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什麼是高粱色?循環農業讓高粱變身天然棕色染劑!

什麼是高粱色?循環農業讓高粱變身天然棕色染劑! 編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑、張瑞玶


高粱,外觀看似珍珠白的北非小米,不但具有保健食品的功效、還可提供家畜飼料來源以及生產生質能源,多用途的價值因而讓高粱逐漸受到各國農業的重視。高粱具有耐旱特質,一直以來也是世界許多地區的主要糧食,而美國則將高粱作為甜味劑與家畜飼料之來源。


圖片來源: ECO AGRO

隨著世界各地對穀物需求量的快速增長,這些穀類廢棄的數量也隨之增加。為了減少農業廢棄物,科學家們也正致力於農業廢棄物應用之研究,包含食用色素與廢水淨化等議題。


作為世界主要糧食作物之一的高粱,同時也是研究主角,科學家們試著從高粱的殼中找到可作為服裝染劑之用途。研究人員將稻殼萃取物添加於羊毛材料中測試顏色變化,結果發現,稻殼萃取物不僅改變了棕色系的各種色調,即使羊毛材料經過30週期的反覆洗滌、摩擦與熨燙,染料仍然具有良好的色牢度,研究結果刊登在2017年5月的ACS永續化學與工程期刊。




圖說:上排(a)(c)(e)為高粱製成的棕色服飾染料,下排(b)(d)(fy則為)合成染料的顏色,二者看起來的差異不大。圖片來源: American Chemical Society

資料來源: 每日科學 May 24, 2017   Sorghum: Health food sweetener and now, clothing dye

基因編輯2.0 ,研究顯示在胚組進行織基因編輯,能更有效的改變植物性狀!

基因編輯2.0 ,研究顯示在胚組進行織基因編輯,能更有效的改變植物性狀! 編譯 張瑞玶/編輯 柴幗馨


基因編輯技術的發明源自於細菌的防衛系統,當細菌受到嗜菌體侵犯感染時,會複製一段來自嗜菌體的核酸序列,並保存在細菌自己特定的基因組之中。這些特定基因組像是「通緝犯資料的檔案櫃」,內藏各種嗜菌體的核酸序列的「犯人資訊」。此後只要有相同的核酸序列出現在細胞內,細菌便會出動自己的「編輯系統」,將特定序列剪切或是修補回正常的序列。

1970年代,分子生物學家把這套細菌的防衛系統,以基因工程的方式,轉殖到模式植物-阿拉伯芥中,成功的創造出「具有基因編輯系統的基改植物」。接著他們開始跟育種家合作,將基改技術與傳統育種技術互相融合。利用基因編輯改變作物的性狀,再透過自交與回交等育種方法,成功獲得「沒有外源基因」,遺傳背景與傳統作物完全相同的「非基改」作物。

(為什麼基因編輯技術能產生與傳統育種一樣的「非基改」作物?)

然而這項技術在不同的作物的編輯效率各有落差,甚至出現了開花器官無法產生編輯效果的問題。來自日本的研究團隊,便設計了特殊的啟動子(一段促進基因表現的序列),讓基因編輯效果大量發生在花器中,成功提高基因編輯技術在開花植物的成功效率。


名古屋大學轉化生物分子研究所(ITbM)的植物生物學家們,在植物與細胞生理學雜誌上報導,他們開發了一種能夠轉移基因信息的新基因編輯法,能有效地移除阿拉伯芥中的目標基因。該團隊使用簡單、多功能性、與高效率等特性之CRISPR / Cas9系統作為研究的遺傳操作方法。


CRISPR / Cas9系統主要透過移除特定基因調查其基因之特性。


研究團隊中的Tsutsui和Higashiyama表示,阿拉伯芥基因組編輯的有效方法為:在早期發育階段中,使用RPS5A啟動子(又稱pKIR載體),讓Cas9能有效地表現且移除細胞中的目標基因,並將誘導突變之基因成功地傳遞給下一代子細胞。


Higashiyama說明,過去的研究方法比較耗時,需要透過交叉比對現有的突變體,才能檢測重疊基因的功能,透過我們的方法應該能更快速地獲取突變體。


研究團隊表示,希望未來可以持續改進此相對低成本的基因工程方法來提高突變的效率,以利未來探索不明基因組之功能,並成為修改各種生物體中目標基因序列的有效基因工程工具,甚至還可應用此方法於甘藍型油菜作物,以加速作物生長與生產優良品系。


資料來源:

廢棄菇包資材,搖身一變成保健食品-歐洲瘋狂科學家的循環農業計畫!

廢棄菇包資材,搖身一變成保健食品-歐洲瘋狂科學家的循環農業計畫! 編譯 張瑞玶/編輯 柴幗馨


循環農業正夯,頂尖科學家無所不用其極的把農業廢棄物,以生物化學技術「再生利用」成人類的日常生活用品。歐洲的生化學家發明了一套化學製成方法,從蘑菇養殖產業所產生的木屑渣廢棄物,萃取並純化出有經濟價值的抗氧化分子,未來希望能應用在保健食品的添加物中。垃圾不藍綠,因為都變成了黃金!


歐洲各國每週會製造超過5萬噸的蘑菇廢棄物,這是全球銷售蘑菇產業所需面臨的環境新挑戰。

一個新的歐洲計劃名叫「Funguschain」旨在發展一種新的製程,運用微波技術來萃取抗微生物劑、抗氧化劑、蛋白質、多元醇和多醣體。這個新的製程將會應用在從蘑菇廢棄物的萃取產業,取得廢棄物中的抗微生物與抗氧化物質,再將其運用於各類型食品業、清潔業或塑料行業。

這項計畫主要由荷蘭的Bio Detection System 公司領導,並由16個各國學術與公司單位共同參與執行。Alfonso Jiménez指出,此計劃為期四年,終極目標是生產高附加值且含有抗微生物與環保的家用清潔產品、生物塑膠製成的袋子與手套、或是用於老年人或運動員的飲食之營養補充劑。

蘑菇廢棄物將會添加於堆肥與生物燃料中,此計畫希望能透過重新利用農產品的價值以實現自給自足的經濟概念。

資料來源: 每日科學 June 28, 2017  Biodegradable cleaning products and eco-friendly plastics from mushroom waste

菜價事件鬥爭?記者不想讓你看到的數字…

菜價事件鬥爭?記者不想讓你看到的數字… 作者 謝昇佑 / 柴幗馨

北農休市影響菜農生計?我們以數據分析這2017與2018,農曆過年期間北農果菜交易量與價格的結果,卻出現了與主流媒體不同的結論。與去年相比,今年的菜價(平均交易價)整體而言高於2017年;儘管平均交易量,在過年後增高,但增加的幅度與趨勢大致跟去年無異。為什麼卻出現「蔬果紅熟大塞車,爆量價跌農民心痛」的消息?




如果把漲幅片段的縮短成「五個交易日」內,今年除夕的菜價31.5元與開市後初十18元相比,每公斤的菜價確實差距可高達13.5元,跌幅將近一半!年前年後菜土菜金,難怪農民朋友叫苦連天。

這樣解讀數據合理嗎,還是記者只讓我們看見拼圖的一角,就急著下結論了?我們整理了農產行銷圈內人的分析論點,一起讓數字說話,揭露那些沒告訴你的真相。本文為產銷從業人員,好食機食農整合公司負責人—謝昇佑撰寫,授權科技農報整理與刊登,轉載請註明出處並告知科技農報。


【蟹老闆碎碎唸—北農休市真的害農民慘賠嗎?】

「證據」從來都是一種巧妙的安排,看到人家拿出資料的同時,一定保持警覺反思,在其所「揭露」的資訊背後,遮掩了哪些訊息。 半夜醒來看臉書,一位朋友私訊問北農這次事件,坦白說,我認為種種對北農的批評看似有憑有據,但若就事論事來看,卻會發現批評者似乎只是「選擇性地揭露資料」,並以不盡合理的方式論斷,其目的是否為政治鬥爭,我就不知道了。


評論者拿同一年的短期資料來說,因為休市造成菜價暴跌,造成農民虧損慘賠。

難道台灣的農民都只做一次性的交易嗎?真要評論菜價的漲跌、農民賺或賠,怎麼會是用短期幾日的交易價格來看呢?不是應該要拉一段期間的整體均價來評論?至少,也應該要跨年比較同時期菜價,對吧?


不妨就用兩年內農曆過年前後的菜價來比較,看看是否菜價大跌造成農民虧損,這樣應該比較公允些?(當然這樣的討論也有盲點,但至少比只是拉幾天的資料就說嘴公允些)透過開放資料去查詢並不太難,今年農曆過年前後五個交易日的菜價和往年比起來,到底是高還是低?

農曆過年前後五日台北批發市場的平均價、總交易金額;總交易量都比去年高,甚至以均價來說,都比十年來的均價都高,也是近十年來前幾高。
就這樣的數據來說,怎麼會說農民慘賠?礙於篇幅,我無法PO上十年的對照資料,各位可以自行到「農產品批發市場交易行情站」去查近十年資料,就知道我所言不假囉。


某些農民在朝向產業化農業經營的路上,卻…

菜鳥從農,這些地雷千萬不要踩

菜鳥從農,這些地雷不要踩 作者 柴幗馨

菜鳥從農,這些地雷千萬不要踩

返鄉務農、租塊地、拿起鋤頭種田,就是農民了嗎?種田似乎很簡單,缺乏農事情報的後果,可能會讓許多「農青」滿腔熱血入行,最後血本無歸認賠出場。農業雖然是入行門檻最低的職業,但也是最容易被市場淘汰的產業。以下是新手務農的辛酸踩雷史,不妨檢視自己是否對農業也有這些美麗的誤會:


找好田跟找好房一樣困難

租貸或是買賣農地不難,但想找到高品質的農地,一定得做足功課。包含田區的水質、土壤、甚至地理位置與鄰近農會文化等。台灣農業區的違章工廠問題十分嚴重,一旦農田出現汙染情事,往往需要好幾年的修復期才能復耕。特別要注意農田的灌溉與排水系統是否安全無虞,水源品質輕則影響作物品質,造成收益損失;重則引發食安問題,例如工業廢水導致水源與土壤的重金屬超標,都是時有所聞的案例。

農地過去的耕作歷史,也是影響作物生長健康的因素。同樣田區若是進行多年的連作,意即長時間指種植單一作物,土壤肥力與性質通常比較差。這時候便需要「養地」,種植不一樣的作物、或是輪作綠肥作物、搭配土壤改良農法等,改善土地的肥沃度。了解田區周遭的環境與歷史,適當調整耕作系統,才能避免「先天不良,後天失調」的地雷。



投資種苗有賺有賠,播種前請詳閱農產品價崩黑歷史

新手農民大多都是「半路出家」,儘管出生農業家庭,擁有的農學知識與技術仍停留在民國50、60年代初期,農村知識與資訊水平不發達的年代。

所謂的技術與種植規劃,都是照著長輩留下來的規矩,或是鄉野間口耳相傳的「秘方」。缺乏科學知識與農產行情資訊的累積經驗,只能看隔壁鄰居種什麼,就跟著一起做。遇到病蟲害,年輕一輩的上臉書發問,老一輩只能找農藥行尋求協助。運氣不好遇上產量過剩,再訴諸老掉牙的情感行銷,年復一年。

務農要有成績,就不能把自己當成以勞力討生活的農人,而是「經理人」的農場管理者。入行前要先設定能獲利的主要作物,並根據作物特性規劃栽培系統,甚至開發作物副產品與加工品,防止盛產時的價格損失。踏入農業以後,更要不定時關注農業新聞,主動學習新的農業技術與知識,特別是各項政策補助與國際貿易消息,才能掌握產情資訊與時事脈動。


我種田,為什麼不能叫做農民?

根據「從事農業工作農民申請參加農民健康保險認定標準及資格審查辦法」,有農地的地主或是有農保資格才擁有農民身分。租地的佃農,必須以農地租貸證明經過公證之後,才能取得農保身分成為正式…

過量氮肥影響導致河川優養化,有機質肥是解方!

改善生態環境的硝酸鹽汙染,科學家這樣做! 過量氮肥導致河川優養化,有機質肥是解方
編譯 張瑞玶/編輯 林韋佑 
責任編輯/ 柴幗馨

氮素是農作物生長的必需營養元素之一。然而,肥料中過量的含氮物質可能會透過降雨和水分沖刷進入地下水並汙染水源。

水源中的氮污染通常會以硝酸態氮,硝酸鹽NO3-的形式存在。而水中過多的硝酸鹽可能會導致藻華,又可以稱作水質優養化。水質優養化:水中的藻類、細菌與浮游生物等,因為水中高含量的硝酸態氮而大量繁殖,而水中的微生物為了分解藻類耗盡了水中大量的氧氣,水中溶氧量下降進而導致魚類死亡。

紐約州立大學環境科學與森林學院的研究生Welsh表示:「唯有深入地了解農田周遭哪一個地點,能夠去除最多硝酸態氮,才能夠最有效率地改善河川水質。」



研究人員Welsh在農田附近的河川流域,找出了幾個硝酸鹽殘留最多的熱點區。並針對北卡羅來納州西北部的四條河流,進行河川復育的研究。四條河流各自有不同的的狀態,其中一條河流已經完全復育成功,另外兩條河流則是緊連著農田用地,而最後一條河流的上游處有農業活動。




研究團隊採集了河流的水質與沈積物的樣本,分析了河流旁緩衝區的土壤樣品。緩衝區是指介於農田與河流之間的土壤區塊,大部分的緩衝區都能還生長著一些當地的原生植物。

運用簡易的統計模型,研究人員便能推估出有效去除去硝酸鹽的方法。他們發現:緩衝區細小的沉積物質地、有機質、可溶性的有機碳含量、緩衝區的斜度、高度、植被與土壤類型、以及時間等,都是能夠去除河川硝酸鹽的關鍵因素。

這些科學數據也佐證了過去文獻的說法:具有農業緩衝區的河流,除去硝酸鹽的效率較高。

在緩衝區的土壤樣品中,又以低窪地區採集到的樣品去除硝酸鹽的效果最好。硝酸鹽去除率最高土壤樣品,是長期蓄水的池塘,含有大量的有機質的沉積物,能夠有效減少水質的硝酸鹽含量。

進一步分析水池週遭的環境,結果發現,運用岩石製成的水池,硝酸鹽去除率並不顯著;反而是使用樹木或是木屑圍繞而成的水池可能會有較好的效果。

Welsh最後說明:「如果去除硝酸鹽是河川復育的目標之一,那麼就需要好好的保存現有的農田緩衝區,並且重新整頓與連結各區段的緩衝區。」藉由開發簡易的模型,來管理殘留在土壤的多餘氮肥,才是可行且有效的土地管理方法。

不過,仍然需要進行更仔細的樣品收集與數據評估才能夠找出模型中的最佳參數。Welsh也表示,她將持續深入研究河川復育如何影響水質與硝酸鹽的…