當(dāng)前，全球第四次技術(shù)革命正在加速發(fā)展，生物、信息、新材料和新能源等領(lǐng)域顛覆性技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并不斷向農(nóng)業(yè)領(lǐng)域“滲透”，與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科技交叉融合，推動(dòng)新一輪農(nóng)業(yè)科技革命，引領(lǐng)農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力，催生農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式不斷涌現(xiàn)。根據(jù)綜合研究分析認(rèn)為，總體上全球農(nóng)業(yè)科技發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)呈現(xiàn)“四個(gè)農(nóng)業(yè)變革”“四極創(chuàng)新趨勢(shì)”和“三大創(chuàng)新范式轉(zhuǎn)型”特點(diǎn)的歷史新階段。

　　基因組學(xué)、基因編輯、合成生物學(xué)、干細(xì)胞等前沿技術(shù)，不斷創(chuàng)造新的基因、新的物種、新的產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為全球未來(lái)農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)先熱點(diǎn)和戰(zhàn)略主導(dǎo)標(biāo)志，將推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)入了新一代生物技術(shù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展的新時(shí)代。

　　近年來(lái)基因組等多組學(xué)生物信息大數(shù)據(jù)構(gòu)建日新月異，基因克隆效率大幅提高，基因疊加新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多基因融合、多性狀復(fù)合的生物技術(shù)產(chǎn)品迭代升級(jí)。

　　國(guó)際種業(yè)已進(jìn)入BT+IT驅(qū)動(dòng)的智能化育種4.0時(shí)代，成為諸多發(fā)達(dá)國(guó)家大力發(fā)展、競(jìng)相角逐并刻意壟斷的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。農(nóng)業(yè)微生物技術(shù)是新一輪農(nóng)業(yè)科技革命的又一重要核心技術(shù)，利用農(nóng)業(yè)微生物的食物制造發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｅc此同時(shí)，未來(lái)5～10年，AI、合成生物學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)與獸醫(yī)學(xué)的交叉融合，將實(shí)現(xiàn)高端疫苗、藥物、診斷試劑和抗生素替代品的智能化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)全域數(shù)智化疫病精準(zhǔn)防控。新一代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)將是未來(lái)科技投入的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

　　綠色發(fā)展已經(jīng)成為全球共識(shí)。綠色經(jīng)濟(jì)將成為世界經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，也是全球產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要表征，將對(duì)技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成強(qiáng)制性規(guī)則與倒逼機(jī)制。綠色技術(shù)創(chuàng)新將對(duì)世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展綠色化起到重要推動(dòng)作用。

　　農(nóng)業(yè)綠色低碳技術(shù)是世界各國(guó)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展領(lǐng)域。綠色低碳、生態(tài)循環(huán)、有機(jī)農(nóng)業(yè)、再生農(nóng)業(yè)、多樣化農(nóng)業(yè)等技術(shù)日益受到青睞并成為未來(lái)農(nóng)業(yè)新趨勢(shì)。在農(nóng)業(yè)節(jié)水領(lǐng)域，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍注重生命需水信息獲取、智能預(yù)報(bào)與通用作物水模型的發(fā)展，并注重物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用；在土壤科技領(lǐng)域，發(fā)達(dá)國(guó)家普遍注重耕地土壤健康培育、養(yǎng)分循環(huán)利用、生物培肥、綠色可持續(xù)等技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，并十分注重合成生物學(xué)、人工智能、大數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感、近地傳感、機(jī)器學(xué)習(xí)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用；在農(nóng)業(yè)綠色投入品領(lǐng)域，生物肥料、生物農(nóng)藥、納米農(nóng)藥、生物獸藥等新型農(nóng)業(yè)綠色投入品，逐步替代傳統(tǒng)的“化學(xué)”農(nóng)業(yè)投入品。

　　全球進(jìn)入數(shù)字化經(jīng)濟(jì)推動(dòng)的新一輪高層次現(xiàn)代農(nóng)業(yè)變革，以互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器、大數(shù)據(jù)等為技術(shù)基礎(chǔ)的智能農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、無(wú)人農(nóng)業(yè)、垂直農(nóng)業(yè)等新業(yè)態(tài)成為重大戰(zhàn)略前沿。

　　美國(guó)《至2030年推動(dòng)食品和農(nóng)業(yè)研究的科學(xué)突破》將人工智能等列為率先突破的技術(shù)方向，2023年版《國(guó)家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃》將農(nóng)業(yè)列為優(yōu)先發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域之一；《歐盟農(nóng)業(yè)科技2030》、德國(guó)《2035耕作戰(zhàn)略》等均將人工智能、機(jī)器人等列為重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)。

　　孟山都公司、約翰迪爾公司等企業(yè)紛紛布局智慧農(nóng)業(yè)。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高端傳感器、專用芯片、核心算法、機(jī)器人等關(guān)鍵技術(shù)成為推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的底層驅(qū)動(dòng)技術(shù)。大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的發(fā)展，為提升農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究和知識(shí)應(yīng)用提供了重要的突破機(jī)遇。

　　總體上，智慧農(nóng)業(yè)的“硬件”和“軟件”的科技進(jìn)步，將驅(qū)動(dòng)全球農(nóng)業(yè)更大范圍的場(chǎng)景應(yīng)用，大大加速農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。全球農(nóng)機(jī)和裝備進(jìn)入以信息技術(shù)為核心的智能化新階段，加速向自主智能方向發(fā)展。

　　追求營(yíng)養(yǎng)健康的生活是人類永恒的目標(biāo)。人類對(duì)農(nóng)業(yè)與食品的需求已經(jīng)從“吃飽”向“吃好”“吃得健康”更高級(jí)階段轉(zhuǎn)變。國(guó)際上形成了康養(yǎng)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療農(nóng)業(yè)、人造食品、動(dòng)物源人造器官等產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。目前，食物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、生物信息學(xué)、醫(yī)學(xué)、人工智能等學(xué)科的有機(jī)結(jié)合已經(jīng)成為全球農(nóng)業(yè)與食品的科技前沿。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技已經(jīng)擺脫單一耕地資源向陸海空廣闊空間、天地一體化拓展，由單一谷物為主向大食物觀拓展，由第一產(chǎn)業(yè)向六次產(chǎn)業(yè)大農(nóng)業(yè)領(lǐng)域拓展等。

　　在陸地上，除了傳統(tǒng)的耕地種植，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技還促使農(nóng)業(yè)向更廣泛的空間發(fā)展。海洋農(nóng)業(yè)科技發(fā)展使得海水養(yǎng)殖品種不斷豐富，如深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖、工廠化循環(huán)水養(yǎng)殖等，大大提高了海產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量；海洋生物資源的開(kāi)發(fā)利用也為食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)提供了新的原料。航天技術(shù)的發(fā)展拓展太空農(nóng)業(yè)的發(fā)展空間，太空農(nóng)業(yè)技術(shù)將為地球農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有益的借鑒和技術(shù)支持。借助衛(wèi)星通信、遙感等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)天地之間信息的快速傳遞和共享，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供全方位、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)和決策支持。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)和信息技術(shù)，分子育種、細(xì)胞食物、微生物組學(xué)、南宮28娛樂(lè)平臺(tái)合成生物、納米農(nóng)業(yè)、高光效作物等極微觀層次探索發(fā)展。分子育種突破了傳統(tǒng)育種方法受種源變異限制且雜交困難、成果突破難的瓶頸，培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。未來(lái)，分子育種將與大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、高效的育種。在細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域，科學(xué)家們通過(guò)了解細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求，開(kāi)發(fā)出更加個(gè)性化、精準(zhǔn)的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品。隨著微生物組學(xué)的發(fā)展，研究土壤微生物組，可開(kāi)發(fā)出新型生物肥料和生物農(nóng)藥，提高土壤肥力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，防治病蟲(chóng)害。基于微生物組學(xué)的個(gè)性化醫(yī)療和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)將成為未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)。合成生物學(xué)可用于開(kāi)發(fā)新型的農(nóng)業(yè)生物制品，如生物傳感器、生物肥料、生物農(nóng)藥等。利用納米材料的特殊性質(zhì)開(kāi)發(fā)新型的農(nóng)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品，如納米肥料、納米農(nóng)藥等，并與其他農(nóng)業(yè)技術(shù)的集成創(chuàng)新將成為未來(lái)納米農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。

　　近年來(lái)，隨著更精準(zhǔn)的環(huán)境控制技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代大規(guī)模高端設(shè)施垂直農(nóng)業(yè)、沙漠農(nóng)業(yè)、深地高原等極端環(huán)境的農(nóng)業(yè)技術(shù)為科學(xué)家積極探索的新領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，北極圈以北和南極圈以南區(qū)域的極地農(nóng)業(yè)也得到了發(fā)展。一些極地地區(qū)利用溫室技術(shù)、無(wú)土栽培技術(shù)等嘗試種植蔬菜、水果等作物，不僅為極地地區(qū)的居民和科研人員提供新鮮的農(nóng)產(chǎn)品，同時(shí)也是人類應(yīng)對(duì)未來(lái)地球氣候極端變化的技術(shù)儲(chǔ)備。隨著深地技術(shù)的發(fā)展，利用地下空間資源進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的深地農(nóng)業(yè)模式也呼之欲出。目前相關(guān)研究主要集中在深地環(huán)境對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響、地下空間的開(kāi)發(fā)利用技術(shù)等方面，探索深地農(nóng)業(yè)的可行性和發(fā)展模式。應(yīng)對(duì)高原極端環(huán)境的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、特有食材的加工技術(shù)、保鮮技術(shù)等成為科學(xué)界探索的重要方向。

　　農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是復(fù)雜巨系統(tǒng)，傳統(tǒng)的單一田間地塊、單一技術(shù)措施、單一研究視角、單一試驗(yàn)方法的研究范式已經(jīng)不適應(yīng)于解決復(fù)雜問(wèn)題，已經(jīng)很難再依靠“點(diǎn)”上的技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)整體提升。

　　美國(guó)國(guó)家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院聯(lián)合發(fā)布的Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural Research by 2030研究報(bào)告認(rèn)為：整體思維和系統(tǒng)認(rèn)知分析技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科技突破的首要前提，跨學(xué)科研究和系統(tǒng)方法是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域亟待突破的五大研究方向的首選項(xiàng)。近年來(lái)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)研究方向不斷拓展，與工程科學(xué)、資源環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科交叉趨勢(shì)越來(lái)越明顯。不同學(xué)科的交叉融合不僅能夠催生新的研究方法和技術(shù)，還有助于促進(jìn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)綜合管理決策。

　　傳統(tǒng)糧食生產(chǎn)系統(tǒng)向良種良田良機(jī)良法“四良”融合、大數(shù)據(jù)信息綜合、人物機(jī)融合等兼容性、集成化的更為復(fù)雜的“極綜合交叉”趨勢(shì)發(fā)展。南宮28娛樂(lè)平臺(tái)

　　目前，全球科技創(chuàng)新范式已經(jīng)進(jìn)入各領(lǐng)域深度交叉融合、多點(diǎn)突破與群發(fā)性突破密集、大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的大變革時(shí)期，其核心就是在不斷創(chuàng)造發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。由此引發(fā)傳統(tǒng)科研范式發(fā)生重大變化。未來(lái)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，必須適應(yīng)“三大轉(zhuǎn)型”：

　　一是前沿交叉技術(shù)和顛覆性技術(shù)的群體性突破必將加快農(nóng)業(yè)科技交叉融合創(chuàng)新范式轉(zhuǎn)型。

　　例如，基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)，可以對(duì)調(diào)控動(dòng)植物的重要經(jīng)濟(jì)性狀基因進(jìn)行操作，對(duì)創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病等動(dòng)植物種質(zhì)，培育具有優(yōu)異性狀的動(dòng)植物新品種以及大規(guī)模解析動(dòng)植物基因功能具有非常重大的意義。隨著家畜干細(xì)胞系以及定向分化技術(shù)的建立，通過(guò)體外受精技術(shù)和全基因組選擇育種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家畜的試管育種，未來(lái)將帶來(lái)家畜育種技術(shù)的革命。

　　美國(guó)等種業(yè)強(qiáng)國(guó)已逐步進(jìn)入“常規(guī)育種+生物技術(shù)+信息技術(shù)+人工智能”的育種4.0時(shí)代。2022年美國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)布了新一版《關(guān)鍵與新興技術(shù)國(guó)家戰(zhàn)略》（National Strategy for Critical and Emerging Technologies），提出的生物技術(shù)戰(zhàn)略涵蓋了多組學(xué)、生物信息學(xué)、多細(xì)胞系統(tǒng)工程、基因組和蛋白質(zhì)工程等前沿核心技術(shù)。

　　二是數(shù)字化智能化技術(shù)快速迭代必將加速農(nóng)業(yè)科技非線性數(shù)據(jù)化智能化創(chuàng)新范式轉(zhuǎn)型。

　　目前，全球進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)背景下的新一次高層次現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展階段，各國(guó)致力于利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田信息的精準(zhǔn)采集、高效傳輸、智能分析和科學(xué)應(yīng)用，推動(dòng)農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)模式向精準(zhǔn)化、智能化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）開(kāi)發(fā)的AVIRIS系統(tǒng)利用無(wú)人機(jī)搭載的多光譜和超光譜傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)田養(yǎng)分進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)。美國(guó)Trimble（國(guó)際精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先公司）開(kāi)發(fā)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)平臺(tái)，將“FarmWorks”軟件平臺(tái)與精準(zhǔn)施肥設(shè)備結(jié)合，利用實(shí)時(shí)土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)制定施肥計(jì)劃。美國(guó)IBM公司開(kāi)發(fā)的智能農(nóng)業(yè)平臺(tái)，結(jié)合大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)，可為農(nóng)民提供精準(zhǔn)的施肥與灌溉方案。農(nóng)業(yè)動(dòng)植物生理傳感器、動(dòng)植物生長(zhǎng)優(yōu)化模型、裝備管理與優(yōu)化以及智能機(jī)器人等將是智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)未來(lái)的研究熱點(diǎn)。

　　三是科學(xué)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)深度融合必將加快產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向?yàn)橹鲗?dǎo)、企業(yè)創(chuàng)新為主體的農(nóng)業(yè)創(chuàng)新體系深刻變革。

　　當(dāng)前，全球科技與產(chǎn)業(yè)的融合呈現(xiàn)加速趨勢(shì)，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向的科技創(chuàng)新特征更加明顯。農(nóng)業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用為提高農(nóng)作物產(chǎn)量、優(yōu)化資源配置、減少病蟲(chóng)害損失，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可預(yù)測(cè)性和可控性帶來(lái)了巨大突破，吸引了全球資本市場(chǎng)的關(guān)注和追捧。根據(jù)波士頓咨詢統(tǒng)計(jì)，全球合成生物學(xué)市場(chǎng)規(guī)模2018年到2023年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到27%，預(yù)計(jì)到2028年全球合成生物市場(chǎng)或達(dá)500億美元。2022年全球生物育種市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到660億美元，并逐年增加。2023年全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)規(guī)模達(dá)410.93億元，預(yù)計(jì)2029年全球生物農(nóng)藥市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至838.32億元。全球生物肥料市場(chǎng)規(guī)模2023年已達(dá)到103.42億元，預(yù)計(jì)至2029年將會(huì)達(dá)到238.71億元。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）報(bào)告顯示，2022年全球智慧農(nóng)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)262億美元。據(jù)估計(jì)，全球農(nóng)業(yè)科技投資2019年至2024年間增長(zhǎng)了近300%。更多投資人從醫(yī)療、新消費(fèi)、互聯(lián)網(wǎng)科技等行業(yè)跨界而來(lái)，合成生物、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)成為跨行業(yè)的支撐和鏈接點(diǎn)，應(yīng)用場(chǎng)景從其他行業(yè)遷移到農(nóng)業(yè)，挖掘從底層技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)變革的機(jī)會(huì)。返回搜狐，查看更多