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2018/08/24
氣候變遷衝擊原有的生態環境,是人類未來面臨最大的關鍵挑戰之一。為了調節大氣中溫室氣體的含量,減緩氣候變遷進程,人們逐漸重視森林及海洋生態提供之碳捕捉與碳封存服務。其中位於熱帶與亞熱帶河口潮間帶附近,由水生木本植物組成的紅樹林(Mangrove)屬於「藍碳」的一種,因其豐富的生物多樣性,比起一般陸生森林的儲碳能力更高。   過去研究人員提供了各種推估紅樹林儲存藍碳的方法,但卻忽略了潮汐和河流對沿海的影響,因此降低了全球預測的準確性。而現在路易斯安那州立大學(Louisiana State University)海洋學和海岸科學系使用了地貌框架(ecogeomorphology framework)和CES (coastal environmental settings),針對世界各地紅樹林儲存的藍碳含量進行了更準確的估算,發現在加勒比和佛羅里達地區的石灰岩海岸的藍碳被低估了50%,且沿岸三角洲的藍碳被高估了86%,並為57個缺乏藍碳數據的國家提供了新的計算數據,有利於政府與土地開發者於事先規劃紅樹林附近的土地利用,並提升紅樹林提供的環境價值。【延伸閱讀】康乃爾大學科學家發現能對抗氣候變遷的新菌種   此項工作由美國國家科學基金會的Coastal SEES計畫、Earth Surface Dynamics、Louisiana Sea Grant College Program和National Council for Scientific and Technological Development(CAPES / CNPq)資助,該研究報告發表在美國生態學會的<Frontiers in Ecology and the Environment>。
2018/08/23
抗生素(antibiotic)是由微生物生合成的次級代謝物,能抑制其他微生物的生長,有利於其拓殖新棲地與競爭生長資源;人類則利用此特性作為醫療、農業、或食品等方面殺菌或制菌的藥劑。然而,抗生素大量使用卻造成細菌演化出多重抗藥性,使得人類逐漸無法抵抗病原性細菌的感染,因此各界均極力尋找新型抗生素以幫助解決抗藥性問題。   瑞士蘇黎世聯邦理工學院微生物學研究所(Institute of Microbiology, ETH Zurich) Julia Vorholt博士及其團隊利用植物界模式物種阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)作為研究材料,研究其葉圈(phyllosphere)上的微生物相(microbiota)組成。研究團隊發現,由於葉圈上的微生物為了有限的營養資源而彼此競爭,透過分泌抗生素或相關的次級代謝物抑制其他物種生長及繁殖,一旦競爭成功便佔據整個葉表,成為強勢菌群。另外,將葉表上的微生物相基因組進行定序,並利用生物資訊學分析其中細菌間的交互關係。透過生物資訊的研究發現約五萬個交互作用中有725個是與抑制性交互作用(inhibitory interactions)有關,其中Brevibacillus屬中的細菌Brevibacillus sp. Leaf 182抑制其他細菌的效果較佳。經純化次級代謝物並進行資料庫比對後發現了新的化合物,研究團隊將此化合物命名為macrobrevin,未來也將持續探討macrobrevin於醫療上的應用性。【延伸閱讀】叢枝菌根菌對大豆胞囊線蟲的抑制潛力   此研究是由瑞士國家科學基金會(Swiss National Science Foundation)贊助,相關資訊發表在<Nature Microbiology>。
2018/08/22
家庭園藝存在歷史悠久,最初僅作為農業生產的附屬,但近年來人們對食品安全與生活品質重視程度提高,家庭園藝又逐漸受到喜愛,並朝向多元化、精緻化的方向發展。此外,隨著經濟成長與都市化發展,城市人口逐漸增加,住宅越顯密集且高樓化,未來的生活空間將會更加擁擠,適當利用室內小型空間顯得更為重要。有鑑於此,美國萊斯大學(Rice University)開發出書架大小的生長箱,提供人們小型的室內種植環境。   2017年室內園藝在Garden Media Group的報告中被列為流行趨勢之一,顯示企業注意到人們對家庭園藝的興趣不斷擴大。密蘇里州立大學(Missouri State University)植物科學副教授Clydette Alsup-Egbers表示,造成室內植物死亡的最大原因是缺乏了解植物特性而過度澆水,若使用小型自動化系統調控生長環境,則能幫助不擅種植的人們經營室內園藝。而Aerogarden公司更是從2013年開始就販賣適合室內小空間的自動培養裝置—Harvest Elite,自2013年以來銷售額同比增長率超過20%。此種植設備使用LED燈板,具有調控光線、溫度和水量的功能,客戶可依其種植之植物需求選擇適當的種植模式,只需要每三週補充一次水箱即可。【延伸閱讀】有效減緩城市高溫的幾種作法   為了降低氣候影響及促進規模性生產,商業溫室早已實施自動化多年;然而長時間進行室內種植則可能使得植物特性發生改變,例如生菜脆度降低等情況,未來相關園藝設備仍需進行不斷試驗與改良,才能使室內種植更具發展性。
2018/08/21
大氣中除了供人類呼吸的空氣外,尚有微量的汙染物,包含氮氧化物、硫氧化物、揮發性有機物、懸浮微粒……等。自工業時代後,頻繁的人類活動使得空氣中汙染物含量急劇增加,這些汙染物可能經由呼吸或附著人體表面而危害健康,因此減少污染排放為各國注重的發展項目之一。我國環境保護署也在<空氣污染防制法>中將氨氣定義為毒性污染物,氨與空氣中氮氧化物與硫氧化物反應產生的微粒在法規中則為衍生性污染物。   為了於促進經濟發展的同時也改善國內空氣品質,英國提出了工業戰略計畫(Industrial Strategy)、25年環境計畫(25 Year Environment Plan)與2018空氣清淨策略草案(draft Clean Air Strategy 2018),期望逐年改善空污問題。因作物施用之氮肥會因微生物轉化而產生脫氨作用,且經濟動物排遺也造成大量氨(Ammonia)揮發,據英國環境、食品暨鄉村事務部(Department for Environment, Food and Rural Affairs,Defra)統計報告顯示,農業活動導致的氨排放占全國氨汙染的88%。大量的氨排放至大氣及河川中除造成直接污染外,也會在大氣中與氮氧化物或硫氧化物結合形成懸浮微粒,因此改善農畜產業經營方式將是場刻不容緩的行動。【延伸閱讀】聯合國永續發展目標的發展計畫   英國政府已訂下目標,預期2020年時的氨排放將比2005年時減少8%,至2030年時減少16%;為此,Defra擬定減氨規範(Code of Good Agricultural Practice (COGAP) for Reducing Ammonia),以輔導農民逐步減少氨排放。包含以下措施: 確保農場中有機肥存放狀態良好,避免其直接暴露於空氣中造成氨逸散 施用有機肥或氮肥時需遵照作物營養管理計畫,並避免下雨時施用 餵食牲畜的過程中應計算飼料的營養組成及比例 定期清潔飼養農舍,減少牲畜糞尿中的氨擴散   Defra預計在未來三年內投入300萬英鎊,延聘相關專家學者開發低氨氮排放之設備及處理方法,縮小農業活動環境的衝擊並改善農業形象。
2018/08/20
現今市面上常見的食品加工設備多為不鏽鋼材質,為了維護食品安全衛生,需要經過例行性的清潔後才能反覆使用於工業化食品製造流程。然而這些設備經過反覆使用後表面會產生微小刮痕,雖然肉眼不易察覺,但這些刮痕也容易成為大腸桿菌、李斯特菌、沙門氏菌等細菌孳生的溫床,增加食品微生物汙染的風險。   為了減少細菌附著所造成的汙染,加拿大多倫多大學(University of Toronto)與種子公司AGRI-NEO合作,以哈佛大學(Harvard University)於2011年發表一種豬籠草捕蟲籠的仿生塗層材料「注液光滑多孔表面(Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces,SLIPS)」做為參考概念,使用食用油製成特殊塗料,塗佈於不鏽鋼表面。此塗料會自動滲入為孔隙中填充,並形成穩定的疏水層,降低食物殘渣和細菌附著的機會;經過測試,處理後的不鏽鋼板上的細菌數比起未處理過的對照組少了1,000倍,且經過高硬度玻璃珠研磨表層後剩餘的塗料仍能自動擴散,良好的表面抗菌性。   此SLIPS技術在高壓、冰凍等極端環境條件下,仍能保有排斥液體或固體的能力,因此也可廣泛做為防冰、抗污、抗腐蝕、抗菌塗層等用途,例如醫療器械、感測器、窗戶、運輸管路等表面。而利用對人體無害的天然油脂作為塗層原料,可避免使用化學清潔劑於設備表面殘留之毒性,並同時減少細菌在食品加工時造成汙染的可能性。【延伸閱讀】椪柑果皮可作為商業化果膠萃取的新來源   相關研究發表於<ACS Applied Materials&Interfaces>
2018/08/17
美國的農業型態多為大規模、粗放式農業,高度機械化作業與單一化種植有利於農民管理與補足勞動力,但這樣的作業方式面臨病蟲害威脅時也容易造成巨大損失。隨著全球氣候變遷現象越加明顯,農民需要更加良好的風險預測與管理能力,才能維持每一季農產產量與品質。   美國的Ceres Imaging公司在小型無人機上搭載高分辨率的航拍設備與感測器,能夠經由低空拍攝以取得作物葉綠素含量、植株數量計算、樹冠層溫度等資訊,並經由分析計算,協助管理者了解植物蒸散作用狀況與需水量;此外,該系統也結合GPS(Global Positioning System)定位,透過電腦或其他智慧型裝置可提示異常狀況所出現於田間的確切位置。其優勢在於提前發現肉眼無法觀察到的狀況,避免潛在性的作物病蟲害持續擴大,使農民可快速對症下藥或進行其他處理,減少後續品質或產量之損失。   目前此項技術已使用在許多農場,成效良好。例如澳洲Century Orchards的杏仁園依靠此技術找出缺水與需要修剪的高度生長區域,經過調整灌溉系統後提升了20倍的投資報酬率;而位於加州的Terranova Ranch則利用其搭配的IOS應用程式比較植株健康狀況的差異,並用於評估不同區塊的收穫時間,每英畝增加約25萬噸的產量;另外此技術也幫助Evergreen FS提早發現玉米與大豆田間的Cercospora屬真菌病害,針對其精準施藥比起傳統施藥法高出了6倍的投資報酬率。【延伸閱讀】印度農業科技公司如何幫助應對氣候風險    Ceres Imaging使得農民不必購買重型設備,也無須在農地安裝各式硬體裝置,即可定期得到作物生長狀況的精確報告,提升了管理便利性與農民接受度,或許此類技術也將成為未來智慧農業趨勢之一。
2018/08/16
海洋覆蓋了約70%的地表,具有調節地球氣候功能,也吸收了四分之一因人類活動所排放的二氧化碳,幫助緩衝溫室氣體排放後的衍生效應;而大氣中的二氧化碳可微溶於水形成碳酸,因此當海洋吸收的二氧化碳越多,酸化程度也越發明顯。然而,在過去兩百年間海洋酸度增加了43%,逐漸影響海洋生態系統,包含珊瑚白化、魚類發育異常、甲殼類動物骨骼脆弱等現象;預計到西元2100年時,海洋酸度可能比現在高2.5倍。   為了探討海洋酸化對魚類所造成的影響,英國艾克斯特大學(University of Exeter)與葡萄牙阿爾加維大學(University of Algarve)合作,研究歐洲鱸魚(Dicentrarchus labrax)於酸性環境下所感應到氨基酸時的電生理活動與基因表現量變化。結果發現酸性環境會影響嗅球中的神經細胞突觸傳導,進而降低嗅覺的靈敏度,使其對某些氣味的反應改變,不易辨識出食物或掠食者的確切位置,但只要將魚類放回原有環境兩小時就可使此現象恢復。【延伸閱讀】放下草蝦王國的口號,面對臺灣蝦類養殖產業的未來   由於嗅覺是魚類的重要感官之一,許多海洋魚類依靠嗅覺尋找食物、配偶或感受周圍環境,若溫室氣體排放與海洋酸化依舊持續,預計到本世紀末海洋鱸魚嗅覺的靈敏度可能只剩現在的一半,使其生存與繁殖更加困難。相關文章發表於<Nature Climate Change>
2018/08/15
隨著現今社會工業化程度提高,工商業蓬勃發展衍生出許多重金屬汙染問問題,鉻汙染便是其中之一 。鉻(Cr)可用於製造耐熱及抗磨損的合金,適合汽車零件或電鍍防鏽等用途,應用範圍廣大,加工後的廢液含有三價(Cr3+)及六價鉻離子(Cr6+),其中Cr3+是生物體所需之微量元素,但Cr6+卻具有毒性,若排放至水中則容易對環境造成衝擊;而人體不慎接觸鉻廢液也可能引起氣喘、過敏、皮膚潰瘍,甚至罹患癌症之風險,因此審慎處理鉻汙染與其他重金屬汙染是各地政府均須注重的議題。   另外,快速經濟發展所帶來的大量紙類廢棄物也是都市垃圾問題之一,據統計,原木紙漿製成之包裝紙製品佔所有都市固體廢棄物(municipal solid waste)的40-45%。若能有效使用這些紙類廢棄物,則有助於促進廢棄物再造新價值與促進林木資源永續利用。   中國科學院合肥物質科學研究院吳正岩(Zhengyan Wu)博士所帶領的團隊則利用低成本廢紙板作為原料,利用水熱處理法(hydrothermal treatment)將其中的纖維素製成小顆粒之球型碳(spherical carbon, SC),此球型碳具有易擴散、化學性質安定及高機械強度(mechanical strength)等特性,可用於吸附奈米零價鐵(zerovalent iron, ZVI),形成SC/ZVI複合物。將SC/ZVI投入含有Cr6+之汙水中,Cr6+經過還原反應後會轉換成Cr3+並吸附於SC/ZVI表面,而鐵(Fe0)則氧化成Fe3+;之後再透過磁鐵將兩者一併去除,即可完成鉻汙染之處理。【延伸閱讀】新園藝技術可不汙染水資源   我國長期以來也面臨數次含鉻汙水隨意排放之問題,除了依賴環保單位保持長期監測外,後續的汙染排除也十分重要,此研究提供了紙類廢棄物與鉻汙染處理的新契機,未來或可應用於其他重金屬汙染之處置,值得參考。   相關研究由中國科學院、中國國家自然科學基金委員會及中國安徽省環境保護廳資助,相關研究刊登於<Langmuir>中。
2018/08/14
菸草中含有菸鹼(又稱尼古丁,Nicotine),菸鹼屬於天然的殺蟲物質,對大部分食用植物的害蟲具有神經毒性。而新菸鹼類(Neonicotinoid)藥物是一種結構類似於尼古丁菸鹼的神經性殺蟲劑,於環境中更加穩定且不易降解,故於20世紀末期大量使用於田間噴灑與種子處理,成為現今世界上最為廣泛利用的殺蟲劑之一。新菸鹼類藥物施用後不光是停留於植株表面,還會透過植株吸收並擴散至所有的組織,屬於系統性殺蟲劑;因此陸續有研究顯示此類藥物可能導致蜂群生態破壞,歐盟也於今年年底開始禁用。   英國倫敦大學皇家霍洛威學院(Royal Holloway University of London)收集了許多針對探討藥劑蜜蜂嗅覺學習與記憶相關之文獻,並連絡其作者得到了相關數據,再將數據統一量化後利用整合分析(meta‐analysis)探討新菸鹼類藥物對蜜蜂的影響,發現即使蜜蜂於野外暴露於極低劑量下,新菸鹼類殺蟲劑對蜜蜂學習和記憶也有顯著的負面影響。【延伸閱讀】護蜂歐盟擬禁用數種殺蟲劑   本次的綜合文獻探討提供殺蟲劑如何影響蜜蜂生態的量化方式,而未來的討論方向將擴及(a)農藥如何影響蜜蜂幼蟲、(b)農藥如何影響其他昆蟲(c)其他具有潛力的農藥替代物如何影響蜜蜂的認知與學習。由於昆蟲屬於重要的授粉媒介,建議後續開發的植物保護產品或藥劑進行申請時,應納入相關的風險評估文件。   相關研究發表於<Journal of Applied Ecology>
2018/08/13
保障我國糧食安全之關鍵策略 財團法人台灣綠色食品暨生態農業發展基金會 陳文德秘書長  壹、國際情勢  一、全球糧食需求緊迫   2017年全球人口超過75億人,對於稻米、小麥及玉米、大豆等供食用或飼料用的農糧穀物消費數量達到25億公噸;到了2050年世界人口預計達到98億人,面對持續上升人口,供食用的農糧穀物需求上揚,加上經濟成長帶動畜禽及水產品需求提高,這些養殖畜漁業發展又仰賴飼料亦將增加供給。聯合國糧農組織(FAO)預估至2050年全球穀物需求將提高超過三成以上,因此該組織深切關注糧食安全問題。 二、農漁畜產品供應面臨之挑戰   糧食需求面增加,其他產銷因素也面臨諸多不容忽視的挑戰,諸如: 全球氣候變遷因素:溫室效應導致海平面上升,造成沿海地區農地縮減,威脅動植物的生長環境;極端氣候致災害頻傳,更影響農業穩定生產與供應。 全球榖物增產動能降低:從1960年代糧食以來,全球穀物增產率每十年就降低兩成,2050年穀物需求達33億公噸,要達到該目標,每年穀物成長率要超過1.5%以上的高度水準。 資源使用的競爭:隨著人口增加,種植糧食面積壓力,但民生與工業用途對於土地、水源與能源需求提高,對於資源競爭也將更為激烈。 糧食耗損數量龐大:聯合國估計一年糧食的損耗與浪費約13億公噸,約占供應量的三分之一,倘若減少25%糧食損失與浪費,就足夠讓飢餓的人溫飽。 部分地區人口高度集中:未來中國與印度人口數將超過25億人,約占全球人口的三分之一;隨著經濟蓬勃發展,人民對農漁畜產品需求更為迫切,一旦產銷失衡,將造成穀物價格的嚴重衝擊。 經貿自由化的體制:迫使許多國家開放市場調整生產結構,更形依賴進口,對維護糧食安全是否更有保障,將引發更多論戰與爭議。 貳、我國情況 ㄧ、糧食自給率偏低   自民國55年我國開放大宗物資進口,國內雜糧面積逐漸萎縮;民國77年7月1日又宣布大宗物資自由化進口,至民國91年我國加入WTO後必須開放市場與降低關稅,加上國際穀物價格長期低廉,使得我國農民種植雜糧意願低落,國內近年來糧食自給率僅略高三成,成為糧食進口國。以民國104年為例,國內自給率超過8成以上的種類為蔬菜類(88.5%)、果品類(86.8%)、蛋類(100)%、水產類(189)%;肉類為75.5%;其餘均不足3成,依序為乳品類29.7%,穀類為26.6%,薯類為25.9%,糖及蜂蜜為10.2%,最低為子仁及油籽類之3.5%。當年農產品出口值49億美元,進口值為145億美元,入超將近100億美元。  二、糧食消費結構改變   國內稻米、小麥消費消費替代性相當明顯,每人食米消費量降幅很快,麵粉消費增加,迫使國內推動稻田轉作、休耕。另外國人攝取食物中PFC(P:蛋白質;F:脂肪;C碳水化合物)熱能攝取比值亦偏離理想目標,在碳水化合物攝取之比率偏低;而脂肪攝取量偏高,飲食西化,加劇糧食進口的依賴。  三、國內糧食耗損嚴重   臺灣一年糧食耗損及浪費數量,占供應量之27%,若能減少浪費及損失,則能降低對進口糧食的依賴,減少糧食輸入數量。  參、保障糧食安全  一、糧食安全定義    西元1996年世界糧食安全高峰會議將糧食安全定義為:「任何人在任何時候,均能實質且有效的獲得充分、安全且營養之糧食,並迎合其飲食及糧食偏好,以確保活力健康生活」。西元2007年,在羅馬舉行的「有機農業和糧食安全國際會議」將糧食安全的含義界定為多層面: 糧食供應:通過境內生產或進口,可得到充足的優質糧食。 獲得糧食的機會:係指每人得到營養的膳食且獲得充足資源的機會。這些權利被定義為根據各自所在社區的法律、政治、經濟和社會安排,每個人所擁有的支配全部商品組合的權利。 糧食穩定性:要實現糧食安全,一個民族、一個家庭或個人必須在任何時候都能獲得適當的糧食。遇有經濟或氣候危機等突發事件,或季節性的糧食不穩定週期性的事件發生時,不致有獲得糧食的危險。 糧食的利用:通過合理的膳食、清潔飲用水、衛生和保健利用糧食,達到滿足生理健康所需的營養平衡狀況。   由上述的定義,糧食安全的範圍包括穩定的供應與穩定分配與消費,尚包含確保均衡營養與熱能的提供,以及潔飲用水、衛生和保健利用等概念。      二、提升糧食自給率的爭論   有些學者從糧食危機及糧食禁運的歷史觀點;從支持經濟發展、提高鄉村經濟活動的經濟觀點;從政治穩定觀點以及生態維護觀點等指出,糧食自給為糧食安全的主要支柱,各國不應輕易放棄糧食自給的追求。惟有些學者認為追求糧食自給並不適合,主張以全球分工、效率來處理糧食供應問題;只要掌握穩定進口來源,就可以確保糧食安全;追求糧食自給採取生產補貼,也造成無效率生產以及將扭曲世界貿易增加消費者支出等論點。   聯合國農糧組織在2016年刊登加拿大學者Jennifer Clapp的ㄧ篇文章,對於各國考慮糧食自給率的議題,應考量有更多面向或政策目標納入思考,例如糧食安全、經濟因素、政治安定、農村穩定等納入分析來做決策,並就ㄧ些重要指標加以評估: 向國外採購糧食來源時,其供應來源為少數國家或有限的貨源; 國家人口眾多,卻對某些特定的糧食種類有高度需求; 進口糧食的供應國家、其供應能力有下滑的現象; 糧食價格面臨持續性上漲; 生產環境變化,糧食生產不穩定; 國內倚賴的現金或經濟性作物價格趨跌,外匯賺款減少,支應進口糧食經費卻增加; 面臨戰爭或禁運等偶發事件,糧食貿易管道有中斷之虞時。   另外世界各國有糧食淨出口國亦有糧食淨進口國,不同陣營對糧食自給率觀點與決策當然不同,由歐盟、日韓等淨進口國的政策,不難發現其重視糧食自給率問題。 三、提升糧食安全途徑   以台灣現階段每年進口重要五大穀物(玉米、大豆、小麥、大麥及高粱)數量超過800萬公噸的狀況下,追求糧食安全就必須縝密規劃: 國外穩定的供應來源,分散糧食進口國,積極進行海外農業投資或與國外農企業合作。 降低糧食的損耗與浪費,可相對減少進口數量,提升自給率。 擴大國內生產或活化休耕田,生產的農產品具有替代進口性質者,亦可減少進口量,提高糧食自給率程度效果最佳。但擴大國內生產種類應有所選擇,以免生產過剩導致產銷失衡。 促進農產品外銷,有提升自給率的效果。 調整國人膳食結構,降低食物中的油脂攝取量,除了有益國人身體健康,也能適度降低進口壓力。 肆、國內糧食安全議提建議事項   國內要重視糧食安全,除盤點上述政策措施外,對於未來發展趨勢更需掌握,以例規畫布局,例如國發會預估到西元2061年臺灣地區人口約1837萬人,比目前減少兩成,且國內人口的高齡化程度越加明顯,這種長期人口數的變化與年齡層改變,針對糧食產銷結構的改變,在施政上應預為籌謀規劃。 一、在國內生產結構調整之研究   政府推動大糧倉計畫在2020年糧食資給率提升至40%。但具體規劃內容代驗證,但單靠雜糧面積增加3萬公頃,依據研究評估約僅能提高糧食自給率1.3%。為達該目標必須強化以下幾項研究: 研究增產各類糧食(以面積或以重量計)增加糧食自給率的比率:評估各類糧食增加種植或養殖的面積,以提升自給率目標;評估各類糧食增加種植或養殖的面積,據以確實評估農糧、畜牧及水產品增產的品項,且選擇不致發生產銷問題的種類;配合國土規劃、土地狀況、農業用水資源、作物分布等資料套疊,加上現有之資源規劃增產所須種植或養殖面積與地點適地適種,才能有效提高糧食產量與迴避產銷失衡。 研究配合農業資源,規劃各類糧食生產專區:現行耕種制度較為複雜,尤其在旱作區種水稻時抽取地下水灌溉,造成地層下陷問題。研究可配合之農業資源,積極規劃各類生產專區,如水稻區、雜作區、果樹區、蔬菜區等,對於土地利用型作物,更可集中地點,使農業資源有效運用,吸引年輕人擴大經營規模,有利於未來改善經營結構。 從農企業經營方式,帶動產銷結構的調整:國內農業經營規模小,農村勞力老化,對新的政策、技術、知識、觀念傳遞緩慢;供貨品質不一、不穩定;經營效率較低;經營結構的轉型與六級產業提升的不易;對於生態環境維護與永續發展觀念不足。如何建立農企業與農民結合機制,研究最佳發展模式引領農民快速落實技術與觀念,提升農民所得,安定農村,並維護生態環境。 二、從經濟效益與農業生態服務延就 研究旱作輪作制度與大專業農經營規模:大宗雜糧如硬質玉米增產不至有產銷之虞,現大糧倉計畫列為推動主軸,請專業農配合辦理,但專業農ㄧ年重ㄧ次作物,不符合效益。國產雜糧區輪作制度建立刻不容緩,適度提高複種指數,才能增加農民收益也協助提高糧食自給率。 研究國產雜糧加工計畫:雜糧具有高纖維、多種營養成分,在國外雜糧麵包盛行,國產雜糧除飼料用途外,更應提升用於食用用途,改善國人的膳食結構。 糧食生產對農業生態服務的影響研究:糧食安全與永續發展必須兼顧,農業的生態係服務包含食物、乾淨水源等供給性服務;氣候調節、水質淨化等調節性服務;以及教育、文化等服務。農作物不同的栽培方式與農藥、肥料施用對農業生態服務效益,宜加以研究校亦,提供未來綠色補貼的參考。 三、強化農產品國際行銷布局研究 研究有競爭力冷鏈行銷系統:發展快速且精確的檢驗技術,減少病蟲害擴散風險,管控農產品品質,並開發具競爭力之冷藏、冷凍農產品或加工發展冷鏈行銷系統,或是研發農產運輸時延長保鮮時間的方法,以維持長時間儲運的高品質與減少儲運病害所造成的損失,並協助農產開發與行銷企業積極拓展農產品海外市場。 研究由國內大型農企業與國外農企業合作:對國內需求量大而生產不足之大宗穀物種類,藉由租地來建立海外農業基地種植穀物雜糧等作物的方式,因社涉及邦交予簽約問題,不易推動。為穩定國外來源,應研究與大型農企業合作以跨國企業合作方式,掌握貨源,確保糧食安全。 伍、未來展望   自民國102年正式推動休耕田活化計畫開始,休耕給付的期作面積由原本的20萬公頃,至105年降為7.5萬公頃,休耕支出減少了35億元;而上述提及之相關措施有助於加速農業結構的調整與農地利用,搭配鼓勵大專業農的輔導措施能促進青年農民務農與擴大經營,幫助提高產品競爭力與糧食自給率,並穩定糧食安全與農村安定。以民國101年為例,我國花費1008億元新台幣於糧食進口;鼓勵國內種植硬質玉米或大豆等,同時也能減少外匯購買糧食的支出,達到節能減碳與協助維護地球生態環境的最終目標。   此外,糧食安全與永續發展必須兼顧,應審慎評估不同栽培方式與藥劑施用所延伸之正面效益及負面影響,盡可能降低農業活動進行時對生態環境的損害。而統計單位所提供之統計資料為政策決策的參考,統計資料與業務單位對於各種產品產量如有差異宜審慎檢討,業務單位對於產量或捕獲量的資料亦應力求精準,維持數據的標準性與正確性,提供政策決定依據。
2018/08/10
豬繁殖和呼吸障礙綜合症(porcine reproductive and respiratory syndrome, PRRS)俗稱藍耳病(blue-ear disease),是由藍耳病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus, PRRSV)感染豬的巨噬細胞(macrophage)所引起的病症。豬隻體內局部的巨噬細胞會先受到感染,爾後再慢慢擴散至鄰近的淋巴腺,最後擴及肺部組織,造成呼吸道感染,母豬會因此患有嚴重的繁殖障礙,新生的豬仔若因染上此病,則會得到嚴重的肺炎。由於患病的豬隻通常伴隨著耳朵呈現藍色的病徵,因此俗稱藍耳病。藍耳病在美國及歐洲每年造成的經濟損失高達二十五億美元,創下單一病毒造成經濟動物最大損失的紀錄,若能使豬隻免於感染,將大幅的減少經濟損失。   藍耳病毒感染豬巨噬細胞是非常專一的過程,藍耳病毒感染巨噬細胞的過程中會透過受體媒介形式之胞吞作用(receptor-mediated endocytosis),被細胞膜上特定的受器蛋白CD163成功辨識後將藍耳病毒攝入胞內,病毒在胞內啟動複製程序並影響宿主細胞的代謝,導致宿主細胞的凋亡,複製成功後便透過同樣的方法感染下一個巨噬細胞,完成藍耳病毒的生活史。由此可知:藍耳病毒若無法專一辨識膜上受器蛋白CD163,將無法成功的感染宿主細胞。   英國愛丁堡大學羅斯林研究所(University of Edinburgh's Roslin Institute)的研究團隊利用有別於傳統將外來物種的基因轉殖到目標物種的基因改造(genetically modified)技術,以CRISPR/Cas9新興的基因編輯(gene editing)技術,將目標物種的基因CD163進行編輯,在不影響受器蛋白的主要功能下,研究團隊僅編輯一小段與藍耳病毒辨識有關的CD163序列,這樣的做法使研究的豬隻全數免於藍耳病之苦。雖然這技術被認為有別於基改技術且十分有效,但由於目前歐盟嚴格禁止基改農畜產品進入消費市場,因此應用這項技術進行編輯的豬肉是否有違法之虞,恐成為未來討論的重點。另外,基因編輯技術的農畜產品能否安全地被人們所食用,還有待後續實驗做進一步釐清。【延伸閱讀】中國利用基因編輯技術開發亨丁頓舞蹈症豬模型   本研究由英國生物科技及生命科學委員會動物衛生研究協會(BBSRC Animal Health Research Club)資助下完成研究,發表於知名病毒學期刊<Journal of Virology>。
2018/08/09
纖維素(cellulose)為組成植物細胞壁的成分之一,是最廣泛存在且容易取得的天然素材,將其進行奈米化後組成的纖維素奈米纖維(Celluouse Nanofibers,CNF)具有輕盈、強韌、環保等特點。而纖維素奈米紙(Cellulose nanopaper,CNP)是一種新型材料,具有輕薄、堅韌等特性,可成為液晶螢幕、電子器材、阻隔材料等其他工業產品所需原料,擁有良好的應用潛力。然而,由於纖維素具有優異的親水性,CNP在水中或是高濕度環境常會失去原本應有的強度且無法耐久,如何增強CNP之防水性與延長使用時間是能否促成產業化的重要議題。【延伸閱讀】入侵柄海鞘提供新型生物複合性材料之用途   中國科學院(Chinese Academy of Sciences)則利用亞硫酸銨和甲酸水解煙草桿,分離出含有木質素(lignin)的CNF,木質素的存在可增強材料的抗拉強度、韌性和熱穩定性。含有木質素的CNP抗拉強度與韌性可達到255 MPa和19.7 MJ m -3,比起不含木質素的CNP(179 MPa和12.8 MJ.m-3)更高,且木質素中的官能基可吸收紫外線能量,使得材料阻隔紫外線的效果更好。此外,CNP的最大濕拉伸強度(wet tensile strength)可提高至83 MPa,優於其他文獻發表過的CNP材料。   此法不須繁複的化學步驟處理,不但乾淨且能節省成本,生產之CNP也因強度與耐水性更好而具有取代石化材料之潛能,更能在製造過程中顧及環境永續性。

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