快速育种是一种新型农业技术,它大大加快了作物育种周期,从而加快了优良作物品种的开发。该技术利用受控环境生长室来控制日照长度和温度,从而控制植物的生长和发育。本报告探讨了快速育种的原理,详细介绍了所采用的方法,并分析了其在现代农业中的潜力和局限性。我们回顾了当前的应用,讨论了环境影响,并提出了未来的研究和开发方向。通过快速育种实现的加速育种周期为加强粮食安全、应对气候变化和提高作物对生物和非生物胁迫的适应能力提供了巨大的好处。然而,潜在的缺点,如增加能源消耗和需要专门的基础设施,需要仔细考虑。
本文讨论了技术在现代农业中的关键作用,强调了其对农业实践的变革性影响。它探讨了各种技术创新,例如精密农业,智能农业,基因工程和自动化,这些技术使农民能够提高生产力,优化资源利用,促进可持续性并应对全球粮食安全挑战。此外,本文强调农业在减贫中的重要性,尤其是在经济发展的早期阶段,在经济发展的早期阶段,它比其他行业更有效。也强调了农业对人均GDP增长的贡献,并以其积极的生态影响为例。此外,该文章承认农业在稳定粮食生产,增强粮食安全和防止粮食危机方面的作用,以维持社会福祉和经济稳定。
农业在乌干达经济中发挥着关键作用,为该国的国内生产总值、出口和就业做出了重大贡献。然而,乌干达北部,尤其是古卢的农业部门面临着许多社会和环境挑战。不可预测的降雨模式和长期干旱对农业生产力产生不利影响,常常导致作物歉收、产量下降和粮食不安全。由于森林砍伐、不良的农业实践和过度放牧,该地区的土壤也容易受到侵蚀、退化、灌木丛火灾和养分枯竭的影响。据全球森林观察组织称,从 2001 年到 2022 年,古卢的树木覆盖率下降了 6.5%。此外,现代农业技术的有限使用加剧了农业生产力低下,加剧了社会和经济困难,并导致进一步的环境退化,例如通过森林侵占导致的森林砍伐。冲突和流离失所
1 北京大学现代农业学院、生命科学学院蛋白质与植物基因国家重点实验室,中国北京,2 北京大学现代农业科学研究所,山东省现代农业科学重点实验室,中国山东省潍坊市,3 中国科学院种子创新设计研究院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室,中国北京,4 中国科学院大学,中国北京,5 中国科学院-吉林省创新中心植物与微生物科学卓越创新中心(CEPAMS),中国科学院遗传与发育生物学研究所,中国北京,6 北京大学生命科学学院蛋白质与植物基因国家重点实验室,中国北京,7 北京大学先进交叉学科研究院定量生物学中心,中国北京,8 植物基因组学国家重点实验室,中国科学院种子创新设计研究院遗传与发育生物学研究所中国科学院设计系,北京,中国
农业部门需要能源,因为能源是生产的重要投入。农业直接使用能源作为燃料或电力来操作机械和设备,在灌溉中使用燃料来运行拖拉机和其他机械,以及在农场照明,并间接用于农场生产的肥料和化学品。现代农业需要现代能源——两者紧密相连。对于许多发展中国家和欠发达国家来说,农业是经济发展的主导部门。生产力的提高和农业生产系统的现代化是全球减贫的主要驱动力,而能源在实现这一目标方面发挥着关键作用。对现代和可持续农业生产和加工系统的能源投入是从自给农业转向粮食安全的关键因素。能源服务通过提供灌溉(水泵)或农业机械等方式巧妙地支持生产过程。
现代农业严重依赖化肥施用来满足不断增长的人口不断增长的粮食需求。虽然肥料对于为植物提供营养和提高作物产量至关重要,但其有效性往往受到气体挥发和浸出等因素的影响。因此,过量施肥不仅会导致高成本,还会对环境产生不利影响,包括地下水和土壤污染以及人类健康危害。因此,开发延长肥料释放的技术替代品对于促进向可持续农业实践的转变至关重要。这项综合研究的结果已发表在美国化学学会的著名期刊《ACS 应用材料与界面》上。这项研究工作由 Garima Agrawal 博士及其团队领导,其中包括印度理工学院曼迪分校化学科学学院的 Ankita Dhiman 女士、Piyush Thaper 先生和 Dimpy Bhardwaj 女士。该研究由印度政府科学与工程研究委员会和印度政府科技部资助。
现代农业专门基于外部应用的农业化学物质,使土壤生育能力易受伤害。土壤传播细菌的外部应用是即将到来的可持续系统,它将维持土壤生育能力并同时增强植物的生长。总共属于Azotobacter spp的15种细菌分离株。是从浦那地区不同农田的不同根际土壤中分离出来的。所有分离株均被筛选以促进其植物生长,即giberellicac(GA)和吲哚乙酸(IAA)产生,并在生化上进行了表征。3(AZO1,AZO2和AZO3)分离株显示出最高的GA(0.10、0.15和0.30 mg/ml)和IAA(0.29、0.25和0.25和0.15 mg/ml)的生产效率。这三个有前途的分离株对鹰嘴豆的生长和健康(Cicer Arietinum L)显示出积极影响。
当前,现代农业面临的一个关键全球困境是,既需要增加作物产量,养活不断增长的世界人口,又要考虑自然资源的可持续利用。在这种情况下,根际和内生微生物的使用已被证明不仅可以有效提高作物产量,还可以减少农用化学品的使用。本期特刊重点介绍目前关于使用微生物接种剂和土壤改良剂进行可持续园艺生产以及这些产品的植物化学质量评估的最新进展。此外,强烈建议提交的稿件研究有益微生物的生物施肥对作物生长和收获产品质量的影响机制。考虑到这些类型的研究是复杂且多因素的,涉及与粮食作物、植物微生物群和内在农学系统相关的不同方面。这些研究应旨在将生化和基因组机制与它们对农业系统的影响联系起来。
高级数据分析是用于精确农业和智能农业技术的变革解决方案。这些技术可实现连续有效的耕作操作,并在逐个工厂水平上提供详细的监控,从而优化资源使用并减少环境足迹。技术进步导致了各种机器人系统的发展,包括农业抓地力和自主机械,这些机械是从播种到收割的农业任务自动化不可或缺的一部分。但是,采用此类技术并非没有挑战。高初始投资成本,连通性问题和数据安全是需要解决的一些障碍。降低运营成本,提高农作物质量和提高农业产量的潜在收益使其成为农业未来的有前途解决方案。在本文中,我们通过探索技术进步和广泛采用的挑战来讨论机器人技术在现代农业中的多面作用。关键字:农业生产力;人工智能(AI);农业自动化;机器人技术;
金帅, 1, 2, 6 费红远, 1, 2, 6 朱子旭, 1, 2, 6 罗英锋, 3, 6 刘金星, 1 高胜汉, 3 张锋, 4 陈宇航, 5 王彦鹏, 1, 2,* 和高彩霞 1, 2, 7,* 1 中国科学院遗传与发育生物学研究所、种子设计创新研究院、植物细胞与染色体工程国家重点实验室、基因组编辑中心,北京,中国 2 中国科学院大学现代农业学院,北京,中国 3 中国科学院微生物研究所、微生物资源国家重点实验室,北京,中国 4 明尼苏达大学植物与微生物生物学系、植物精准基因组学中心、微生物与植物基因组学研究所,明尼苏达州明尼阿波利斯55108,美国 5 中国科学院遗传与发育生物学研究所,种子设计创新研究院,分子发育生物学国家重点实验室,北京,中国 6 这些作者贡献相同 7 主要联系人 *通讯地址:yanpengwang@genetics.ac.cn (YW),cxgao@genetics.ac.cn (CG) https://doi.org/10.1016/j.molcel.2020.07.005