未来农业科技五大发展趋势

未来5 到10 年，农业技术将发生重大变化。在分析未来农业科技发展趋势的基础上，从以下五个领域介绍其发展的新趋势和特点。一、植物种质资源开发与现代育种技术（一）植物生物种质资源大规模挖掘利用技术将快速发展。技术发展的主要特点：生物种质资源的收集和利用将进一步加快，系统生物学将为大规模遗传资源的发现和利用提供系统的理论和技术基础。通过基因型分析，综合应用细胞工程、染色体工程、分子标记辅助选择、基因克隆和转基因技术，已成为高效种质资源创新的主要思路。 (2)光合作用研究可能取得的突破将加快未来现代植物育种重大变革的速度。科技发展的主要特点：加快探索碳循环调控的遗传调控规律，产生提高光合效率的新思路和新方法，为提高光能利用效率、提高作物产量提供理论依据和可能途径；产生新的“设计作物”概念，并开始在农业产业中发挥主导作用。 (3)系统生物学将为大规模遗传资源的发现和利用提供系统的理论和技术基础。技术发展的主要特点：系统生物学研究会在转录水平（transcriptomics）、蛋白质水平（proteomics）和代谢水平（metabolomics）三个主要水平上影响一个或多个复杂的生物过程。对多个基因及其相互作用网络的功能研究将形成高通量、配套的研究技术；系统生物学将为基因功能的大规模研究提供系统的理论和技术基础，从而显着提高人类对复杂性状分子机制的认识和实践活动，加速生物性状和物种特性的改良。 (4)分子设计育种将提供一大批突破性品种，催生智能植物品种。技术发展的主要特点： 植物品质性状的分子标记定位和分子标记辅助选择在理论上趋于成熟，技术应用更加广泛；功能基因组学和系统生物学研究将产生大量基因资源和对关键基因功能分析的研究进展，为作物转基因育种提供材料和快速发展动力；到2020年，主要粮油作物基因转移和优良种质创新技术接近完善。 （5）二代生物质原料生产将成为规模化农业的重要组成部分。科技发展的主要特点：由于第一代以粮食为原料的生物质能源的发展对全球粮食安全构成威胁，第二代生物质生产技术和原料生产技术工作者利用农林废弃物和将获得作为原料的能源专用植物。快速发展；基因组学技术的发展将对能源植物的研发速度产生重大影响。二、动物种质资源和现代育种技术开发（一）生物种质资源大规模挖掘和动物利用技术快速发展。科技发展的主要特点：动物遗传多样性和种质资源评价、发现、保存和利用的分子和细胞技术及其配套技术体系得到快速发展；系统生物学将有助于大规模动物遗传资源的发现和利用。提供系统的理论和技术基础；挖掘具有市场价值的生物种质资源，初步应用于经济动物。 (2)传统育种与基因工程相结合培育动物新品系是动物遗传育种的发展方向。科技发展的主要特点：传统育种方法扩大优质种群与基因工程培育家畜新品系相结合，将是未来5-10年动物遗传育种的重要发展方向；畜禽水产动物分子设计育种仍将处于起步阶段，但分子设计育种将依托系统生物学、生物信息学和遗传学等知识，并将得到长足发展；重要畜禽和水产动物主要经济性状的功能基因组基础研究和分子设计育种已受到发达国家的重视和重视。 （三）动物克隆技术和转基因动物技术取得进一步突破。

科技发展的主要特点：动物克隆技术将在更多国家和更大范围内得到发展；提高动物克隆成功率的新技术将取得重要突破；克隆转基因动物将在医药行业得到初步应用，将展现出巨大的发展潜力和市场潜力。 （四）优质经济动物改良和健康养殖技术发展取得新突破。技术发展的主要特点：低脂肪、高蛋白优质畜禽水产品技术将成为动物育种的重要研发方向；养殖生物，特别是海水养殖生物，许多经济性状的生长速度、抗病性和产量。改进潜在技术将引起关注；畜牧养殖生态治理、健康养殖、资源环境改善将加快科技发展，实现养殖布局科学、优质高效、节能减排的目标。 3、资源节约型农业科技发展资源节约型农业主要包括节地、节水和节能农业。其技术发展的新趋势主要体现在以下几个方面： （一）耕地资源集约利用和耕地质量定向栽培技术研发体系不断加强。科技发展的主要特点： 基于卫星遥感等信息技术和自动化监测技术的发展，构建智能无线网络监测系统和分布式数据采集管理平台；土壤肥力评价及土壤肥力演化规律研究；土壤环境质量、健康质量栽培技术和土壤质量恢复重建技术体系、土壤改良的生物、农法和化学改良技术。 （2）发展农田生态系统节水技术体系，构建流域水资源保障体系。科技发展的主要特点：通过工程技术，建立用水量最低的输水系统；集配水、水分预报、田间灌溉、农业综合技术措施等自动控制系统于一体的综合系统；旱地节水农业发展综合技术体系；类型农田气候工程抑制树木间土壤蒸发；开发抗蒸散化学品以抑制土壤蒸发并减少作物蒸腾；开发基于ET管理的真正农业节水新技术；基于流域知识管理的农业节水社会技术与政策。 （3）高效新型肥料研发和农田生态系统综合养分能量高效利用技术研发。科技发展的主要特点：肥料技术正向复合高效、缓释/控释、环境友好等多个方向发展，特别是控释肥研发技术的创新（如生化抑制剂型缓释肥、低水溶性无机或有机合成肥料等技术）；以亲水性高分子材料为养分控释载体的黏着肥技术代表了新型控释肥料开发的新方向；农田肥料养分和有机废弃物养分高效利用技术创新；减少能源消耗少耕和免耕消耗的措施和技术，增加水土保持能力。三、农业生产与食品安全科技发展（一）分会

撑食品安全的生产技术将成为食品安全的重要技术。    科技发展主要特征：注重有机食品和自然食品科技支撑体系；将环境与健康作为优先发展的领域，注重替代化学品的农业生物技术、生物肥料与农药的开发；加速发展生物综合防治技术和新型农药的研发；注重植物抗性诱导因子的开发并应用到植物病害的防治实践中；注重畜禽水产营养代谢及其调控、动物环境控制及其饲养技术、动物排泄物无害化增值处理方法研究、动物养殖过程疾病控制和健康养殖标准制订等将继续成为国际动物科学研究的核心内容；生态环境质量安全科技将得到更大的关注，特别是土壤污染和水质污染的生物修复技术。   （二）营养和保健功能食品的科技将得到更大关注。    科技发展主要特征：增加必需氨基酸（赖氨酸、色氨酸）、维生素（A、E）、微量元素（铁，钙，锌，硒等）、抗氧化物质（多酚、黄酮、胡萝卜素、花色素）、不饱和脂肪酸（ω-3）等含量的科技；通过生物技术（如动植物“生物强化”育种技术）和非生物技术（如施肥灌溉技术和饲养管理技术等）生产富含某些营养素的特色食品；随着基因组学和蛋白质组学的发展，具有保健功能的食品科技将成为农业科技新的发展方向,在预治贫血、降血压、降血脂、预疗糖尿病和冠心病等方面产生重要作用。   （三）食品安全监控技术体系研发将得到迅速发展。    科技发展主要特征：研发农产品质量安全过程控制技术体系，实现从“农田到餐桌”的全过程管理，建立从源头治理到最终消费的监控体系；加快研发对食品安全的关键检测技术创新和应用；建立危险性快速评估技术体系。    四、农业信息化和精准农业科技发展   （一）农业信息服务网络化科技将加速发展。    科技发展主要特征：农业资源调查、动植物生产过程中的信息采集系统；农业数据资源与科研设备资源的管理与共享机制；农业虚拟化研究网络化平台建设；农业生产、资源、气象、运输、储存、加工和市场等信息服务的网络化体系技术的研发和应用；农业信息、专家系统、市场预测模型和基于空间技术、遥感技术、传感技术、GPS、GIS、智能化技术等重大关键技术的研发及其在农业中的应用。   （二）种养业管理信息化科技发展。    科技发展主要特征：种业企业管理信息化技术，面向种子用户和零售商的信息化服务技术，种业监管信息化技术；种养业生产和资源信息管理系统技术；农业生产过程环境和生物信息监测无损化、实时化、功能复合化，农作和畜禽水产模型及决策系统的发展趋势表现为由局部性到系统化、数字化、智能化，由经验性到普适性。    五、精准农业科技进入新的发展阶段。    科技发展主要特征：基于完善的农业信息服务网络，建立模拟及调控模型、智能农业决策支持系统以及智能机械精准作业等的科技发展；作物生长过程的形态演变模型、生态生理模型和计算机可视化模型等研发和应用；农业机械及智能化装备关键理论技术与相关产品；农业装备制造技术向大型、高速、复式作业等方向发展。（文/中国科学院院士  赵其国）