美國科學院公布：未來農業(yè)發(fā)展的五大方向

今年初美國科學院、工程院和醫(yī)學院聯(lián)合發(fā)布了題為Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural Research by 2030的研究報告，描述了美國科學家眼中農業(yè)領域亟待突破的五大研究方向。
 

，整體思維和系統(tǒng)認知分析技術是實現(xiàn)農業(yè)科技突破的首要前提。

農業(yè)系統(tǒng)是復雜巨系統(tǒng)，已經很難再依靠“點”上的技術突破實現(xiàn)整體提升。報告建議將跨學科研究和系統(tǒng)方法作為解決重大關鍵問題的項。系統(tǒng)認知就是要從系統(tǒng)的要素構成、互作機理和耦合作用來探索問題解決的途徑。“山水林田湖草是一個生命共同體”，農業(yè)領域的科學突破必須突破單要素思維，從資源利用、運作效率、系統(tǒng)彈性和可持續(xù)性的整體維度進行思考。我國農業(yè)生態(tài)效率不高、競爭力不強、生態(tài)不可持續(xù)的問題主要是在土地資源的利用方式上。因此，農業(yè)領域的科技突破需要從土地資源的治理、修復、提升入手。
 

第二，新一代傳感器技術將成為推動農業(yè)領域進步的底層驅動技術。

量值定義，精準決定未來。美國將高精度、精準、可現(xiàn)場部署的傳感器以及生物傳感器的開發(fā)、應用作為未來技術突破的關鍵。當前傳感器技術已經廣泛應用在農業(yè)領域，但主要還集中在對單個特征如溫度的測量上，如果要同時了解整個系統(tǒng)運行的機理，連續(xù)監(jiān)測多個特征的聯(lián)動能力才是關鍵。值得注意的是，新一代傳感器技術不僅僅包括對物理環(huán)境、生物性狀的監(jiān)測和整合，更包括運用材料科學及微電子、納米技術創(chuàng)造的新型納米和生物傳感器，對諸如水分子、病原體、微生物在跨越土壤、動植物、環(huán)境時的循環(huán)運動過程進行監(jiān)控。新一代傳感器所具備的快速檢測、連續(xù)監(jiān)測、實時反饋能力，將為系統(tǒng)認知提供數(shù)據基礎，賦予人類“防治未病”的能力，即在出現(xiàn)病癥前就能發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。如果能在資源要素的利用環(huán)節(jié)即可精準發(fā)現(xiàn)和定量識別可能出現(xiàn)的風險問題，并能夠實時進行優(yōu)化調整，將徹底改變我國農業(yè)生產利用方式。因此，新一代傳感器技術將是我國必須掌握的關鍵技術。