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趨勢快訊
阿布達比投資辦公室再與三家農業技術公司挹注資金
2021/02/05
阿布達比投資局(Abu Dhabi Investment Office,ADIO)宣布將透過Ghadan 21經濟加速計劃(Ghadan 21 accelerator programme)所設立之AgTech獎勵項目(AgTech Incentive Programme)提供包含科技創新研發回饋獎金、土地補助、智慧財產權等,於財務或建設上總計4,100萬美元的資金支持給Pure Harvest Smart Farms(Pure Harvest)、FreshToHome和Nanoracks三家創新公司,開發新一代於乾旱沙漠氣候下的農業解決方案,期望能延續先前投資AeroFarms、Madar Farms、RNZ和RDI四家公司所取得的成就,藉此加強阿聯酋在陸地、海洋和太空三個區域內的農業技術開發,這些公司所研發的技術成果將擴展阿布達比農業技術生態系統現有功能,藉以因應全球糧食安全的挑戰。   Pure Harvest是一家位於阿布達比的高科技農業公司,運用先進的食品生產系統在可控制的氣候環境下種植新鮮的水果和蔬菜,用水量比傳統耕作方式少了七倍且全年均可在任何地方進行生產,未來將在阿布達比艾因市投資新農場的基礎設施建立和智慧農業技術,期望透過硬體的創新設計、人工智慧、自動化機器人技術、植物科學研究和改良機器來優化沙漠生長條件,另外還準備進行商業用規模藻類生物反應器生產設施的研發和部署,擺脫傳統動物生產模式的限制,提供高品質且更健康的Omega-3脂肪酸來源。   而FreshToHome是一個提供新鮮、無化學藥品添加食品雜貨的電子商務平台,能透過AI驅動的拍賣程式控制供應鏈、物流和庫存並直接從貨源取得商品,和ADIO合作有助於提高其於阿聯酋陸地與海洋地區的運營和加工能力,並將水產養殖、海洋和淡水魚種的契作農業、精準農業等專業知識帶到阿布達比,未來還將研發養殖魚業和冷鏈運輸的創新技術。   來自美國的Nanoracks是國際太空站最大的商業客戶,2019年時在阿布達比的全球科技生態系統Hub71中開設了其於阿聯酋的首個辦事處,Nanoracks正在建立有史以來第一個太空商業農業技術研究計劃,即在阿布達比成立一個稱為“StarLab太空農業中心”的商業研究機構,將太空技術應用於沙漠農業,致力於發展極端氣候生產有機生物體和食品相關知識和技術,藉以因應極端環境和糧食安全的挑戰,並使人類長期太空探索旅程受益,目前已經與阿聯酋開始合作計畫探究於火星上種植棕櫚樹的可能性。 【延伸閱讀】以色列五大農業創新技術使農場更加智慧化
冷藏技術突破! 國產大蔥可保鮮5個月
2021/02/04
大蔥,別名東京蔥或甜蔥,以蔥白為主要食用部位,日本料理吃壽喜燒不可或缺的食材。由於植株性喜冷涼,對栽培環境要求嚴苛,栽培期長,從播種至採收需耗時6個月以上,國內僅少數地區能成功栽種大蔥,其中又以台中市豐原地區最為成功。   農委會台中農改場表示,豐原地區仰賴得天獨厚的栽培環境,造就大蔥產業。每年12月至翌年3月為大蔥產期,一年僅一收,造成產期過於集中問題,台中區農業改良場協助豐原區農會建立大蔥貯藏條件,經試驗後可延長保鮮期至5個月,未來可望透過低溫直立貯藏技術,使國人半年都能享用到新鮮大蔥。【延伸閱讀】農業新技術延長水果兩倍保鮮時間   台中場表示,國內大蔥產業以台中市豐原地區最富盛名。此區域有大甲溪與葫蘆墩圳流貫其中,土質含沙量高、排水性佳、土壤肥沃,非常適合大蔥植株生長,至今栽培已超過30年以上。為讓蔥白又粗又長,豐原地區於大蔥栽培期間需進行6次以上培土作業,因而當地大蔥品質優良,肉質鮮嫩、多汁,蔥白又因甜度高,非常適合烤、煮、燉或炒食。   此外,蔥綠與蔥白之間部位口感最嫩,更可用作涼拌菜,香爽脆甜,獨具特色。蔥綠部位較為辛辣,雖不適合直接食用,也可作調味使用。   台中場表示,大蔥其蔥綠色澤濃綠,且無任何病斑、蟲孔,蔥白則要緊實具彈性;研究人員建立利用1度低溫直立貯藏技術,能維持大蔥鮮甜及脆度,可延長保鮮期至5個月。目前正值豐原地區大蔥產期,消費者可透過豐原區農會推廣部或裕毛屋超市購買。
以QR code及APP建構從農場到餐桌的行動式食品原料追蹤系統
2021/02/03
無論是在傳統市場還是大型商場購物,精明的消費者越來越希望知道自己吃的食物的來源。許多國家都有官方的食品認證系統,但是運作上的財務成本和人工維護成本對於小規模生產者來說不切實際,不道德的賣家也會利用現有的認證系統,偽造高級產品(例如和牛、義大利帕馬森乾酪)的真實證書、標章,或是環境友善產品如具有海豚安全(dolphin-safe)標章的鮪魚。日本東京大學研究團隊與法國國家科學研究中心 (Centre national de la recherche scientifique) 研究部門合作,計畫動機是設計一種對小農戶而言便宜、對消費者便利,可防止食品詐欺的食品追蹤系統,研究成果發表於《Nature Food》。   該系統從作物收穫開始,家庭農場的農民在手機上開啟APP,輸入與稻米數量和類型有關的詳細資訊,建立並印製QR code附於稻米外包裝,然後貨運司機掃描QR code,在APP中輸入稻米位置、時間以及如何運輸到市場等資訊。供應商購買稻米時,掃描QR code登記稻米已歸其所有,輸入稻米在轉售前的位置與儲存方式等資訊,最後供應商將稻米直接販售給消費者或其他製造商,下游消費者可掃描QR code查詢稻米的來歷。目的是確保系統的真實性,只有經由人與人之間的真實交易,數據才會記錄於系統中,因此不會有欺詐行為;如果冒牌者註冊偽造的QR code欺騙消費者,農民會注意到收成數據突然在APP中重複。此外,農民還可以從APP接收有關收成最終到達消費者的時間、地點和形式的更新,原料追蹤將喚起農民對自身栽培工藝與工作的成就感。   該APP還可將大量原料轉換為單個QR code,例如同一工廠可能從臺灣購買稻米、從柬埔寨購買貢布胡椒、從日本購買神戶牛肉製作快煮餐,當實際收到所有原料時,工廠才能記錄於QR code。收集所有原料的代碼後,工廠隨後使用APP建立新的QR code並附於完整的餐盒上,因此每天可以為每一批新餐盒建立專一的QR code,消費者掃描餐盒的QR code時,可以讀取有關該餐盒的詳細資訊以及所有單一原料之來源。以目前的條碼系統來看,每天購買相同的產品都是使用相同的條碼;而新開發的系統可讓小型製造商為小批量生產的各批次建立新的QR code,提高訊息的詳細程度能幫助管理機關追蹤食品安全,達成更有效、準確地管理食安與回收。   APP使用開源軟體和完全分散式(點對點或多主控)資料庫進行設計,表示更改資訊不會受中央伺服器的控制,且數據儲存分佈在各用戶的電話或電腦中,中央伺服器不能非法入侵,消費者可更加放心。 【延伸閱讀】標籤統一化與數位化能強化可追溯性和安全性   研究團隊已創建具精確食品追溯性的系統之原型展示,在購物中使用APP之前,只須先由程式設計師和用戶介面設計師來建構APP、由農民印製QR code貼紙,然而目前此APP仍是一個假設性提案,期待進一步的財務支持來實現。
蘑菇副產物的新生命—化身食品、化妝品、生物塑膠與肥料的新材料
2021/02/02
種植蘑菇會產生大量廢棄物,每生產一公斤蘑菇,就會產生約三公斤含有稻草、肥料和泥炭的土壤基質。在歐盟,每年產生超過30億公斤的廢棄物,雖然其富含有機質,可以作堆肥,但是使用過的蘑菇基質(類似土壤的材料)含有大量水分,沉重不利運輸,少部分用於附近的農田堆肥,其餘絕大多數最後仍被掩埋。西班牙拉里奧哈蘑菇技術研究中心(Mushroom Technological Research Center of La Rioja)的計畫主持人Martinez說明每年有越來越多浪費,需要更大的場地來管理。   荷蘭生物檢測公司BioDetection Systems的van der Burg博士團隊將蘑菇廢棄物(例如莖和次級品蘑菇)賦予第二生命。Funguschain計畫的一部分是從廢棄蘑菇中萃取出蛋白質、碳水化合物、脂肪和幾丁質等成分,並將這些萃取物加入新型食品、化妝品和生物塑膠等新產品。將蘑菇研磨後,研究小組嘗試不同的萃取技術,發現微波輻射(microwave radiation)技術可以有效地去除抗氧化物、抗菌物和稱為多元醇的有機化合物,產物可應用於食品和生物塑膠。   而加壓熱水萃取技術(pressurised hot water tea-like technique)適合萃取其他成分如蛋白質和多醣,產物可應用於食品,如蘑菇蛋白萃取物以固態可食用凝膠的形式加入有吞嚥問題的老人食物中,蛋白質也非常適合添加於素食漢堡,提升營養價值及蘑菇風味。蘑菇粉也可以加入功能性食品,但是尚須評估潛在的健康益處,開發此類產品需要更長時間。【延伸閱讀】研究證實咖啡加工的副產物萃取物富含許多機能性成分   在化妝品方面,團隊開發一種天然乳霜,利用蘑菇幾丁質萃取物作為天然防腐劑,然而蘑菇中的化合物與氧氣接觸時會變成褐色,使乳霜呈現出不美觀的棕色,須調整其他成分以防止顏色變化。團隊認為創造新產品可以利用多達40%的蘑菇廢棄物。   欲提高廢棄物重新利用的數量,將用於蘑菇栽培留下的土壤基質殘留物,應用於堆肥和沼氣。Martinez團隊執行SmartMushroom計畫的一部分為去除蘑菇廢棄物的水分,並轉變為有機肥料顆粒,以利運送;而目標是開發不使用電力或傳統能源即可為乾燥提供動能的環保製程,利用蘑菇廢棄物來生產沼氣作為能源,優化現用其他農業廢泥漿的生產製程。   首先在現有的廢棄物管理設施中建立試驗工廠,研究人員測試不同溫度的乾燥製程,如果溫度較高,廢棄物會分解,釋放出肥料的養分。為增加沼氣的產量,團隊將蘑菇副產物與其他類農業廢棄物結合,例如,重複利用附近果醬工廠清洗含糖及水果殘渣的機械之清潔廢水,檢測在蘑菇副產物中加入不同輔受質所產生的氣體之體積和品質。另外,欲生產適合不同作物的肥料,將乾燥廢棄物製成顆粒前,添加額外的營養物質,例如葡萄園需要鉀、磷和錳。   生產有機肥料顆粒可望對蘑菇栽培業帶來巨大的經濟效益。目前在歐洲,農民承擔的廢棄蘑菇基質之處理成本為10~50歐元/噸,將來可將廢棄物轉化為肥料並在循環經濟中營運,提高獲利。目前西班牙農民對化肥的需求很高,試驗工廠無法滿足需求,一旦該技術商業化,所有蘑菇栽培業的土壤基質殘留物都可以轉化為顆粒肥料,使產業不會剩下任何廢棄物。
2020年日本十大農業新技術
2021/02/01
農林水產省於2020年12月23日公布當年度十大農業新技術,各技術簡介如下: 《主題一》可以解釋判斷依據的AI 農研機構開發病害診斷相關AI,蒐集利用馬鈴薯、番茄、甜椒的葉影像智慧判別為健康葉亦或是病葉,準確度可高達95%。除了生產應用之外,農業以外領域的應用也備受期待。 《主題二》利用手機進行土壤分析  JA全農開發一簡易試紙「みどりくん」,配合手機app將資料傳輸,減少個人判斷誤差情形發生,使每個人都可進行土壤檢測,獲取適當施肥建議。 《主題三》利用紅色LED防治薊馬 大阪府立環境農林水產綜合研究所、農研機構及靜岡縣農林技術研究所共同開發利用紅色LED防治南黃薊馬(Thrips palmi)相關技術,在茄子、小黃瓜、甜瓜等設施栽培中證實有效,有望減少化學農藥的使用。 《主題四》農業勞動事故檢索系統 農研機構建立農業勞動事故檢索系統,可獲得農業作業現場潛在危險場所與因應對策等情報。 《主題五》利用稻田水壩降低洪災發生 農研機構為積極利用稻田水壩防治洪災,研究不影響水稻產量的浸水深度及浸水時期,同時開發便宜簡易水位控制裝置產品。 《主題六》消石灰消毒效果可視化 北海道室蘭工業大學開發消石灰可視化劑,可判別消石灰與大氣中或雨水中的二氧化碳反應導致的消毒能力下降情形。 《主題七》發現水稻莖延長遺傳因子 名古屋大學研究團隊發現兩個與水稻莖延長的相關遺傳因子,一為促進延長的ACE1,另一為抑制延長的DEC1,研究發現此遺傳控制機制為禾本科植物共有,可望應用於小麥、大麥等禾本科作物人工生長控制。 《主題八》農業用水作為熱泵能量來源 農研機構將片狀熱泵設置於農業流動水中,發現相較於設置於土壤或是靜止水中效率更佳,且不必至地下挖洞設置裝置,可節省成本25%。農村地區農業用水分布廣可多加利用此技術進行熱交換。 《主題九》利用AI預測溫州蜜柑糖度 農研機構使AI大量學習前年溫州蜜柑糖度數據,配合氣象數據預測當年度溫州蜜柑糖度,可達高精準度。 《主題十》焚風發生三日前預報 水稻在成熟肥大期若遭遇焚風會出現米粒白化的現象降低品質,農研機構以區域氣象資料為基礎開發焚風3日預警系統,已於九州地區實際應用,且也正在導入北陸地區。 【延伸閱讀】2019年日本十大農業技術新聞
藻類相關蛋白促進植物生長
2021/01/29
植物與動物最大的不同在於植物可藉由光合作用 ( photosynthesis ) 來獲得能量,光合作用是一個複雜的生理反應藉由相關酵素蛋白作用,將光能及二氧化碳轉變成能量供生長所需,反應中有一重要酵素蛋白-核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, RuBisCO ) 負責將大氣游離的碳進行固定,進行後續轉換反應。但有相關研究指出,RuBisCO的作用效率甚低,約只有50%的效能,導致整體的光合作用效能不高,因此有需多研究著重於RuBisCO酵素的改造,試圖增加植物的光合作用效率,增進生長效能。   來自蘇格蘭愛丁堡大學 ( University of Edinburgh ) 研究團隊受到藻類啟發,利用藻類蛋白轉入受試植物體中,增加植物光合作用效率。藻類為生長於海中之單細胞生物,其所處環境二氧化碳濃度稀薄,卻透過兩大特殊結構-特化二氧化碳濃縮機制和蛋白核 ( pyrenoid ) 能夠有效利用二氧化碳,維持穩定光合作用效率。   研究團隊在受試植物阿拉伯芥 (Arabidopsis ) 中製造類似藻類蛋白核的結構,同時轉入相關蛋白EPYC1 ( pyrenoidal linker protein ),EPYC1原先為藻類中光合作用相關蛋白,用途在於聚合濃縮RuBisCO酵素至蛋白核,其與RuBisCO小次單位原 ( small subunit ) 至少具有五個連接點,為二氧化碳濃縮機制中重要的蛋白。   研究結果顯示改造過的阿拉伯芥生長效能提升6成,同時面對環境變遷有更好的適應能力,有效利用二氧化碳,提高光合作用效率。此研究有潛力提升相關作物生產效能,在有限的農業空間產出更多的糧食,並且可降低肥料的使用,有望協助改善糧食危機並為環境永續增添一份助力。 【延伸閱讀】透過模仿藍綠藻,有望提高糧食作物產量
日本研究 森林浴可提升因應壓力能力
2021/01/28
日本筑波大學與森林綜合研究所組成的研究團隊發現,經常做森林浴的人,因應壓力的能力可能比完全不做森林浴的人來得高。   日本讀賣新聞報導,由研究機構與大學組成的「筑波研究學園都市交流協議會」專門委員會,在2017年針對茨城縣內20多歲到50多歲的6500名男女勞動者,進行問卷調查。   這次的研究小組在調查時使用了2017年的調查資料,針對會前往山林健行、漫步及在山裡露營等「森林散步」,及在公園等地散步等「綠地散步」的頻率,調查這些行為與心理及健康狀態的關聯性。   結果顯示,回答自己每週至少去一趟森林散步或綠地散步的人,跟回答自己幾乎不去這些地方散步的人相比,因應壓力的能力約高出2到3倍。   就算每個月只去1到3次森林散步或綠地散步的人,因應壓力的能力也比完全不去的人高出約2倍。   報導指出,這篇論文已刊登在有關公眾衛生的國際期刊。研究團隊表示,這顯示定期做森林浴對健康害處少,且能有效提升壓力應處能力。   研究團隊未來將持續調查,人類親近大自然對提高因應能力的機制等課題。【延伸閱讀】生物多樣性高的森林更能長期穩定固碳
以色列最大連鎖超市將開設店內垂直農場
2021/01/27
因新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)疫情嚴重,許多地方運輸業受限,農業糧食危機因而浮出水面,未來需要開發一種都市農業方案,使都市居民能夠以最少的人力操作且不依賴偏遠地區的運輸來獲取食物,縮短食物運送里程。   以色列農業技術公司Vertical Field 總部開發解決方案並試點成功。Vertical Field 公司已與以色列最大的連鎖超市Rami Levy簽署協議,將在數十個超市附近建立“垂直農場”。該協議估計價值達數百萬美元,並持續五年。   此垂直農場能讓農作物在垂直分層堆疊壁上的土壤中垂直生長,此方式可提高生產效率並最大程度地減少水資源的消耗和土壤的使用。農作物在無病原菌的室內環境中生長,無需使用化學農藥或肥料。因在受控條件下生長,不受季節或天氣影響,可確保農作物全年產量,並以高競爭力的價格出售。農作物收成後,客人可以直接購買最新鮮的農產品,如:生菜、羅勒、歐芹、羽衣甘藍和薄荷,甚至客人可以選擇購買帶有其生長土壤層的產品,以提供更長的保鮮期。    連鎖超市Rami Levy行銷副總裁Yafit Attias Levy在一份聲明中說:Rami Levy連鎖超市了解其對客戶食品安全負有的社會責任,將提供最優質農產品。我們的客戶在測試點試營運期間購買了Vertical Field公司的農產品,並願意回購更多產品。因此,我們公司決定將與Vertical Field公司拓展合作,於更多的超市建立垂直農業,為客戶提供最新鮮、優質和無農藥的農產品。【延伸閱讀】都市農業新方向—垂直式水耕栽培
植物如何改變根系模式以競爭地下資源
2021/01/26
普林斯頓大學Ciro Cabal博士研究團隊發表論文並刊登在《科學》雜誌,研究團隊開發了一個理論模型並進行實驗測試。他們的研究結合了建模和溫室試驗,觀察植物地下根部生長模式,確認植物單獨種植和與其他植物一起種植時根部生長型態是否不同。   Ciro Cabal博士表示:「我們對植物的地上部進行了廣泛的研究,包括它們可以儲存多少碳,但我們對植物地下根部如何存儲碳的了解卻很少,由於世界上約三分之一的植被碳庫(carbon pool)在地下,我們的模型為預測全球地球系統模型中的根系增殖提供了有價值的參考。」    植物有兩種不同功能的根:細根負責從土壤吸收水分和養分,粗根則將這些物質運輸回植物主體。植物對根的「投資」涉及根的總體積以及這些根在土壤中的分佈方式。植物可以將其所有的根直接集中在其芽的下方,也可以將其根水平展開以吸收附近土壤的養分和水分,這方式可能會造成相鄰植物的根進行競爭。   該團隊的模型預測當植物發現與相鄰植物需共享土壤資源時,可能有兩種對應方式。第一種預測,相鄰的植物藉由根系減少重疊來合作,而導致植物產生的根比單獨種植時少。第二種預測,當植物感測到相鄰的植物時,植物會縮短其相鄰側的根系,但會在莖的正下方生長更多的根系。   為了驗證模型的預測,研究員將溫室中的辣椒植物單獨或成對種植。實驗結束時,每個植物的根進行染色,不同個植物染不同色以便觀察。之後計算每個植物根系的總生物量(total biomass)以及根與芽的比率,以了解植物成對種植時是否改變了植物體儲存於地下部和地上部的能量和碳量,並計算種子產生的數量,以確認植物的適應性。   研究發現植物成對相鄰種植時,植物會增加莖正下方的根系,試圖在有限的地下資源上相互競爭,但會減少其水平伸展根,以減少與相鄰植物根系重疊,符合模型的第二種預測。之前有人擔心植物相鄰種植會因為強化根系發展競爭地下資源而過度消耗土地的養分水分,而造成土地資源耗盡。從目前實驗結果可知,與單獨種植的植物相比,成對種植的植物其地上部結構(包括產生種子數量)和地下根系生物量沒有明顯差異,因此不會造成因競爭而耗盡土地資源的現象。   植物從大氣中吸收二氧化碳並將其儲存在植物體中,三分之一的植物性碳儲存於根中。了解不同情況下的碳儲存變化可以幫助我們更準確地預測碳吸收,進而可能幫助設計緩解氣候變化的策略。此外,這項研究還可以幫助優化糧食生產,因為為了最大化農作物產量,了解如何最佳利用地下(和地面)資源是有極大幫助的。【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
奈米材料「量子點」 藉由轉換光波長來提高農作物產量
2021/01/25
奈米材料公司UbiQD 已開發了一種高度通用的量子點(Quantum Dot)奈米材料,該材料能夠控制顏色和聚光,這種材料比任何現有替代品都更加安全,更具成本效益和更耐用,且該公司已開發出一種專利保護的專利量子點配方。   該公司首個商業產品UbiGro是一種發光的溫室薄膜,可以幫助植物更有效地利用陽光。紅色波長已被證明是光合作用最有效的波長。UbiGro膜可將紫外線輻射和藍光轉換為更長的波長,從而發出橙/紅光,轉換後的光波提高了植物冠層的光合作用效率,使植物更易於生物量(biomass)的積累、根系發育、開花和結果,有效提高農作物產量。   UbiQD公司利用量子點(Quantum Dot)技術嵌入玻璃和柔韌薄膜中,創造了一種無需耗電的方法為植物提供更適合其生長的光譜。在過去的兩年中,各試點溫室客戶和技術機構都對UbiGro膜進行測試,反覆驗證了UbiGro能協助縮短生產的週期,提升作物產量10-20%,這將有效提升客戶的收入與利潤。   UbiQD公司主要發展環控農業,此公司聲稱已確立了自己在利用量子點(Quantum Dot)實現農業技術和可持續性方面的領導者地位。公司的量子點(Quantum Dot)技術可廣泛應用於提高溫室農作物生產。因世界人口增長和氣候變化,溫室產業正以驚人的速度增長,特別是在北美洲。另外,市場對新鮮有機產品的需求也逐漸增加,推動全球商業溫室種植產業增長,據估計該產業的年價值超過2,500億美元。 【延伸閱讀】環控農業或許能解決區域性糧食短缺的問題
土壤與植物用奈米砷光感知器
2021/01/22
砷是一種慢性毒性重金屬物質,可分為有機砷及無機砷兩大類,有機砷對人體危害較小,無機砷對人類影響較大,會造成心血管疾病、出生缺陷、皮膚癌、肺癌、腎臟癌、膀胱癌等等疾病。砷會汙染地下水,藉由地下水滲入土壤,或被植物吸收,進而影響人體健康。由於一些礦業及冶鐵業的活動,不當排放使許多地區遭受砷汙染,1950年代台灣的烏腳病事件就是一個鮮明的例子。 【延伸閱讀】利用感測器測量土壤裡的硝酸鹽含量    傳統對於植物含砷量的檢測,須自田間採集樣本,進行磨碎、萃取等步驟,再以質譜法 ( Mass spectrometry ) 進行分析,整個過程耗時且繁複,且需許多人力與儀器支援。新加坡-麻省理工學院科研中心( Singapore-MIT Alliance for Research and Technology, SMART ) 研究團隊發明一奈米級仿生光感知器 ( plant nanobionic optical sensor ) 可直接嵌入歐洲鳳尾蕨 ( Pteris cretica ) 內,對植物不會造成任何生長影響,透過近紅外光( Near-infrared fluorescent ) 變化能夠獲得砷含量相關資訊,數據可藉由簡易可攜帶電子裝置如樹莓派( Raspberry Pi platform )等即時獲得,省時、省力且耗費低。    目前感知器偵測極限可低至0.2 ppb,較一般偵測器靈敏度多達50倍,除鳳尾蕨之外,團隊也將感知器裝置於稻米、菠菜、蕨類等多項作物,除此之外,團隊強調這是第一篇自活體植物中偵測砷含量的技術,具有潛力協助農業相關研究或應用於環境監測,應用彈性,避免人體在不知情的狀況下,攝入含砷物質,危害健康。
免燒稻草製造空汙等危害!企業攜手龍井農會推廣益菌肥
2021/01/21
台中市政府為維護空氣品質禁止燃燒稻草,輔導農友將稻草剪斷翻耕,並補助含稻草分解菌的有機質肥料。中龍鋼鐵從2018到2020年與龍井區農會合作,共同推廣使用益菌肥,加速稻草分解腐化,避免稻作收割後露天燃燒稻稈造成空汙成效良好,今天雙方天簽約合作補助當地農民使用益菌肥三年,讓農民收穫後施用分解菌,避免露天燃燒稻草。   在台中市政府農業局長蔡精強、環保局長陳宏益的共同見證下,中龍鋼鐵總經理李昭祥及龍井區農會總幹事林裕議今天在龍井農會的集貨場所,共同簽訂2021年至2023年的益菌肥推廣合作計畫,雙方再次攜手合作,預計於1000公頃的農地上施用益菌肥。   林裕議致詞時說,傳統稻田收割後,農民多焚燒稻草整地,造成煙霧四竄,造成空汙、影響附近道路行車安全,甚至造成火警隱憂。若稻作收穫時期改為施用益菌肥,可以提供土壤微生物養分加速稻草分解腐化,能增進農田地力,可謂「田間新智慧」,感謝台中市在地企業中龍公司長期協助道路樹木植栽綠化、行道樹認養外,也補助益菌肥,展現企業善盡社會責任誠意。   李昭祥說,為響應政府環保政策,中龍公司生產採用先進環保製程設備,並設置各式空汙防治設施,也投資新台幣110億元執行「料場室內化工程」及推動「福田再生水示範案」,近年來更積極配合台中市政府執行秋、冬季減排工作,每年9月至隔年3月安排主要製程降載或歲修。   李昭祥指出,今天與農會再度展開的益菌肥補助合作計畫中,也包含採購花卉種子,提供休耕期閒置農田種植花卉,美麗的油菜花與波斯菊除了可做綠肥景觀作物外,更能避免裸露地揚塵逸散,為台中市的空氣品質做出貢獻。     陳宏益表示,中龍可謂是「軟硬兼施」,軟的是稻稈,就像這次的益菌肥補助案;硬的是鋼鐵,就像投資110億元興建之「料場室內化工程」,是國內最大跨距的單一建築體,工程龐大施工技術難度高,但中龍也還是不畏困難,持續在改進污染防治措施上不遺餘力的推動。   蔡精強說明,台中市長盧秀燕致力打造宜居台中,三大要素的陽光、空氣、水,分別是要做事坦蕩公開透明;降低空污嚴格稽查;活水經濟振興產業。針對空氣品質改善,農業局也每年編列預算補助農民使用益菌肥,感謝中龍共同響應,與農民朋友合作一起讓環境更好,空氣品質提升。【延伸閱讀】藉最新的植物分子生物研究成果可望解決肥料施用所衍伸的環境污染問題
運用新的AI工具進行精準畜群管理了解牛隻生活的舒適程度
2021/01/20
想要在乳品製造業中獲得成功,效率是賴以為生的一切,故創新農業技術的發展變得越來越重要。一家位於愛爾蘭都柏林的農業技術初創公司Cainthus開發了最先進的人工智慧工具,目的是即時為酪農提供其牧場乳牛行為和舒適程度的深刻見解和管理建議,這對提高牛奶生產量、動物福利以及增加牧場盈利及永續性來說相當關鍵。   ALUS Behavior是一個透過攝影機拍攝影像數據並將其自動轉換為動物行為管理建議的智慧工具,可以24小時監測乳牛各種如躺臥、吃飯和喝水等生理活動,確保它們能展現出正常的行為,捕獲的影像數據會進行即時的分析處理,評估後的建議則可以透過軟體於手機、平板電腦或PC螢幕等方便使用的裝置上進行接收。Cainthus的研究人員表示,如果乳牛感到放鬆並展現出正常行為模式,將對其健康福利和牛奶產量的提升會產生直接影響,而根據研究論文顯示每當乳牛休息一小時,其牛奶產量就會增加約1.7公斤,一般認為要使乳牛生產效益有效提升,其躺臥時間應以每天最少12小時為基準才有助於最大化其產乳量和動物福利。   研究員更進一步表示,躺臥時間的監測能力是提高畜群生產率和確定內部潛在問題的關鍵,並且透過詳盡的訊息分析,可以深入了解畜群活動歷史趨勢以及管理方針改變的實際影響程度,初版的ALUS Behavior僅提供了乳牛臥躺和出欄時間的分析建議,而在之後的版本中將更進一步提供進食、飲水和站立時間的完整評估,改良後的最新版本還將增加了另一個稱為“乳牛舒適指數”的關鍵指標,可以用作分辨牛隻是否跛行和整體動物福利的驗證特徵。在發表ALUS Behavior之前,Cainthus已推出了屢獲殊榮的ALUS Nutrition智慧工具,透過該工具能讓生產者建立其獨特的飼料管理時間表或是創建新的飼料生產計劃,來優化飼料管理和勞動效益。   Cainthus目前已於美國的幾個主要牧場安裝其所研發的智慧工具,可以追踪數千頭乳牛的活動情形,期望提供準確、可靠、無偏見的即時訊息,對牧場狀況提早進行干預,使生產者能夠提高其管理畜群的精準度,進而提高效率,最大化牧場生產效益和利潤。  【延伸閱讀】乳牛臉部影像辨識
日本川崎市的都市農業與商工聯手齊頭並進
2021/01/19
川崎市位於東京都與橫濱兩大都市之間,為日本人口最多的六大城市之一。由於地理位置之便,產業結構主要以重工業以及商業為重。曾經在明治初期農業一度興盛過,隨著都市化發展逐漸沒落。如今的川崎市不管是農地或農家仍持續在減少當中,耕地面積僅占都市總面積4%。   為了保護僅有的農地,以發揮鄰近都會區消費市場,兼顧環境永續,以及蘊含著良好生活環境之功能性,川崎市於2016年制定了『川崎市農業振興計畫』,並以①支援永續自律型農業經營;②促進農業振興地區活性化;③「共創」多樣性主體,創造「新產業價值」;④維持與保護都市農地多面向機能之應用,作為該計畫的四大基本策略。   此外,由於川崎市為工商重鎮之地,產業密度高,合作社和大學相關參與者也多,正能藉由各領域的串聯創造出新產業模式,而農商工合作促進計畫正是『川崎市農業振興計畫』其中一項。以下介紹該計畫產出案例模式: 蘆筍的跨域新模式   由明治大學農學部與生產合作社共同合作,利用新的定植器具,成功研發將蘆筍從種子繁殖後到隔年即可採收的新蘆筍栽培方法,大幅減少栽種過程。成功研發之後也透過校內研討會和生產合作社研習會、示範驗證等各管道努力推廣。   加上,都市農業場域大小有限,為能創造出高產值,願意導入高產值的設施栽培農家較多。因此,同年也與ICT企業合作,掌握該土地環境研發出搭配適合作物生長的培養液供給系統,以減輕農作業並提升產值之效益。   除了設施栽培技術的跨域合作外,也促進農家與社福團體間的媒合,利用原有設施或農地讓身心障礙者也能開始學習投入農事活動。除此之外,也與在地餐廳合作,讓在地的餐廳利用川崎市本地所生產的農產品,並在餐廳進行販售,達到在地自產自銷的宣傳效果。 六級產業的跨域新模式   從生產到加工、銷售的六級產業中,這個案例從購買農產格外品,由民間企業與和光大學合作農產委託加工,並與市內的甜點店合作生產果醬,同時也運用學生美感能力設計產品包裝。最後在銷售這方面,則是利用大都市地利之便與各大公司行號與團體等合作,連結各種銷售管道。   跨域產業合作模式的成功,同時也逐步有信心讓川崎市其他農產品加入,甚至增進市民的高度參與,更進一步促進市民對農業瞭解之外,同時也發揮各產業的最大效益。【延伸閱讀】都市農業在美國紐約都會區推行之現況及挑戰
以微藻作為養殖吳郭魚之無魚配方飼料來源,邁向永續發展
2021/01/18
經過六年的研究,聖塔克魯茲加利福尼亞大學(University of California, Santa Cruz)Pallab Sarker與Anne Kapuscinski教授領導生態水產養殖團隊,致力於將循環經濟概念整合到水產飼料系統中,打破水產養殖對飼料中野生飼料魚的依賴。研究團隊開發了一種經濟高效的新型水產養殖無魚配方飼料(Fish-free Feed),將成分中傳統的魚粉和魚油替代,使魚肉產量增加及提高營養價值,此為第一個展現永續性、效益、經濟價值和人類健康等全方面的飼料。   新飼料的開發是以海洋微藻— Schizochytrium sp. 的細胞代替魚油,與從海洋微藻Nannochloropsis oculata microalga中萃取藻油之剩餘生物質(即生產omega-3膳食補充劑所產生之富含蛋白質的副產物)代替魚粉。以無魚配方飼料、常規飼料及混合飼料養殖480隻尼羅吳郭魚(Nile tilapia)六個月後,結果顯示無魚配方飼料組的吳郭魚之體重增加百分比較常規飼料組高58%,且無魚配方飼料組的吳郭魚肉含有大量有益心臟健康的DHA omega-3脂肪酸。【延伸閱讀】利用海洋微藻開發魚飼料,使養殖漁業生產更具永續性   Sarker說明,因植物油缺乏長鏈omega-3脂肪酸,使用大豆、玉米和其他陸生植物開發無魚配方飼料會損害魚肉的脂肪酸特性,可能還會限制氨基酸的平衡、適口性和可消化性,導致魚類健康狀況下降;而飼料與微藻結合,可使吳郭魚肉中DHA的含量更多,有益於人體健康,並降低用於動物飼料之農作物的永續性問題。儘管無魚配方飼料中的某些成分比常規飼料貴,但新配方可使吳郭魚更有效生長,其生產成本實際上更低,具有成本競爭力。   研究結果於2020年11月12日發表在《Scientific Reports》,由於吳郭魚是世界上最受歡迎的養殖魚之一,此結果可能引起整個水產養殖業的興趣,新配方的成功經驗也可能適用於其他物種,因為鮭科魚類在水產養殖中受高度重視,且會消耗大量魚粉和魚油,團隊希望進一步開發養殖虹鱒的無魚配方飼料。水產養殖需要持續擴大以支撐人口增長對蛋白質的需求,這項研究可能成為水產養殖改革的關鍵槓桿點,朝向永續發展而不損害陸地或水生生態系統。
虛擬實境創造森林隨著氣候變化的直覺體驗
2021/01/15
賓州大學地理學教授Klippel說:「氣候變化的結果抽象、難以掌握,因其影響需在10、15或100年後才能顯現出來,導致難以理解、制定計劃和做決策。」為解決此問題,虛擬實境(virtual reality, VR)體驗採用廣泛的氣候變化、複雜的植被和生態等模型,創造出2050年的森林,人們可以體驗漫步、調查林木類型、下層植被以及觀察變化。   研究人員將有關森林組成與生態的資訊結合在一起,以建構類似威斯康辛州的森林。第一步是創造現有的森林,利用典型威斯康辛州森林的數據,研究人員本可以運用嚴密、確定性的規則,在森林中布置樹木;然而,他們選擇一種程序化方法,使用一組生態規則建構森林,製造更加有機、自然的感覺,樹木的排列方向和細節被隨機分配,使樹木看起來不完全相同。11月11日研究人員在《International Journal of Geographical Information Science》上發表,程序化規則幫助有效且可複製地將參數轉換為模擬森林,使用分析模型將數據轉換為建模,並與生態專家合作,以取得回饋及評估結果。為了捕捉森林的生態,研究人員使用LANDIS II—一種完善、功能強大的模型,其功能可以應對劇烈的自然災害如暴風雨、火災和洪水以及氣候變化。【延伸閱讀】新的模擬模型可更精準預測作物產量與氣候變遷對作物所帶來的影響   穿過威斯康辛州森林的虛擬步道顯現高大的樹木和下層植被,漫步者使用VR頭盔和控制器能看到森林中的樹木類型,且視野可從地面平視逐漸轉換至俯視,進而更仔細地檢視森林組成。此外,研究人員選擇基本和乾熱這兩種情境模式,遊客可利用VR來觀察林木類型和生物多樣性的變化,並將基本與乾熱情境作比較。   研究人員的目的是創造一種可以更全面、更直覺地接觸、交流未來或過去事物的媒介,在氣候變化下創建森林內在體驗的方法可以促進專家、政策制定者和民眾之間的交流,使非專家者也能看到氣候變遷帶來的變化。
建築綠化有成! 新竹市打造85處城市森林
2021/01/14
隨著都市開發密集、大樓林立,氣候變遷日益劇烈、熱島效應愈發嚴重。新竹市府今指出,為因應氣候變遷,2015年起力推「建築綠化」,迄今共計補助機關、學校與社區等85處,落實綠屋頂、綠牆、節能設施汰換、雨水回收等低碳措施,共同打造城市森林。   市府配合環保署政策祭出200萬元低碳永續家園執行行動項目補助,去年輔導5里、4間學校、2個社區共11處單位,執行建築綠化改造及節能減碳措施,新增綠化面積470平方公尺,且每年可節電超過1萬6千度、減碳量超過8公噸,成果豐碩。   環保局長江盛任說,一般建物裸露的屋頂或牆面因日曬雨淋,容易因熱漲冷縮產生龜裂,若透過建置綠屋頂、綠牆等,可提供一層保護,達到隔熱降溫效果,又可減少能源消耗並延長建築壽命;種植花草植物還可創造微棲地,吸引鳥、蝶、昆蟲等生物棲息,同時淨化空氣提升居住品質。【延伸閱讀】想當都市農夫 農耕作物檢索表助一臂之力   環保局表示,竹市每年積極輔導區、里參與環保署評等認證,協助軍功、仙水、關東、光明及東園等5里報名成功,輔導海濱里、育英里、士林里、科園里等4里獲得「銅級」認證,並輔導香山區獲得鄉鎮市層級最高「銀級」榮譽,帶動全市低碳家園風氣。   獲環保署最高銀級認證的香山區,亮點成果包含建置超過6500kW太陽能光電系統、推動香山濕地環境復育工作、以「低強度、低開發」原則改造青青草原活水生態池等,並致力於生態綠化、綠色運輸、低碳生活、綠能節電、資源循環、永續經營等六大面向,讓認證審查委員留下深刻印象。   育英里利用廢資材組裝仿生菜畦,打造面積45平方公尺的「社區農園」,育英里長郭銘澤分享,社區農園依不同季節更換作物種類,不僅落實在地飲食及資源循環行動,里民也能在都市生活中體會農家樂,成效良好。再次向環保局申請補助,在集會所外牆建置超過60平方公尺的植生綠牆,將環境綠化得更徹底。   海濱里建立面積約18平方公尺的「植生綠牆」,可作為生物淨化器,吸附空氣污染物及行光合作用,改善空氣品質,同時能減少日曬達到建築降溫、節能減碳效益;士林里大力推動節能設備汰換,集會所照明全面使用節能燈具,且冰箱、電扇、冷氣等皆使用環保標章產品。   科園里於三福宮與集會所共設置5.5kW太陽光電系統,產生電力自產自用,年均產電約6千度,減碳量約3公噸。科園里長徐兆生表示,太陽光電系統除可產電自用,省錢又減少碳排放,還可用來作為再生能源之教育教材,帶動里民建構低碳環境。
美麗的人工浮島幫助淨化河川水質
2021/01/13
漂浮花園的本質是以塑膠籠架起來的浮筏,在椰子殼中種植天然植物,隨著植物的生長,根部會伸入水中作為水耕生長。非營利組織Urban Rivers欲將作為前工業運河的芝加哥河重新開發,建立一個一英里長的飄浮生態公園,漂浮花園的原主要目的是美化,而伊利諾州立大學研究小組將其作為理想的實驗材料,雖然其位於芝加哥市中心的邊緣,水質仍受到上游農業活動的影響,先前已研究隨著時間推移,漂浮花園在廢水處理池中對水質的影響,而本次實驗將漂浮花園應用於流動水域。   從2018年春季開始,研究小組在設置於沿岸3m x 50m的飄浮花園之上游和下游採樣河水,每週從水面至30 cm深處收集樣品,此為植物根部從花園底部伸入水中的深度,營養鹽類為分析重點,包含硝酸鹽、氮、氯、硫酸鹽和磷酸鹽等。研究收集的平均數據顯示水質得到和緩而確切的改善,花園上游表層水中的硝酸鹽濃度為4.69mg/L,下游水為4.43 mg/L,下降約1%,而下游水中磷酸鹽也較低。【延伸閱讀】以植物修復機制淨化含農藥殘留之水質   雖然這個花園不大,但從上游到下游的水質都有明顯改善,尤其是硝酸鹽。研究團隊將其視為一個可拓展的模型,說明較大的人工浮島在相似的環境中也有助於修復水質。

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