全球農(nóng)業(yè)受糧食安全、氣候變化、新冠肺炎疫情、逆全球化、人口變化等諸多不確定性因素影響，各國力求以具體行動實踐提升自身農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的抗風險能力及氣候適應(yīng)能力。當前在大數(shù)據(jù)、人工智能及互聯(lián)網(wǎng)“三位一體”的技術(shù)變革場景下，國際農(nóng)業(yè)科技前沿也愈加強調(diào)生物技術(shù)、人工智能技術(shù)、生態(tài)環(huán)境技術(shù)等技術(shù)內(nèi)核，這就要求基礎(chǔ)學科及交叉學科的研究要更加關(guān)注農(nóng)業(yè)生物特征及農(nóng)業(yè)特定問題。
智能設(shè)計育種打造現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新“芯片”
種業(yè)一直以來被譽為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的芯片，業(yè)已成為世界各國爭相搶占的農(nóng)業(yè)科技制高點。而當前機器學習、基因編輯、全基因組選擇及合成生物學等前沿科技的創(chuàng)新發(fā)展已引領(lǐng)國際種業(yè)巨頭強勢進入智能設(shè)計育種時代，育種周期明顯縮短、成本顯著降低、效率顯著提高。
當前美國已基本進入智能設(shè)計育種時代，依托此前積累的大量育種數(shù)據(jù)及全流程大數(shù)據(jù)驅(qū)動來進行作物表型模擬及利用決策模型輔助育種家進行精準雜交組配。近年來已有多家國際種業(yè)公司以重組與并購等形式實現(xiàn)人工智能技術(shù)與生物技術(shù)多元化融合以整合育種研發(fā)鏈條、增強在國際種業(yè)的核心競爭力。目前我國尚處于由“跟跑”向“并跑”的角色轉(zhuǎn)換中，多數(shù)動植物核心種源對外依存度較高，原創(chuàng)不足，當前亟須彌補關(guān)鍵技術(shù)融合、多元學科交叉及產(chǎn)業(yè)化等方面的不足，實現(xiàn)育種技術(shù)體系智能化及工程化。
智慧農(nóng)業(yè)助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營
機器學習、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等信息科學在智慧農(nóng)場、智能溫室等具體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場景下集成應(yīng)用,管理者能夠進行精準的農(nóng)業(yè)信息感知、科學量化決策、智能控制農(nóng)業(yè)機械設(shè)備及精準控制投入。美國已有20%耕地及80%大農(nóng)場實現(xiàn)大田生產(chǎn)全程數(shù)字化，平均每個農(nóng)場約擁有50臺連接物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。而我國整體智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用不足，同時因為基礎(chǔ)研究及學科交叉研究的不足，現(xiàn)有高端農(nóng)機裝備核心部件、農(nóng)業(yè)傳感器核心感知元器件及農(nóng)業(yè)人工智能核心技術(shù)依賴國外。
數(shù)據(jù)是信息科技與農(nóng)業(yè)深度融合的重要前提。法國已由政府主導、多主體共同承擔建設(shè)涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門的農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫，并致力于打造集科研、咨詢、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及公共管理等為一體的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)體系。目前我國農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)形式繁雜、數(shù)量巨大、分布分散且缺少統(tǒng)一統(tǒng)計標準，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集成本高、難度大及準確性差，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理難以實現(xiàn)多源融合與深度挖掘運用。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種分布式數(shù)據(jù)記錄方式及共享式數(shù)據(jù)庫，具有去中心化、開放性、數(shù)據(jù)不可篡改及可溯源等核心特征，與農(nóng)業(yè)溯源系統(tǒng)結(jié)合后能夠連接生產(chǎn)、加工、流通、存儲及銷售等農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈全環(huán)節(jié)。基于區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)可以有效降低數(shù)據(jù)存儲及監(jiān)管成本，但目前普遍面臨著隱私泄露、數(shù)據(jù)安全及區(qū)塊容量不足等問題。
以氣候智慧型農(nóng)業(yè)應(yīng)對“雙碳”
為應(yīng)對糧食安全、氣候變化及溫室氣體排放等三重挑戰(zhàn)，氣候智慧型農(nóng)業(yè)承擔著保障農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力及氣候適應(yīng)的重任，以農(nóng)業(yè)發(fā)展新理念提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應(yīng)力、應(yīng)變力及整體效率。各國相關(guān)主體針對自身農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征通過技術(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變促進固碳減排來應(yīng)對碳中和挑戰(zhàn)。
美國主要運用培育耐熱性更高的玉米及大豆新品種、進行土壤養(yǎng)分管理等生物信息技術(shù)手段，另外采取將溫室氣體減排效果納入高管績效考核、停止加工亞馬遜非法砍伐森林區(qū)的養(yǎng)殖肉牛、停止與亞馬遜大豆供應(yīng)商合作等措施。
巴西則主要采取以提供低息貸款的方式鼓勵最少耕作法、出臺森林保護綜合性戰(zhàn)略、采用“種養(yǎng)共生”復合生產(chǎn)體系等措施發(fā)展可持續(xù)性集約化農(nóng)業(yè)。
英國政府通過法律確立“凈零排放”目標、細化低碳農(nóng)業(yè)激勵政策、鼓勵各界自發(fā)選擇碳監(jiān)測工具等措施引導推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。
在“碳達峰碳中和”戰(zhàn)略背景下我國已在相關(guān)研究領(lǐng)域開展諸多實踐行動，如我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳十大技術(shù)模式，主要分為種養(yǎng)業(yè)減排、土壤固碳及新能源替代三大思路，但目前整體上仍存在減排固碳關(guān)鍵技術(shù)成本較高、效果有待驗證、難以快速推廣等突出性問題。因此亟須在保障糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的基礎(chǔ)上提升農(nóng)業(yè)全鏈條固碳減排技術(shù)創(chuàng)新突破水平。
綜上，面對紛繁復雜的國際環(huán)境形勢及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型需求，我國首先要推進農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)科學、應(yīng)用科學、新興交叉學科研究短板領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)，促進農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)突破；其次要推動形成產(chǎn)學研協(xié)同的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體系，加快推進農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力；再次要完善新型農(nóng)業(yè)科技服務(wù)體系，解決農(nóng)業(yè)科技服務(wù)有效供給不足的問題。唯有正視自身農(nóng)業(yè)科技與發(fā)達國家的差距，面向國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新需求，才能構(gòu)建起農(nóng)業(yè)科技自立自強的創(chuàng)新體系。
