在農(nóng)業(yè)問題上，世界正處于一個十字路口。全球人口持續(xù)增長，對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)踐帶來了巨大壓力和挑戰(zhàn)。因此，我們在全球發(fā)起了未來農(nóng)業(yè)重要問題的征集。
三個月后，我們收到來自亞洲、非洲、歐洲、北美洲、南美洲和大洋洲的419個問題。我們確定并編制了100個事關(guān)全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和改善人類福祉的優(yōu)先問題清單（圖1）。
這些問題可分為10個主題：
1. 農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)轉(zhuǎn)型
2. 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)能力
3. 通過農(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. 推廣以健康和營養(yǎng)為驅(qū)動的農(nóng)業(yè)
9. 探索經(jīng)濟(jì)機(jī)遇，應(yīng)對社會挑戰(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、區(qū)域和國家農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要推動因素是什么？
2. 為應(yīng)對農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)當(dāng)前的挑戰(zhàn)，是否建議采用將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強(qiáng)化與發(fā)達(dá)國家和新興國家的食物消費(fèi)水平降低相結(jié)合的策略？
2. 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)對氣候變化的適應(yīng)能力
3. 我們?nèi)绾卫斫夂皖A(yù)測氣候變化對農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)的影響？
4. 在干旱和半干旱地區(qū)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的成本效益方法是什么？
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？
6. 除了增強(qiáng)單個作物的抗性，如何提高整個氣候適應(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？
8. 氣候變化對土地利用及相關(guān)政策的潛在長期影響是什么？
3. 通過農(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)、食品加工和制造業(yè)方面？
10. 由于氣候變化的挑戰(zhàn)和對畜產(chǎn)品相關(guān)的人類健康問題的擔(dān)憂，發(fā)達(dá)國家和新興國家擴(kuò)大動物生產(chǎn)的趨勢是否會逆轉(zhuǎn)？
11. “碳足跡”、“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、平衡甚至負(fù)數(shù)的主要障礙？
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)生長期的碳匯額度？
15. 植物碳的“難降解”形式，例如亞油酸和孢粉素在農(nóng)業(yè)土壤中持續(xù)多長時間？
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？
4. 探索育種資源和技術(shù)
18. 育種過程中最有效的智能表型策略是什么？
19. 如何有效收集、保護(hù)、和利用種質(zhì)資源？
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，挖掘出卓越的基因并實(shí)現(xiàn)作物的穩(wěn)定遺傳？
22. 如何利用表觀遺傳機(jī)制擴(kuò)展基因資源，調(diào)控植物再生并提高作物表現(xiàn)？
23. 作物雜種優(yōu)勢的形成機(jī)理是什么？
24. 通過基因型設(shè)計(jì)理想表型作物所面臨的挑戰(zhàn)是什么？
25. 我們需要馴化新的作物來應(yīng)對不斷變化的氣候嗎？
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發(fā)？
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)？
29. 如何開發(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？
31. 如何推進(jìn)水產(chǎn)生物的分子育種？
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)？
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？
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？
36. 如何協(xié)調(diào)作物產(chǎn)量、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？
38. 如何增加光合作用效率？
39. 如何在保持或提高產(chǎn)量和質(zhì)量的同時提高作物對各種脅迫的抵抗力？
40. 未來育種技術(shù)如何應(yīng)對氣候變化和對營養(yǎng)豐富作物需求不斷增長的挑戰(zhàn)？
41. 育種行業(yè)所需的資本投資水平是多少？
5. 改進(jìn)耕作方法
營養(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、水、營養(yǎng)等？
43. 使作物有效利用碳、氮、磷和其他微量元素等基本礦物營養(yǎng)元素的遺傳基礎(chǔ)、調(diào)控機(jī)制和運(yùn)輸機(jī)制是什么？
44. 在提高營養(yǎng)利用效率方面，哪些策略是有效的？
45. 如何實(shí)現(xiàn)多種基本營養(yǎng)元素的平衡施肥？
46. 高效營養(yǎng)作物能在多大程度上提高作物產(chǎn)量、降低環(huán)境風(fēng)險和提高經(jīng)濟(jì)效益？
47. 有哪些技術(shù)和方法可用于增強(qiáng)主要作物的營養(yǎng)價值，從而生產(chǎn)生物強(qiáng)化食品？
化肥與農(nóng)藥
48. 如何提高施肥的效率、環(huán)保性和可持續(xù)性？
49. 基于作物類型、土壤特性和環(huán)境影響等因素，建議耕地適宜的肥料量是多少？
50. 如何開發(fā)對環(huán)境影響最小的精準(zhǔn)營養(yǎng)肥料和殺蟲劑，包括納米肥料和納米殺蟲劑？
51. 開發(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)和開發(fā)環(huán)境友好型殺蟲劑的策略是什么？
6. 維持健康的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)
53. 如何有效地測量土壤健康狀況？
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，從而增強(qiáng)作物生長、改善植物抗性，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展？
55. 作物與土壤有益微生物相互作用的機(jī)制是什么？
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)和無機(jī)氮轉(zhuǎn)化的機(jī)制是什么？
58. 如何理解病毒在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的生態(tài)功能？
59. 土壤仿生材料發(fā)展的未來前景如何？
60. 修復(fù)土壤重金屬污染的有效方法是什么？
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？
62. 如何在減少處理農(nóng)業(yè)污染土壤成本的同時提高治理效果？
63. 如何減少磷污染并解決磷資源短缺問題？
64. 減少或替代畜牧業(yè)中抗生素使用的策略是什么？
65. 如何應(yīng)對由于在畜禽養(yǎng)殖中使用抗生素，進(jìn)而通過其糞便和有機(jī)廢棄物引入環(huán)境的抗性基因污染問題？
66. 哪些生物分子可作為植物信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的開關(guān)對各種機(jī)械、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)，促進(jìn)糧食安全
68. 如何在農(nóng)業(yè)行業(yè)開發(fā)和實(shí)施數(shù)據(jù)科學(xué)和信息技術(shù)？
69. 在哪些情境下可以無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)？
71. 如何解決受控環(huán)境農(nóng)業(yè)中能源消耗過多和高成本的問題？
72. 農(nóng)業(yè)中下一代感知技術(shù)是什么，如何開發(fā)？
73. 農(nóng)業(yè)自動化如何應(yīng)用于各種環(huán)境或情境，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的災(zāi)害機(jī)制和精確預(yù)警的策略有哪些？
8. 推廣以健康和營養(yǎng)為驅(qū)動的農(nóng)業(yè)
75. 如何通過農(nóng)業(yè)增強(qiáng)土壤健康和促進(jìn)人類健康？
76. 如何定義和實(shí)現(xiàn)健康飲食？
77. 如何通過個性化和美味的食物來滿足人類的營養(yǎng)、健康和烹飪偏好？
78. 細(xì)胞農(nóng)業(yè)的當(dāng)前和未來發(fā)展軌跡是什么？
9. 探索經(jīng)濟(jì)機(jī)遇，應(yīng)對社會挑戰(zhàn)
79. 如何在農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市化之間取得平衡？
80. 可以利用什么方法來解決人口增長和農(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)？
82. 如何利用貿(mào)易在全球和國家層面上保障糧食安全？
83. 如何調(diào)和全球價值鏈與農(nóng)業(yè)資源流的關(guān)系？
84. 如何在氣候變化和社會不安定的挑戰(zhàn)下提高和穩(wěn)定農(nóng)民的收入？
85. 將全球和國家政策與農(nóng)業(yè)和人類營養(yǎng)鏈接起來的主要挑戰(zhàn)和機(jī)遇是什么？
86. 如何更好地整合政策，以促進(jìn)全球營養(yǎng)狀況的改善？
87. 可以采取什么措施來促進(jìn)轉(zhuǎn)基因作物的產(chǎn)業(yè)化，并確保對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的有效監(jiān)管？
88. 如何將畜牧和乳制品養(yǎng)殖，尤其是反芻動物的養(yǎng)殖，轉(zhuǎn)變?yōu)楦沙掷m(xù)的產(chǎn)業(yè)，如耕作或其他可行的替代品？
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？
91. 如何減少食物損失和浪費(fèi)？
92. 在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度來看，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？
93. 人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的意義是什么？
94. 農(nóng)業(yè)部門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，同時解決食品安全、環(huán)境影響和社會經(jīng)濟(jì)公平等問題？
95. 未來誰來種地？
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)合起來存在哪些挑戰(zhàn)？如何制定框架來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，確保未來糧食安全？
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)，以確保能夠以可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)可行和兼顧環(huán)境的方式滿足人們對畜牧產(chǎn)品的需求？
98. 如何防止動物疫病傳播給人類？
99. 有哪些策略可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、健康、同時也對環(huán)境友好的肉類消費(fèi)實(shí)踐？
100. 如何在農(nóng)業(yè)中實(shí)現(xiàn)生態(tài)平衡，使植物、動物和微生物和諧共存？
除了10個重要主題，我們確定了4個關(guān)鍵視角，以全面理解農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，包括資源與環(huán)境、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、營養(yǎng)與健康以及社會與經(jīng)濟(jì)影響（圖****2）。這些視角使我們認(rèn)識到，農(nóng)業(yè)對于環(huán)境、人類健康和社會產(chǎn)生了重要影響。同時，可持續(xù)地管理自然資源對于確保高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要。跨學(xué)科的方法與整合各個領(lǐng)域和先進(jìn)技術(shù)也是必不可少的。
這些觀點(diǎn)認(rèn)為，我們可以通過管理資源、促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)和優(yōu)先考慮營養(yǎng)與健康來確保長期的經(jīng)濟(jì)和社會成功。
