中国工程院发布“2025全球工程前沿”！21个农业方向揭示未来路径
2026-04-17 18:14
中国工程院近日发布《2025全球工程前沿》报告。这份汇聚了百余位院士与七百余位专家智慧的权威报告，不仅勾勒出全球工程科技的总体态势，更为我们观察农业这一基础产业的未来变革提供了清晰的“风向标”。报告显示，
《2025全球工程前沿》汇聚中国工程院9个学部、100余位院士、700余位工程科技界专家智慧，采用“以专家研判为核心、以数据分析为支撑、专家研判与数据分析深度融合”的方法，从全球216万篇高影响力论文、53万项高影响力专利及科技新闻等多源数据中，遴选出189个工程前沿，其中工程研究前沿94个、工程开发前沿95个。
趋势一：人工智能助力工程范式迈向代际跃迁。AI for Engineering和Engineering for AI双向赋能，深度融合，推动工程实践迈入自动化、系统化、智能化全新阶段，实现工程效率、工程质量与复杂问题解决能力的根本性提升。
趋势二：场景驱动加速工程前沿转化为新质生产力。189个工程前沿中，77个与场景驱动紧密相关。场景驱动通过全流程、系统性验证，加速新技术、新产品、新业态落地转化与价值释放，倒逼工程技术创新迭代与产业转型升级，为培育和发展新质生产力注入强劲动能。
趋势三：工程创新疆域不断突破人类认知边界。189个工程前沿中，42个与疆域拓展紧密相关。工程创新持续向未知、极限、复杂领域拓展，不断提升人类认识和改造世界的能力，为拓展人类活动疆域提供更大规模、更低成本、更有价值的技术支撑。
趋势四：绿色低碳带动工程体系全链条深度重构。189个工程前沿中，58个与绿色低碳紧密相关。源头减碳、过程降碳到末端固碳的全链条工程创新路径正加速形成，带动工程体系的能源结构、技术路线、产业模式产生系统性变革。
在189个前沿方向中，农业领域发布了“Top10工程研究前沿”和“Top11工程开发前沿”。
农业领域Top10工程研究前沿体现了农业研究正朝着多学科深度融合、智能化和可持续发展方向迈进，整体呈现出“机理解析精准化、技术应用智能化、系统管理数字化、资源利用绿色化”的鲜明特征。
（1）动植物性状形成与调控机制的深度解析，如“水产动物重要性状形成的遗传解析”“基于多维组学的作物性状遗传网络解析”和“园艺植物生长发育及代谢的表观遗传调控机制解析”，致力于从基因组、转录组、表观组等多层次揭示农艺性状的遗传基础与分子网络；
（2）农业系统智能管理与响应模型的构建，如“农田生态系统管理大模型构建”“基于雷达组网的害虫迁飞规律研究”和“人工智能辅助新型动物疫苗与药物靶点发现及分子设计”，突出大数据、人工智能（AI）、遥感与数字孪生技术在农业预测、决策和灾害防控中的核心作用；
（3）农业资源高效利用与生态互作机制的挖掘，如“根际生命共同体多界面生物级联增效机制”“畜禽消化生理与饲料养分互作机制”和“农业动物环境适应性状形成机制”，聚焦植物− 微生物− 环境互作、养分高效利用以及生物抗逆性调控；
（4）农业材料与绿色技术的前沿创新，如“高性能纳米纤维素基多功能复合材料”，体现农业向生物基材料、低碳制造和循环系统的延伸拓展。
从国家与研究机构表现来看，中国在多数前沿中占据核心地位，尤其在“农田生态系统管理大模型构建”和“水产动物重要性状形成的遗传解析”中核心论文占比分别达到100%和79.71%，显示出中国在智慧农业和遗传育种领域的显著影响力。美国、澳大利亚和欧洲国家（如挪威、丹麦、英国）则在动物营养、基因组学与材料创新方面保持较强实力。国际合作网络普遍存在，例如在畜禽营养与水产遗传领域形成中美、中欧等多边协作格局。
未来这些前沿将进一步融合多组学技术、人工智能、高性能传感与功能材料，推动农业由传统经验驱动向数据驱动和机制引导转型，实现从群体到个体、从田间到系统的全链条精准调控，为保障粮食安全、促进农业绿色转型和应对全球气候变化提供关键技术支撑。
农业领域的Top11工程开发前沿集中体现了现代农业向智能化、绿色化和高值化转型的强劲趋势，其研发焦点紧密围绕人工智能深度赋能、资源高效利用与可持续发展、动物健康与食品安全保障三大方向展开。根据核心专利数据统计分析，这些前沿在近年的技术开发活跃度、影响力及国际合作态势呈现出显著差异。
（1）人工智能赋能农业智能化的前沿主要包括“基于人工智能的作物养分精准管理”“动物疫病智能诊断、监测与预警”和“多模态自适应具身智能农机技术与装备”。这些方向深度融合了传感技术、大数据、物联网与智能决策算法，致力于实现农业生产的精准化、自动化和自主化。其中，“基于人工智能的作物养分精准管理”核心专利公开量达115件，中国以65件（56.52%）占据领先地位，且被引数占比高达82.22%，表明中国在该方向不仅研发活跃，技术成果影响力也尤为突出。
（2）绿色高效农业技术的前沿涵盖“粮食作物多熟栽培周年光温高效工程”“高性能木质素基绿色胶黏剂精准合成与应用”“设施− 农机− 农艺融合的设施园艺生产技术”和“作物品种分子设计与智造”。这些技术共同聚焦资源节约、循环利用、生态低碳和高光效生产，旨在突破资源约束、实现农业系统增效减排。其中，“作物品种分子设计与智造”的国际竞争态势鲜明，美国的核心专利公开量为60件（47.24%），新西兰虽仅21件，但其篇均被引数高达102.24，显示出极高的影响力；中国在该方向的专利公开量仅7件，仍处于追赶阶段。
（3）动物健康与食品安全工程前沿包括“畜禽重大疫病抗性品种培育”“畜产品品质提升的饲料营养调控技术”“基于生物化学的农药快速检测技术开发”和“水产动物疫病的快速准确检测技术”，着眼于从源头至餐桌的全链条安全与品质提升。其中，“畜禽重大疫病抗性品种培育”核心专利公开量达103件，中国占88件（85.44%），占据绝对优势，被引集中度也较高，显示出中国在该方向的强烈研发投入与产出主导地位。
从总体态势看，人工智能与大数据技术在农业中的应用已成为最具活力和影响力的创新增长点，中国在智慧农业部分方向已形成规模优势，但在原始创新和关键核心技术（如分子设计育种）上仍与发达国家存在差距。绿色高效类前沿强调多学科交叉与系统集成，正推动农业从传统资源消耗型向智能绿色可持续模式转变。动物与食品安全类前沿则强调整合基因编辑、智能监测与绿色材料等技术，实现疫病防控、营养调控与安全检测的精准化、工程化。
国际合作网络分析表明，欧美国家在分子育种、智能算法等领域仍处引领地位，并已形成较稳定的合作集群；中国虽专利总量占优，但跨国合作广度仍有待加强，尤其在高端装备、生物智造等前沿领域。
未来，这些工程开发前沿将进一步融合系统生物学、人工智能、先进制造与生态学原理，推动农业系统实现“资源-环境-食品-健康”的多元协同优化，为构建安全、高效、韧性和可持续的全球农业系统提供核心动力。
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