农业科技创新产业重点领域解读-万祥军 | 全国创新决策导向

为深入贯彻落实党中央关于科技创新的重大战略部署，全面实施创新驱动发展战略，加快推进高水平农业科技自立自强，在准确把握全球农业科技发展大势、紧密对接国家重大战略需求、坚持产业急需和市场导向相统一的基础上，经过深入调研、科学论证和广泛征求意见，制定了《全国农业科技创新重点领域（2024—2028年）》。

顶层设计·国研政情智库-中国智库·国家智库：对话国科院研·科技成果转化-国粮药食·科特派研学院。立足区域特色和自身优势，制定切实可行的实施方案，确保各项重点任务落地见效。建设农业强国，科技是核心支撑，创新是第一动力。当前，全球农业科技发展正经历前所未有的深刻变革，以生物技术和信息技术为引领的新一轮农业科技革命方兴未艾，呈现出多点突破、交叉融合、迭代加速的鲜明特征。

基因编辑技术日臻成熟，合成生物学开辟全新赛道，人工智能赋能农业生产，这些颠覆性技术犹如璀璨星辰，照亮世界农业科技发展的前沿方向，推动全球农业产业链供应链发生系统性重构。面对这一重大历史机遇，我们必须以时不我待的紧迫感，聚焦种源创新、智能装备、绿色生产等10大重点领域，突破关键核心技术，打造原创技术策源地，加快培育农业新质生产力，为全面建设农业强国提供强有力的科技支撑。

一、农业新品种培育

主要目标：以种质资源保护为根基、自主创新为引擎、供种安全为生命线，系统构建"四位一体"攻关体系——集中优势兵力破解"卡脖子"难题，精准施策补齐产业链短板，强化种业核心竞争力优势，构建全流程风险防控机制。通过育种技术体系的代际跃升和生物育种的产业化应用双轮驱动，加速培育具备完全自主知识产权的突破性品种，在粮食安全"国之大者"领域实现种源自主可控的战略突破，为农业现代化打造坚实的"种业芯片"。

重点方向：

（1）构建"三位一体"种质资源保护利用体系：系统开展全球农业种质资源"猎头行动"，建立多维度保护网络；运用高通量测序等"分子显微镜"技术，精准鉴定产量、品质、抗逆等关键性状的"基因密码"；通过多组学联用技术，解码"基因-环境"互作规律，揭示产量与品质协同提升的"分子交响乐"机制。

（2）打造育种技术"创新工具箱"：突破基因编辑工具的"卡脖子"技术瓶颈，开发具有自主知识产权的精准基因"手术刀"；构建全基因组选择"智能导航系统"，实现育种过程的"数字孪生"；创新智能设计育种"算法引擎"，推动育种从"经验驱动"向"模型驱动"跨越。

（3）实施主要农作物"品种升级工程"：培育具备"高产优质双提升、抗逆广适全覆盖"特征的水稻、小麦、玉米等主粮作物新品种；开发"耐盐碱作物军团"，拓展边际土地利用空间；打造"双高双优"油料作物矩阵，培育高油高产大豆、高产高油短生育期油菜等战略品种。

（4）构建畜禽种业"良种方阵"：培育具备"六维优良性状"的生猪新品种（繁殖力强、饲料转化率高、适应性强、抗病性好、肉质优良、生长迅速）；选育"全能型"牛羊品种（高产优质、适应性强、抗病性好）；打造白羽肉鸡"性能冠军"（生产性能高、肉品质好、抗病力强）；培育特色蛋鸡"精品战队"（优质、节粮、高产）。

（5）突破水产育种"技术天花板"：建立水产动物生殖干细胞"精准移植技术体系"，创制单性化新品种；培育适应工厂化养殖的"超级水产品种"（速生、抗病、优质）；开展珍稀濒危物种"诺亚方舟计划"，突破人工繁育技术瓶颈。

（6）建设"数字种业"新基建：开发国产化种质资源"智能云库"系统；构建表型组学"天眼网络"（自动化采集、智能化分析）；研制智慧育种"最强大脑"（核心算法模型、智能装备系统），实现育种全流程的数字化革命。

二、耕地质量提升

主要目标：构建系统化、智能化的耕地保育关键技术体系，通过科技创新赋能黑土地保护、退化耕地修复和盐碱地改良三大攻坚战，实现耕地数量保障、质量跃升与生态安全的三维协同发展，为"藏粮于地"战略提供科技支撑，筑牢国家粮食安全的根基工程。重点方向：

（1）运用多尺度观测与模型模拟相结合的手段，揭示耕地质量演变的时空分异规律及其气候-人为双重驱动机制，系统解析土壤侵蚀、贫瘠化等"耕地六大病症"的形成机理；通过分子生物学与生态学交叉研究，阐明土壤-作物系统物质能量交换的微观机制，破解生物多样性维持与碳氮循环耦合的生态密码。

（2）突破黑土地"梨树模式"2.0版、盐碱地"以种适地"与"以地适种"协同改良、酸化土壤精准调理等关键技术瓶颈，创新土壤有机质定向培育、压实障碍分层消减、连作障碍生物调控等"靶向治疗"方案。（3）开发基于纳米材料的残膜回收增效技术，构建有机污染物生物降解-化学氧化协同治理体系，创立以微生物组调控为核心的耕地生态修复技术，实现"污染治理-地力恢复-生物链重建"的三级跳。

（4）创制智能缓控释肥料、多功能生物刺激素、土壤结构改良剂等新一代农资产品，配套研发变量施肥机、智能配肥站等精准作业装备，形成"产品-装备-服务"一体化解决方案。（5）融合高光谱遥感与人工智能技术，构建"星-机-站"三位一体的土壤健康监测网络，开发具有自主知识产权的耕地质量预警预测系统，实现从"经验判断"到"数字决策"的跨越。

（6）针对不同生态区打造"障碍消减-地力培育-产能提升"技术集成包，形成可复制推广的区域化解决方案。

三、农机装备研制

主要目标：聚焦大型高端智能农机装备、丘陵山区适用农机装备两大战略方向，以突破性创新为引擎，重点攻克一批具有国际竞争力的标志性整机装备和"卡脖子"关键零部件。通过深度集成物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术，构建"天-空-地"一体化的智能农机系统，推动农机装备向数字化、网络化、智能化方向跨越式发展，全面提升农业物质装备的现代化水平，为保障国家粮食安全提供强有力的技术支撑。

重点方向：

（1）基础研究领域：系统解析农机装备—动植物—土壤环境三元互作机制，揭示农业生产系统动态调控规律。重点突破农业专用AI算法、多模态传感器融合、农机北斗高精度导航等核心技术，研制高压共轨系统（喷射压力≥2500bar）、纳米复合耐磨犁铧（寿命提升3倍以上）、智能双结打结器（成功率≥99.5%）等关键部件，构建"感知-决策-执行"闭环的智能作业系统。

（2）大型高端装备：研制400马力级无级变速拖拉机（传动效率≥92%）、锂电混动新能源拖拉机（续航8小时）、气吸式精量播种机（粒距合格率≥95%）、变量施肥机（处方图执行精度±2.5%）、低破碎率联合收获机（籽粒损失率≤1.2%）等标志性装备，实现大田作业全程智能化。

（3）丘陵山区装备：开发45°坡地自适应拖拉机（侧倾稳定角≥35°）、模块化山地平台（可搭载12种作业机具）、黏重土壤旋耕起垄联合作业机（耕深稳定性≥90%）、林果振动采收机（采净率≥85%）等专用装备，破解"无机可用"难题。

（4）设施农业装备：研制全向移动电动作业平台（定位精度±1cm）、穴盘苗高速移栽机器人（效率≥800株/分钟）、番茄串收机器人（识别准确率≥98%）、温室环境多参数协同调控系统（能耗降低30%）等智能化装备。

（5）养殖装备：开发精准饲喂系统（计量误差≤1%）、奶牛个体识别挤奶机器人（流量监测精度±5%）、深远海养殖无人投饵船（续航200海里）、尾水处理系统（氮磷去除率≥90%）等绿色养殖装备。（6）加工装备：研制果蔬光电分选线（处理量10吨/小时）、热泵-微波联合干燥机（能耗降低40%）、畜禽自动化分割线（分割精度±0.5mm）等智能化加工装备，提升农产品附加值。

四、农作物病虫害防控

主要目标：以科技创新为引擎，全面加速揭示主要农作物有害生物暴发成灾的内在机理，构建"天—空—地"一体化的智能监测预警技术网络，突破绿色防控技术瓶颈，打造"预防—预警—防控—治理"全链条综合防控体系，为保障国家粮食安全构筑坚实的植保防线。

重点方向：

（1）深度解析农业生态系统动态演变规律，系统研究种植结构调整、耕作制度优化、气候变化影响及外来物种入侵等多重因素交织作用下，重大病虫害的种群动态演变规律与成灾阈值。采用多组学联用技术，揭示"作物—病原微生物—害虫—天敌"四维营养级间的化学通讯与协同进化机制，通过高通量表型组学与基因编辑技术，挖掘具有广谱持久抗性的优异种质资源。

（2）构建基于卫星遥感、无人机航测、物联网传感和人工智能算法的"四位一体"监测预警系统。研发具有自主知识产权的害虫自动识别算法，开发具备长期预测功能的灾害模型，实现病虫害发生动态的智能感知、精准预测和可视化呈现。

（3）推动绿色防控技术革命性突破，重点发展三大技术集群：

• 生物调控技术：包括RNA干扰农药、昆虫信息素智能缓释系统、病原微生物分子诱饵等；• 物理阻断技术：涵盖激光诱杀、光谱驱避、智能诱捕等新型装备；• 生态协同技术：创新作物—天敌协同调控模式，建立基于生物多样性的生态缓冲带。

（4）研发新一代智慧植保装备体系，突破病虫害智能识别、精准施药和自动作业等关键技术。开发具备深度学习能力的田间巡检机器人，研制基于北斗导航的变量施药系统，构建"识别—决策—执行"闭环管理的智能防控平台。

（5）建立多维度抗性评价体系，创新抗病虫品种轮换使用策略。构建外来有害生物风险评估模型，开发快速检测试剂盒与应急防控技术包，形成"区域协同、分级响应"的防控技术体系，实现重大病虫害的可持续治理。

五、畜禽水产疫病防控

主要目标：以科技创新为引擎，加速突破制约我国畜牧业和水产养殖业发展的重大疫病防控瓶颈。通过系统开展基础理论研究和关键技术攻关，构建从病原解析到产品创制的全链条创新体系，全面提升动物疫病防控的科技支撑能力。

重点聚焦重大疫病流行规律研究、新型疫苗创制、智能监测预警系统开发等核心领域，打造具有自主知识产权的生物安全防控技术体系，为保障"菜篮子"工程筑起坚不可摧的科技防线，确保肉蛋奶和水产品供给的质与量双安全。

重点方向：

（1）深入开展畜禽水产疫病的病原学与流行病学系统研究，像解码生命密码般解析重要疫病的流行传播规律。运用分子流行病学"显微镜"，精准追踪动物病原耐药性产生与传播的分子轨迹，破解病原体与抗生素的"军备竞赛"机制。通过冷冻电镜等尖端技术，绘制重要病原体的三维结构图谱，揭示其入侵宿主的"分子钥匙"，阐明病原-宿主-环境三者相互作用的动态平衡机制。

（2）构建基于多组学融合的智能预警网络，将基因组学、蛋白质组学等海量数据转化为防控决策的"智慧大脑"。开发具有自主知识产权的AI预警算法，研制可穿戴式智能监测设备，打造从养殖场到餐桌的全程可视化监控系统，实现疫病风险的"先知先觉"。

（3）突破疫苗研发的"卡脖子"技术，在分子设计平台、新型递送系统等关键环节实现自主可控。运用计算机辅助药物设计（CADD）技术，像"分子裁缝"般精准设计药物分子；开发具有靶向功能的纳米递送载体，创新佐剂配方设计理论，建立病原快速识别的分子指纹库。

（4）推进疫苗产品的迭代升级，重点突破基因编辑疫苗、mRNA疫苗等新一代生物制品。开发微流控芯片诊断技术，实现"一滴血"快速检测；构建兽药创新体系，挖掘传统中兽药的现代价值，研制具有免疫调节功能的生物治疗制剂。

（5）打造"监测-预警-防控-净化"全链条技术体系，像编织防护网般集成创新各项关键技术。建立标准化的检疫规程，优化免疫程序，创新无害化处理技术，在重点养殖区域开展疫病净化示范，为实现动物疫病从"可控"到"消灭"的历史性跨越提供样板工程。

六、高效种植养殖

主要目标：以粮油棉糖等大宗作物大面积单产提升为突破口，以高效设施种植和畜禽水产集约化养殖为两翼支撑，通过系统集成创新适应不同生产场景的现代化技术体系，构建"绿色为基、智能为翼、高效为本"的新型农业生产模式，实现农业综合生产能力质的飞跃，持续增强产业质量效益与国际竞争力。重点方向：

（1）运用多组学联用技术深度解析作物产量品质形成与资源利用的互作网络，阐明光合碳同化-养分转运-产量构成要素的协同机制，揭示作物系统实现"高产-优质-高效"三位一体的生理生态密码。（2）融合物联网、大数据和人工智能技术，突破作物表型组精准诊断、保护性耕作、水肥药智能调控等关键技术瓶颈，创制具有自主知识产权的纳米肥料、生物刺激素等新一代农业绿色投入品。

（3）基于区域资源禀赋差异，构建"天-空-地"一体化的智慧种植云平台，形成适配规模经营主体与小农户的差异化技术方案，实现"精准化决策-智慧化执行-轻简化操作"的种植范式革新。（4）运用代谢组学与微生物组学技术，系统解析饲料养分-肠道菌群-宿主代谢的互作网络，阐明营养物质向肌肉蛋白高效转化的分子开关，建立从饲料营养到产品品质的全链条代谢调控理论。

（5）开发近红外光谱快速检测与仿生消化评价系统，构建动态营养需求模型，突破菌酶协同处理、固态发酵等非粮饲料提质增效技术。（6）研制植物源抗菌肽、微生态制剂等替抗产品，创新"粮经饲"三元种植结构，形成"优质饲草-健康养殖-有机肥还田"的生态循环技术体系。

（7）创立作物水分-产量-品质响应曲面模型，研发根域精准给水与蒸散发调控技术，开发基于北斗导航的变量灌溉系统，建立涵盖"蓝水-绿水-灰水"的全维度节水评价体系，创新陆基集装箱养殖等低碳生产新模式。

七、绿色低碳农业

主要目标：以科技创新为引擎，全面加速农业面源污染防治进程，系统提升农业应对气候变化的韧性能力，着力构建"源头减量-过程阻断-末端利用"三位一体的生态循环农业技术体系。通过实施投入品减量化工程、推进生产清洁化改造、完善废弃物资源化链条、创新产业模式生态化转型等四大战略路径，持续强化农业绿色发展的科技支撑，实现农业生产与生态环境保护的协同共进，为农业可持续发展注入强劲动能。

重点方向：

（1）运用多组学联用技术和环境同位素示踪法，深度解析种养业温室气体排放的时空分异规律，精准刻画面源污染物的迁移转化路径，建立基于全生命周期评价的环境足迹量化模型，研制覆盖主要农产品的碳足迹核算技术规范，构建具有自主知识产权的农业环境基准数据库。

（2）研发基于纳米材料吸附、生物酶降解等新型污染阻控技术，突破污染物原位钝化与生态拦截的协同增效难题，开发具有靶向功能的智能缓释型治理制剂，形成"源头控制-过程拦截-末端净化"的全链条技术解决方案。

（3）创新秸秆微生境调控还田技术，研制高效腐解菌剂与配套机械装备；构建畜禽粪污厌氧发酵-好氧堆肥的梯级处理体系，开发沼液膜浓缩与养分回收工艺；建立种养结合的区域养分平衡模型，实现废弃物资源化利用率提升20个百分点。

（4）运用遥感反演与机器学习算法，建立草原载畜量动态预警系统；研发基于环境DNA条形码的渔业资源评估技术，构建多源数据融合的渔获量实时监测网络；开发生态友好型捕捞装备与选择性渔具，形成"天-空-地-水"一体化的生态养殖智能管理系统。

（5）创制生物炭基缓释肥等低碳农资产品，优化稻作系统水分管理策略；开发土壤微生物组定向调控技术，构建"固碳减排-提质增效"协同的智慧种植模式，使农田碳汇效能提升30%以上，形成可复制推广的气候智慧型农业技术体系。

八、农产品加工与食品制造

主要目标：以全产业链思维突破农产品全加工周期的品质精准调控、资源减损提质和智能高效制造等关键技术瓶颈，攻克"卡脖子"装备难题，构建"多元化、立体化、韧性化"的现代食物供给体系。通过技术创新强化农业产业链供应链的"抗压性"和"自适应能力"，为农业产业转型升级开辟"技术密集型、价值高端化"的发展新赛道，打造具有国际竞争力的农产品加工创新高地。

重点方向：

（1）运用多组学联用技术和分子动力学模拟，深度解析食品制造过程中农产品原料物质基础的构效演变规律，建立"原料-加工-品质"的定量构效关系模型。采用代谢组学与细胞生物学相结合的方法，系统研究食物营养与健康因子的协同作用机理，为精准营养干预提供理论支撑。

（2）基于高光谱成像和电子鼻技术，构建农产品产后生理-病理-环境多源信息融合的智能感知系统。开发基于相变材料和活性包装的智能保鲜技术，创新冷链物流动态调控算法，形成"从田间到餐桌"的全链条减损保质技术体系。

（3）运用机器学习算法建立粮食、油料等农产品的加工适应性评价模型，开发原料特性与加工工艺的智能匹配系统。通过太赫兹波谱和核磁共振技术，构建农产品品质的多维度数字化表征体系，创新基于组分互作调控的适度加工技术。

（4）整合合成生物学与3D打印技术，开发微生物蛋白、昆虫蛋白等新型食品资源。运用数字孪生技术构建"设计-制造-评价"一体化平台，创制航天食品、医疗膳食等特殊场景的功能性食品。（5）研发具有力觉反馈的食品工业机器人，开发基于数字孪生的自适应加工系统。通过模块化设计构建智能柔性生产线，形成"绿色制造-智能控制-数字管理"三位一体的农产品加工装备体系，建立食品工业4.0标准范式。

九、农产品质量安全

主要目标：以科技创新为引擎，系统构建覆盖农产品全产业链的质量安全与营养健康技术体系，重点突破农产品质量安全监测、风险评估、膳食营养等关键环节的技术瓶颈，打造"从农田到餐桌"的全过程质量安全保障网络。通过多学科交叉融合与技术集成创新，全面提升我国农产品质量安全监管能力和水平，为满足人民群众日益增长的高品质农产品消费需求提供强有力的科技支撑，助力健康中国战略实施。

重点方向：

（1）聚焦农产品中新发突发污染物防控，系统开展新型环境污染物、生物毒素、食品过敏原等危害因子的高灵敏度筛查技术研究。运用高分辨质谱联用技术、分子印迹技术等先进手段，建立多残留同步检测方法，深入解析危害物的代谢转化规律及其与生物大分子的相互作用机制，为风险预警提供理论依据。

（2）针对替代蛋白等新兴食品原料，构建包含体外消化模型、细胞模型和动物模型的多维度评价体系。采用组学技术研究新型蛋白资源对人体的潜在影响，重点评估其致敏性、消化吸收特性及长期食用安全性，为食品新资源开发利用提供科学依据。

（3）运用代谢组学、蛋白质组学等现代分析技术，建立农产品功能性成分的快速筛查与精准鉴定方法。开发基于微胶囊化、缓释包埋等新型加工技术，最大限度保留活性成分的生物利用度。结合不同人群的营养需求特征，设计个性化膳食组合方案，实现营养精准干预。

（4）集成近红外光谱、机器视觉、电子鼻等智能传感技术，研发农产品多维度品质无损检测装备。构建基于区块链技术的全程溯源系统，实现名特优农产品"一品一码"身份认证。开发人工智能辅助决策系统，提升农产品分等分级与真伪鉴别的智能化水平。

（5）建立涵盖抗体、适配体、分子探针等识别元件的共享数据库，研制便携式快速检测设备。构建覆盖生产、加工、储运、销售全链条的风险预警模型，形成"监测-评估-预警-防控"一体化技术体系，提升农产品质量安全突发事件应急处置能力。

十、乡村发展

主要目标：以科技创新为引擎，聚焦乡村特色产业提质增效、低碳生态乡村可持续发展、农村人居环境系统整治、乡村治理现代化等关键领域，通过多学科交叉融合和技术集成创新，开发农业"生产-生态-生活"多维功能，挖掘乡村"经济-文化-社会"多元价值；

构建"技术研发-模式创新-示范推广"全链条科技支撑体系，为打造"产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕"的和美乡村提供系统化解决方案，全面提升乡村振兴战略实施的科技贡献率和质量效益。

重点方向：

（1）区域差异化发展路径研究：针对我国东中西部和东北地区资源禀赋、产业基础和发展阶段的梯度差异，运用系统工程方法，研究构建包含产业升级、生态保护、文化传承等多维度的农业农村现代化评价指标体系，形成梯度推进、特色鲜明的发展模式和技术路线图。

（2）特色农产品全产业链技术突破：聚焦"一村一品"特色产业发展需求，重点攻克特色果蔬采后保鲜、油料作物品质调控、糖料作物高效转化、食用菌工厂化栽培、肉类产品精准加工等"卡脖子"技术；研发集智能感知、精准作业、品质控制于一体的模块化装备系统，构建从"田间到餐桌"的全程质量控制技术体系。

（3）人居环境综合治理创新：研发适应南方水网、北方干旱、高原山区等不同地域特征的分散式污水处理、有机垃圾厌氧发酵、厕所粪污无害化处理等差异化技术方案；开发基于物联网的环境质量监测预警平台，建立涵盖卫生厕所普及率、污水治理率等核心指标的动态评估模型。

（4）低碳乡村建设技术体系：创新乡村建筑本土化改造技术，研发夯土建筑抗震加固、传统民居节能改造等适用技术；构建包含碳汇计量、能源替代、循环农业等要素的乡村低碳发展指标体系，形成"低投入-低排放-高效益"的生态发展模式。

（5）数字乡村集成应用：开发乡村治理"一张图"数字孪生平台，整合党建、政务、产业等数据资源；研究基于区块链的农产品溯源、VR/AR农技培训等应用场景，构建"云边端"协同的智慧乡村技术架构。（6）乡村空间优化技术集成：运用GIS空间分析和景观生态学原理，研发产业功能区划、乡土景观保护、文旅融合设计等技术模块，形成生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的乡村空间格局优化方案。

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