美國(guó)科學(xué)院公布：未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的五大方向

今年初美國(guó)科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院聯(lián)合發(fā)布了題為Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural Research by 2030的研究報(bào)告，描述了美國(guó)科學(xué)家眼中農(nóng)業(yè)領(lǐng)域亟待突破的五大研究方向。
 

，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。

農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是復(fù)雜巨系統(tǒng)，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。報(bào)告建議將跨學(xué)科研究和系統(tǒng)方法作為解決重大關(guān)鍵問(wèn)題的項(xiàng)。系統(tǒng)認(rèn)知就是要從系統(tǒng)的要素構(gòu)成、互作機(jī)理和耦合作用來(lái)探索問(wèn)題解決的途徑。“山水林田湖草是一個(gè)生命共同體”，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)突破必須突破單要素思維，從資源利用、運(yùn)作效率、系統(tǒng)彈性和可持續(xù)性的整體維度進(jìn)行思考。我國(guó)農(nóng)業(yè)生態(tài)效率不高、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)、生態(tài)不可持續(xù)的問(wèn)題主要是在土地資源的利用方式上。因此，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的科技突破需要從土地資源的治理、修復(fù)、提升入手。
 

第二，新一代傳感器技術(shù)將成為推動(dòng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域進(jìn)步的底層驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

量值定義，精準(zhǔn)決定未來(lái)。美國(guó)將高精度、精準(zhǔn)、可現(xiàn)場(chǎng)部署的傳感器以及生物傳感器的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用作為未來(lái)技術(shù)突破的關(guān)鍵。當(dāng)前傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，但主要還集中在對(duì)單個(gè)特征如溫度的測(cè)量上，如果要同時(shí)了解整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)理，連續(xù)監(jiān)測(cè)多個(gè)特征的聯(lián)動(dòng)能力才是關(guān)鍵。值得注意的是，新一代傳感器技術(shù)不僅僅包括對(duì)物理環(huán)境、生物性狀的監(jiān)測(cè)和整合，更包括運(yùn)用材料科學(xué)及微電子、納米技術(shù)創(chuàng)造的新型納米和生物傳感器，對(duì)諸如水分子、病原體、微生物在跨越土壤、動(dòng)植物、環(huán)境時(shí)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。新一代傳感器所具備的快速檢測(cè)、連續(xù)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)反饋能力，將為系統(tǒng)認(rèn)知提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，賦予人類(lèi)“防治未病”的能力，即在出現(xiàn)病癥前就能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。如果能在資源要素的利用環(huán)節(jié)即可精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)和定量識(shí)別可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，并能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，將徹底改變我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利用方式。因此，新一代傳感器技術(shù)將是我國(guó)必須掌握的關(guān)鍵技術(shù)。