在農(nóng)業(yè)問(wèn)題上,世界正處于一個(gè)十字路口澜躺。全球人口持續(xù)增長(zhǎng)蝉稳,對(duì)食品的需求也在不斷增加,這給我們的農(nóng)業(yè)資源和實(shí)踐帶來(lái)了巨大壓力和挑戰(zhàn)掘鄙。因此耘戚,我們?cè)谌虬l(fā)起了未來(lái)農(nóng)業(yè)重要問(wèn)題的征集。
三個(gè)月后操漠,我們收到來(lái)自亞洲收津、非洲、歐洲浊伙、北美洲撞秋、南美洲和大洋洲的419個(gè)問(wèn)題。我們確定并編制了100個(gè)事關(guān)全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和改善人類(lèi)福祉的優(yōu)先問(wèn)題清單(圖1)嚣鄙。
這些問(wèn)題可分為10個(gè)主題:
1. 農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)轉(zhuǎn)型
2. 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力
3. 通過(guò)農(nóng)業(yè)減緩氣候變化
4. 探索育種資源和技術(shù)
5. 改進(jìn)耕作方法
6. 維持健康的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)
7. 扶持智能和可控環(huán)境農(nóng)業(yè),促進(jìn)糧食安全
8. 推廣以健康和營(yíng)養(yǎng)為驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)
9. 探索經(jīng)濟(jì)機(jī)遇哑子,應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)
10. 整合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和“同一健康”
1. 農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)轉(zhuǎn)型
1. 全球舅列、區(qū)域和國(guó)家農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要推動(dòng)因素是什么?
2. 為應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)當(dāng)前的挑戰(zhàn)卧蜓,是否建議采用將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強(qiáng)化與發(fā)達(dá)國(guó)家和新興國(guó)家的食物消費(fèi)水平降低相結(jié)合的策略帐要?
2. 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力
3. 我們?nèi)绾卫斫夂皖A(yù)測(cè)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)的影響?
4. 在干旱和半干旱地區(qū)弥奸,提高農(nóng)作物產(chǎn)量的成本效益方法是什么榨惠?
5. 在受鹽堿化影響的土壤中,維持或增加糧食生產(chǎn)的最有效的環(huán)境可持續(xù)戰(zhàn)略是什么其爵?
6. 除了增強(qiáng)單個(gè)作物的抗性冒冬,如何提高整個(gè)氣候適應(yīng)性的農(nóng)作物/農(nóng)業(yè)系統(tǒng)?
7. 如何有效管理因氣候變化引起的生物入侵摩渺?
8. 氣候變化對(duì)土地利用及相關(guān)政策的潛在長(zhǎng)期影響是什么简烤?
3. 通過(guò)農(nóng)業(yè)減緩氣候變化
9. 如何在農(nóng)業(yè)中減少溫室氣體排放,特別是在畜牧業(yè)生產(chǎn)摇幻、食品加工和制造業(yè)方面横侦?
10. 由于氣候變化的挑戰(zhàn)和對(duì)畜產(chǎn)品相關(guān)的人類(lèi)健康問(wèn)題的擔(dān)憂(yōu),發(fā)達(dá)國(guó)家和新興國(guó)家擴(kuò)大動(dòng)物生產(chǎn)的趨勢(shì)是否會(huì)逆轉(zhuǎn)绰姻?
11. “碳足跡”枉侧、“碳匯”和“碳交易”的概念與畜牧業(yè)生產(chǎn)和研究有何關(guān)系?
12. 如何克服在農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)碳中性狂芋、平衡甚至負(fù)數(shù)的主要障礙榨馁?
13. 人造肉是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)碳中和的有效路徑嗎?
14. 如何利用土壤產(chǎn)生長(zhǎng)期的碳匯額度帜矾?
15. 植物碳的“難降解”形式翼虫,例如亞油酸和孢粉素在農(nóng)業(yè)土壤中持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間屑柔?
16. 減少土壤氮排放的最有效策略是什么?
17. 土壤碳封存是否可以改善耕地的質(zhì)量珍剑?
4. 探索育種資源和技術(shù)
18. 育種過(guò)程中最有效的智能表型策略是什么掸宛?
19. 如何有效收集、保護(hù)招拙、和利用種質(zhì)資源唧瘾?
20. 如何從野生資源中轉(zhuǎn)移有益基因到栽培品種中?
21. 如何實(shí)現(xiàn)突破性的種質(zhì)創(chuàng)新别凤,挖掘出卓越的基因并實(shí)現(xiàn)作物的穩(wěn)定遺傳饰序?
22. 如何利用表觀(guān)遺傳機(jī)制擴(kuò)展基因資源,調(diào)控植物再生并提高作物表現(xiàn)闻妓?
23. 作物雜種優(yōu)勢(shì)的形成機(jī)理是什么菌羽?
24. 通過(guò)基因型設(shè)計(jì)理想表型作物所面臨的挑戰(zhàn)是什么掠械?
25. 我們需要馴化新的作物來(lái)應(yīng)對(duì)不斷變化的氣候嗎由缆?
26. 人工設(shè)計(jì)是否能創(chuàng)造新作物?
27. 合成生物學(xué)如何助力提升育種能力和作物開(kāi)發(fā)猾蒂?
28. 如何增強(qiáng)已知蛋白質(zhì)的特性以有效提高作物品質(zhì)均唉?
29. 如何開(kāi)發(fā)關(guān)鍵蛋白質(zhì)的定向進(jìn)化技術(shù)?
30. 在畜牧業(yè)中如何縮短繁殖周期肚菠?
31. 如何推進(jìn)水產(chǎn)生物的分子育種舔箭?
32. 如何創(chuàng)建一種更有效的可以超越分子育種的下一代育種技術(shù)?
33. 如何實(shí)現(xiàn)數(shù)字育種的技術(shù)創(chuàng)新和體系建設(shè)蚊逢?
34. 使用人工智能進(jìn)行基因設(shè)計(jì)和農(nóng)業(yè)育種所需的步驟是什么层扶?
35. 有哪些策略可用于克服作物產(chǎn)量的限制因素,從而實(shí)現(xiàn)可能的最高產(chǎn)量烙荷?
36. 如何協(xié)調(diào)作物產(chǎn)量镜会、質(zhì)量和效率之間的關(guān)系?
37. 如何將一年生作物轉(zhuǎn)化為多年生作物终抽?
38. 如何增加光合作用效率戳表?
39. 如何在保持或提高產(chǎn)量和質(zhì)量的同時(shí)提高作物對(duì)各種脅迫的抵抗力?
40. 未來(lái)育種技術(shù)如何應(yīng)對(duì)氣候變化和對(duì)營(yíng)養(yǎng)豐富作物需求不斷增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)昼伴?
41. 育種行業(yè)所需的資本投資水平是多少匾旭?
5. 改進(jìn)耕作方法
營(yíng)養(yǎng)利用率
42. 如何實(shí)現(xiàn)植物資源的高效協(xié)調(diào)利用,例如光圃郊、水价涝、營(yíng)養(yǎng)等?
43. 使作物有效利用碳持舆、氮色瘩、磷和其他微量元素等基本礦物營(yíng)養(yǎng)元素的遺傳基礎(chǔ)鞭光、調(diào)控機(jī)制和運(yùn)輸機(jī)制是什么?
44. 在提高營(yíng)養(yǎng)利用效率方面泞遗,哪些策略是有效的惰许?
45. 如何實(shí)現(xiàn)多種基本營(yíng)養(yǎng)元素的平衡施肥?
46. 高效營(yíng)養(yǎng)作物能在多大程度上提高作物產(chǎn)量史辙、降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益汹买?
47. 有哪些技術(shù)和方法可用于增強(qiáng)主要作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,從而生產(chǎn)生物強(qiáng)化食品聊倔?
化肥與農(nóng)藥
48. 如何提高施肥的效率晦毙、環(huán)保性和可持續(xù)性?
49. 基于作物類(lèi)型耙蔑、土壤特性和環(huán)境影響等因素见妒,建議耕地適宜的肥料量是多少?
50. 如何開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境影響最小的精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)肥料和殺蟲(chóng)劑甸陌,包括納米肥料和納米殺蟲(chóng)劑须揣?
51. 開(kāi)發(fā)可替代尿素的綠色氮肥的方法是什么?
52. 鑒定作物廣譜性抗病新靶點(diǎn)和開(kāi)發(fā)環(huán)境友好型殺蟲(chóng)劑的策略是什么钱豁?
6. 維持健康的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)
53. 如何有效地測(cè)量土壤健康狀況耻卡?
54. 如何在原位操縱土壤微生物,促進(jìn)作物與有益微生物在土壤中的相互作用牲尺,從而增強(qiáng)作物生長(zhǎng)卵酪、改善植物抗性,促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展谤碳?
55. 作物與土壤有益微生物相互作用的機(jī)制是什么溃卡?
56. 防止和減輕土壤鹽堿化的有效方法是什么?
57. 土壤微生物參與有機(jī)和無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化的機(jī)制是什么蜒简?
58. 如何理解病毒在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的生態(tài)功能瘸羡?
59. 土壤仿生材料發(fā)展的未來(lái)前景如何?
60. 修復(fù)土壤重金屬污染的有效方法是什么臭蚁?
61. 納米材料和微塑料等新型污染物在作物-土壤-微生物系統(tǒng)中的命運(yùn)是什么最铁?
62. 如何在減少處理農(nóng)業(yè)污染土壤成本的同時(shí)提高治理效果?
63. 如何減少磷污染并解決磷資源短缺問(wèn)題垮兑?
64. 減少或替代畜牧業(yè)中抗生素使用的策略是什么冷尉?
65. 如何應(yīng)對(duì)由于在畜禽養(yǎng)殖中使用抗生素,進(jìn)而通過(guò)其糞便和有機(jī)廢棄物引入環(huán)境的抗性基因污染問(wèn)題系枪?
66. 哪些生物分子可作為植物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的開(kāi)關(guān)對(duì)各種機(jī)械雀哨、環(huán)境和化學(xué)刺激作出反應(yīng)?
67. 如何提高農(nóng)業(yè)廢棄物的利用?
7. 扶持智能和可控環(huán)境農(nóng)業(yè)雾棺,促進(jìn)糧食安全
68. 如何在農(nóng)業(yè)行業(yè)開(kāi)發(fā)和實(shí)施數(shù)據(jù)科學(xué)和信息技術(shù)膊夹?
69. 在哪些情境下可以無(wú)縫地將人工智能技術(shù)與數(shù)字農(nóng)業(yè)相結(jié)合?
70. 如何實(shí)現(xiàn)畜禽育種中的智能表型和基因組技術(shù)捌浩?
71. 如何解決受控環(huán)境農(nóng)業(yè)中能源消耗過(guò)多和高成本的問(wèn)題放刨?
72. 農(nóng)業(yè)中下一代感知技術(shù)是什么,如何開(kāi)發(fā)尸饺?
73. 農(nóng)業(yè)自動(dòng)化如何應(yīng)用于各種環(huán)境或情境进统,從而促進(jìn)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)?
74. 建立重要跨境遷徙害蟲(chóng)的災(zāi)害機(jī)制和精確預(yù)警的策略有哪些浪听?
8. 推廣以健康和營(yíng)養(yǎng)為驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)
75. 如何通過(guò)農(nóng)業(yè)增強(qiáng)土壤健康和促進(jìn)人類(lèi)健康螟碎?
76. 如何定義和實(shí)現(xiàn)健康飲食?
77. 如何通過(guò)個(gè)性化和美味的食物來(lái)滿(mǎn)足人類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)迹栓、健康和烹飪偏好掉分?
78. 細(xì)胞農(nóng)業(yè)的當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展軌跡是什么?
9. 探索經(jīng)濟(jì)機(jī)遇克伊,應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)
79. 如何在農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市化之間取得平衡酥郭?
80. 可以利用什么方法來(lái)解決人口增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)資源有限之間的矛盾?
81. 如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的食品供應(yīng)答毫?
82. 如何利用貿(mào)易在全球和國(guó)家層面上保障糧食安全褥民?
83. 如何調(diào)和全球價(jià)值鏈與農(nóng)業(yè)資源流的關(guān)系?
84. 如何在氣候變化和社會(huì)不安定的挑戰(zhàn)下提高和穩(wěn)定農(nóng)民的收入洗搂?
85. 將全球和國(guó)家政策與農(nóng)業(yè)和人類(lèi)營(yíng)養(yǎng)鏈接起來(lái)的主要挑戰(zhàn)和機(jī)遇是什么?
86. 如何更好地整合政策载弄,以促進(jìn)全球營(yíng)養(yǎng)狀況的改善耘拇?
87. 可以采取什么措施來(lái)促進(jìn)轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)化,并確保對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的有效監(jiān)管宇攻?
88. 如何將畜牧和乳制品養(yǎng)殖惫叛,尤其是反芻動(dòng)物的養(yǎng)殖,轉(zhuǎn)變?yōu)楦沙掷m(xù)的產(chǎn)業(yè)逞刷,如耕作或其他可行的替代品嘉涌?
89. 如何保護(hù)和可持續(xù)利用海洋漁業(yè)資源?
90. 發(fā)展新型食品生產(chǎn)技術(shù)和資源的方向是什么夸浅?
91. 如何減少食物損失和浪費(fèi)仑最?
92. 在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看,農(nóng)業(yè)機(jī)器人適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要多大程度的智能化帆喇?
93. 人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的意義是什么警医?
94. 農(nóng)業(yè)部門(mén)如何利用新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),增強(qiáng)可持續(xù)性、效率和生產(chǎn)力预皇,同時(shí)解決食品安全侈玄、環(huán)境影響和社會(huì)經(jīng)濟(jì)公平等問(wèn)題?
95. 未來(lái)誰(shuí)來(lái)種地吟温?
10. 整合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與“同一健康”
96. 將現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方法與“同一健康”理念結(jié)合起來(lái)存在哪些挑戰(zhàn)序仙?如何制定框架來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),確保未來(lái)糧食安全鲁豪?
97. 應(yīng)為畜牧生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)定哪些優(yōu)先效率目標(biāo)诱桂,以確保能夠以可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)可行和兼顧環(huán)境的方式滿(mǎn)足人們對(duì)畜牧產(chǎn)品的需求呈昔?
98. 如何防止動(dòng)物疫病傳播給人類(lèi)挥等?
99. 有哪些策略可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、健康堤尾、同時(shí)也對(duì)環(huán)境友好的肉類(lèi)消費(fèi)實(shí)踐肝劲?
100. 如何在農(nóng)業(yè)中實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡,使植物郭宝、動(dòng)物和微生物和諧共存辞槐?
除了10個(gè)重要主題,我們確定了4個(gè)關(guān)鍵視角粘室,以全面理解農(nóng)業(yè)系統(tǒng)榄檬,包括資源與環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)衔统、營(yíng)養(yǎng)與健康以及社會(huì)與經(jīng)濟(jì)影響(圖****2)鹿榜。這些視角使我們認(rèn)識(shí)到,農(nóng)業(yè)對(duì)于環(huán)境锦爵、人類(lèi)健康和社會(huì)產(chǎn)生了重要影響舱殿。同時(shí),可持續(xù)地管理自然資源對(duì)于確保高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要险掀』ο跨學(xué)科的方法與整合各個(gè)領(lǐng)域和先進(jìn)技術(shù)也是必不可少的。
這些觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為樟氢,我們可以通過(guò)管理資源冈绊、促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)和優(yōu)先考慮營(yíng)養(yǎng)與健康來(lái)確保長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)成功。