比，影像識別系統不僅具有儲存、分析及追溯資料的功能，還能藉由攝影鏡頭快速準確地識別每頭乳牛，避免對動物造成任何壓力或傷害。 Happy Cow ID專案主要原理是對動物進行臉部辨識分析及健康狀況分類。進一步來說，當動物影像數據收集越多，深度學習效果就越好，就能更精確地對動物進行健康分類。因此，構建龐大的影像資料集、定義參數或特徵則變得非常重要，而這些參數，包括品種、類別、姿勢和個體健康狀況等資訊將有助於系統正確捕獲和提交數據影像。目前研究團隊正在開發其他特性，該團隊的理論是根據品種或姿勢對動物的健康狀況進行分類可能更加容易。在這個過程中，研究團隊亦觀察到系統在檢視同一個體時的準確性有所提高。研究團隊預計在臉部辨識、動物分類和個體化的深度學習方面取得最佳結果後，將會建立應用程式來支援牧場管理，期許未來能將所有功能整合在一起並能實際應用。【延伸閱讀】- 利用AI影像辨識勘查雞隻生長狀況

#電腦視覺 #機器深度學習 #臉部辨識系統 #影像處理 #乳牛 #牧場管理

美國太空總署(NASA)成功於國際太空站內種植出辣椒

2022/06/06

美國國家航空暨太空總署(NASA)首次在太空站內成功種植出辣椒，太空人 Megan McArthur日前於太空中站內製作墨西哥捲餅，內容物包含鐵板牛肉、番茄、朝鮮薊及辣椒等食材，而食材中所使用的辣椒正是從國際太空站栽培出來的辣椒。 NASA於2021年7月開始在太空站中種植辣椒，以了解在太空環境下植物與微生物間之交互作用，以利提升栽種能力及作物口感與營養價值等。NASA表示，太空人曾在太空站內種植過其他作物，如生菜和蘿蔔。與其他作物相比，辣椒在太空中更難種植，因為辣椒需要較長的時間才可以發芽及結果，該種植計畫也為NASA最具挑戰性的實驗之一。此計畫是為了擴大太空人在太空中種植作物的數量，以作未來執行任務的一部分。【延伸閱讀】- 在國際太空站上發現的三種細菌或許有助於在火星上栽培植物

#辣椒 #外太空 #NASA

農業廢棄物加值應用羽毛轉化變優質飼料

2022/06/02

行政院農業委員會今天發布新聞稿，分享運用科技發展促進農業資源循環利用的案例。為推動循環農業，農委會鼓勵大專院校進行多元飼料的開發研究，台大研究團隊運用微生物發酵技術改善傳統羽毛粉製程，將廢棄羽毛轉化加值成為優質飼料新選擇。農委會表示，羽毛是家禽屠宰的大宗廢棄物，台灣每年約產生4萬公噸的廢棄羽毛，現行處理方式是將廢棄羽毛先以高溫高壓爐化製，再以水解羽毛粉的形式作為飼料原料，但過程中常因化製條件不當或受胺基酸組成限制，大幅降低羽毛粉的利用價值。農委會說明，台大研究團隊運用微生物發酵技術，發現運用篩選出的微生物進行發酵，除了可改善羽毛的胺基酸消化率外，也可利用菌體合成的菌體蛋白改變其胺基酸組成，且採用固態發酵可省去高溫高壓化製程序，兼具低耗能、降低碳足跡及提升廢棄物利用效率。農委會指出，這項新技術同時解決商業上化製羽毛時的大量耗能，也同步改善羽毛粉胺基酸不平衡的缺點，目前正進行白肉雞生長試驗及相關經濟效益評估，未來將加速推廣於產業實務運用。【延伸閱讀】- 利用加工水產品廢棄物以製造尼龍

#農業廢棄物 #羽毛 #飼料

荷蘭Nutreco投資技術平台以改善印度的乳牛飼養效益

2022/06/01

印度擁有世界上最大的乳製品市場，每天能生產大約5.7億公升的牛奶，最新的研究顯示，該國的乳製品市場於2021-2026年間將以14.5%的複合年增長率上升。印度有三分之二的乳牛飼養是屬於小農（擁有2到5頭乳牛），故其乳製品生產在邁向永續經營的道路上還有相當大的進步空間，而飼養畜群規模較小的酪農在拓展業務時往往會面臨許多障礙，包含財務支持、高品質產品及服務的獲取及擴大客群等挑戰。總部位於荷蘭的Nutreco是一家國際動物營養及水產養殖公司，今天宣布投資印度乳製品技術新創公司Stellapps，藉以幫助酪農提高生產力及效率。自2019年以來Nutreco已在亞洲、拉丁美洲、澳洲、歐洲及美國等地進行了10多項能提升’’從飼料到農場’’(feed-to-farm) 生產價值鏈永續性的新創投資，反應了其所許下持續支持創新技術的承諾。Stellapps是由五位資深產業技術人士於2011年創立，他們相信物聯網可以改變印度農村，並表示其smartMoo技術可協助提高乳品的生產力、品質並實現可追溯性。透過Stellapps線上平台所建立的合作關係，使酪農能夠獲得金融、優質營養來源和即時的獸醫護理服務，而其mooPay金融科技部門將透過提供數位支付、銀行業務、儲蓄、現金領取、信貸及保險等服務，來提升小農的金融普惠性(financial inclusion)。Nutreco的首席執行官表示，公司目標是透過創新技術的投資，提高食品供應鏈的生產永續性，並為小農提供更好的未來願景。【延伸閱讀】- 緬甸乳牛繁養殖計劃

#乳牛 #數位轉型 #永續生產

美國農業部為國家細胞農業研究所提供1000萬美元的資金

2022/05/31

美國農業部部長於10月6日宣布作為永續農業研究計畫(總經費計1.46億美元)一部分的投資，將在五年內授予塔夫茨大學（Tufts University）1000萬美元的資金來建立國家細胞農業研究所，這將由其國家食物與農業機構(NIFA)的農業和食品研究倡議(Agriculture and Food Research Initiative，AFRI)之永續農業系統計劃主導執行，而這是美國農業科學領域最大的競爭型補助計劃。美國塔夫茨大學教授David Kaplan將領導此計劃，另外還會有維吉尼亞理工學院暨州立大學（Virginia Polytechnic Institute and State University，VPISU）、維吉尼亞州立大學(University of Virginia，UVA）、加利福尼亞大學戴維斯分校（University of California, Davis，UC Davis）、麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）和麻薩諸塞大學波士頓分校（University of Massachusetts, Boston，UM Boston）等研究人員陸續加入其中，新設立的研究所將在細胞農業領域主導相關研究，發掘並培育下一代的專業人士，這將有助於增加氣候友善類型蛋白質的菜單選擇並提高糧食系統的適應能力。人造肉生產正在成為一種可行的解決方案，協助解決全球對肉類日益增長的需求，優質食品協會（Good Food Institute）表示，這項對培養肉品的投資將支持必要的關鍵研究，以快速擴大蛋白質生產規模及選擇，將有助於建立一個強大、有彈性的氣候智慧型糧食及農業生產系統。【延伸閱讀】- 美國農業部撥款共計224,000美元的資金給愛荷華州的「農場到學校」計畫

#人造肉 #氣候變遷 #永續生產

廢棄蟹殼於農業利用

2022/05/30

螃蟹只有40%是可食用的肉，因此每年都會因為消費蝦子、螃蟹或是龍蝦等甲殼類動物產生大量的廢殼，現行處理廢殼主要多採取掩埋等低價值方式。事實上，這些廢殼內富含多種有用的化學物質，如蛋白質、幾丁質及碳酸鈣等，應多加利用發揮其潛在價值，進而建構循環經濟。螃蟹只有40%是可食用的肉，因此每年都會因為消費蝦子、螃蟹或是龍蝦等甲殼類動物產生大量的廢殼，現行處理廢殼主要多採取掩埋等低價值方式。事實上，這些廢殼內富含多種有用的化學物質，如蛋白質、幾丁質及碳酸鈣等，應多加利用發揮其潛在價值，進而建構循環經濟。來自華盛頓的新創公司Tidal Vision執行長Kevin Hammill說：「每當我們丟棄這些廢殼時，我們丟掉其中最有價值的部分」。Tidal Vision致力於利用廢殼中富含的殼聚糖 ( Chitosan )，殼聚醣當作生醫材料的骨架已被廣泛用於製藥產業，包含針對高血壓、腎臟疾病、血栓問題等藥物，但Kevin Hammill認為這只是殼聚糖用途的冰山一角，其具有無限的發展可能性，現階段就已有相關產品用於水淨化、紡織產業及食物保鮮等。其中，Kevin Hammill更重視殼聚糖於農業之應用可能性，Tidal Grow (殼聚糖衍伸性產) 作為土壤改良劑可發現在施用後植物能有更有效地吸收肥料，也能當作生物刺激素( Biostimulants )，提高作物抗病抗逆境能力，進而減少肥料、農藥的使用。【延伸閱讀】-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

#循環經濟 #殼聚醣 #廢棄物 #加值利用

重新規劃農地分布位置能有效減少環境負面影響

2022/05/27

農業生產對於環境來說一直是一個很大的影響，造成環境汙染、大量耗水等問題，目前農業生產用水使用約70%的淡水總量，尤其在水源缺乏的區域，容易造成民生飲用水不足的情況發生。此外，許多農業用地並不適合用於農業生產，導致生產效率低，且也造成嚴重的環境影響如減少生物多樣性等。德國波茨坦氣候影響研究所（The Potsdam Institute for Climate Impact Research, PIK）的研究團隊建構一數學推算模型指出若可以改變現有農地分布配置（Relocation），最大化提高生產效率及最小化農業對於環境之影響。在全國範圍內，將可以減少碳足跡達71%、且減少農業對於生物多樣性的影響達87%，即使在國界的範圍限定下，也可以減少碳足跡達59%、減少農業對於生物多樣性的影響達77%。推算模型目的在於找出最適的農業生產區位，考量因素包含環境、氣候、作物種類等，在維持原有作物生產量的狀況下，達成減少環境負面影響的目標。研究團隊的領導人Beyer表示此項計畫確實存在著實際執行上的困難性，包含人文因素、經濟發展、政策等考量。但此篇研究仍可帶給在環境永續議題上一個思考的方向。【延伸閱讀】-英國刮「再生農業」風打造高儲碳農田

#生物多樣性 #碳足跡 #永續 #農地分布

淡水農會成立綠色照顧站空中菜園樂齡採收

2022/05/26

淡水區農會配合農委會綠色照顧計劃，在淡水老街的農會大樓頂樓「打造空中菜園」，成立綠色照顧站，並且號召許多長者一起加入種植，經過數個月的照顧，長者與農會成員們參與採收活動，透過照顧種植採收讓長者有更富豐的都市農村生活。淡水農會總幹事高忠表示，成立淡水區農會綠色照顧示範站，計畫推動三大核心理念為「綠飲食」、「綠療育」、「綠照顧」，透過送餐、共食、手作、跳舞等療育活動，照顧農村長輩的健康，讓農村長輩都能吃得飽、吃得好，活得健康快樂。在綠療育方面，在農會屋頂利用高架方式種植蔬菜，由高總幹事帶領綠照學員及推廣部同仁一起動手從播種、施肥、澆水，從小小的菜苗及種子經過一個月的時間，長成為綠意盎然的新鮮蔬菜。日前還邀請桃園區農業改良場台北分場吳婉苓博士特別前來指導，協助綠照學員一起動手種植享受田園的樂趣，一起採收大家努力的成果，並帶回與家人共同享用自己栽培的蔬菜，也從中獲得舒壓與栽種樂趣。【延伸閱讀】-自己的菜自己種！輕鬆當個「城市農夫」打造可食地景、自家小農場

#樂農 #樂齡