科技農報 AgriTech Report

蜜蜂也要喝咖啡提神？研究顯示咖啡因能提昇蜂群授粉效率！ 編譯　香香 ／ 編輯　柴幗馨、林韋佑 綠色革命後，農業生產使用的大量殺蟲劑，嚴重危害了蜜蜂的生態。蜂群數量的銳減，亦導致許多仰賴蜜蜂授粉的經濟作物之產量與品質逐年下降，又此現象在藍莓與草莓等漿果類作物尤為明顯。 這類果實由單果集合成聚合果，在開花期間，需要授粉昆蟲的重複拜訪，才能確保每一朵小花都成功授粉，產生果型完美的苺果。 英國格林威治大學的研究指出，草莓與藍莓在英國市場有將近3.6億的產值。如何提高蜜蜂授粉效率，讓蜂群重複往返漿果的小花，使花均勻授粉，是果樹學家重要的研究目標。 圖片來源：https://www.flickr.com/photos/usgsbiml/ 英國薩賽克斯大學（University of Sussex）Couvillon博士的實驗室正著手一項研究計畫：咖啡因對熊蜂(bumblebees)行為影響，希望「找到適當的咖啡因濃度與蜜源在田間的設置方式，提高熊蜂在草莓園的授粉效率」。 研究團隊在草莓園內進行試驗，在園區內使用含有咖啡因的糖水作為蜜源，並與沒有添加咖啡因蜜源的控制組比較試驗結果。研究結果發現，熊蜂採了帶有咖啡因的花蜜後，咖啡因會讓熊蜂產生錯覺，誤以為該蜜源品質很好、糖分含量很高。因此熊蜂會更積極地跳起它們獨特的8字擺尾舞－ 一種傳遞訊息的動作，讓其他熊蜂知道蜜源位置，並吸引同伴前往採蜜，採蜜的量比起控制組高達4倍多。 一般來說，熊蜂的覓食行為是會發散飛向四處尋找蜜源，但受過這樣的訓練後，覓食行為將變得非常有目標，熊蜂會直接地衝向具有草莓氣味的花蜜。 採集含有咖啡因蜜源的熊蜂能更快速地判別蜜源位置，並且集中前往草莓的花粉位置採蜜；沒有採集含咖啡因的熊蜂控制組，則仍會嘗試搜尋其他蜜源，例如田間雜草的花蜜，而不對草莓具強烈的專一性。更有趣的是，熊蜂在採集具咖啡因的花蜜後，只需3小時即會展露出「亢奮行為」，且效果可長達數天之久。 咖啡因對蜂群的影響 從生物學的角度來說，授粉行為是一種植物與昆蟲互利的關係。 授粉者從植物上得到花蜜，也就是糖分子，作為食物，讓不能移動的植物得以成功授粉。而植物本身則會分泌少量二次代謝物在花蜜中，例如咖啡因，讓攝取花粉的蜂群有點像是「嗑藥的感覺」，增加授粉昆蟲接觸植物花...

[農業經濟] 跨國公司壟斷非洲農業資源，科學家警告：水資源爭奪將成為衝突導火線 編譯　Angus ／ 編輯　柴幗馨 非洲往往被認為是農耕技術落後的地區，低度開發也讓非洲保有了更多的可耕地面積。近年來各大跨國農企業，例如孟山都、拜耳、先正達等種子公司，紛紛在非洲的糧食產業投入大筆資金，而這些公司也提出許多回饋當地的「扶貧計畫」，提供技術與種子给非洲小農，協助農民生產更多糧食，解決非洲糧食不足的問題。然而這些挾帶大筆資金的農企業，建設當地灌溉系統與發展農業技術之後，也衍生水資源壟斷、土地壟斷等資源搶奪的問題。 今年9月科學家首度分析非洲農業用水現況：跨國公司進行大規模的作物生產，導致水資源競爭加劇，也提高當地農民與跨國公司的衝突風險。 自21世紀開始，為了降低生產成本，大型跨國農業公司便在非洲承租大片土地，取得便宜的木材發展生質能源。根據瑞典隆德大學的研究整理，在非洲有將近3%的土地都承租給國際大型農業公司。租約往往長達33～99年，而評估土地利用方式往往只考慮可耕地面積，而忽略所需灌溉水量與水資源取得的難度。 由於這些跨國公司投資的作物種類，比起傳統作物來說，都是水分需求量高的作物，也因為地理位置及灌溉系統的差異，讓大型農企業需要更多的農業用水量。 研究團隊分析非洲的跨國公司農業用水資料，根據土地面積與生產系統，建立非洲各地區的作物生產需水量模型。模型結果顯示，大型農業公司需要大量的雨水作為灌溉水源，甚至超過一半的灌溉水都必須倚賴降雨。這導致大型農業公司更倚賴地下水、河流、池塘等淡水，才能維持穩定的作物生產。 地理學家Emma Li Johansson認為：對於用水需求大的農業生產區（研究中稱為熱區，hotspot）。熱區的分布與數量，將是未來跨國企業在非洲的資源壟議題的研究重點。有別於以往只注意生產面積，新的研究方法將水資源利用也納入探討非洲農業的發展項目。 研究主持人表示：希望能透過這樣的模式研究，提供跨國農業公司評估自己的農產區需水量與實際可以使用的水資源，並針對現在大型農企業在非洲的農業用水現況，提出可靠的科學數據。 資料來源： 每日科學 Sep 28, 2016   Foreign farms increase the risk of conflicts in Africa ...

世界糧倉大變動？氣候變遷將重新分配全球糧食生產地圖 編譯 林韋佑 ／ 編輯 柴幗馨 近年來美國、中國與歐洲國家紛紛開始在非洲地區投資糧食生產公司，試圖建立自己的「海外糧倉」，確立各國在世界糧食生產的地位。而最近一期的《自然通訊》期刊中，科學家提出可耕地面積不斷下降的警訊：隨著全球可耕地面積的減少，尋找新的農業生產區，將是未來糧食安全發展的重要目標。 全球人口在未來30年預計將達到90億，因此全球糧食的生產量需增加一倍才能確保人類的糧食安全。英國伯明罕大學研究顯示，目前小麥、玉米和水稻等糧食作物的生產區，都是容易受氣候變遷影響的區域，科學家更預言，在2050年之前，這些地區的糧食生產，都將因極端氣候導致產量大幅下降。因此，尚未被人類利用的可耕地，將有極大的糧食發展潛力。甚至，未來全球糧食生產地圖極有可能發重大劇變。 科學家設計了氣候變化模型，並和土地生產力數據相結合，預測未來50-100年，在氣候變遷的影響之下，農業土地生產的潛力可能的改變結果。並發表在《自然通訊》 （Nature Communication） 期刊。 未來50-100年人類的糧食生產區域將有以下改變： 全世界將近一半的玉米（43%）、三分之一的小麥（33%）與稻米（37%）將是氣候變遷影響的敏感地區。 熱帶糧食生產區，包括撒哈拉沙漠以南的非洲、南美洲以及美國東部，可能會面臨嚴重減產的危機。 反之，包括俄羅斯西部和中部以及加拿大中部的溫帶地區農田，則增加農業生產的機會。 世界最貧困的地區常被人們認為是受氣候變遷衝擊最大的地區，但研究顯示，已開發中國家也可能遭受到同樣的衝擊。對高度開發國家來說，透過生產技術能讓土地利用最大化，雖然單位面積下達到最高的產量，但相對的這些地區對於氣候變遷的負面影響也更敏感。 計畫主持人Tom Pugh博士表示：「研究模型顯示，氣候變遷下，未來要再增加土地生產力，並提高作物產量的可能性是非常低的。不過對於溫帶地區國家來說，很有可能因氣候變遷的因素，使得作物在這些地區的產量增加」。 氣候變遷對全球農地的分配、政治與社會文化有非常深遠的影響。目前糧食生產區未來很有可能必須進口糧食，而目前主要進口糧食的國家，未來則很可能是主要的糧食生產區。 「氣候只是影響未來全球農業發展的其中一個因素；在地的因素如土壤質地、水源取得...

廚餘電池？荷蘭研究將剩食回收做成能源貯藏器！ 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 聯合國糧食組織在2015年將減少食物浪費作為未來人類糧食發展的重要目標。根據聯合國統計，只要減少全球4分之1的糧食浪費，便能餵飽飢餓地區的災民。因此減少浪費與剩食回收，便成為近年來糧食研究的熱門議題。 以往人們對剩食回收的想法，不外乎是提供給弱勢族群、或是有需要的人使用。不過現在科學家卻能將廚餘、或是食品工業產生的食物廢棄物，從中萃取出糖醇，再以奈米碳管技術，作為貯存能源的「剩食電池」。這種電池好比太陽能、或是風力發電等的概念，將日常生活中多餘的能源重新蒐集並再利用。本篇研究發表9月的於物理化學C期刊（Journal of Physical Chemistry C）中。 能源是美國科學家研究的熱門議題，而再生能源發電更是美國能源協會近年投入的重點項目。此外，比起製造能源，美國更希望找到能夠能妥善貯藏存能源的方法。 過去科學家大多以化學、機械原理、甚至以熱的形式，作為貯存能源的方式。 而世界著名電子大廠－飛利浦公司所屬的研究基地－荷蘭的恩和芬科技大學，機械工程系的張博士與Nedea博士則打破以往窠臼，打破以往窠臼，結合奈米碳管技術糖醇萃取技術，發明以糖醇作為能量貯存方式的蓄電池。 研究團隊發現廚餘中富含赤蘚醇(erythritol)與木醣(xylitol)，當這兩種分子與奈米碳管融合時，必須以熱能使奈米碳管的直徑變小，才能互相融合。由於此步驟需要熱能的轉移，因此便能應用在熱能貯藏的發展。研究者認為：新技術的突破能幫助剩食電池的研發，並開啟能源發展的新頁！ 資料來源： 每日科學 September 15, 2016   Food waste could store solar, wind energy

生物炭大解密：沙漠也能種樹的肥料界新星 編譯　Angus ／ 編輯　柴幗馨、林韋佑 生物炭(Biochar)是一種土壤改良劑，通常農民藉由焚燒稻桿、樹皮等農業廢棄物，讓碳元素經過熱裂解之後，形成活性較穩定的「炭」。科學研究證實這種「炭」的混合物，由於其中的酸性物質都被高溫分解，只留下鹼性成分，因此非常適合改善土壤酸化的問題。此外，生物炭的孔隙比普通土壤粒子間的孔隙還大，因此具有保水功能，近年來被譽為土壤肥料界的新星！ 然而，施用生物炭能幫助植物生長的詳細作用機制是什麼，對產量又有多少貢獻，目前還缺乏科學數據支持。今年6月日本永續資源研究中心的研究人員發現：低溫( 200 °C–300 °C) 熱裂解的生物炭，能有效改善非洲波札那地區貧脊的土壤。除了改善土讓性質、增加土壤的保水能力之外，田間試驗也證實，混和了生物炭的土壤，能提高痲瘋樹的生物產量，促進植物生長。研究結果刊登在「自然－科學」報導（ Scientific Reports ）中。 圖片來源： 維基百科 在非洲的乾旱地區，由於土地貧脊，只適合痲瘋樹生長，並將其作為生物燃料使用。本研究的目的，即希望利用生物炭改善土壤理化性質，增加痲瘋樹的生物量(biomass)。   為了研究生物炭對貧脊土壤的改良效果，研究人員將痲瘋樹，分別種在混合生物炭的土壤，以及沒有混合生物炭的土壤上；藉由評估痲瘋樹的生物量，比較生物炭改良土壤的效果。為了維持試驗的精確性，使用的土壤也是來自非洲波札那，一個幾乎寸土不生、土質接近沙子的極端貧脊區。 研究結果顯示，生物炭能增加土壤的保水力，而這也是影響痲瘋樹生物量的關鍵。土壤中增加5%的生物炭，保水力就能增高5%以上；同時土壤的物理性，如應力結構及穩定性也更好。換句話說，土壤結構在受到擠壓後，粒子間隙變小，保水力下降；混合了生物炭之後，粒子間隙能夠更快地回到正常，維持保水力。 另一方面，土壤的化學性質，例如鉀、磷、硫，這三種植物生長必須的元素，其含量在土壤混合生物炭之後也都顯著增加。土壤混合生物炭後，痲瘋樹的莖則長得更粗壯，根系也越長；而植株吸收磷肥的能力更強，鎂離子的吸收率則下降 （註） 。 註：過去文獻證實，鎂離子是抑制痲瘋樹生長的因子 這些證據都顯示，生物炭不但能改善土壤的物理性質、化學性質、也能有效 增進 痲瘋樹...

關於氣候變遷，農業專家這麼說：改善畜牧操作與稻作栽培方式，能有效降低溫室氣體排放量！ 編譯　許雅媛 ／ 編輯　柴幗馨、林韋佑 你知道嗎？全球超過一半的非二氧化碳（non-CO 2 ）溫室氣體（GHG）的排放來自農業活動！根據一篇最近發表在環境科學期刊上的報導，這個比例在未來20年內，尤其是開發中國家將會持續增加。然而美國的環境保護協會提出一項分析數據，證實至2030年，農業活動所造成的溫室氣體排放將有機會大幅降低。 圖片來源： Climate Change Explain 農業活動的溫室氣體排放主要來自於種植穀類作物的農地，包括水稻，餵食牛、羊之類的反芻動物所需要的牧草，都會排放溫室氣體一氧化二氮（N 2 O）及乙烯（CH 4 ）。儘管農業部門都對於如何能有效減少全球農業溫室氣體的排放十分感興趣，然而這方面的研究數據，相較於燃燒石化物質所排放的溫室氣體之研究少了許多。其中一個原因是：收集跨越不同地理區域的數相當困難，，畢竟不同國家會因為所在地理位置不同，有各自的農業操作方式。因此，排放的溫室氣體種類也不同，導致結果複雜難以分析。 作者分析了美國環境保護協會近年提出的模式與資料，評估未來降低全球七大地區的溫室氣體排放量，以減少溫室效應造成的社會成本（如：健康危害、水災風險提高以及能源需求增加等成本）。評估結果綜合了作物的產量、水稻生產系統、畜產管理與肥料管理等，從結果中擬定了幾種減少溫室氣體排放的農業生產策略。例如：將產量、商品價格、勞力需求與灌溉水費用納入考慮，規劃出未來10年、20年，既能夠減低排放，又可以達到收支平衡的成本的方法。 結果顯示，減少農業生產所排放的溫室氣體是可行的，甚至每年可有計劃的減少 13～16% 的溫室氣體排放 （超過 520 公噸的二氧化碳）。特別是亞洲，有很大的潛力可以進行此溫室氣體減量的計劃，透過改善畜牧管理與水稻栽培方法，就能降低有效降低溫室氣體排放。然而，作者仍然提醒我們需要注意溫室氣體對全球糧食產量的潛在衝擊，尤其是地區性的糧食危機。 資料來源： 每日科學 March 17, 2016 Can improved agricultural practices help combat climate change?

因應氣候變遷的衝擊，美學者提出3個增加農業產值的策略 編譯　柴幗馨 ／ 編輯　林韋佑 蔡總統在就職典禮提到： 「全球氣候變遷、糧食生產與安全危機，已經成為國家安全的課題。」 到底氣候變遷改變了什麼？農業產值將面臨多少損失？台灣那些農業區是最脆弱的地帶？我們該注重哪方面的發展，才能減輕極端氣候的衝擊？類似的問題不只在台灣發生，美國也正積極尋找解答。 圖說：：今年芒果受到霸王寒流影響，低溫影響花苞發育導致授粉不完全，而已經結果的果實又受大雨打落，嚴重降低芒果產量。這種極端氣候未來將越來越頻繁，台灣應該如何面對，是重要的課題。 圖片來源： 高雄改良場 全球暖化、氣候變遷，讓農業的相關研究結果大多不出「極端氣候會危及人類的生命安全、農業生產並帶來糧食危機」等陳腔濫調。 而美國伊利諾大學跨領域研究團隊則發表了第一個以經濟學模式，分析氣候變遷下，未來100年美國重要農業生產區「產值」所受到的衝擊。雖然氣候變遷絕對會使得作物種植變得更困難，但研究找出提高農產值的方法：溉便利程度、栽培密度和農業補貼都是提高農地價值的因素。 美國西南部是重要的糧倉，主要生產大麥、小麥、玉米等糧食作物。然而過去的報告顯示，這一區是美國適應氣候變遷能力最脆弱的區域。尤其是亞利桑那州，未來發生熱浪的頻率將越來越高，而極端的降雨次數也會更頻繁，甚至強度也會越強，如何減輕高溫與水災是刻不容緩的議題。 另一方面，極端氣候的影響是具區域性的。就算在同一個氣候帶，不同海拔高度的農業生產區對氣候變遷的適應程度也不同。因此本篇研究將氣候變遷的影響，分成高地與低地地區兩部分進行討論。 研究由經濟專家與氣候變遷專家共同完成。因為氣候變遷對農業產值的影響，除了需要準確的經濟模式來評估，也需要準確的氣候預測結果。而「採用經濟學模式評估氣候變遷對農業產值的影響」是本篇研究的亮點，有別於以往只蒐集產量的資訊，產值的評估需要考量各種變因。例如氣候變遷下，灌溉水資源的重新分配、或是進口農產品是否影響當地農作物產值等。 而為了讓研究結果更貼近現實，研究以「未來100年內，農民能夠調整農業操作模式，以適應氣候變遷」為前提，計算農業產值。畢竟氣候變遷是長期性的變化，而農民的生產技術也將不斷革新，設定這樣的前提才能確切反應實際情況。 研究的另一個重點在於溢出效應（...

全球用量最多也最廣的除草劑： 農達，該正視嘉磷賽對環境與健康的影響了 編譯　Angus ／ 編輯　柴幗馨、林韋佑 根據今年2月指標性期刊《歐洲環境科學》Environmental Sciences Europe 的報導：孟山都公司銷售的嘉磷塞除草劑「農達」（台灣又稱「年年春」）是目前美國和全球農業史上使用量最多也是最廣泛的除草劑。最新的研究報告指出：2006年之後嘉磷賽除草劑的使用量已經超過歷史總量的75%。 圖說：嘉磷賽除草劑已經是全球用量最多、使用最廣泛的農藥，我們必須謹慎思考大量使用嘉磷賽對人類健康以及對環境的影響。 從1996年孟山都公司推出「抗嘉磷賽」的基因改造作物後，全球嘉磷賽用量足足成長了15倍。 2014年，美國每公頃施用含嘉磷賽成分的農藥量更是超過0.85公斤，遠遠超過全球平均用量（0.56公斤/公頃）。截至目前為止，全球嘉磷塞的使用量已經超過860萬噸。 作者Benbrook博士在歐洲環境科學期刊中，發表了「嘉磷賽除草劑在美國和全球的使用趨勢」，報告中提到「嘉磷賽全面使用性的擴大及快速增加，將可能造成環境及公共衛生不良的後果」。 這是Benbrook第二篇發表在歐洲環境科學的研究。作者的第一篇研究《 美國基改作物對於殺蟲劑使用上的影響：第一個16年 》發表於2012年，是目前該期刊25年來最多的瀏覽數的論文之一。 嘉磷賽對健康的危害包括癌症及肝、腎病變等，過去也有文獻指出，淋巴瘤的發生與接觸嘉磷賽之間具有正向關聯性。2015年，世界衛生組織(WHO)的國際癌症研究機構(IARC)已經將嘉磷賽歸類為「人類的可能致癌原」，美國加州近期也欲立法將嘉磷賽列入已知的人類致癌物質。 自1970年代後，全世界開始大量使用嘉磷賽除草劑。1995年基改作物上市之後，將近74%的嘉磷賽都是施用於基改玉米和大豆田。嘉磷賽除草劑在1974年剛開始販售時，因為會同時殺死雜草和農作物，所以農民使用意願不高。但從全球政府逐漸開放「抗除草劑作物」的基改作物種植之後，農民便開始大量施用嘉磷賽。目前種子公司主要販售的的基改種子，包含抗除草劑的棉花、玉米、和大豆等三種作物。 而近十年來，抗除草劑的基改作物技術不斷進步，准許種植基改作物的國家也越來越多，在美國、加拿大、阿根廷、巴西等都是主要生產基改作物的...

永續農業有機不是唯一，生物多樣性才是關鍵 編譯　林韋佑 ／ 編輯　柴幗馨 台灣的農業本因先天不足（土地畸零、破碎），後天失調（加入WTO以後，有些作物無法比擬進口農產品大規模生產的低價），因此農民想以有機農業、友善環境的耕作方式生產農作物，又要獲得相對應的經濟報酬，事實上是有其困難性的。 國際學者對於有機農業與慣行農業的看法往往充滿激烈的辯論。英國近來實施一項田區保護計畫，為有機與非有機之爭的永續農業另覓出路：答案就是—生物多樣性。土地若可同時做為野生動物的棲地空間，則有利於蜜蜂、蝴蝶和植物的生長，增加生物多樣性，且令人意想不到的結果是：不會減少作物產量。 根據英國最新的研究顯示，不採用有機農法的農民，能夠在不捨棄殺蟲劑之下，將部分田區作為特定保留棲地，並執行保護層級計畫（Conservation grade scheme, CG） （註1） 。配合CG計畫，即便田間管理部分使用殺蟲劑，田間的生物多樣性仍可以提升20%，其中又以蝴蝶和植被最為明顯；不過，使用有機栽培的農田，生物多樣性仍最多。研究結果發表在 Journal of Applied Ecology 《 應用－生態 》期刊。 圖說：研究結果顯示，有機栽培管理最有利於維持野生動植物的生物多樣性，不過非有機的傳統耕種方式，若能將部分棲地劃作保護區，也能增進20%以上的植物和蝴蝶種類多樣性。 目前英國有80個非有機的農田簽署了 CG保護層級計畫，此協議要求農人至少將10%的田區作為支持在地生態恢復的野生動植物棲息地，其忠旨是希望非以有機耕種的農人也能善待自然環境，促進生物多樣性。 此計畫對農人的生產標準和食品安全保證都有嚴格的規範，例如田區禁止使用某些化學藥劑，以及栽培管理方式的限制。與其他食物安全生產協議的不同之處在於，CG計畫藉由創造特定野生棲地和管理，重新找回並保護逐漸逝去的農田生物多樣性，同時也是唯一一個從田間試驗得到科學證實的計畫。 為了回饋農人對自然生態的維護，參與CG認證的農人，可以在自己的品牌或產品上貼上「善待大地」（Fair to nature）的標籤，將產品溢價出售。 豐富生物多樣性 CG計畫很類似於目前英國最高級別的農村管理計畫（Countryside Stewardship programme），當農人的土地涉及生物稀有棲地或...

釀酒師會撐過氣候變遷的！ 編譯　林韋佑 ／ 編輯　柴幗馨 許多報告指出氣候變遷影響全球的農業發展，特別是氣候暖化與作物生長息息相關，其中葡萄─也是重要的飲料作物。幸運的是，喜歡喝葡萄酒的人免擔心： 根據報導指出，至少在這5年、10年，為數不多的葡萄園依然能夠適應氣候變遷，為愛好者提供 優質 的葡萄酒。 圖片來源： 香氣越濃，葡萄酒品質越好？ 全球暖化、氣候變遷的持續增高的氣溫，導致灌溉水因蒸散作用而加劇流逝，這不僅影響葡萄的成熟時間，也會縮短採收期，對加工（葡萄酒的製作）來說更是一項艱鉅的挑戰。 國際葡萄與葡萄酒組織 （ International Organisation of Vine and Wine ,OIV ） 的負責人Aurand 表示，透過種植新的葡萄品種和改變釀造過程，以及先前的葡萄收穫結果，能看出全世界的葡萄酒商適應了這樣的轉變。除了葡萄以外，其他植物也具有相對應的調節能力，以因應極端氣候的衝擊。 比方說釀酒葡萄產區─西班牙蘭薩羅特火山島（Canary island of Lanzarote），「那裡的葡萄生長在火山熔岩旁，夏季唯一的水源是溫差產生的一夜露水，而且在白天的時候透過蒸散作用而消耗殆盡。」 （註1） 他也提到，中國超過80%的葡萄生產區，在冬天可達-30°C以下的低溫。生產者會在春天來臨之前，用葡萄藤蔓覆蓋保護葡萄免於凍害。 註1：蘭薩羅特島的葡萄在充滿火山灰土和石頭的地種植，每個半圓裡面都是一株葡萄。火山灰土和石頭有助於保持溼度，石頭另有防風作用。 圖片來源： The strange volcanic vineyards of Lanzarote 參考資料： 1. 蘭薩羅特火山海島簡介；2. 台灣Wiki 蘭薩羅特島 而有些酒商、釀酒師，則因此改變生產方式。 如在世界各大洲都擁有自己葡萄園的澳洲Treasury酒莊有限公司（Tresurt Wine Estate,TWE），為了減少氣候變遷帶來的影響，他們改變灌溉方式，以「地下」滴灌和即時監測系統遠端遙控葡萄的含水量。同時，試圖增加發酵能力，以因應收穫期縮短，必須處理大量葡萄果實的問題。 「你可以去適應氣候變遷，或是正面迎擊；但重要的是，你必須搞清楚究竟發生了什麼事」。Treasury酒莊的首席供應商Stu...

蜂雲變色？田間的蜜蜂需要大家的關注 編譯　鄭舒允 ／ 編輯　朵瑞絲柚柚、張瑞玶 今年6月發表於「皇家學會報告 (Proceeding of the Royal Society B) 」期刊的研究顯示，即使是標示「對蜜蜂安全」的殺菌劑，仍會影響農地果園野生蜜蜂族群的生長。 世界上超過35%的農業作物需要昆蟲協助授粉，美國的農夫更是仰賴蜜蜂協助農業生產，但近十年來，田間蜜蜂族群的數量卻正在不斷地銳減。 本研究的第一作者表示：「授粉動物數量的多寡，與人類的生活息息相關，許多對健康有益的農作都需要動物幫忙授粉，例如果樹、蔬菜，甚至是油料作物等。一旦蜜蜂的數量下降，作物的產量便會受到影響。」因此本研究團隊調查了果園附近野生蜜蜂的族群分布，並分析野生蜜蜂的族群數量是否受到殺蟲劑、殺菌劑使用的影響。 研究方法 本研究團隊調查了紐約州19個蘋果園中，蜜蜂與野生蜂的數量和種類多寡，作爲蘋果園附近蜂群健康程度的依據，同時也將果園和其周遭環境中的殺蟲劑含量，量化製成殺蟲劑指數(index of pesticide)。 研究結果 研究結果顯示，環境中殺菌劑或是殺蟲劑的含量增加，蜂的族群數量則會減少，同時也會使野生蜂的世代間族群數量下降。 科學家推測：「殺蟲劑可能會影響蜂的生殖能力，但仍需更長遠的觀測，才有更準確的推論。」 不過，殺蟲劑對於歐洲蜜蜂的生長則沒有顯著影響。研究推估的可能原因是農民在施放歐洲蜜蜂至田間授粉之前，即停止使用殺蟲劑，而且歐洲蜜蜂在果園的停留時間很短，一旦完成授粉就會經由人為方式轉移至其他地方繼續授粉，因此受到殺蟲劑影響的機會很低 （註1） 。 實驗室負責人表示：在目前超過兩萬種已知的蜂品種中，大多數的蜂皆為原生蜂。除了蘋果之外，像是西瓜等瓜類、藍莓以及其他果樹作物，也都非常需要這些原生蜂來幫助作物授粉，就像美國東部的蘋果必須仰賴原生蜂才能授粉。因此，原生蜂數量減少與殺蟲劑施用的關聯性，是未來農業上需要關注與深入探討的重要議題。 農人編按：「歐洲蜜蜂」是一種相當勤奮工作的蜜蜂品種，經由人為有目的的圈養協助作物授粉。 註1：由於歐洲蜜蜂只有在開花期間會在蘋果園幫忙授粉，開花期過了，就會去其他地方幫忙授粉，這是人為操作的授粉方式。 資料來源： 每日科學 Bee warned: Study finds pesticide...

農業+ 生態= 生態農業，跨界結合的農創科學 編譯　李承浩 ／ 編輯　柴幗馨 農業(Agro)+ 生態(Ecology)= 農業生態(Agroecology)，跨界結合的新創科學。 生態農業學，是一個以當地生產者為主體，融入農業科學與在的傳統實作經驗的整合性科學。 其理念為：減少農業操作導致的環境污染、支持環境保育、以及提升環境承載力，達到減少氣候變遷對糧食的衝擊，並且保障人類糧食安全的目標。關鍵在於：掌握糧食生產來源，就有權力決定資源分配。 永續農業與全球糧食相關領域的專家學者，在2014年的「國際生態農業與糧食營養安全研討會」 （註1） ，對聯合國農糧組織 （註2） 發表了一封公開信，肯定農糧組織對生態農業研究的貢獻。有鑑於持續惡化的糧食危機、農村貧窮的困境、氣候變遷、乾旱與水資源短缺等等，各種綜合型的農業問題。專家們呼籲國際社會應該從生態農業學著手，才能找到解決問題的方法。 生態農業學是一門跨領域的農業科學，橫跨自然科學與社會科學， 整合了生態學、農藝學、政治學、經濟學與社會學等多方領域， 這樣的特性，不失為一帖全球糧食與農業系統危機的良藥。其中包含一系列實際操作過程，也可以是一項爭取糧食所有權與糧食正義的社會運動， 結合農業與社會科學，專門探討如何決定糧食與農業的分配與程序正義，這樣攸關生存的重要議題，而這樣的發展策略方向，也能夠促進社會的公平正義。 為了解決現今農業與糧食系統所面臨的危機，包括氣候變遷與糧食安全，許多國際機構正在從不同角度找出解決方案。除了生態農業學之外，世界銀行選擇推動智能農業 （註3） 與永續的集約化農業 （註4） 。然而上述兩種新的農業概念目前仍然模糊，容易被有心人士誤導或濫用。 專家們呼籲FAO和其他國際組織，持續關注這次研討會的決議。並且以聯合國為中心，向外推廣生態農業學的發展策略，才能應變氣候變遷與水資源短缺的問題。 這些生態農業的策略，未來將成為世界糧食安全委員會的政策研擬基礎。同時，也是聯合國氣候變化公約 （註5） 以及永續發展相關研討會的焦點。 註1：國際生態農業與糧食營養安全研討會(International Symposium on Agroecology for Food and Nutrition Security)，由聯合國農糧組織舉...

好聰明的生物肥料：作物與真菌互利共生讓土壤更肥沃！ 編譯　梁政宏 ／ 編輯　陳昱儒 施用磷肥會導致水源優氧化，此外世界磷礦蘊藏量可能將在五十年內消耗殆盡。目前希望能開發菌根真菌為生物性肥料，取代從磷礦化學肥料，做為磷肥來源。 為了育成更高產量的品系來因應磷肥短缺和人口增長的糧食需求，科學家正著手分析作物與真菌的共生關係，使植株發展出更好的根系及共生性質，以增加磷肥吸收效率。 菌根真菌除了促進植物根部生長外，同時也會寄宿在根部細胞內，並且利用菌絲將外界的養分直接送入根部細胞。寄宿的真菌能吸收土壤中的磷素，並將其中70-100%的磷素直接運入植物體中，進而降低農民的磷肥施用量。 而真菌除了幫助磷吸收之外，科學家在水稻的研究證實，真菌寄宿能藉由疏鬆根冠細胞壁，促進更多的側根生長，有利植物從土壤中獲得更多養分，同時真菌也會從植物中得到所需的碳水化合物，是一種互利共生的行為。 圖說：菌根菌與水稻細胞的互利共生 擁有良好根系的品種具有高產的潛力。當植物根部有能力向外探索更大範圍的區域以獲取最大的營養源時，就有機會增加產量。藉由基因體功能學的研究，育種人員能夠育成根系結構更茂密的品種。 舉例來說，稻米適合在水田中生長，而世界上有許多區域並不適合栽種稻米，但真菌和水稻的共生能幫助水稻即使在乾燥環境下也能生長。這些共生真菌對於亞洲和非洲薩哈拉以南，特別是以稻米維生且較貧困地區的人民有很大的幫助。 然而，植物具有監控自身營養狀況的能力。如果植物獲得足夠的磷肥，那麼真菌便無法順利進入根系中。 目前科學家面臨最主要的問題是如何克服植物自身調控的機制，才能將這樣的共生的機制應用在已開發國家的農業上。 編譯推薦影片： A simple solution to the coming phosphorus crisis TED Talk （法文發音，英文字幕） 資料來源：

適地適作的重要性：選擇適當的地區栽培能源作物，才能達到減少溫室氣體的排放的目標 編譯　張瑞玶 ／ 編輯　朵瑞絲柚柚、柴幗馨 玉米、小麥，和油菜籽是製作生質酒精或生質柴油等生質能源的重要原料。荷蘭的研究團隊分析了19年的環境資料，結果顯示：能源作物地理位置的選擇，決定此區溫室氣體的排放量多寡。 上圖為在沒有使用肥料與特殊灌溉方法之下栽種玉米，田區的溫室氣體的回收期間數據圖 （註1） ，綜合全球各地區生質酒精玉米田的田區數據，平均後所得到的結果。然而，這種大規模、低投入的粗放栽培，雖然能減少該區溫室氣體的排放，但田區的產量也下降，生質燃油的產能也下降。 為了提高玉米和小麥這類能源作物的產量，越來越多的自然環境因為農業需要轉變為農田。初步研究結果顯示，增加農田的面積，導致溫室氣體的排放量增加。 研究人員以全球作為估算模型，評估以生質能源取代石化燃料時，新的能源系統需要多少時間，才能彌補原本環境系統中的碳氮排放量。這段期間又稱作溫室氣體回收期間，GPBT （註2） 。利用這個模式，科學家估算，生質燃油取代石化燃料需要19年，才能弭補原始環境系統的溫室氣體排放量。 19年聽起來似乎很久，但這是以全球為尺度估算得到的數字，對於農業耕作的操作時間來說，其實也不是很久的的時間。 西歐與熱帶地區截然不同的GPBT 西歐的GPBT只有幾年然而在熱帶地區，GPBT可能長達100年。這樣的估計模式說明了：能源作物栽種的地理位置選擇，決定此區溫室氣體的排放量。 而田區位置的影響力，遠大於作物的類型，或田間管理方式（如肥料與灌溉的投入規模與施用方式）。 第一個全球尺度的溫室氣體回收期間估算模型 研究團隊的觀察目標是全世界，並估算將石化燃料和生質燃料轉變為能源的過程中，總共產生的溫室氣體排放量。 這篇為史上第一個針對全球能源作物的產地，評估各產區的溫室氣體排放量的模型。而這個模型能夠讓科學家能夠因地制宜的規劃作物的生產。這個模式可以適用在第一代的生質能源作物，包括生質酒精的原料：玉米、小麥和甘蔗，或製作生質柴油的原料：大豆與油菜籽。 能源作物的發展一直充滿爭議，特別是開墾野地作為農田使用、或是轉作能源作物這類的策略，新的評估模式帶來新的觀點。未來的能源作物研究計畫，科學家將更會專注於GPBT對生物多樣性的影響。 註1: 研究有分析好幾種數據，此圖是沒有使用任何肥料和特殊灌溉...

唇亡齒寒：土壤地力與糧食安全 編譯　梁政宏 ／ 編輯　柴幗馨 「雖然土壤平均只有一公尺厚，但土壤卻是人類生存不可或缺的元素。」 土壤的肥力因為地表壤土被侵蝕、土壤養分衰退、都市化、以及氣候變遷等的影響，土地肥力正不斷地下降，甚至開始影響糧食的生產。美國國家科學委員會因而呼籲社會大眾應該更妥善的管理我們的土地。 一萬多年以來，土壤地力受人類農業行為的影響不斷地在衰退。目前農業用土地佔全球可利用土地面積的40%，而剩下的部分正快速發展成為都市。然而，可作為糧食生產的土地，卻已經不夠供給不斷增加的人口。 科學家預測在西元2100年時，世界人口總數會超過110億。因此，維持糧食安全的關鍵，不是如何增加農業耕地面積，而是在於如何管理現有的農地。 研究發現，農業用地的土壤受侵蝕的速度比生成之速度快。在號稱「麵包搖籃」的美洲中部，相較於土壤生成速度，該地的土壤正以10倍的速度流失。而這些土壤被侵蝕的地區，同時也會流失土壤的肥力，農夫因而被迫購買肥料施肥以維持作物生長。 近年肥料生產的速度逐漸無法供給農業龐大的需求，不斷攀升的肥料價格就是最好的證據。而肥料的生產不但受限地球磷礦的蘊藏量，也需要投入大量的能源。預估美國最大的磷礦產區，將只剩20年的磷產量。 科學家呼籲，除非找到更好的方式去保護土壤，循環再利用土壤資源，同時防止土壤養分流失，確保養分能有效的被作物利用。否則崩壞的糧食生產系統，可能引發一連串的國際動亂。 人類文明的消長和我們所生活的土地息息相關，而我們如何去照料腳下的這片土地也將決定我們未來的安危。 資料來源： 每日科學

漲聲響起：‪全球咖啡豆供不應求‬，義式咖啡價格將喊漲 摘錄　柴幗馨 氣候變遷影響全世界的咖啡供應鏈，使得咖啡的生產風險提高，也讓各地的咖啡企業紛紛開始尋求永續發展的經營模式。咖啡生產成本增加，如此一來，必定反映在消費者身上。若能改變全球的咖啡產業，或許可以降低一些生產的風險，進而改善現況。   巴西是全球咖啡的主要生產地，產量將近全世界的1/4的高品質阿拉比卡咖啡豆。因為氣候變遷，氣候異常高溫，造成當地每年的產量越來越不穩定。也增加全世界阿拉比卡咖啡豆供應商的商業風險。 為了減緩環境變遷對全球咖啡市場的衝擊，以及咖啡生產的永續經營，目前各大咖啡公司正針對以下三個議題，擬定策略以進行商業轉型。   1. 全球咖啡豆供應風險提高 具有高品質、迷人的特殊風味的阿拉比卡咖啡豆，是最受大家歡迎的品種。我們的咖啡，超過70%是阿拉比卡咖啡豆。不幸的是，阿拉比卡咖啡豆產地位於高海拔地區，也是受到氣候變遷影響最劇烈的區域，所以它的生產風險最高。 異常高溫以及過量降水，導致產地的病蟲害發生頻率增加，造成咖啡豆產量下降。以坦尚尼亞的咖啡豆來說，產量只剩50年前的54%，此外，巴西、哥倫比亞、哥斯大黎加、伊索比亞和非洲也面臨了相同的威脅。 然而，根據國際咖啡組織的調查，全世界的咖啡的需求量每年仍增加2.1%。這樣供不應求的狀況，必定越趨嚴重。 除了阿拉比卡咖啡豆，比較耐高溫但是品質較低，專門做為即溶咖啡的原料- 羅布斯塔咖啡豆，因為具有高產的特性，廣泛栽種於越南及印尼等國家。同樣也存在許多問題。譬如森林濫墾濫伐、與當地原住民的土地劃分衝突、糧食安全、水資源問題嚴重等。這些因素都與栽培地區的土地利用規劃有關，相對地也增加產區咖啡豆生產、管理經營上的風險。 國際熱帶農業研究中心表示：阿拉比卡咖啡的栽培區，需要移往於海拔300-500公尺的土地種植，才能減輕高溫帶來的負面影響。 2. 增加咖啡樹的遮陰改善高溫逆境 國際熱帶農業研究所表示，將阿拉比卡咖啡豆與具有遮陰樹種混和栽培，可以減輕高溫對咖啡豆生長的影響。 在1970年以前，即有少數咖啡豆以遮陰的方式栽培，然而全球隨著豆子產量需求大增，為了提高產量，混作逐漸被單一作物取代。具有遮陰效果的混作栽培，不但降低咖啡植株周圍的溫度，也增加...

針對目前人類的土壤資源，科學家呼籲：除非我們開始做好長遠的土地肥力規劃或是保存現有地力，否則土壤肥力的流失將導致全球糧食危機。 編譯   張瑞玶   土壤腐蝕與土壤劣化，都市拓展造成農田減少，以及快速成長的人口量，這都是２１世紀人類將面臨糧食安全的重要議題。在過去的半世紀裡，「綠色革命」運用化學肥料提高糧食生產。如果沒有加強土壤保育與維持土壤肥沃度，未來可能無法持續供應足夠的糧食來應付快速增長的世界人口。 目前大部分高產量的農田原本都是野生土壤，歷經現代化農業操作之後，變成農田使用。只有少部分的農田可以在經歷農業操作後，仍然保持原有的土壤肥沃的地力。加州大學柏克萊分校環境科學系教授，Dr. Amundson表示，如何提升馴化後土壤的養分保存與管理，以及加強保護部分原始野生土壤的特性，這都是本世紀將面臨的重要挑戰。 此外，土壤的過度使用也會影響糧食的生產量。科學家指出，持續增加的全球人口迫使農田轉變成都市用地，加上大部分高產量的土壤早已開發使用，以及多年來農田持續長期的耕作加速土壤養分流失，也使土壤養分循環失衡。人類活動造成土地使用頻繁，但土壤地力增加卻相對緩慢，大約需要經歷二到三個世代才能完成一次循環。因此，在求過於供的使用下，改善現有的農耕方法是使土地永續經營與維持土地生產力的主要關鍵。 另外，Amundson也指出人工合成肥料的原料供應也是造成糧食安全的原因之一，尤其是磷肥和鉀肥，這兩元素主要從岩石或礦物中取得。以美國為例，目前磷的存量大約只佔全世界的百分之一或二，並且預估將在未來二十至三十年後用盡。肥料的缺乏會導致政治上的變動與不安，全世界磷產量最多的國家摩洛哥與中國將具有優勢，能夠決定交易的條件與如何分配資源。 許多土壤中添加的人工肥料，比方說氮肥在雨水沖刷後可能會產生環境汙染物。Amundson認為，我們應該回收土壤中的養分，並將其再利用，就像紙類、玻璃、罐頭、和塑膠類製品做回收再利用的概念。目前已經有好的土壤養分回收技術，但仍需政策制定配合才可實行。 土壤生產力下降影響了糧食安全，這不僅只是一個科學問題，更是社會問題。  資料來源： Fertility of world's soil reaching p...

如何幫助農業適應極端氣候與全球暖化？ 答案就是糧食系統的最上游：作物的遺傳資源。 編譯 李承浩／編輯 柴幗馨 氣候變遷對人類的的影響越來越明顯，而且速度超乎預期的快速又劇烈。 根據聯合國糧食及農業組織(FAO)的出版內容提到， 「如何維持全球糧食生產系統的遺傳資源多樣性，並妥善保存與利用是重要的課題」。 FAO對生物多樣性對氣候變遷的重要性，提出具體的策略。 FAO的副部長表示：「未來我們必須面對更加嚴酷多變的氣候以及全球暖化的現象，人類倚賴的糧食作物以及牲畜產業等，將會需要更強的生物承載力(biological capacity)來適應快速的環境變化。為了避免農業遺傳資源損耗殆盡，我們需要讓更多人重視這些遺傳資源的重要性，來增強環境適應氣候變遷的能力。」 維持遺傳多樣性： 要如何維持遺傳資源的多樣性？ 我們必須著手進行田間試驗 (field-based) 以及遷地保育 (off-site conservation) 為主的育種計畫。針對重要的糧食作物品種、其親緣種和其他野生種，引進新的品系、亞種或是物種，可以增加環境的對氣候變遷的適應性。此外這些遺傳資源的永續利用政策，更是刻不容緩的行動。 針對糧食作物品種，建立完善的遺傳資源資料庫： 建立糧食作物的農業遺傳資源資料庫是非常重要的。 比方說：新的品種在何地被發現、具備什麼樣的性狀（如對於乾旱或病害的抗性），以及未來如何有效的管理等。此外，保育及研究如何利用重要作物的野生親緣種，也是很重要的策略之一。因為這些資訊可以幫助我們改良作物，增加作物的環境適應能力，減緩氣候變遷對糧食系統的衝擊。 保護原生種的遺傳多樣性： 積極維持物種的多樣性，保護農業生態系的完整性，譬如：避免施用非針對性的殺蟲劑，避免殺蟲劑對傳粉昆蟲的傷害。許多原生的作物、牲畜品種，甚至是林木類、魚類、昆蟲與微生物，這些具有良好環境適應性的本土物種，有關這些物種的研究往往非常稀少，甚至已經滅絕。 避免人為的農業操作讓干擾演化進行： 以演化做為策略，增加田間遺傳多樣性以及遺傳多樣性，提升環境適應力。 利用「原位保育 (in situ) 」，保留與栽培品種的相近的野生親緣種，讓作物的演化行為能夠不被人為農業操作影響。使得某些具有良好環境適應力的性狀可以被...