中国农业科学2035发展战略

作者：国家自然科学基金委员会，中国科学院

页数：328

出版社：科学出版社

出版日期：2023

ISBN：9787030752208

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内容简介

农业是保障国家粮食安全、助力乡村振兴和满足人民美好生活需要的重要产业。《中国农业科学2035发展战略》面向2035年，在对农业科学的战略地位、发展规律与研究特点、发展现状与形势进行系统分析的基础上，对农业科学的战略目标、发展思路和发展方向、优先发展领域与重大交叉领域、国际合作优先领域进行了深入论述，并提出了加快农业科学发展的政策和措施建议。本书还分别阐述了农学基础与作物学、植物保护学、园艺学、植物营养学、林学、草学、畜牧学、兽医学、水产学、食品科学等农业科学主要分支学科发展战略的研究成果。

目录

节选

第一章农业科学总论 农业是立国之本，2013年12月召开的中央农村工作会议强调，“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上”。在我国大力推进乡村振兴、健康中国等重大战略的新时代背景下，农业的战略地位越来越重要。“十三五”期间，我国作物学、园艺学、水产学、食品科学等领域的研究非常活跃，在水稻分子遗传及设计育种、园艺产品品质调控、作物养分利用机制、重大病虫害抗性机制、畜禽遗传资源学等研究领域取得了国际瞩目的研究成果，并将其发表在《科学》（Science）、《自然》（Nature）、《细胞》（Cell）等国际第一期刊上。经过对农业科学领域10个分支学科的文献调研和专家讨论，总结出高产、优质、高效、多抗、耐逆、绿色与环境友好是当前农业科学研究的主题，种质资源收集评价与创新、优质绿色性状形成机制、重大病虫害的发生与传播规律，以及全球气候变化对农业的影响等研究迫在眉睫，以组学信息为基础的设计育种将成为重要手段，并且智慧农业的加速发展将引发未来农业范式变革。到2035年，我国农业科学研究领域以进入创新型国家前列为目标，为确保粮食和生态安全、种业科技自立自强、农产品更好满足人民美好生活需要提供科技支撑。 第一节 农业科学发展战略 一、农业科学的战略地位 （一）农业科学的定义 农业科学是研究农业生产理论与实践的一门综合性科学，是支撑农业产业可持续发展、国民经济与社会稳定发展的重要基础。农业科学包括农学基础与作物学、植物保护学、园艺学、植物营养学、林学、草学、畜牧学、兽医学、水产学、食品科学等学科。 农业科学受到生命科学等学科研究成果和农业产业发展需求的双重驱动，它关注农业生物学的前沿科学问题，具有为解决农业生产问题提供科技支撑的属性。农业科学的发展特点表现为从单一学科向多学科交叉，从单一层面到多个层次整合。农业生物组学、智慧农业等已成为农业科学研究的重要交叉领域，通过多单位合作甚至国家/地区合作，解决农业大尺度和高难度问题的趋势越来越明显。农业科学研究将以保障食物安全、农业可持续发展、乡村振兴战略实施为目标，为农业生物新品种培育和病虫害控制、农业资源高效利用、绿色优质农产品或原料有效供给提供理论和方法。 国家自然科学基金主要资助农业科学（包括农学基础与作物学、植物保护学、园艺学、植物营养学、林学、草学、畜牧学、兽医学、水产学、食品科学等）的基础研究和应用基础研究。按照其改革的资助导向，国家自然科学基金重点关注产业重大需求所引发的研究以及影响产业发展的瓶颈问题研究，鼓励学科交叉和国际合作。 （二）农业科学的战略地位 农业是保障国家粮食安全、助力乡村振兴和国民经济社会发展的重要产业。粮食安全始终关系社会稳定和国家自强。农业科学是保障农业技术进步和产业发展的重要支撑。发展农业科学是提高农业技术水平和农业国际竞争力的战略选择，是支撑我国乡村振兴战略实施和提高农业综合生产能力的基础。 农业和人类健康息息相关。粮棉油、肉蛋奶、果菜茶等农产品不仅能提供碳水化合物、蛋白质、脂肪等能量物质，而且能提供人体健康必需的维生素、矿物质营养和食用纤维等生理活性物质。另外，重要动物疫病（如非洲猪瘟、禽流感等）和人畜共患病频繁威胁人类健康，加强农业生物研究有利于防控重大疫情和保障我国生物安全。 农业具有美化环境、涵养生态、丰富城乡景观及传承文化等社会功能，在美丽中国-生态文明建设进程中发挥着重要的基础支撑作用。农业研究涉及的“土壤-植物-动物-食物链-环境”系统以及生态环境空间格局等研究将为农业可持续发展提供支撑。农业及农业科学研究也是国际交流的重要领域。古代“陆上丝绸”和“海上丝绸”贸易有丰富的农产品交易，茶、香料、水果等经济作物及粮食作物，有浓厚的文化基础和深远的合作历史。农业及农业科学将进一步提升我国的国际影响力，有利于生态环境、生物多样性和应对气候变化的国际合作，共建绿色丝绸之路。 二、农业科学的发展规律与发展态势 农业科学是一门实践性很强的应用基础学科，其发展除遵循科学研究的一般发展规律外，还体现出以农业面临的重大问题需求为内在动力的发展规律。同时，随着社会经济发展和科学技术进步，在众多传统学科和新兴学科交叉融合下，面对新形势下的农业新需求，农业科学发展进一步加速，研究对象和研究内容不断拓展与深入。 （一）学科发展规律 1.社会经济发展和国家需求是农业科学不断发展的原动力 农业是人类衣食等最基本物质需求的根本来源，随着人口增长、生活水平提高，对主要农产品的需求持续增长；特别是农业资源日益紧缺，全球粮食危机不断，农业已成为关系到人类生存和健康、社会稳定和发展、国家自立和安全的重大战略基础。这些重大战略需求都是驱动农业科学不断发展的原动力。应对资源、环境、能源压力，支撑农业动植物高产、高效、安全、优质生产一直是农业科技的主题。围绕相关科学问题的基础研究更成为农业科学研究的重点，将为确保人类社会和谐发展提供知识基础和技术支撑。 2.理论与实践紧密结合是农业科学发展的核心生命力 农业科学研究的问题多数来自产业发展需求及生产实践，农业科学研究的突破会促进新技术研发，经实践检验后转化为成果来支撑产业发展。因此，农业科学理论与农业生产实践的结合是农业科学发展的重要规律和特点。我国在超级杂交水稻、双低油菜等新品种培育，禽流感疫苗、生物农药等动植物疫病防控，节水、节地、节肥、节药等节约型技术，设施农业、现代农业装备等方面取得了一批重大原创性成果，这些都与农业科学研究紧密相关。目前，农业科技竞争全球化、激烈化趋势明显，从基础研究到生产应用的转化步伐显著加快，我国要在国际竞争中把握主动权，就必须加快农业科学基础研究和前沿领域的原始创新。 3.跨学科交叉与融合创新是推动农业科学发展的重要方式 农业科学是一个涵盖多个分支学科的综合性大学科。农业科学与生物学、化学、信息学、医学、资源与环境、能源等学科交叉渗透，相互促进发展，随着现代科学技术发展，这种发展规律表现得更为突出。生命科学迅猛发展是农业科学进步的强大推动力，基因工程、发酵工程、酶工程、胚胎工程、基因编辑等生物技术的日趋成熟和广泛应用引发了农业科学研究的根本性变化，不仅对农业生物的认识深入分子水平，而且增加了工程操作的可行性。农业科学正从多学科、多层次的角度深入研究农业生物产量、品质、安全、绿色等农业基础科学问题，研究领域不断拓展。这些都为动植物种质创新、产品生产、资源高效利用及环境保护提供了理论和潜在的技术支撑。 4.合作越来越成为解决重大问题的科研模式 近年来，国际合作的趋势进一步加强。一方面，我国农业产业的一些现实重大问题，如气候变化对农业的影响、重大动物疫情、植物迁飞性虫害等研究需要多国合作；另一方面，针对复杂问题的研究，例如针对某一科（属）植物的基因组研究，出现多国（或地区）合作的大科学计划等情形。可以预见，未来农业科学研究的国际合作增加是一个必然趋势。 （二）农业科学发展态势 1.保障粮食安全和食物营养健康是农业科学研究的核心和目标 从世界范围看，人口持续增长和生活水平提高对农产品的需求不断增加，而耕地、水等资源的不足对农业的制约日益收紧。因此，未来5～10年，农业动植物的高产、优质、高效、绿色、安全仍然是农业科学的研究主题。依靠科技保障粮食供给，在18亿亩a耕地的背景下提高土地利用率、产出率以及实现可持续发展是我国农业未来发展的必由之路。 目前，国际范围内对作物超高产理论和技术的探索正在蓬勃开展，提高农作物对光能、水分、营养等资源的利用率，提高畜禽、水产动物对饲料（饵料）的利用率，挖掘农业生物生产潜力，建立超高产、高效、安全生产理论与技术体系是农业科学的主要目标。积极应对全球性气候变化，如何有效控制农作物病、虫、草、鼠等生物危害，干旱、盐碱、高温等非生物逆境，以及有效控制农业动物疾病，探索粮食、果菜、林木、畜禽、水产等绿色、高效、轻简生产理论和技术，防止土地退化、控制和修复退化农业生态系统也是我国农业科学研究的重要任务（农业农村部，2021）。食品营养、安全和监测已成为国际研究的热点，在动植物生产和加工链中，如何评估、监测和控制农药、兽药、病原体等可能威胁食品安全和人类健康的因子，也是重大科技问题。 2.智慧农业创新加速发展，将引发未来农业范式的变革 随着信息技术、材料科学和工程技术与农业科学的交叉，智慧农业快速发展。智慧农业根据不同农业场景，以多参数传感器融合数据为基础，通过信息学、表型学、机械学、控制学、应用数学等多学科交叉，将卫星遥感（RS）、无人机遥感和地面物联网融入农业生产全过程，系统获取农业对象生长发育和各环境要素感知信息，采用大数据和人工智能算法以及定量计算模型生成控制决策，实现对农业生产过程的最优控制。当前，世界处于人工智能、大数据、智能制造和仿生机器人技术创新暴发期，发达国家纷纷制定政策，引领以无人值守、智能、精准为主题的基础生产力升级，美国、日本、欧洲等农业发达国家和地区在智慧农业、无人农场的理论方法与技术产品创新方面均走在前列，已发展到传感器、机器人、智能化装备的产业技术竞争阶段。数字技术与农业深度融合发展，使得无人农场/养殖场成为世界发展热点与前沿，孕育着第三次农业绿色革命——农业数字技术革命的到来。 智慧农业代表未来农业先进生产力，我国在该领域的应用基础研究薄弱，产品技术创新乏力，加强智慧农业从基础研究到技术创新再到产品创制的整体战略布局，对推动我国现代农业发展，实现农业绿色、高效、可持续发展具有重要的战略意义。 3.农业全产业链逐渐贯通，有利于实现农业绿色高质量发展 我国人多地少、资源紧缺，对实现提质增产、绿色安全、环境友好、省力高效等目标的需求日益迫切。要实现这些目标，首先要贯通农业全产业链，以农业全产业链物质循环及其生态环境效应的系统定量分析和系统设计为基础，创新单项“卡脖子”技术，集成综合技术模式，实现农业绿色高质量发展。农业绿色高质量发展需要创新全产业链系统理论和各学科界面交叉理论，解决农业绿色发展各交叉界面融合的关键问题，提出区域农业绿色发展的实现途径，重点突破农业生产过程中农业生物-农业资源-农业环境-农业管理系统交叉界面上的前沿科学问题和关键技术，揭示界面间的耦合机制，阐明农业绿色高质量发展的实现途径。 4.面向主产区是农业科学研究的重要趋势 为确保国家粮食安全和重要农产品的有效供给提供支撑是农业科学研究的根本任务。为了让基础研究成果在确保国家粮食安全和重要农产品的有效供给中发挥更好的作用，近年来，中国科学院、中国农业科学院、中国农业大学等科研单位在农业主产区建立实验站（或研究中心）。从事农业科学基础研究的研究人员越来越重视将科学目标与国家需求相结合，围绕农业主产区产业发展中的问题开展科学研究，面向未来，将基础研究成果应用于农业生产实际。