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智能农机在郊野里腾跃曲折，主动耕种、上肥、收割，却不见一人；指尖在屏上悄悄一点，游览之余也能够给大棚里的蔬菜洒水上肥；没有土壤，没有阳光，植物工厂里的蔬菜仍然长得旺盛……科技与农业交融，描绘着最时髦、最具创造力的现代农业图景。
农业现代化要害是农业科技现代化。党的十八大以来，党中心国务院高度重视农业科技立异，深化施行“藏粮于地、藏粮于技”战略，全国广阔农业科技工作者坚持“四个面向”，勠力立异攻关，一批引领性、原创性和标志性的严重科技作用竞相出现，两系法敞开杂交水稻新纪元、初次在实验室完结人工组成淀粉、“基因剪刀”打破国外独占、植物工厂“快速育种”完结重要打破，我国农业科技立异取得前史性作用，全体实力进入国际前列，高水平农业科技自立自强迈出坚实脚步，农业科技现代化已经成为保证粮食安全和重要农产品供应、打破资源环境束缚、引领农业乡村现代化的微弱引擎。2012年到2021年，我国粮食总产值由6.1亿吨进步到6.8亿吨，良种增产奉献率由45%进步到50%以上，首要农作物耕种收归纳机械化率由57%进步到72%。
10年来，广阔农业科技工作者聚集农业科技的要害短板，勠力同心、砥砺猛进，农业科技严重作用不断出现。育成并推行水稻“宁香粳9号”、小麦“鲁原502”、玉米“京农科728”等一批优质粮食作物新种类，自主培养出京红、京粉系列蛋鸡种类、京海黄鸡、华农温氏一号猪等一批具有较高运用价值的畜禽新种类，畜禽水产种类良种化、国产化比重逐年进步。耐旱小麦配套节水培养技能节约灌溉水30%左右。玉米膜下滴灌技能、全膜双垄沟播技能等完结水分运用功率进步17%，水稻侧深上肥技能完结肥料运用率进步20个百分点。创制一大批要害高效配备，采棉机整机产品和采棉头号中心部件完结技能打破，科技支撑筑牢“国家粮仓”迈出坚实脚步。
如果说三系法杂交水稻为我国敞开了自己养活自己的年代，那么两系法杂交水稻则为我国敞开了更高产、更优质、更高效的杂交水稻新纪元，保证了我国杂交水稻技能的领先地位，并推动了国际杂交水稻的快速翻开，对遗传育种学科翻开作出巨大奉献。2014年1月10日，由我国工程院院士袁隆平领衔攻关的“两系法杂交水稻技能研讨与运用”项目取得了国家科技进步奖特等奖。
从三系法到两系法，仅一字之别，却带来了杂交水稻技能的腾跃。湖南杂交水稻研讨中心牵头并安排全国多单位、多学科针对三系法存在的配组不自在等问题，运用水稻光温敏核不育新资料，经过20多年的协作攻关，环绕光温敏核不育系育性转化机理、实用光温敏核不育系创制、两系杂交稻组合选育技能、安全高效繁衍制种技能等进行深化研讨，创立了实用光温敏核不育系选育理念、判定技能、中心种子与原种出产技能；树立了不育系高产稳产繁衍、安全高产制种技能系统；处理了杂交水稻高产与优质、早熟难和谐的技能难题，打破两系杂交粳稻育种与种子出产技能瓶颈；育成了两用不育系170个、制造了两系杂交水稻组合528个，并完结了大面积推行运用；形成了比较完好的两系法杂交水稻理论系统，处理了三系杂交稻的首要约束要素，使水稻杂种优势运用进入一个新阶段，带动和促进了我国油菜、高粱、棉花、玉米、小麦等作物两系法杂种优势运用的研讨与运用，为现代作物遗传育种学科的翻开作出了严重奉献。
经过技能转让与协作，两系法杂交水稻技能已在美国推行运用，并较当地主栽种类增产20%以上。两系法杂交水稻为我国种业拓荒国际市场，参加国际种业科技竞赛供给了中心技能支撑。
2020年9月，在坐落山西农业大学东阳实验基地的“十三五”国家要点研制方案项目“玉米杂种优势运用技能与强优势杂交种创制”作用展现现场，记者发现，不同玉米田块的长势大有不同，其间强优势玉米杂交种长势较为喜人。
“现代农作物育种技能有几个里程碑式的翻开，该项目在杂交诱导单倍体育种上的多项原创性打破是玉米杂种优势运用技能新的里程碑，对我国农业技能革新将起到严重的推动作用。”我国工程院院士、我国农业大学教授戴景瑞告知记者，单倍体快速育种技能大大进步了新资料的创制速度。曩昔，选育1个玉米自交系，要连续自交8代或更长时刻；现在运用这项技能，快则1年，2代就能够选育出纯合自交系，然后用于优秀杂交种的组配，显着进步了育种功率。
我国农业大学国家玉米改进中心的陈绍江团队针对玉米单倍体技能翻开了长达20余年的继续研讨，相继在要害单倍体诱导基因、单倍体诱导与加倍的技能上取得了打破，创立了高效的育种技能系统。该技能作为现代种业的“高铁技能”，大幅进步了我国种业科技的竞赛力。2021年，该研讨团队在国际闻名期刊《植物生物技能杂志》上宣布最新研讨作用，初次树立了西红柿单倍体诱导系统，为创立单双子叶作物通用的跨物种单倍体快速育种技能系统奠定了根底。
满意碳水喜好有必要靠种田吗？二氧化碳和氢气在一起会发生怎样的反响？我国科学院天津工业生物技能研讨地点人工组成淀粉方面取得重要翻开。该所研讨人员提出了一种颠覆性的淀粉制备办法，不依托植物光协作用，以二氧化碳、电解发生的氢气为质料，成功出产出淀粉，在国际上初次完结了二氧化碳到淀粉的从头组成，使淀粉出产从传统农业培养形式向工业车间出产形式改变成为可能，取得原创性打破。相关研讨作用2021年9月24日在线宣布于《科学》杂志。
研讨团队采用了一种相似“搭积木”的办法，联合中科院大连化学物理研讨所，运用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一（C1）化合物，然后经过规划构建碳一聚合新酶，依据化学聚糖反响原理将碳一化合物聚组成碳三（C3）化合物，终究经过生物途径优化，将碳三化合物又聚组成碳六（C6）化合物，再进一步组成直链和支链淀粉（Cn化合物）。
“这一人工途径的淀粉组成速率是玉米淀粉组成速率的8.5倍，为创立新功用的生物系统供给了新的科学根底。”论文榜首作者、中科院天津工业生物技能研讨所副研讨员蔡韬说。
为有用从家禽源头操控H7N9病毒，我国农业科学院哈尔滨兽医研讨所陈化兰院士团队运用老练的疫苗研制渠道，及时创制出重组禽流感病毒（H5+H7）二价灭活疫苗，在我国10家高致病性禽流感疫苗定点出产企业转化出产和运用，取得国家一类新兽药证书，极大地下降了H7N9病毒在家禽中的盛行和传达。更重要的是，疫苗的运用在阻断人感染H7N9病毒中发挥了马到成功的作用。我国H7N9流感的成功防控已成为从动物源头操控人畜共患流行症的模范。
我国草地贪夜蛾、非洲猪瘟等严重动植物疫病归纳防治技能取得严重翻开。草地贪夜蛾、非洲猪瘟等发生后，科技部经过国家要点研制方案及时布置应急研制项目，安排翻开联合攻关。我国农业科学院榜首时刻把握草地贪夜蛾侵略信息，清晰成灾规则，研制出一批监测预警和归纳防控的技能与产品，全面支撑了“虫口夺粮”阻击战，被联合国粮农安排向全球引荐。在全球初次解析非洲猪瘟病毒三维结构，完结基因缺失疫苗第二阶段临床实验，亚单位疫苗实验室研讨翻开顺畅。
我国科研人员还创立了以生物多样性运用为中心，以生态抗灾、生物控害、化学减灾为方针的小麦条锈病菌源基地归纳治理技能系统。
在科技部国家要点研制方案“智能农机配备”要点专项的支撑下，我国全面推动农机配备要害中心技能立异，打破信息感知、决议方案智控、精量播栽、高效收成等智能化理论与要害中心技能，研制了智能重型拖拉机、智能施药、智能收成、果菜茶出产、畜禽水产饲养、农产品产地处理等范畴的智能农机配备，推动我国农机配备科技进步和工业翻开。
要害中心技能自主化，破解彻底依托进口、受制于人的瓶颈。依据“斗极”的农机主动导航与作业精准测控技能系统，完结了农机高精度导航定位、水肥药精量施用、作业智能测控、长途运维办理。畜禽饲养智能化精密出产技能及系统，完结了畜禽动物生理生态监测、成长调控。智能农业机械动力配备技能系统，推动农用动力配备节能减排、绿色翻开。
主导配备智能化，构建了自主研制的智能农机配备技能及产品系统。智能谷物联合收成技能配备、高效智能采棉机，引领收成配备智能化晋级。免耕精量耕种技能配备、无人机植保作业配备，完结种肥药智能施用。果蔬多源信息交融超大型分选成套配备，完结了智能分级。
薄弱环节机械化，补齐农业出产归纳功率与全体水平“短板”。丘陵山地、水田、园艺拖拉机等专用拖拉机，为现代农业出产供给绿色高效动力。农田残膜整理、农田激光平地、节能深松等技能配备，助力高标准农田建造。饲料、区域特征作物高效收成技能配备，处理了青饲与牧草、青稞、枸杞、大枣、橡胶、茶叶等出产薄弱环节“无机可用”“无机好用”的难题。超级稻高速插秧，果园、甘蔗、油菜、蔬菜高效出产技能配备，进步了全程机械化水平。现在，小麦根本完结全程机械化，水稻、玉米归纳机械化率超越80%，农机深松作业信息化监测率超越90%，丘陵山地、农产品加工、畜牧饲养机械化率超越35%。
10年来，我国农业根底研讨范畴连续取得打破性重要翻开，在基因组学、重要功用基因解析、严重病虫害灾变机制等范畴取得一系列立异作用。在根底理论方面，我国创始了水稻研讨从传统遗传图谱向全基因组水平改变的先河，发现并克隆了耐高温、耐旱、高产、抗病等一批具有重要育种价值和自主知识产权的新基因，打破国外要害基因独占。在办法东西方面，我国农业大学赖锦盛立异团队开宣布我国自主发掘且具有专利的基因修改系统。在机理机制方面，发现植物抵挡病毒的要害免疫蛋白，为高效绿色防控供给新战略。我国农业科学院张友军团队发现“植物和动物之间存在功用性基因水平搬运”机理，这是现代生物学诞生100多年来，初次研讨证明植物和动物之间存在功用性基因水平搬运现象。
驯化作物总要阅历千百年前史。而面临日益急切的粮食危机，怎么依据人类需求，敏捷驯化野生稻？我国科学院遗传与发育生物学研讨所李家洋院士研讨团队初次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新战略，旨在终究培养出新式多倍体水稻作物，然后大幅进步粮食产值并添加作物环境改变适应性。这一研讨作用于2021年2月4日在国际学术期刊《细胞》长文宣布。
为霸占创制多倍体水稻新作物的难题，李家洋院士所带领的研讨团队初次提出异源四倍体野生稻快速从头驯化的新战略，并将其划分为四个阶段：榜首阶段，搜集并挑选归纳性状最佳的异源四倍体野生稻底盘种质资源；第二阶段，树立野生稻快速从头驯化技能系统；第三阶段，种类分子规划与快速驯化；第四阶段，新式水稻作物推行运用。
该团队霸占技能瓶颈，成功创制了落粒性下降、芒长变短、株高下降、粒长变长、茎秆变粗、抽穗时刻不同程度缩短的各种基因修改源四倍体野生稻资料，证明该团队提出的异源四倍体野生稻快速从头驯化战略高度可行。本项研讨为未来粮食危机应对提出了一种新的可行战略，拓荒了全新的作物育种方向，是该范畴的一项严重打破性翻开，未来四倍体水稻新作物的成功培养有望对国际粮食出产带来颠覆性的革新。
跟着全球气候变暖趋势加重，高温钳制成为限制国际粮食出产安全的最首要要素之一。据报道，均匀气温每升高1℃，会形成水稻、小麦、玉米等粮食作物3%—8%左右的减产。我国科学院分子植物科学杰出立异中心林鸿宣研讨团队与上海交通大学林尤舜研讨团队协作在这一范畴取得新打破，成功别离克隆了水稻高温抗性新基因位点TT3，并阐释了其调控高温抗性的新机制。相关作用2022年6月17日在《科学》杂志上宣布。
节水抗旱稻是指既有水稻的高产优质特性，又有旱稻的节水抗旱特性的一类水稻种类类型。在国家“863方案”等项目支撑下，上海市农业生物基因中心罗利军研讨团队环绕水旱稻的遗传分解、节水抗旱的遗传与分子机制、节水抗旱稻种类培养和配套技能等方面进行系统研讨，发掘了水稻抗旱基因OsRINGzf1，选育了“旱优73”等节水抗旱稻新种类，大大拓宽了水稻培养区域，该项目取得2020年度国家科技进步奖一等奖。
2022年7月22日，《科学》杂志宣布了我国农业科学院作物科学研讨所周文彬研讨员团队牵头的研讨论文，该团队经过承当国家要点研制方案“粮食作物产值与功率层次差异及其丰登增效机理”项目，历时7年，在水稻中研讨发现了水稻高产基因（OsDREB1C），该基因能够一起进步光协作用功率和氮素运用功率，显着进步水稻产值，并缩短生育期。
“不与农学结合的生物技能就不是真实的生物技能”，赖锦盛教授慨叹地说。他敏锐地找准方向，以玉米和大豆两大首要农作物为研讨方针，翻开分子规划育种的根底研讨。2010年以来，赖锦盛教授团队在国际顶尖杂志连续宣布一系列高水平论文，不断深化对生物育种的知道。
十年磨剑酬壮志，为的是不再“卡脖子”，志在打赢“翻身仗”。2018年7月30日，赖锦盛教授课题组在玉米基因组学研讨上取得重要翻开，研讨作用在《天然·遗传》上在线宣布，我国玉米基因组学研讨愈加自傲地走在国际最前沿。2021年，赖锦盛教授团队自主开发的两把归于我国的“基因剪刀”——Cas12i和Cas12j取得专利授权，弥补了我国在基因修改中心东西范畴的技能空白，一举打破国外对该项技能的独占。
“基因剪刀”，是一种形象的说法，也便是运用某些能够切开病毒遗传物质的Cas蛋白，即CRISPR-Cas，对方针基因进行必定剪切，然后完结杂乱精准的基因修改。Cas蛋白有93个之多，德国和美国的两位学者因发现CRISPR-Cas9“基因剪刀”而于2020年一起荣获诺贝尔化学奖。一直以来，该范畴技能及原始中心专利为西方少量国家所独占。近年来，我国一批科学家奋力耕耘，在植物基因修改研讨范畴不断开疆拓土。实际充沛说明，我国完结高水平科技自立自强路在脚下。
没有阳光、雨水和土壤，能种出粮食来吗？农业科学家说：“能，并且长得更快！”2021年10月，在国家“十三五”科技立异作用展上，一幢泛着红紫色柔光的玻璃小屋分外亮眼。这是我国农业科学院都市农业研讨所植物工厂立异团队研制的一座植物工厂。四层培养架上，一排排水稻青苗齐整整扎在特别的养分液里，在颗颗五颜六色LED节能灯的“抚触”下，正奋力拔节。
立异团队以人工光植物工厂为手法，在翔实剖析水稻苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期等各个生育阶段生物学特性根底上，创制出水稻不同生育期环境—养分动态协同调控技能，构建了大幅度缩短水稻生育期的技能途径，成功完结水稻培养60天左右收成的严重打破，将传统大田环境下120天以上的水稻生育周期缩短了一半，大幅进步水稻育种功率。
立异团队首席科学家杨其长说，这座植物工厂好像一台水稻育种加快器，有望完结每年6茬以上的水稻“快速育种”，培养层数乃至能够到达10层以上。此外，立异团队正致力于将植物工厂用在小麦加快育种上，现在可完结小麦从禾苗移栽到植物工厂后34天孕穗，39天抽穗，65天老练收成，与传统大田环境下均匀180天的成长周期比较缩短了三分之二。杨其长说，未来，依托植物工厂，可为水稻和其他作物的加代育种和高效培养供给新的技能途径。
10年来，我国农业科技体制机制变革不断完善，产学研用交融不断加深，立异鼓舞方针继续走实，农业科技立异生机和动力得到充沛激起。经过施行“揭榜挂帅”、部省联动、青年科学家项目等新机制，不断探究农业科技范畴新式制。针对严重技能瓶颈和产品限制，施行“揭榜挂帅”机制，立异不问身世。设置青年科学家项目，鼓舞自在探究，推动青年科技人才锋芒毕露。设置科技型中小企业项目，择优支撑中小企业科技立异。在动物育种、林木育种、犁地质量监测等方向，施行长周期支撑机制。
农业具有显着的区域性特征，协同处理农业出产中的区域性严重实际难题是保证国家粮食安全的必定要求。适应农业工业特色和科研规则，“十四五”农业乡村范畴国家要点研制方案探究施行部省联动安排施行机制。科技部和有关省份联合证明、联合投入、联合推动，中心和当地按1∶1匹配经费，统筹全国科技资源和优势力气，将区域性严重科技问题上升到国家层面来处理，推动“问题从出产中发生，作用到出产中查验”，完结了办理联动、方针联动、资源联动。
2021—2022年，科技部与28个省份联动施行了“环渤海盐碱地犁地质量与产能进步技能形式及运用”“长江中下游坡犁地红黄壤与中低产稻田产能进步技能形式及运用”等55个项目，深受科研一线年，科技部与山西省联动施行了“有机旱作农业耐瘠抗逆节水增效技能形式与运用”项目，支撑区域立异力气联合国家级优势单位协同翻开有机旱作农业要害技能攻关，一起把有机旱作农业立异作用落实到黄土大地。
为加大青年科技人才培养力度，科技部在国家要点研制方案中探究施行青年科学家项目机制，鼓舞青年人员在基因修改等根底科学范畴自在探究。作为受项目赞助的青年科学家之一，我国农业大学农学院小麦研讨中心“90后”教授、博士生导师宗媛表明，国家对青年科学家的支撑和重视让自己更有底气、有勇气甩手去验证心中的想象，身上的重担也让自己面临作用时愈加清醒。
说到自己对青年科学家职责的了解，宗媛说：“青年科学家要勇于应战‘无人区’的科学问题和技能瓶颈，斗胆立异，在夸姣年代发挥自己的价值，为未来农业翻开勾勒出更夸姣的蓝图。期望我能够用自己在植物基因组修改范畴的才有所长，推动植物精准规划育种和智能育种的提前完结，为保证我国种业安全、粮食安全奉献自己的力气。”
展望未来，科技让农业“更才智”，乡村“更快捷”，一幅农业科技绘就的多彩画卷缓缓翻开：在无人农场的数字大田，早上太阳升起来了，库房门主动翻开后，无人驾驶农机依据大数据就能剖分出农田作物成长和健康状况，随后主动判别和进行相应的耕耘、喷洒农药、除草作业，完结后再主动回到停车场，农人全程可在线上操作，云核算、物联网、大数据、功用农业、才智农业……挥动“科技的翅膀”，精耕“期望的郊野”。