未來至2020年農業領域科技發展新趨勢新特點

（作者：趙其國、黃季焜；來源：《生態環境學報》2012年第3期）

1 植物種質資源與現代育種科技

（1）大規模生物種質資源發掘和在植物上的利用技術將快速發展。科技發展主要特征：生物種質資源的收集和利用將進一步加速，系統生物學將為大規模基因資源發掘和利用提供系統的理論與技術基礎，通過基因型分析，綜合應用細胞工程、染色體工程、分子標記輔助選擇、基因克隆與轉基因等技術成為高效種質創新的主體思路。

（2）光合作用研究的可能突破將加快未來植物現代育種大變革的速度。科技發展主要特征：加快探索碳循環調控的遺傳控制規律，在提高光合效率上產生新的思路和手段，為提高光能利用效率和增加作物產量提供理論依據和可能途徑；產生“設計作物”新概念，并開始顯示在農業產業中引領作用。

（3）系統生物學將為大規模基因資源發掘和利用提供系統的理論與技術基礎。科技發展主要特征：系統生物學研究將在轉錄水平（轉錄組學）、蛋白質水平（蛋白組學）以及代謝水平（代謝組學）等三個主要層次對影響一個或多個復雜生物學過程的多個基因及其互作網絡開展功能研究，并將形成高通量、配套的研究技術；系統生物學將為大規模研究基因功能提供了系統的理論與技術基礎，從而顯著地改善人類對復雜性狀分子機理的認識和加快改良生物學性狀和物種特性的實踐活動。

（4）分子設計育種將提供大量突破性品種并催生智能植物品種的誕生。科技發展主要特征：植物質量性狀的分子標記定位和分子標記輔助選擇在理論上將趨于成熟，技術上將得到更廣泛的應用；功能基因組學和系統生物學研究將產生的大量基因資源和對關鍵基因功能解析的進步，并為作物轉基因育種提供材料和快速發展的動力；到2020年，主要糧油作物的基因轉移和優異種質創新技術接近完善。

（5）第二代生物質原料生產將成為大農業重要組成部分。科技發展主要特征：由于以糧食為原料的第一代生物質能源發展對全球糧食安全造成威脅，以農林廢棄物和能源專用植物為原料的第二代生物質生產技術和原料生產技術工將得到快速發展；基因組學技術的發展將在能源植物的研發速度上產生主要影響。

2 動物種質資源與現代育種科技

（1）大規模生物種質資源發掘和在動物上的利用技術將快速發展。科技發展主要特征：動物遺傳多樣性和種質資源評價、發掘、保存和利用的分子和細胞技術以及與之配套的技術體系將得到快速發展；系統生物學將為大規模動物基因資源發掘和利用提供系統的理論與技術基礎；有市場價值的生物種質資源發掘將在經濟動物上得到初步應用。

（2）傳統育種和基因工程相結合培育新的動物品系是動物遺傳育種發展方向。科技發展主要特征：利用傳統育種方法擴繁優質種群和利用基因工程手段培育新的畜禽品系相結合，是今后5~10年動物遺傳育種的重要發展方向；畜禽水產動物的分子設計育種還處于起步階段，但分子設計育種將依賴系統生物學、生物信息學和遺傳學的知識，得到顯著發展；重要畜禽水產動物主要經濟性狀的功能基因組和分子設計育種基礎研究已受到發達國家的重視和關注。

（3）動物克隆技術和轉基因動物將進一步取得突破。科技發展主要特征：動物克隆技術將在更多的國家和更大規模上研發發展；提高動物克隆成功率的新技術將取得重要突破；克隆轉基因動物將在藥物產業得到初步應用并將顯示巨大的開發和市場潛力。

（4）優質經濟動物的良種化和健康養殖科技發展將出現新的突破。科技發展主要特征：低脂肪、高蛋白的優質畜禽水產品科技將成為動物良種化的重要研發方向；養殖生物特別是海水養殖生物生長速度、抗病能力和產量等諸多經濟性狀方面的遺傳改良潛力技術將引起關注；動物養殖的生態學管理、健康養殖和資源環境改善科技發展加速，實現養殖布局科學、優質高效、節能減排等目標。

3 資源節約型農業科技

（1）耕地資源的集約利用與耕地質量定向培育科技研發體系在不斷加強。科技發展主要特征：基于衛星遙感等信息技術和自動化監測技術的發展，建設智能化無線網絡監測體系與分布式數據采集與管理平臺；土壤肥力評價和土壤肥力演變規律的研究；土壤環境質量、健康質量的培育技術和土壤質量的恢復重建技術體系，障礙土壤改良的生物、耕作和化學改良劑技術。

（2）發展農田生態系統節水技術體系和建設流域水資源保障體系。科技發展主要特征：通過工程技術，建立最低水消耗的輸水系統；水源配水、墑情預報、田間灌溉等自動化控制系統和綜合農業技術措施的集成體系；旱地節水農業發展綜合技術體系；利用封閉型農田氣候工程，抑制棵間土壤蒸發；發展抗蒸化學劑抑制土壤蒸發和減少作物蒸騰；開發基于ET管理的真實農業節水新技術；基于流域知識管理的農業節水型社會科技和政策。

（3）高效新肥料的研制和集成農田生態系統養分和能源的高效利用技術研發。科技發展主要特征：肥料技術向復合高效、緩釋/控釋和環境友好等多方向發展，特別是可控釋肥料研發技術的創新（如生化抑制劑型緩釋肥料、低水溶性無機或有機合成肥料等技術）；利用親水性高分子材料作為養分控釋載體的膠黏肥料技術代表了可控釋新肥料發展的新方向；農田化肥養分和有機廢棄物養分的高效利用技術創新；降低能源消耗、增加水土保持能力的少免耕措施與技術。

4 農業生產與食品安全科技

（1）支撐食品安全的生產技術將成為食品安全的重要技術。科技發展主要特征：注重有機食品和自然食品科技支撐體系；將環境與健康作為優先發展的領域，注重替代化學品的農業生物技術、生物肥料與農藥的開發；加速發展生物綜合防治技術和新型農藥的研發；注重植物抗性誘導因子的開發并應用到植物病害的防治實踐中；注重畜禽水產營養代謝及其調控、動物環境控制及其飼養技術、動物排泄物無害化增值處理方法研究、動物養殖過程疾病控制和健康養殖標準制訂等將繼續成為國際動物科學研究的核心內容；生態環境質量安全科技將得到更大的關注，特別是土壤污染和水質污染的生物修復技術。

（2）營養和保健功能食品的科技將得到更大關注。科技發展主要特征：增加必需氨基酸（賴氨酸、色氨酸）、維生素（A、E）、微量元素（鐵，鈣，鋅，硒等）、抗氧化物質（多酚、黃酮、胡蘿卜素、花色素）、不飽和脂肪酸（ω-3）等含量的科技；通過生物技術（如動植物“生物強化”育種技術）和非生物技術（如施肥灌溉技術和飼養管理技術等）生產富含某些營養素的特色食品；隨著基因組學和蛋白質組學的發展，具有保健功能的食品科技將成為農業科技新的發展方向,在預治貧血、降血壓、降血脂、預療糖尿病和冠心病等方面產生重要作用。

（3）食品安全監控技術體系研發將得到迅速發展。科技發展主要特征：研發農產品質量安全過程控制技術體系，實現從“農田到餐桌”的全過程管理，建立從源頭治理到最終消費的監控體系；加快研發對食品安全的關鍵檢測技術創新和應用；建立危險性快速評估技術體系。

5 農業信息化和精準農業科技

（1）農業信息服務網絡化科技將加速發展。科技發展主要特征：農業資源調查、動植物生產過程中的信息采集系統；農業數據資源與科研設備資源的管理與共享機制；農業虛擬化研究網絡化平臺建設；農業生產、資源、氣象、運輸、儲存、加工和市場等信息服務的網絡化體系技術的研發和應用；農業信息、專家系統、市場預測模型和基于空間技術、遙感技術、傳感技術、GPS、GIS、智能化技術等重大關鍵技術的研發及其在農業中的應用。

（2）種養業管理信息化科技發展。科技發展主要特征：種業企業管理信息化技術，面向種子用戶和零售商的信息化服務技術，種業監管信息化技術；種養業生產和資源信息管理系統技術；農業生產過程環境和生物信息監測無損化、實時化、功能復合化，農作和畜禽水產模型及決策系統的發展趨勢表現為由局部性到系統化、數字化、智能化，由經驗性到普適性。

（3）精準農業科技進入新的發展階段。科技發展主要特征：基于完善的農業信息服務網絡，建立模擬及調控模型、智能農業決策支持系統以及智能機械精準作業等的科技發展；作物生長過程的形態演變模型、生態生理模型和計算機可視化模型等研發和應用；農業機械及智能化裝備關鍵理論技術與相關產品；農業裝備制造技術向大型、高速、復式作業等方向發展。