未來5至10年,農業科技將發(fa)生顯著變化。主要(yao)表現在如(ru)下(xia)5個領域的新趨勢新特點。
一、植(zhi)物種植(zhi)資源與現代育種科技發展
大規模生物(wu)種(zhong)質資源發掘和在植物(wu)上的利(li)用技(ji)術(shu)將快速發展(zhan)。
科技(ji)發展主要特征:生(sheng)物種(zhong)質資(zi)源的收(shou)集和利用將進一(yi)步加速,系統(tong)生(sheng)物學將為(wei)大(da)規(gui)模基(ji)(ji)因資(zi)源發掘和利用提供(gong)系統(tong)的理(li)論與技(ji)術(shu)基(ji)(ji)礎,通過基(ji)(ji)因型分(fen)析,綜合應用細胞(bao)工(gong)程、染色體工(gong)程、分(fen)子標記輔助選(xuan)擇(ze)、基(ji)(ji)因克隆與轉基(ji)(ji)因等技(ji)術(shu)成為(wei)高效種(zhong)質創新的主體思路。
光(guang)合作(zuo)用研究的可能突破將加快未來植物現代育種大變革的速(su)度。
科技發展主(zhu)要(yao)特(te)征:加(jia)快探索碳循(xun)環調控的(de)(de)遺傳控制(zhi)規律,在(zai)提高(gao)光(guang)合效(xiao)率上產生新(xin)的(de)(de)思路和手段,為提高(gao)光(guang)能(neng)利用(yong)效(xiao)率和增加(jia)作物產量提供理論依據和可能(neng)途徑;產生“設計(ji)作物”新(xin)概(gai)念,并開始顯示在(zai)農業(ye)產業(ye)中引領作用(yong)。
系統(tong)生物學將為大規模基因(yin)資(zi)源發掘和利用提供系統(tong)的理論與技術基礎。
科技發展主要(yao)特征:系(xi)(xi)統生物學(xue)研究(jiu)將在轉(zhuan)錄(lu)水平(ping)(ping)(轉(zhuan)錄(lu)組(zu)(zu)(zu)學(xue))、蛋白質水平(ping)(ping)(蛋白組(zu)(zu)(zu)學(xue))以及(ji)代謝水平(ping)(ping)(代謝組(zu)(zu)(zu)學(xue))等三個(ge)主要(yao)層次對影響一個(ge)或多(duo)(duo)個(ge)復雜生物學(xue)過程的多(duo)(duo)個(ge)基因(yin)及(ji)其互作網絡(luo)開展功能研究(jiu),并將形成高(gao)通量、配套(tao)的研究(jiu)技術;系(xi)(xi)統生物學(xue)將為大規(gui)模研究(jiu)基因(yin)功能提供了(le)系(xi)(xi)統的理論與技術基礎,從(cong)而顯著地改善人(ren)類對復雜性(xing)狀分子機理的認識和(he)(he)加快改良(liang)生物學(xue)性(xing)狀和(he)(he)物種(zhong)特性(xing)的實(shi)踐活(huo)動。
分子設(she)計(ji)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(ji)發展主(zhu)要特征:植物(wu)質(zhi)量性狀的分(fen)子(zi)標記定位和(he)(he)分(fen)子(zi)標記輔(fu)助選擇在理(li)論(lun)上將趨于成熟,技(ji)術(shu)上將得(de)到(dao)(dao)更廣泛的應(ying)用(yong);功能(neng)基(ji)因(yin)組(zu)學和(he)(he)系(xi)統(tong)生物(wu)學研究將產生的大量基(ji)因(yin)資(zi)源和(he)(he)對關(guan)鍵(jian)基(ji)因(yin)功能(neng)解析(xi)的進步,并為作(zuo)物(wu)轉基(ji)因(yin)育種提(ti)供材料(liao)和(he)(he)快速(su)發展的動力;到(dao)(dao)2020 年(nian),主(zhu)要糧(liang)油作(zuo)物(wu)的基(ji)因(yin)轉移和(he)(he)優異種質(zhi)創(chuang)新技(ji)術(shu)接(jie)近完(wan)善。
第二代生(sheng)物(wu)質原料生(sheng)產將成(cheng)為(wei)大農業重要組成(cheng)部分。
科技(ji)發展(zhan)主(zhu)要特征:由于以糧食(shi)為原(yuan)料的(de)(de)第一代生(sheng)物(wu)質能源(yuan)發展(zhan)對全球糧食(shi)安(an)全造成(cheng)威脅,以農(nong)林(lin)廢棄物(wu)和能源(yuan)專(zhuan)用植(zhi)物(wu)為原(yuan)料的(de)(de)第二代生(sheng)物(wu)質生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術和原(yuan)料生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術工將(jiang)得到(dao)快速發展(zhan);基因組學技(ji)術的(de)(de)發展(zhan)將(jiang)在能源(yuan)植(zhi)物(wu)的(de)(de)研發速度(du)上(shang)產(chan)(chan)生(sheng)主(zhu)要影響。
二、動物種質資源(yuan)與現代育(yu)種科技發(fa)展
大規模生物種(zhong)質資源發掘和在動物上的利用技(ji)術將快速發展。
科技發(fa)展主(zhu)要特征(zheng):動(dong)物(wu)遺傳多樣性和種(zhong)(zhong)質(zhi)資(zi)源評價(jia)、發(fa)掘(jue)、保存和利用的(de)(de)(de)分子(zi)和細胞技術(shu)(shu)以及與(yu)之(zhi)配套的(de)(de)(de)技術(shu)(shu)體系(xi)將得到(dao)快速發(fa)展;系(xi)統生物(wu)學將為大規模動(dong)物(wu)基因(yin)資(zi)源發(fa)掘(jue)和利用提供系(xi)統的(de)(de)(de)理論(lun)與(yu)技術(shu)(shu)基礎;有市(shi)場價(jia)值的(de)(de)(de)生物(wu)種(zhong)(zhong)質(zhi)資(zi)源發(fa)掘(jue)將在(zai)經(jing)濟動(dong)物(wu)上得到(dao)初步應用。
傳統育(yu)種和基因(yin)工程相(xiang)結合培育(yu)新的動物品系是動物遺(yi)傳育(yu)種發展方(fang)向。
科(ke)技發展(zhan)主要特征:利用傳(chuan)統育(yu)(yu)種(zhong)方(fang)法擴(kuo)繁優質種(zhong)群和利用基(ji)因工程手段培育(yu)(yu)新的畜禽品系相結合,是今后5—10 年動(dong)(dong)(dong)物(wu)遺傳(chuan)育(yu)(yu)種(zhong)的重(zhong)要發展(zhan)方(fang)向(xiang);畜禽水(shui)產動(dong)(dong)(dong)物(wu)的分子(zi)設(she)(she)計育(yu)(yu)種(zhong)還處于起步階段,但分子(zi)設(she)(she)計育(yu)(yu)種(zhong)將(jiang)依(yi)賴系統生(sheng)物(wu)學(xue)、生(sheng)物(wu)信息學(xue)和遺傳(chuan)學(xue)的知識,得到顯(xian)著發展(zhan);重(zhong)要畜禽水(shui)產動(dong)(dong)(dong)物(wu)主要經濟性狀的功能基(ji)因組和分子(zi)設(she)(she)計育(yu)(yu)種(zhong)基(ji)礎研究已受到發達(da)國家(jia)的重(zhong)視(shi)和關注(zhu)。
動物(wu)(wu)克隆技(ji)術和轉基因動物(wu)(wu)將進一步取(qu)得突(tu)破。
科技(ji)發展(zhan)主(zhu)要特征(zheng):動物克(ke)隆技(ji)術將在更多(duo)的(de)國家和(he)更大規模上(shang)研發發展(zhan);提高動物克(ke)隆成功率的(de)新技(ji)術將取得重要突破;克(ke)隆轉基因(yin)動物將在藥物產業得到初步應用并(bing)將顯示巨大的(de)開發和(he)市(shi)場潛力。
優質經濟動物的良種化和健康(kang)養(yang)殖科技發(fa)展將出現新的突破。
科技發(fa)展主要特征:低(di)脂肪、高(gao)蛋白(bai)的(de)優質(zhi)畜禽水(shui)產(chan)品科技將成為動(dong)物(wu)的(de)良(liang)種化的(de)重要研發(fa)方(fang)(fang)向;養(yang)(yang)殖生(sheng)(sheng)物(wu)特別是海水(shui)養(yang)(yang)殖生(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)長速度、抗病能力和(he)產(chan)量等諸多經濟性狀方(fang)(fang)面的(de)遺(yi)傳改良(liang)潛力技術將引起(qi)關注(zhu);動(dong)物(wu)養(yang)(yang)殖的(de)生(sheng)(sheng)態學管理、健康養(yang)(yang)殖和(he)資源環境改善科技發(fa)展加速,實現養(yang)(yang)殖布局科學、優質(zhi)高(gao)效、節(jie)能減排等目標。
三(san)、資(zi)源(yuan)節約型農業科技發展
資源節(jie)約型農業(ye)主要包括節(jie)地、節(jie)水和節(jie)能型的農業(ye),其(qi)科(ke)技(ji)發(fa)展(zhan)的新趨勢主要體(ti)現在如(ru)下幾個方面:
耕(geng)(geng)地資源的集約利(li)用與耕(geng)(geng)地質(zhi)量定向(xiang)培育科技研發(fa)體系在不斷加強。
科技(ji)發展主(zhu)要特(te)征:基于衛星遙感等信(xin)息技(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)自動化監測技(ji)術(shu)(shu)(shu)的(de)(de)發展,建設智(zhi)能化無線網絡監測體(ti)系與(yu)(yu)分布式數據采集與(yu)(yu)管理平臺;土(tu)(tu)(tu)壤(rang)肥(fei)力(li)評價(jia)和(he)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)肥(fei)力(li)演變規律的(de)(de)研究;土(tu)(tu)(tu)壤(rang)環境質量、健康質量的(de)(de)培育技(ji)術(shu)(shu)(shu)和(he)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)質量的(de)(de)恢復重(zhong)建技(ji)術(shu)(shu)(shu)體(ti)系,障礙土(tu)(tu)(tu)壤(rang)改良的(de)(de)生物、耕作(zuo)和(he)化學改良劑(ji)技(ji)術(shu)(shu)(shu)。
發展農(nong)田(tian)生態系統(tong)節水(shui)技術體系和建設流域水(shui)資源保障(zhang)體系。
科(ke)技(ji)發(fa)(fa)(fa)展主要特征(zheng):通過工程(cheng)技(ji)術(shu),建立最低水消耗的輸水系(xi)(xi)統(tong);水源(yuan)配水、墑情(qing)預報、田(tian)間(jian)灌(guan)溉(gai)等自(zi)動化控制(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)和綜合(he)農(nong)業技(ji)術(shu)措(cuo)施的集成(cheng)體(ti)系(xi)(xi);旱(han)地節水農(nong)業發(fa)(fa)(fa)展綜合(he)技(ji)術(shu)體(ti)系(xi)(xi);利用封閉(bi)型農(nong)田(tian)氣候工程(cheng),抑制(zhi)(zhi)棵間(jian)土(tu)壤蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa);發(fa)(fa)(fa)展抗蒸(zheng)化學劑抑制(zhi)(zhi)土(tu)壤蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)和減少作物蒸(zheng)騰;開(kai)發(fa)(fa)(fa)基于ET 管理(li)的真實農(nong)業節水新技(ji)術(shu);基于流域知識管理(li)的農(nong)業節水型社會科(ke)技(ji)和政策。
高效新(xin)肥料的研制和集成農田生態(tai)系統養分和能源的高效利(li)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粘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(you)機廢(fei)棄物養分的高效利用技(ji)(ji)術創(chuang)新(xin);降低能源消(xiao)耗、增加(jia)水土保持能力的少免耕措施(shi)與(yu)技(ji)(ji)術。
四、農業生產與食(shi)品安(an)全(quan)科技發展
支(zhi)撐(cheng)食(shi)品安(an)全(quan)的(de)生(sheng)產技(ji)術將成為食(shi)品安(an)全(quan)的(de)重要技(ji)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(de)開發(fa)(fa);加(jia)速發(fa)(fa)展生物綜合防治技(ji)術(shu)和(he)新型農藥的(de)研(yan)發(fa)(fa);注重(zhong)植(zhi)物抗性(xing)誘導因子的(de)開發(fa)(fa)并應用到植(zhi)物病害的(de)防治實踐中;注重(zhong)畜禽水產營養代謝及(ji)其調控、動(dong)物環(huan)境(jing)控制(zhi)(zhi)及(ji)其飼養技(ji)術(shu)、動(dong)物排(pai)泄物無害化(hua)增值(zhi)處理方法研(yan)究(jiu)、動(dong)物養殖(zhi)過程疾病控制(zhi)(zhi)和(he)健(jian)康(kang)養殖(zhi)標(biao)準制(zhi)(zhi)訂等(deng)將繼(ji)續(xu)成為國際(ji)動(dong)物科(ke)學研(yan)究(jiu)的(de)核心內容;生態環(huan)境(jing)質量安全(quan)科(ke)技(ji)將得到更大的(de)關注,特別是土(tu)壤(rang)污(wu)染和(he)水質污(wu)染的(de)生物修復技(ji)術(shu)。
食(shi)品安全(quan)監控技術體系研發將(jiang)得到迅速發展。
科技(ji)(ji)發(fa)(fa)展主要特征:研(yan)發(fa)(fa)農(nong)產品(pin)質量(liang)安全(quan)過(guo)程控制技(ji)(ji)術體(ti)(ti)系,實現(xian)從“農(nong)田到(dao)餐桌”的(de)(de)全(quan)過(guo)程管理,建立(li)從源頭治理到(dao)最(zui)終(zhong)消費的(de)(de)監控體(ti)(ti)系;加快(kuai)研(yan)發(fa)(fa)對食品(pin)安全(quan)的(de)(de)關(guan)鍵檢測技(ji)(ji)術創新(xin)和應用;建立(li)危險(xian)性快(kuai)速評估技(ji)(ji)術體(ti)(ti)系。
五、農(nong)業(ye)信息(xi)化與(yu)精準農(nong)業(ye)發(fa)展
農業(ye)信(xin)息(xi)服務網絡(luo)化(hua)科技將加速發展。
科(ke)技(ji)(ji)發展主(zhu)要特征:農(nong)業資源調查(cha)、動植物生(sheng)產(chan)過程中的(de)(de)(de)信(xin)息采集(ji)系(xi)統;農(nong)業數據資源與科(ke)研設備資源的(de)(de)(de)管(guan)理與共(gong)享機制;農(nong)業虛(xu)擬化研究網絡(luo)化平臺建(jian)設;農(nong)業生(sheng)產(chan)、資源、氣象、運(yun)輸(shu)、儲(chu)存、加工(gong)和(he)(he)市場等信(xin)息服務的(de)(de)(de)網絡(luo)化體(ti)系(xi)技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)研發和(he)(he)應(ying)用(yong);農(nong)業信(xin)息、專家系(xi)統、市場預測(ce)模型和(he)(he)基(ji)于空間技(ji)(ji)術、遙感技(ji)(ji)術、傳感技(ji)(ji)術、GPS、GIS、智能化技(ji)(ji)術等重大關(guan)鍵技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)研發及其在農(nong)業中的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。
農業(ye)信(xin)息服務網絡化科技將加速發展。
科(ke)技(ji)(ji)(ji)(ji)發(fa)展主要特征:農業資源調(diao)查(cha)、動植物生產(chan)過程中的信息(xi)采集(ji)系統;農業數據資源與科(ke)研(yan)(yan)設(she)備資源的管(guan)理與共享機(ji)制;農業虛擬化研(yan)(yan)究網(wang)絡化平臺建設(she);農業生產(chan)、資源、氣象(xiang)、運輸、儲存(cun)、加工和(he)市場等信息(xi)服務的網(wang)絡化體系技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的研(yan)(yan)發(fa)和(he)應(ying)用(yong);農業信息(xi)、專家系統、市場預測(ce)模型和(he)基(ji)于空(kong)間技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、遙感技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、傳(chuan)感技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)、GPS、GIS、智能化技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)等重大(da)關(guan)鍵技(ji)(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)的研(yan)(yan)發(fa)及其在農業中的應(ying)用(yong)。
種養(yang)業管理信(xin)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(he)(he)零售商的信(xin)(xin)(xin)息(xi)化(hua)服務技(ji)術(shu)(shu),種業(ye)監管信(xin)(xin)(xin)息(xi)化(hua)技(ji)術(shu)(shu);種養業(ye)生(sheng)產(chan)和(he)(he)資源信(xin)(xin)(xin)息(xi)管理(li)系統(tong)(tong)技(ji)術(shu)(shu);農(nong)業(ye)生(sheng)產(chan)過程環境和(he)(he)生(sheng)物(wu)信(xin)(xin)(xin)息(xi)監測無損化(hua)、實時(shi)化(hua)、功能復(fu)合(he)化(hua),農(nong)作和(he)(he)畜禽(qin)水產(chan)模型(xing)及決策系統(tong)(tong)的發(fa)展趨勢表現為由局部(bu)性(xing)(xing)到系統(tong)(tong)化(hua)、數字化(hua)、智能化(hua),由經驗性(xing)(xing)到普適性(xing)(xing)。
精準農業科(ke)技進入新的發展階段。
科技發(fa)展主要特征:基于(yu)完(wan)善的農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)信息服務(wu)網(wang)絡,建立(li)模(mo)擬及調控模(mo)型、智能(neng)農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)決策支持系統以及智能(neng)機械(xie)精(jing)準作(zuo)業(ye)(ye)等(deng)的科技發(fa)展;作(zuo)物(wu)生(sheng)長過(guo)程的形態演變模(mo)型、生(sheng)態生(sheng)理(li)模(mo)型和計算機可視化模(mo)型等(deng)研發(fa)和應用;農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)機械(xie)及智能(neng)化裝備關鍵(jian)理(li)論技術(shu)與相(xiang)關產品;農(nong)(nong)(nong)業(ye)(ye)裝備制造技術(shu)向大型、高(gao)速、復式作(zuo)業(ye)(ye)等(deng)方向發(fa)展。