生活應用: 2018

2018年10月3日 星期三

愛玉子護膚產品開發

文章來源:苗栗區農業改良場 

愛玉子為臺灣特有的原生種,將種子與水中搓揉所形成的愛玉凍,為臺灣民間著名的鄉土飲料。苗栗區農業改良場(以下簡稱苗栗場)與中國醫藥大學(藥用化妝品學系)合作,證實愛玉子胚細胞精華可抑制皮膚黑色素形成,同時具有抗氧化、抗光老化、促進膠原蛋白生成、減低紫外光照射後的皮膚發炎及皺紋生成之功能,可有效幫助肌膚的淨白及修復。

該植萃液效果與1mM的熊果素相當,以C57BL/6 小鼠進行動物試驗,顯示低劑量的愛玉子胚細胞精華可改善皮膚組織增厚及暗沉現象,效果優於3%的熊果素。因胚細胞精華液之效果隨著愛玉子不同品系及處理而有差異,目前已朝向品系篩選、製程優化,有效成分分離及護膚複方等方向研發,期能提高其護膚機能活性,開發出臺灣專屬之天然安全植萃產品。

擁有白皙透亮的肌膚為愛美人士夢寐以求的目標,崇尚天然的化妝品成分成為配方主流,過去臺灣的美妝產品大部分仰賴進口,本土品牌與國外產品競爭大不易,亦無法做出市場區隔。愛玉子因授粉問題境外種植不易,國外不易取得原料加工,經過科學驗證,對人體無毒性、穩定性高,少量即具有機能性成效的愛玉子胚細胞精華,具有開發成下一代美白產品之潛力,此套萃取技術及3種護膚產品(面膜、凍膜及精華液)已公告技轉,歡迎對本土性天然植萃應用有興趣的業者洽詢苗栗場。


資訊
單位(或姓名):行政院農業委員會苗栗區農業改良場 盧美君分場長
電話:037-991025#11 電子郵件: lumj@mdais.gov.tw

2018年9月13日 星期四

節能省工之苦茶籽冷乾法

文章來源:林業試驗所 

長久以來農民大多將採收後的茶籽直接鋪在水泥或柏油地面上,以日曬來進行乾燥,這種傳統方法必須仰賴晴天的陽光才能達到預期的乾燥效果。然而此法最大的問題是常受陰雨氣候所影響,使得茶籽完成乾燥的時間難以掌握,尤其臺灣北部10-11月的天氣常常陰晴不定,採收的苦茶生果及茶籽在長時間的乾濕循環下,難以靠天然的力量在短期內完成乾燥。此外,在這樣的曝曬作業環境中很容易讓茶籽遭受污染,往往無法獲得潔淨的茶籽。再者,曝曬作業現場必須有人看守,除了保全考量外,也必須隨時因應氣候變化來機動進行收存及鋪曬,耗費了昂貴的人力成本。

林試所開發的苦茶籽冷乾法在完成乾燥所需的全程時間約僅為傳統日曬法的1/4,且新冷乾法在現場的操作工時僅為傳統日曬法的1/3以下,若將傳統日曬所需的監控及隨時因應天氣變化所需投入的人力也算入,則傳統日曬法所需的操作工時應是本冷乾法的10倍以上。此外,本冷乾法所得的茶籽發霉率低於傳統日曬法,此乃因傳統日曬法總是受天候影響,常使乾燥時程拖延甚長,若暫存空間過於高溫潮濕,就容易使茶籽發霉。

以新開發冷乾法將多批臺灣產的大、小果油茶生果,乾燥到茶籽含水率5.5%所需的平均乾燥時間為5.4±2.0日,故本法對不同種源的油茶生果與茶籽均可達到迅速乾燥的效果,於10天內就可以達到榨油或儲藏的含水分標準(茶籽含水率6%以下)。

聯絡資訊
單位(或姓名):行政院農業委員會林業試驗所 楊正釧副研究員
電話:02-23316898#301 電子郵件:yjc@tfri.gov.tw

2018年9月3日 星期一

利用海洋微藻開發魚飼料,使養殖漁業生產更具永續性

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    
 目前全球人口仍然持續增加,對於蛋白質等營養素之需求將會越來越多,但海洋資源枯竭問題也越加明顯,為有效維持人們所需要的蛋白質來源,近年來利用天然水面或人造池塭進行計畫生產之水產養殖產業成長非常迅速。人工飼料是集約式養殖所不可或缺的生產要素,隨著水產養殖業的發達,水產養殖動物成長所需之食物量也逐漸增加,而魚粉和魚油為魚飼料中主要成分,這些原料來自於海洋捕撈之小型魚類而得,例如鳳鱭、沙丁魚、鯡魚和鯖魚等,預計到2040年,對魚粉和魚油的需求將超過供應量,影響到人類的糧食安全。
 吳郭魚(Oreochromis niloticus)由於有極強的環境適應能力,可存活於高鹽度與溶氧度低的水域中,因此是目前亞洲熱帶地區重點培養的水產種類之一。為了維持吳郭魚養殖所使用飼料的永續性,美國達特茅斯學院(Dartmouth College)研究了使用不同比例的海洋微藻(marine microalga)替代魚粉和魚油的有效性,其中Nannochloropsis oculata能夠提供魚類許多必需胺基酸、礦物質、維生素和Omega-3不飽和脂肪酸等養分,生產時也不需要與農業競爭淡水和耕地,具有良好的發展潛力。
 經過消化率計算後結果發現,可利用N. oculata取代33%魚粉,可使得吳郭魚的體重增加百分比、飼料轉換比(feed conversion ratio,FCR)、比生長速率(specific growth rate,SGR)和蛋白質利用效率(protein efficiency ratio,PER)皆與對照組(魚粉取代率0%)無差異性,並可供給吳郭魚豐富的離胺酸(Lysine)。然而目前生產海洋微藻的成本仍然較高,但微藻生產之副產物也含有豐富的蛋白質,若是可藉由酵素協助副產物分解再用於魚飼料中,則有利於永續性養殖吳郭魚生產。
 此研究團隊早期曾評估另一種海洋微藻Schizochytrium sp.作為吳郭魚飼料的應用潛力,利用其完全取代魚油時,吳郭魚體重增加更多且飼料轉化率更高。未來或許可藉由結合多種海洋微藻作為魚飼料,增進養殖魚業發展的永續性。
 相關研究發表於<Plos One>
資料出處:

2018年8月23日 星期四

木質素加工再利用於燃料電池生產

燃料電池(Fuel cell)是一種透過氧化還原反應,將氧化燃料產生的化學能轉化成電能的裝置,可供給於工業或交通工具等用電需求。常見的燃料包含甲烷、氫氣、醇類等,透過劇烈的氧化反應後會產生水、二氧化碳與部分熱能,由於燃料電池對環境的汙染比起化石燃料更低,因此被視為是綠色能源的一種。
 木質素(lignin)是構成樹木細胞壁重要的有機聚合物之一,具有極高的硬度,在纖維素(cellulose)的黏合下支撐整棵植物的重量。然而,木漿中的纖維素是造紙工業中不可或缺的主要材料,木質素的存在卻反而容易指紙張脆化,因此在造紙過程中木質素便被溶解於硫酸鹽或亞硫酸鹽溶液中排除。一棵樹約含有25%的木質素,若能經過適當方式再度利用,則更有利於環境永續。木質素由豐富的烴鏈所構成,經過分解可產生大量的苯二酚(benzenediol),其中兒茶酚占約7%,瑞典林雪坪大學(Linköping University)認為此類分子是一種可用於燃料電池的替代燃料,因而積極開發利用將其製成燃料電池的方式。
 一般而言,燃料電池常使用鉑作為電極以吸引電子,但鉑為貴重金屬,不但單價高,且不適用於屬於芳香族的兒茶酚燃料電池中,因此該團隊使用導電聚合物PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate)製成適用於兒茶酚的電極與催化劑;根據估算,兒茶酚燃料電池的發電量與現有的甲醇或乙醇燃料電池大致相同。雖然兒茶酚燃料電池未來仍需經過改良才能有效使用在各項需電設施上,但此研究提供了木質素加值利用的新方向,幫助人們更完全利用林木資源。
 相關研究由Digital Cellulose Center (DCC)支持,結果發表於<Advanced Sustainable Systems>。
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2018年8月14日 星期二

農業生態工法 於國外生態農業的應用與發展

生態工法(ecological engineering)的議題大約於60 年代開始被提出,但到西元1989 年才正式被美國大學教授Mitsch 和Jorgensen 定義:「透過設計,讓自然環境與人類雙方都能獲得好處。」生態工法是經由人類主動設計及規劃,尤其當應用此概念在農業上,更需要顧及環境、社會、經濟3 個面向,從農場、農業系統及地景全盤考慮。

農業會對環境和生態造成影響的概念,是近20 年才被喚醒,過去農業生產產生的外部成本沒有被重視及量化,但這些問題卻確實在周遭發生,例如農田中多餘的氮肥會隨水分往土壤下移動,而事實上處理水源中每公斤多餘的氮,成本是買氮肥的10 倍;甚至連地球暖化與農業生產也有關聯,全球農業生產的過程中,產生之溫室氣體占全人類活動的10 ~12%,主要來自於種植過程中投入的能源及多餘肥料的散失,這跟「種植物會吸收二氧化碳及對環境有益」的認知有段落差。

農業生態工法
而生態農業沒有一定的標準,將自然生態系統(natural ecosystem)的概念導入農業生態系統(agro-ecosystem),寬鬆而論,生態農業核心理念較接近「永續農業」,並且利用工程(engineering)規劃整個農場運行,增加生態圈中的多元性、自給率、自我調和力及耐受力,使農業生產與自然生態圈達到合理平衡。

常論述的生態工法指標有:使用耐病蟲害品種、種植周圍陷阱作物及保護帶維持動物相穩定、種植覆蓋作物減少土壤流失及提供有機質、不同科作物輪作、減少耕犁以維持土壤結構、使用多元化有機質、減少土壤流失等方向。

將層次轉換到農場規模時,生態農業要考慮的因子更廣泛,納入評估社會與經濟層面,例如農產品的加值,成為支撐生態農業很重要的關鍵及建構友善與尊重的工作環境。

國際農糧組織(FAO)目前在推廣氣候智慧型農業(CSA, Climate-Smart Agriculture),兼顧糧食生產與其所產生的環境衝擊。相較傳統農業追求的產量與品質,比較的因子較單純,要將生態農業做出全面性的評估有一定難處,主要原因為環境衝擊(environmental impact)相關數據難以蒐集,且通常無法在同一基準下進行比較,一般會以特定昆蟲種類(如天敵)、土壤有機質含量或作物碳足跡等分項論述,但因為不同環境下適合的農業操作不同,所以這也是為何生態工法通常給予方向,但實際作為仍要因地制宜。

生命週期評估(LCA, Life Cycle Assessment)是目前評估作物生產對環境影響較有系統性的方法,將工業產品生產管理的概念帶入農業,從作物生產到販售進行全面調查,並將溫室效應、優氧化、酸化等環境衝擊,以科學方式轉換為一致的比較基準,像是作物生產過程中的溫室氣體有二氧化碳、甲烷及氧化亞氮等,這些都會被轉換成二氧化碳當量(CO2-eq,俗稱碳足跡),目前國際上也在研擬碳稅議題,將環境成本考量納入糧食生產中。

生命週期盡可能將所有影響的因子都進行盤查,也透過資料找出種植過程中對環境影響的熱點(hot spot),再從這部分去改善,ㄧ般而言,農作物生產過程中以田間釋放最顯著。由於無法將人力投入到各種可能改善的農法中進行比較,國外目前亦利用作物模式(crop model),如DNDC模式模擬田間的土壤化學變化,先建構背景參數後,再進行不同模擬,去找到可行的栽培系統,對不同的農業環境提供改善建議,例如調整灌溉模式或施肥方法與時間等,大幅減少發展各地適用的生態農業所需人力與成本。

農業生態系統中,生物相的影響就難以用數據表達,生態農業實際上改善的不僅是農場中的病蟲害,也因改善了環境,而提供生存空間予土壤下的微生物與其他平常不被注意的小生物。

目前有許多研究指出,間作綠籬作物、周圍作物、開花植物等的效果,比在周圍種植不同作物的效果更好。有一派學者推廣在田間種植野花帶(WFS, wildflower strips),野花帶提供了天敵食物,且因為增加生物歧異度,讓靠費洛蒙搜尋標的位置的害蟲找棲地不如以往順利,降低了害蟲族群密度。

生態農業在國外發展的限制
生態農業雖有許多好處,研究顯示提升總體作物產量的也不在少數,不過因為增加了田間複雜度,操作成本因此增加,且因經濟規模較小,使其發展受限,比方說美國的玉米帶主要作物為大豆和玉米,因此主要的銷售通路為收購大豆和玉米,輪作或兼作的不同作物卻無法找到合適通路,且因能源作物興起,更大的經濟利益使玉米帶願意轉型的農民少之又少。

另外,大型商場的拓展也會傾向與大型農場合作,販售成本較低的作物,雖然對環境友善的農產品需求日漸增加,從事生態農業的農友多半只能送往農民市集或生產協會銷售,仍需建立較穩定的銷路,才能確保農民收益並促使更多人加入。

結語
以中小規模的農場發展生態農業為可行方式,像臺灣平均耕地面積較小且地型多變,為適合發展生態農業的地區,簡單運用一些生態工法的概念,讓生態與農業重新找到平衡點,使富饒的土地在未來的日子裡依然能繼續滋養萬物。

文˙ 圖/陳泓如 行政院農業委員會苗栗區農業改良場(豐年6704)

2018年8月11日 星期六

生態農業的興起背景與目的

農業是臺灣引以為傲的產業,過去我們利用各種技術達到人定勝天的成就,讓作物突破時間與地點的限制,透過各種管理技術,增加耕作的頻率與收穫的數量,但偏離自然規律後,承擔的風險也相對增加,只是在可預見的正常氣候下,我們依然能趨吉避凶。但近年來,極端氣候變異的狀況,提升了風險值,風災、寒害、雨澇……每逢天災就造成嚴重損失,而土地過度使用、病蟲害的增加等徵狀,讓人們開始省思,農業的發展方向是否要開始做調整?從人定勝天轉為順天應人呢?

如果順天應人的方向是正確的,那我們應該如何轉換思考方式,去規劃一個適合臺灣發展的農業?生態農業或許是答案之一。

拉大視野看全球,農業不但同樣面臨極端氣候的考驗,據聯合國糧農組織(FAO)2012 年提出的報告,估計2050 年前,人口將會增加1 / 3,全球需再增產60%的糧食,對地球上的淡水、農地等資源供給,形成更嚴峻的挑戰。

集約且永續的挑戰
糧食安全產量的問題不容忽視,因為讓每個人有相同機會獲得充足的食物,可說是基本人權。FAO 提出sustainable intensification——持續且集約的農業概念,為了生產更多糧食,必須密集耕作,但其前瞻的考量是要能永續,也就是避免密集耕作造成負作用,農業必須要找出方法,走出一條可持續發展的路。但如何進行目前仍有不同看法,且需要因地制宜。

臺灣大學農藝學系盧虎生教授在擔任農委會科技處處長時提出了「生態服務型農業」的計畫,談到當時的動機,他回憶道:「2014 年我代表臺灣參加G20 的農業首席科學家會議(meeting of agricultural chief scientists),會中歐洲各國所提到的農業發展策略,就是要符合生態服務型這個前提,這種思維不只在歐洲萌發,在日本也已開始進行,也就是我們常聽到的里山倡議。」這個概念立刻吸引了他的關注,加上當時臺灣氣候災害與日俱增,農業迫切需要轉型。他認為要永續發展,一定要先了解生態究竟提供我們什麼樣的資源?它的界線在哪裡?然後以此前提從事我們的農業發展設計。

東華大學自然資源與環境學系副教授李光中指出,可以想見的是,在21 世紀我們必須同時解決糧食生產問題、支持農民生計、維持生物多樣性及永續生態系統服務功能,要挑戰在同一地理空間中,達成農業土地利用的多元目標。

「但我們是有機會的,相對於全球,臺灣人口正在下降,預估2050 年會減少400萬人口;而與開發中國家相比,我們可以不用如此密集去使用我們的農地。所以,是否可利用此機會,讓人們的需求與生態環境服務的量達到一個平衡呢?」盧虎生覺得我們很幸運地正處在一個改變的關口,一方面學習了解我們的生態,另一方面去研發新思維下的新栽培方法。

農法操作回到初衷
但農業提到生態,難免會讓人聯想到有機農法與自然農法,盧虎生認為,無論何者都須能維持生物間的連結與平衡,並在生態給予的環境下發展才有意義,所以我們要重新思考栽培制度與品種,育種家的思維也要跟著改變,因此,生態服務型農業必須要仰賴科技。如果我們的農業科技發展不好,對環境了解不深,怎麼會知道操作是不是在破壞環境?

從農業的角度要做到適地、適種(品種)、適種(種植)或適養,都要先對生態環境有深度的認識,及有足夠的觀察、記錄與研究。在許多研究中都明確顯示,符合生態要求的作物, 遇到天災時,回復力較佳,脆弱度較低,因此損害也不會太大。這樣的農業安全才會最高、風險才會最低,社會分擔的成本最少。

「自然農法產量低,但販售的價格卻很高,理念上是好的,但對於農藝而言,不建議只停留在這樣的狀態,因為有可能只用到土地潛力的2 分之1,如果有更好的方法,可以再提高產量。因為農業的目的是要提供人類發展,如果一種農業只有高階層的人買得起,是不行的。」盧虎生提出他的擔憂。

在自然農法的發展上,可以更加積極外,對於有機農法則可重新審視,究竟是為了環境有機?還是為了有機而有機?回到原點看看自己的耕作是否有破壞環境,是否合適這塊土地,而不是只強調肥料與農藥是有機的,且有可能肥料與農藥都是國外進口,反而增加了碳足跡。生態服務型農業會進一步講究是否能利用當地的材質來做循環,解決肥料與病蟲害的問題,在一個環境中自成循環。

這個環境將會跳脫單一農耕地尺度,站在更廣大的地景角度來檢視,並規劃不同土地利用間的交互作用,李光中說:「關鍵在於將農業生產環境視為一整體的『農業生態系統』,我們強調地景尺度,也就是強調整體性,以達成多元利用土地的目標。」

臺灣的生態服務型農業其實已在萌芽,且由於多元利用已跳脫農法的範圍,進入農業的領域,漸漸在發展、學習與修正,希望能逐步形成產業規模。尤其在花東地區可看到許多大規模地景尺度的生態系統成形,以花蓮縣豐南村吉哈拉艾聚落為例,其農業地景可延伸至最北邊的支流石厝溝溪流域,一路向下游所形成的梯田、水圳、果園、次生林、天然溪流……等大大小小地景,組成了完整的農業生態系統。

生態農業3 生理念
生態農業有3 大標的:生計、生產、生態,就是為了解決農民生計、農業生產、生物多樣性3 者所遇到的困境。過去實行的許多農業作法,會為了3 者其中1 項而折衷、犧牲,例如為了保護生態環境,而禁止土地農用。而生態農業的目標,就是將這3 者視為可互利互惠的活動,其關鍵在強化農業中的生態系統服務,使永續農業生產、維持生物多樣性、永續農村生計間產生1 + 1 > 2 的加乘綜合效應。便能一石三鳥,同時達成「3 生」目標,與自然共存共榮。

觀察目前國內較大型的生態農業案例,如富興lipahak 生態農場、吉哈拉艾、新社地區等,多與里山倡議有關。里山倡議的目標是兼顧生物多樣性與資源永續利用之間的平衡,其核心概念是「社會-生態-生產地景」,與生態農業3 生理念不謀而合。

生態農業需透過科學的方法、共同的參與觀察,才能確保原有的生態環境;需透過計畫性的生產、銷售的專業,提高產量降低價格,增加附加價值,因此無法由單一農場或耕地獨立完成,管理者需邀集地景區內不同的土地經營者,共同發展可兼顧保育和生產的經營方法,當然也需要公部門的投入。

農委會花蓮區農業改良場於生態農業發展中扮演重要的角色,因為「要達到完善的生態系統服務,必須由在地公部門與民間組織共同努力。」場長范美玲說。如目前正在執行的「新社村森川里海生態農業倡議」,就整合了公部門、社區發展協會、當地部落、學術單位、民間團體等20 個組織共同合作,分別負責農業生物多樣性監測、山林守護、水田和水圳生態工程、農村再生與營造、海堤修建、珊瑚礁生態調查等工作。這些社群擁有越多對環境的所有權,對當地的生態農業經營貢獻就越多。

在國際里山倡議夥伴關係網絡(International Partnership for the Satoyama Initiative, IPSI)全球202 個會員當中,臺灣就占了7個名額,林務局、花蓮區農業改良場、東華大學、中華民國自然生態保育協會、臺灣生態工法基金會、人禾環境倫理基金會、慈心有機農業發展基金會等公部門與民間組織皆積極參與,甚至還組成了臺灣里山倡議夥伴關係網絡(TPSI),共同維護農村、自然地區。

福爾摩沙的重建與再現
大自然正給我們一次新的機會,重新去思考我們與環境的關係,若能成功整合周遭資源、實行生態農業,串起面積破碎的耕作農地,恢復原本地景風貌,也能夠有效增產、維持生計、增加生物多樣性,那麼不但可永續發展,福爾摩沙的美麗風貌也能翩然再現。




里山倡議
以類似日本里山地景的複合式農村生態系為對象,里山倡議的願景是謀求兼顧生物多樣性維護與資源永續利用之間的平衡。不僅著眼全球具重要性之農業文化地景,更關注所有國家一般鄉村社區的生產、生活和生態之永續性,該倡議已成為第10屆生物多樣性公約大會通過的重要決定之一。

生態系統服務
(ecosystem services)

意指人類從生態系中可得到的福利。依據聯合國千禧年生態系統評估組織所出版的《生態系統與人類福祉:現況與趨勢》(Ecosystems and Human Well-being: Current State and Trends),生態系統服務包含下列項目:支持(Supporting)、供給(Provisioning)、調節(Regulating)、文化(Cultural)。

農業生態系統
(Agro-ecosystem)

意指為了生產糧食及其他具社會和環境服務價值的非糧食資源,由人類經營的生物和自然資源系統,包括農作物、牧場、家畜、其他動植物、大氣、土壤和水所組成的耕地,及未經耕作的土地、水系、農村聚落和野生物棲地等較大範圍的地景。



資料來源
採訪/葛晶瑩、張雅茹 
 東華大學自然資源與環境學系副教授李光中、行政院農業委員會花蓮區農業改良場
(豐年6704)

2018年8月2日 星期四

綠茶兒茶素減少動脈硬化的相關機制

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2018/08/01
動脈粥狀硬化(Atherosclerosis)是指血管中因低密度脂肪堆積,產生由脂肪、平滑肌細胞、細胞殘渣、纖維蛋白等構成的斑塊(plaque),使得血管逐漸變得狹窄而缺乏彈性,血壓上升且血流量降低,周邊組織之氧氣與養分供應也會隨之減少。當粥狀硬化發生在心臟冠狀動脈或大腦中,容易造成腦部或心臟缺氧等傷害,若未調整生活作息與飲食,隨著年紀增長,阻塞將愈發嚴重,引發心臟病、高血壓等代謝症候群發生。
 茶是世界上流傳最廣泛的飲品之一,依照製程可區分為綠茶(不發酵茶)、青茶(半發酵茶)與紅茶(全發酵茶)等,其中綠茶含有胺基酸、兒茶素、咖啡因等物質,具有良好的提神、抗氧化、殺菌等效果;目前已有許多研究證實綠茶中的兒茶素能夠幫助預防動脈粥狀硬化與代謝症候群的發生。而英國蘭卡斯特大學(University of Lancaster)針對兒茶素進行研究,發現兒茶素中的表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin gallate,EGCG)於肝素(heparin)存在的狀態下,能夠結合Apolipoprotein A1 fibrils,並增加斑塊溶解度,減少其沉積於血管中的機會。
 由於綠茶中仍含有其他成分,為了從茶中取得足夠的EGCG的情況下可能也使人過量攝取咖啡因而影響健康,因此目前研究正朝如何維持血液中足量EGCG的方向進展。未來或許會稍微修改EGCG的結構,以提高生物利用效果,或是藉由注射等方式準確的將其傳送至斑塊附近。
 相關研究結果發表於<Journal of Biological Chemistry>
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2018年7月16日 星期一

小米、紅藜的過去和未來

小米在臺灣16 族原住民中,幾乎都被視為天神帶來的神聖作物,各族都有與小米相關的神話傳說。布農、排灣、泰雅、魯凱與卑南等族群,都流傳著一粒小米就能煮成一鍋飯,後來因為某些貪心的族人一次煮太多粒,使小米神奇力量喪失的故事,反映出小米作為主食、同時也是救荒植物的重要地位。

在日治時期推廣水稻之前,原住民的主食除番薯、芋頭、旱稻及玉米外,半數都來自小米,小米酒更是祭典中不可或缺的飲品。然而隨著水稻的引進、部落人口外流老化,逐漸轉為耕作機械化程度高的作物等因素,目前全臺栽種面積不到全盛期的二十分之一。但近年小米復耕是文化重建的一環,開始重回部落田間,自2011 年起產量逐年上升,成為雜糧復興的一支生力軍。

常與小米混植的紅藜,因外殼含有微量皂素,會讓吃下種子的鳥類感到不適,因此可達到一定的驅鳥效果,過去原住民多作為酒麴使用。紅藜繽紛的色彩頗具觀賞價值,近年有魯凱族文史工作者認為,它可能就是百步蛇王用來迎娶巴冷公主的七彩琉璃珠。然而這種外觀搶眼的作物,過往學界卻少有研究,直到屏東科技大學教授郭耀綸的一位學生受紅藜豔麗的外表吸引,卻苦尋不知它的正確學名,促成郭耀綸投入相關研究,終於在2008 年證實紅藜是臺灣原生植物,此後紅藜也被稱為「臺灣藜」。

紅藜雖與原產南美洲的「藜麥」不同,但兩種作物主要皆由當地原住民種植,與傳統文化密不可分。隨著紅藜的營養價值逐漸受到重視,八八風災之後,有不少受到重創的原鄉,紛紛選擇它作為主要復耕作物,一串串在田間搖曳生姿的紅藜,除了穩定災後重建的經濟來源,也彷彿彩虹一般,帶來風雨後的希望。

文 林書帆/攝 謝佩穎 (鄉間 4311)

2018年7月5日 星期四

微藻水熱液化工藝廢水處理

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    
 生質能源發展為近代積極探討之生物資源利用的研究之一,動植物油脂、植物纖維素與微生物多醣均可作為生質燃料的轉化原料,但使用動植物來源可能會影響人類的糧食安全,因此各地也正積極開發微生物作為替代原料。微藻(microalgae)是一類生長快、光合作用效率高、處理污水效果好、油脂等有機物含量高的自營生物,其細胞生理反應所產生之多種代謝產物於食品、醫藥、基因工程等領域皆具有良好的開發潛力;此外,微藻油脂精煉後還可做為生質柴油原料。
 近年來,微藻水熱液化(Hydrothermal liquefaction,HTL)因具有直接加工產油的優勢,逐漸獲得學界與產業界的青睞,但HTL過程中所產生的廢水會增加作業處理成本,因此一直無法成為商業化發展技術。HTL廢水中除了含有豐富營養,同時也有反應過程產生的水與萃取油質後所留下的高濃度酚類、重金屬、碳氮雜環類物質,這些具有生物毒性的物質阻礙了廢水直接循環利用於微藻養殖的可能性,排放到環境中也會造成一定程度的汙染;因此傳統上以活性污泥法進行水質處理,不但平白浪費水中的營養物質,工廠還需額外付出活性污泥法處理之設備與場地成本,基於成本與永續性的考量,如何完善利用與處理廢水實為一大考驗。中國南昌大學透過調整HTL參數、菌種篩選及馴化、藻菌共培養等方式,強化系統中的生物多樣性,憑藉多種生物間的交互作用,逐漸減少水中抑制物質的濃度,探討成功利用廢水作為微藻養殖利用之潛力,在生產微藻的同時也能循環利用水資源,加速微藻水熱液化生物質能產業的發展。
資料出處:

2018年7月3日 星期二

桑樹施用殺菌劑可能減少蠶絲生產

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2018/07/02
 為了維持產量與農產品質,慣行農業使用大量農藥控制田間病蟲害與雜草,殘留於環境中的藥劑除了破壞田間的生物多樣性,也影響了以植物花蜜為食物來源的蜂群;因此近幾十年來,推行有機農業的有志之士紛紛鼓吹減少農藥使用,以挽救迅速減少的蜜蜂數量,使農業得以永續經營。然而,另一種同樣受到藥劑嚴重影響但卻常被忽略的昆蟲則是生產蠶絲的家蠶(silkworm,學名:Bombyx mori)。由於桑葉為家蠶單一的食物來源,因此附近田區所噴灑的農藥或殺菌劑或許不利於家蠶成長,因此巴西聖保羅州立大學(São Paulo State University) 農業與技術科學學院本次探討廣泛於田間噴灑的pyraclostrobin對家蠶粒線體產生的影響。
 Pyraclostrobin屬於strobilurin類的化合物,於環境中不易降解,可抑制真菌細胞內粒線體的呼吸作用,除此之外還能延緩葉片衰老,並強化田間作物對氧化壓力的耐受性,因此做為田間廣泛使用的殺真菌劑;而桑樹種植時也會使用pyraclostrobin提高桑葉產量和品質,以供給家蠶足夠的養分。研究人員嘗試於桑葉上施用不同劑量之pyraclostrobin,於30天後餵食五齡蟲,並觀察蟲體採食量與死亡率,並評估蟲體頭部與腸道的粒線體,發現桑葉施藥量為200 g/ha時可於蟲體內測得50μM的含藥濃度,雖然蟲體不會立即死亡,但餵食施藥後的桑葉會使得蠶繭重量下降,顯示食用含有藥桑葉後,pyraclostrobin可能藉由抑制頭部與腸道的粒線體活性而對蟲體產生潛在性的不良影響。
 雖然使用農藥有助於提升植株的健康狀況,免除病蟲害的侵擾,但也需考量藥物對食用植株的經濟動物可能造成的反應,以免造成原有經濟效益之破壞,相關研究發表於<Journal of Economic Entomology>。
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2018年6月24日 星期日

在海底種菜不是夢

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    
 根據聯合國糧食及農業組織預估,2050年全球人口將成長為97.3億人,為維持農業發展與糧食供給,需要增產50%之食物、飼料與生物燃料。為因應此一情形,義大利海洋珊瑚礁集團(Ocean Reef Group)於2015年募集超過30,000美元資金,資助尼莫菜園(Nemo’s garden)水下種植研究計畫,並於2018年4月進行運營。
 此項計畫創始人為Sergio Gamberini與Luca父子,他們在義大利北部海底,放置5個透明的生物球(氣球形狀吊艙),每個容量2,000公升,內部充滿空氣,以鍊子固定於海床上,浮動於6~10公尺深處,吊艙中可容納8-10個托盤或22個植物盆,成為尼莫菜園,由合格的潛水夫擔任農夫的工作。此外,由於海水會阻擋調植物行光合作用所需之紅光,因此栽種植物的深度目前不會超過水下5-8公尺處。艙內不僅種植著蔬菜和水果,同時具有海水淡化的功能,陽光照射使吊艙溫度高於外部,造成海水蒸發後水氣凝結於吊艙屋頂,滴下來的淡水可用以澆灌植物。
 自2012年開始,尼莫菜園已種植30種以上各式蔬菜沙拉、草藥、花卉、水果(草莓)等農產品。與陸地植物相比,雖然水下種植的農作物生長較不茂盛,但是生長速度卻比陸地植物更快。比較水下種植農作物的特性,以羅勒為例,經義大利農業研究中心(Centro di Sperimentazione e Assistenza Agricola,CeRSAA)檢測,證實其與陸地上生長的羅勒特性相同。
 海洋珊瑚礁集團針對尼莫菜園採用環保設計理念,利用綠色能源,供應菜園與系統監控所需電力。並於生物球形狀構造、工程、技術與生長條件等各方面,收集大量研究數據。未來將針對不同季節之水下機械阻力與節省經濟成本方面,進行更深入研究。期許透過此項研究計畫,未來能應用於開發大型水下農場、水下觀測站與科研實驗室等設施,為人類日益短缺的糧食問題,提供創新性的解決方案。
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2018年6月20日 星期三

酵母與植物萃取物作為鮭魚功能性飼料之潛力

 由於水產養殖需求與產量不斷擴大,因此維持良好的生長環境與相關的福利也日漸重要。其中養殖型鮭魚可能因過度密集的養殖環境而威脅到健康狀態,故適當使用功能性飼料除了可改善基本的營養需求,也能間接提升魚群的健康狀況;然而,至今尚未有研究評估功能性飲食對養殖環境擁擠的鮭魚影響情形。
 功能性飼料包含酵母菌、植物萃取物、礦物質、藻類萃取物或其他益生菌等,種類繁多。其中普通聖約翰草具有豐富的抗氧化物質,檸檬香草能夠減緩發炎反應,迷迭香則能鎮靜安神,而Xanthophyllomyces dendrorhous屬於一種商業應用的酵母菌;因此來自智利與西班牙合作的研究團隊分別使用X. dendrorhous酵母菌與上述三種植物來源做為功能性飼料,評估這些飼料是否能有效改善大西洋鮭魚的免疫系統。
 實驗魚先餵食30天的功能性飼料,再承受10天的環境壓力,並於第20、30天及實驗結束時取出部分魚體樣本以檢查其免疫狀態。實驗結果發現,餵食兩組功能性飼料皆能有效提高鮭魚部分免疫基因的表現量,並減輕因環境壓力所造成的氧化損傷,及發炎反應的產生。然而,要得到健康且品質良好的養殖水產,除了使用營養豐富的飼料維持動物健康,健康種苗、良好的水質條件及合理的放養密度也是不容忽視的重要因素。

2018年6月11日 星期一

影響微生物生長的因子

我們了解食品一旦受到微生物汙染,可能會導致食用後造成健康上的危害,因此在食品的製作上,就必須多加考慮如何減輕微生物的汙染。在食品的各種性質中,跟微生物生長最有關係的有兩樣,一樣稱之為「水活性」另一項則為「酸鹼值(pH 值)」。他們兩者的交互作用,將會影響微生物在食物中是否容易繁衍,也決定了食品加工時所須採取的殺菌強度。

水活性在科學上的定義為:「一個固定的物體跟純水在同一個溫度下,放進同體積的密閉容器之後,所達成的飽和蒸氣壓的比值。」這段定義聽起來非常的學術,而且不容易理解,因此用另一個簡單的方式說明:「食品裡面的水可以被微生物自由使用的容易程度,1 為最大值。」

水活性的高低,會決定微生物容不容易在這個環境中生存,一般的生鮮食品,在室溫下的水活性幾乎都有0.95 以上,而水活性越低,對於微生物來說便是越不易存活的環境。常見的致病類細菌在水活性0.9以上可以正常存活,比較特殊的是金黃色葡萄球菌,可以耐受到0.86,而黴菌大多要到0.8 以下才會停止生長。

水活性的測定必須以專業的儀器進行,因此一般的小型加工者比較不容易掌控,並不是外表看起來含水量高或是液體的食品水活性就高,以蜂蜜為例,因為蜂蜜是高濃度的糖類聚集而成,雖然外表是液態,但是水活性幾乎都不到0.7,因此,如果家中的蜂蜜在密封狀態下出現發黴的情況,很有可能就是摻了水的假蜜。

酸鹼值比起水活性而言,對於小型生產者是比較容易掌握的,僅需要用酸鹼試紙,或是要求更精確的攜帶式pH 計就可以測量。一般的致病微生物生存的門檻大約在pH 4.6 左右,所以在加工的時候,可以透過選擇原料的酸度、額外加酸等手段,調整最終產品的pH 值,或是直接生產會自行產酸的產品,例如泡菜利用乳酸菌產生乳酸以降低整體pH 值。

在各類食品的安全檢測上,有一個重要標的──肉毒桿菌。由於肉毒桿菌毒素的毒性非常強,不能允許其在食品內繁衍,所以在許多國家都設立了水活性低於0.85以及pH 小於4.6 的安全門檻。在這個安全門檻下,肉毒桿菌會以孢子的形式存在,不會活化產生毒素。

依據水活性與酸鹼值兩項要點,可做出一個簡易的圖形(如附圖),以水活性0.85和酸鹼值4.6 為原點,劃分出四個區塊:1.水活性大於0.85,酸鹼值高於4.6,稱為低酸性食品 2. 水活性大於0.85,酸鹼值低於4.6,稱為酸性或酸化食品 3. 水活性小於0.85 的兩區皆屬於低水活性食品。

pH 小於4.6 且低水活性食品是微生物風險最小的食品,只要把握住衛生原則,就可以安全地生產,例如乾燥水果、蔬菜等,水活性都在0.6 左右,微生物難以生長。酸性食品在良好的操作下,也可以在小生產者的環境下生產。至於低酸性食品,是風險最高的類別,因為成品環境非常適合微生物生存,要長期保存的話,必須經過嚴格的殺菌手續。水活性低於0.85 的產品,還是有被黴菌感染而後腐敗的風險,但是腐敗是顯而易見的,因此不易因誤食造成健康風險。

在生產低酸性產品時,大多需要用「商業滅菌法」來進行殺菌,大略的要求為必須在滅菌釜裡以攝氏121 度的蒸氣維持15分鐘以上,並且以密封罐頭盛裝,才能在常溫中存放;不然就必須保持在低溫狀態,且保存期限較短,例如新鮮果汁。通常一般的小農手中並沒有可進行商業殺菌的設備,僅僅靠著沸水殺菌是完全不夠的。在風險預防的前提下,實在不宜挑戰自行加工成低酸性食品,而衛生法令也規定,低酸性食品必須在設備完善的加工工廠才能製作。

小生產者在選擇自行加工農產品的時候,選擇適當的產品是很重要的,表1 是一些常見的原料概略pH 值,可供小生產者在選擇品項時參考。以下也列出一些常見的農產加工品需注意的事項:

1. 果乾、菜乾類產品只要烘乾,水活性就能降至0.85 以下,屬於安全加工。
2. 果醬類產品由於沒有測量水活性的儀器,建議將糖度提升至60 度以上,並且在最終冷卻裝罐之前,先以pH 測量計或試紙測試酸鹼度,確認pH 值在4.6 以下再進行裝罐,否則需要調整製程以降低pH 值。
3. 水果酒需有財政部核准的酒製造業許可執照才可進行加工,執照核准過程即會對生產設施和操作進行審查。
4. 水果醋的水活性雖然較高,但因pH 值均低於4.6,屬於安全可生產的產品。
5. 醃漬類產品以水果蜜餞、臘肉等為主,但須注意糖或鹽的分量必須足夠。由於小農對於水活性的控制不易做到像食品廠ㄧ般精準,如果想做減糖或低鹽配方,很容易產生風險,因此非常不推薦自行操作。
6. 果汁系列的產品必須由專業加工廠代工,小農本身的加工室對於溫度和微生物的控制不夠好,容易發生危險。

農產加工是處理格外品以及賦予農產品新價值的重要手段,希望小生產者在產品加值過程中能夠體認對於食品安全的控制因子,謹慎選擇符合自己加工能力所能處理的品項,製作出兼具美味、文化與安全的產品。
表1. 常見的食品原料酸鹼值(pH 值) 概略範圍
品項pH 值品項pH 值
檸檬汁2.0 ~ 2.6木瓜5.2 ~ 6.0
蘋果3.1 ~ 4.0甘薯5.3 ~ 5.6
柳橙汁3.3 ~ 4.2洋蔥5.3 ~ 5.8
鳳梨罐頭3.4 ~ 4.1菠菜5.5 ~ 6.8
香蕉4.5 ~ 5.2牛奶6.4 ~ 6.8
胡蘿蔔4.9 ~ 5.2全蛋7.1 ~ 7.9

文‧ 圖表/林弘仁 臺大農業規劃發展研究中心(豐年6621.6622)

2018年6月6日 星期三

魚肉中的蛋白質能幫助預防帕金森氏症

文章來源 : 農業科技決策資訊平台   

帕金森氏症(Parkinson’s disease)是一種慢性中樞神經系統退化疾病,多發生在老年人身上,由於病患腦內黑質(Substantia nigra)中的多巴胺神經元退化或受到破壞,使得這些細胞無法分泌足夠的多巴胺(dopamine)供神經傳輸之用,導致四肢顫抖、動作遲緩與肌肉控制不良等臨床症狀,嚴重時會影響病人的生活起居與心理狀態。目前尚未確認此疾病發生的原因,只了解病程進況與類澱粉蛋白(amyloids)堆積有關;而除了帕金森氏症外,阿茲海默症(Alzheimer's disease)或其他多種神經性退化疾病也會因腦中堆積類澱粉蛋白(amyloids)而導致腦神經破壞。
 魚肉為人類補充優良蛋白質的來源之一,且富含多種不飽和脂肪酸、維生素與礦物質等營養,部分研究也發現,攝取較多魚類的個體發生帕金森氏症與阿茲海默症的機率較低。由於魚體中的小白蛋白會引發部分人體的過敏反應,因此可推測其與人體蛋白質可產生交互作用,進而影響生理反應。瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology)的研究指出,魚肉中的小白蛋白(Parvalbumin)有助於減緩與帕金森氏症相關的蛋白質結構形成。小白蛋白是一種小分子蛋白質,多半存在於肌肉、大腦和內分泌相關組織中,涉及許多與鈣結合之相關生理過程,常見的魚類包含鯡魚、鱈魚、鯉魚、鮭魚和鯛魚等皆具有豐富的小白蛋白。研究人員發現,鱈魚β-小白蛋白(Gad m 1)可以與α-突觸核蛋白(alpha-synuclein)結合,減少α-突觸核蛋白於大腦中堆積之情況。 
 憑藉著健康的糧食、科學發展與日益精進的醫療技術,人類平均壽命將逐漸延長,如何減緩與治療退化性神經疾病為未來社會中的重要課題,作者也將持續研究魚小白蛋白在人體中的輸送與影響範圍,了解其作用機制。
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2018年6月3日 星期日

控制可可豆烘烤條件能夠增進食用益處

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2018/06/01
 巧克力來自於熱帶作物可可(Theobroma cacao),含有鐵、鈣、鎂、鉀、維生素、維生素、可可鹼與多酚類(polyphenol)化合物,經過可可豆分離、發酵、日照曝曬、脫皮、烘烤、研磨再定型等多種步驟後才能作為食用原料,常作為食品中調味或直接食用等用途。其中多酚類化合物對抗氧化、降血壓、防止動脈硬化具有一定效果,但可可在經過烘培處理時,高溫會破壞內部所含的多酚類化合物,削減可可原有的營養價值,故研究適合人體利用的的烘培溫度有助於提高食用巧克力對人體的益處。
 美國賓州州立大學(Pennsylvania State University)指出,控制可可豆烘烤的溫度和時間能夠保存甚至提高某些生物活性和抗氧化化合物的效用,並同時維持巧克力的美味與香氣。透過控制不同的烘烤溫度與時間,搭配TPC(total phenolic content)分析、GC–MS(gas chromatography–mass spectrometry)分析與Pancreatic lipase assay分析,發現於150℃ 以上烘烤會提高兒茶素(catechin)和原花青素(proanthocyanidin)六聚體及七聚體的含量,這些原花青素抑制胰脂肪酶的能力更好,有助於減少降低脂肪在腸道中分解成脂肪酸,降低人體吸收脂肪酸與肥胖的機會。
 因應國際間逐漸看重農產品機能性與加工步驟間的關係,作者未來推測將會有更多人關注加工影響食品健康度的相關議題。相關研究發表於<Food Chemistry>
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2018年5月31日 星期四

與時尚結合的生物複合性材料

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2018/05/31

 時尚產業背後所衍生的是大量的產品浪費,只有速度夠快,才能將流行元素及時展現給消費者,但也嚴重打擊環境與地球生態的永續性。長期以來人們已累積了快速方便的消費習慣,從源頭改變消費者觀念具有難度,但若是能改造現有材料,就能加速產品的分解速度,丟棄的產品就不再成為大量的掩埋垃圾。
 美國特拉華大學(University of Delaware)的學生使用蘑菇、雞毛和紡織廢料創造一種複合材料,製作成可經生物降解的鞋子,產品原型包括菌絲製成的鞋底,上頭覆蓋著純棉材質與非動物來源的「素皮革」。為了生產這種特殊的複合材料,他們嘗試種植不同種類的蘑菇,等待菌絲體生長纏繞,而生長基質則由雞羽毛及紡織廢棄物構成;此三種材料在鞋底模型中彼此交錯混和,就能夠形成堅固耐用的鞋底,此外他們更利用名為smocking的縫紉技術將材料縫合,形成一雙嶄新的鞋子。
 由於特拉華州是美國最大的肉雞生產地之一,具有充足的羽毛來源;而此創新想法更結合肯尼特廣場的菲利普斯蘑菇農場的農業廢棄物再利用,除了幫助強化當地廢棄物永續利用,也能解決時尚服飾所衍生之環境問題。相關的原型產品展示於國家永續設計博覽會,並得到了聯邦環境保護局(Environmental Protection Agency,EPA) 之People, Prosperity and the Planet (P3) grants program計畫支持,獲得15,000美元。

2018年5月28日 星期一

GBIF

database of native plants in Taiwan
http://www.hast.biodiv.tw/Announce/newsE.aspx

TaiBNET
http://taibnet.sinica.edu.tw/home_eng.php?
ITIS
https://www.itis.gov/

cryobank sinica
http://cryobank.sinica.edu.tw/eng/index.php

FishBase
http://www.fishbase.org

Taiwan fishdb
http://fishdb.sinica.edu.tw/eng/home.php

GISD
http://www.iucngisd.org

EOL
http://www.eol.org/

TaiBIF
http://www.taibif.tw/en

common shells of word
http://shell.sinica.edu.tw/english/shellbase.php?pageNum_Recordset1=0&totalRows_Recordset1=8827
Explore The Largest Natural World Encyclopaedis Onlinehttps://www.arkive.org




PLOS
https://www.plos.org/



GBIF | Global Biodiversity Information Facility
https://www.gbif.org/

2018年5月25日 星期五

透明且如鰻魚般柔軟的水下機器人

文章來源 : 農業科技決策資訊平台 

介電彈性體(Dielectric elastomers,DE)是一種新型材料,只要加上電壓就能使此材料發生形變,具有重量輕、價格低、運動靈活、易於成形和不易疲勞損壞等優點,能夠用來製作柔軟、輕巧的人造翅膀或是軟性機器人。介電彈性體致動器(Dielectric Elastomer Actuator,DEA)則能將電能轉化為機械能,不但產生噪音低,且驅動變化大,適合用於人造肌肉製作。
 美國加利福尼亞大學(University of California)利用DEA做出透明的鰻魚機器人,可有效減少螺旋槳噪音對海洋生物的影響,便於進行水中觀察並降低機器人活動時對生物的傷害。此機器人裝有電線,可施加電壓到周圍海水及人造肌肉內部的水囊中,使得海水帶有負電荷,而機器人內部肌肉則有正電荷。電荷影響導致機器人肌肉彎曲,幫助機器人進行游泳運動;此外,這些電流變化十分微小,不會危害到周圍的水中生物。此鰻魚機器人最大游泳速率達到1.9毫米/秒,弗勞德效率(Froude efficiency)為52%,在可見光中平均透明度為94%,近似於海洋鰻魚(leptocephalus)。
 此研究最大的突破在於使用環境作為機器人設計的一部分,同時也簡化了裝置,而人造肌肉內的腔室也可填充螢光染料,以利於在水中追蹤機器人動態。除了實驗室測試外,此機器人也於斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)的水族館進行測試,未來將持續改進機器人的潛水深度與增強結構穩定性,強化機器人的利用性。

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2018年5月23日 星期三

龍鬚菜栽培及合理化施肥

梨瓜(Sechium edule (Jacq.) Swartz.),又名隼人瓜佛手瓜香櫞瓜等,為葫蘆科多年生宿根蔓性植物,原產於中南美洲,西元1935 年引入台灣。

「龍鬚菜」是梨瓜植株的嫩梢部分,全年皆可生長,是重要的夏季蔬菜,近年來嫩梢栽培面積日漸增多,以花蓮地區生產面積最大,約維持在80 到120 公頃。

梨瓜根系發達,莖部圓形,蔓長可達10公尺以上。葉互生,全緣,深綠色,稍有茸毛,掌狀五角形,與捲鬚對生。雌雄同株異花,蟲媒花。果實梨形,果面有5條縱溝,果皮綠色至乳白色。種子卵形扁平,與果肉不易分離,不具休眠性,未熟果能發芽,種皮無控制種子內水分損失之功能,因此種植時需連果實一起栽植。

目前臺灣僅兩種栽培品種,分別為綠色種及白色種,皆可再分為有刺種及無刺種,作為葉菜類栽培時應選擇無刺種較適宜。

氣候條件
龍鬚菜性喜溫暖而雨水分布平均的氣候,生育適溫為攝氏18 到28 度,12 度以下停止生長,溫度超過攝氏30 度以上時生長勢較弱,可短暫耐受40 度的高溫。適合中等日照,稍耐陰,日照過強及日照時數過長反而會抑制生長。

在溫暖而無乾季的地方,龍鬚菜為多年生植物,可作為宿根栽培葉菜類。花蓮地區栽培時僅在冬季及春季結果,可夏季採收嫩梢,冬春採果實,一舉兩得。

土壤條件
龍鬚菜對土壤適應性較廣、選擇不苛,pH 值在5.5 到7.5 之間皆可適應,但以種植於含有多量腐植質、保水力較強的壤土或黏質壤土較為理想。性忌乾燥,但田間不宜積水,地下水位高之田區須注意排水,或築高畦栽培,否則生育不良。

栽培管理
1. 繁殖與催芽
龍鬚菜繁殖法有實生、分株及側枝扦插等方式,一般多採用實生,植株生長較佳。

因種子與果肉較不易分離,故實生繁殖會將種子與果實一起種植。栽培用的種果,應選自母本強健、豐產和品系優良的植株。最好實施人工控制授粉,以確保品系之純正。

種果最適採收期在開花後的40 到50日,此時果面凹凸明顯並有光澤,果皮強韌不易劃破,已達充分成熟。有些果實老熟時,在植株上即會發芽露出子葉。

小面積栽培時,可採發芽果實直接種植。扦插則以健壯之蔓為插穗,每穗2到3 節。

梨瓜因為果肉相當厚,種植後需經1個月以上才能發芽。若不先行催芽,果實常在未發芽前就先腐爛。所以除了子葉已露出的種果可以即時種植外,其他種果最好先行催芽,再行播種。

催芽時將種瓜放於紙箱並置於暗處7至14 天,待子葉長出後,再移到本田;或利用銳利小刀,沿果部的凹溝切傷,使子葉容易抽出,亦可促進發芽。

2. 種植時期
龍鬚菜雖然一年四季均可播種,但以10 月至翌年3 月較適宜。若於夏季高溫期播種,則種果成活率較低,容易造成缺株。

3. 整地及播種
本田深耕耙平後,按行距1.2 至1.5 公尺開溝,將基肥施入溝內並充分與土壤混合後作畦。畦面呈弧形,以利排水,地下水位高的地區尤其應築40 公分深以上之高畦。

作畦後按株距0.3 至0.6 公尺挖淺穴,將已萌芽之種果斜放,一半埋入土中,子芽部位朝上露出土面,不可被土埋沒,以免子芽腐爛。

每一土堆或每穴種植一株,播種後需灌水,日照強的季節可遮蔭以利成活。新植園地或多年生栽培圃若發生缺株,應盡早補植,以免影響產量。

4. 遮蔭及敷蓋
龍鬚菜以採用匍匐栽培較多,為防止種果凋萎,播種後最好用稻草敷蓋在種果上方遮蔭。至幼株成活後,植株周圍30 公分內可敷蓋一層稻草於土表,以減少水分的蒸發及雜草的生長。

(1) 灌溉
龍鬚菜生長力旺盛,葉面蒸發量亦大,必須充分灌溉以保持土壤經常濕潤。灌溉時間以早晨或傍晚為佳,高溫期如夏季中午應避免畦溝內長時間積水。

(2) 整枝
主蔓長至50 公分時,實行第1 次摘心,也就是第1 次採收。第2 次以後的摘心採收,視植株生長勢而定,務必考慮植株上所留葉片的數量,是否足夠維持光合作用,在不影響植株生育的情形下,才可採收嫩梢。

(3) 更新
龍鬚菜是多年生作物,環境適宜時可宿根栽培採收多年,如發現嫩梢產量明顯下降且變短或變小,則應廢耕。因龍鬚菜忌連作,故應於其他田區重新種植,原地則可改種其他非葫蘆科(瓜類)作物。

施肥推薦
龍鬚菜為宿根連續採收型之葉菜類,在作物施肥手冊中並無肥料推薦。經田間訪查及肥料試驗,並參考同為宿根連續採收型之葉用甘藷及蕹菜推薦量,折衷以300-120-360 公斤/公頃/年為目標推薦量。
1. 基肥
每公頃以含三要素平均之腐熟堆肥至少10 噸以上,以及相當於25-120-30 公斤之化學肥料作為基肥,於作畦前條施於畦溝或全面撒施,與土壤充分混合後再作畦,以利長期採收。上述肥料用量換算為常用單質肥料為120 公斤硫酸銨、660 公斤之過磷酸鈣、50 公斤氯化鉀。

2. 早期追肥
早期追肥可以環施、條施或撒施等方式交替為之,施肥後須覆土。環施時,沿距植株基部約10 至30 公分處,將追肥施用一圈;條施時沿畦面邊緣帶狀施用;撒施則全區全面平均施撒。三者於施肥後皆需以中耕機進行覆土作業。

第1 次追肥於第1 次摘心後施用,其後每20 至30 天約每公頃施用相當於25 公斤氮素及30 公斤氧化鉀為追肥,但應視天候及植株生育情形,酌予增減施肥量。上述肥料用量換算為常用單質肥料,為120 公斤硫酸銨或50 公斤尿素,以及50 公斤氯化鉀。

3. 後期追肥
後期地上部覆蓋良好時,環施及條施作業不易,亦可選擇以液肥與撒施交替使用。

具發展為有機葉菜類的潛力
龍鬚菜全年皆可生長,尤其在高溫的夏季蔬菜短缺時,是重要的菜源。又因其較少發生嚴重病蟲害,一般栽培時也很少施用藥劑,而且根系發達,種植初期僅需除1、2次雜草,成活後生長勢強,覆蓋快速,無需擔心雜草問題,可說是完全符合有機栽培的條件需求,極具發展成主要有機葉菜類的潛力。

轉貼:花蓮區農業改良場(豐年6621.6622)

2018年5月20日 星期日

穀類紅寶石-紅藜營養價值高

臺灣藜俗稱「紅藜」,為臺灣特有種原生植物,以臺東縣及屏東縣栽培最多,為原住民族傳統栽培的作物。紅藜果穗及葉片色彩繽紛、籽實營養豐富、無重大病蟲危害,是一值得加以發展的特色作物。

  據屏東科技大學分析,紅藜蛋白質含量高達14%,與小麥相當,為白米的2倍;膳食纖維亦達14%,為燕麥的3倍,地瓜的6倍;礦物質方面,鈣含量特別豐富,高達2,523 ppm,為白米的50倍,燕麥的23倍;鐵與鋅的含量也很高,分別為地瓜的11倍與8倍;也含有少量的硒與鍺元素,並具有高量人體無法自行合成的必需胺基酸,如離胺酸、纈胺酸和組胺酸等。其離胺酸(lysine)為稻米的5倍,離胺酸可幫助鈣質吸收,促進膠原蛋白合成,幫助抗體、荷爾蒙及酵素的製造,所以米製品中若添加紅藜,可以彌補離胺酸的不足。

  此外,紅藜富含POD(peroxidase,過氧化酶)、CAT(catalase,過氧化氫酶)、SOD(superoxide dismutase,超氧化物歧化酶)等三種抗氧化酵素,這些經實驗證實有助於預防老化、降低心血脂。總酚含量高,為白米的100倍以上,具有養生保健作用,是現代人養生最佳天然食品。

  紅藜食用方式通常與白米飯一起煮,假如一餐飯是2杯白米,可加入紅藜1/10-1/5杯,亦可煮成粥,製成飯糰、麵包、沙拉、祈納福等食品,大人、小孩常吃紅藜養生營養又健康。

文章出處:臺東區農業改良場

2018年5月17日 星期四

豬隻專用的冷卻墊

文章來源 : 農業科技決策資訊平台    2018/05/17



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歸功於現代繁養殖技術的進步,母豬一胎可以生出數量較多的小豬,泌乳量也較多;但為了維持小豬的存活,母豬需要進食更多飼料以產生母乳,這也容易導致母豬的體溫增加,現今母豬的產熱量比1980年代的母豬高出55%-70%。由於豬屬於恆溫動物,皮下脂肪較厚且汗腺不發達,不容易通過皮膚散熱;一但豬隻體溫過高就需要減少進食量或是以喘氣散熱,遇到炎熱潮濕的夏季有可能導致豬隻中暑、性慾降低、泌乳量減少、難產或流產等情形。根據估計,美國豬肉產業每年須付出超過3.6億美元的成本以解決豬隻熱緊迫( Heat Stress )的問題。

 使用空調冷卻整個房間或畜舍花費的電費較高,且降溫速度緩慢,不但不符合經濟效益,也不符合聯合國所提出之環境永續目標。美國普渡大學(Purdue University)農業及生物工程系開發出一種豬隻專用的冷卻墊,將2英尺×4英尺的鋁板架設於高密度聚乙烯底座與銅管上,並加裝監測溫度的傳感器,需要散熱的母豬能躺在散熱墊上,藉由傳感器決定何時更換銅管中的冷水,以保持母豬體表涼爽。在高達35℃的環境溫度測試中,母豬呼吸次數可從每分鐘120次呼吸降至45次,且冷卻墊可明顯降低母豬的陰道與直腸溫度,冷卻水流速越快,效果越佳。此外,由於散熱墊面積只能容納一隻母豬,因此需要保溫的小豬在餵奶時不會直接接觸到冰冷的散熱墊。面對全球暖化,使用此散熱墊可以減少豬隻降溫所需的能源與相關成本,目前開發者正積極找尋相關的技術授權管道,相關論文則發表於〈The Professional Animal Scientist〉、〈Applied Engineering in Agriculture〉及〈Livestock Science〉。