在农业问题上，世界正处于一个十字路口。全球人口持续增长，对食品的需求也在不断增加，这给我们的农业资源和实践带来了巨大压力和挑战。因此，我们在全球发起了未来农业重要问题的征集。
三个月后，我们收到来自亚洲、非洲、欧洲、北美洲、南美洲和大洋洲的419个问题。我们确定并编制了100个事关全球经济社会发展和改善人类福祉的优先问题清单（图1）。
这些问题可分为10个主题：
1. 农业食品系统转型
2. 加强农业对气候变化的适应能力
3. 通过农业减缓气候变化
4. 探索育种资源和技术
5. 改进耕作方法
6. 维持健康的农业生态系统
7. 扶持智能和可控环境农业，促进粮食安全
8. 推广以健康和营养为驱动的农业
9. 探索经济机遇，应对社会挑战
10. 整合现代农业和“同一健康”
1. 农业食品系统转型
1. 全球、区域和国家农业食品系统转型的主要推动因素是什么？
2. 为应对农业食品系统当前的挑战，是否建议采用将农业生产强化与发达国家和新兴国家的食物消费水平降低相结合的策略？
2. 加强农业对气候变化的适应能力
3. 我们如何理解和预测气候变化对农业食品系统的影响？
4. 在干旱和半干旱地区，提高农作物产量的成本效益方法是什么？
5. 在受盐碱化影响的土壤中，维持或增加粮食生产的最有效的环境可持续战略是什么？
6. 除了增强单个作物的抗性，如何提高整个气候适应性的农作物/农业系统？
7. 如何有效管理因气候变化引起的生物入侵？
8. 气候变化对土地利用及相关政策的潜在长期影响是什么？
3. 通过农业减缓气候变化
9. 如何在农业中减少温室气体排放，特别是在畜牧业生产、食品加工和制造业方面？
10. 由于气候变化的挑战和对畜产品相关的人类健康问题的担忧，发达国家和新兴国家扩大动物生产的趋势是否会逆转？
11. “碳足迹”、“碳汇”和“碳交易”的概念与畜牧业生产和研究有何关系？
12. 如何克服在农业食品系统中实现碳中性、平衡甚至负数的主要障碍？
13. 人造肉是实现农业碳中和的有效路径吗？
14. 如何利用土壤产生长期的碳汇额度？
15. 植物碳的“难降解”形式，例如亚油酸和孢粉素在农业土壤中持续多长时间？
16. 减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质量？
4. 探索育种资源和技术
18. 育种过程中最有效的智能表型策略是什么？
19. 如何有效收集、保护、和利用种质资源？
20. 如何从野生资源中转移有益基因到栽培品种中？
21. 如何实现突破性的种质创新，挖掘出卓越的基因并实现作物的稳定遗传？
22. 如何利用表观遗传机制扩展基因资源，调控植物再生并提高作物表现？
23. 作物杂种优势的形成机理是什么？
24. 通过基因型设计理想表型作物所面临的挑战是什么？
25. 我们需要驯化新的作物来应对不断变化的气候吗？
26. 人工设计是否能创造新作物？
27. 合成生物学如何助力提升育种能力和作物开发？
28. 如何增强已知蛋白质的特性以有效提高作物品质？
29. 如何开发关键蛋白质的定向进化技术？
30. 在畜牧业中如何缩短繁殖周期？
31. 如何推进水产生物的分子育种？
32. 如何创建一种更有效的可以超越分子育种的下一代育种技术？
33. 如何实现数字育种的技术创新和体系建设？
34. 使用人工智能进行基因设计和农业育种所需的步骤是什么？
35. 有哪些策略可用于克服作物产量的限制因素，从而实现可能的最高产量？
36. 如何协调作物产量、质量和效率之间的关系？
37. 如何将一年生作物转化为多年生作物？
38. 如何增加光合作用效率？
39. 如何在保持或提高产量和质量的同时提高作物对各种胁迫的抵抗力？
40. 未来育种技术如何应对气候变化和对营养丰富作物需求不断增长的挑战？
41. 育种行业所需的资本投资水平是多少？
5. 改进耕作方法
营养利用率
42. 如何实现植物资源的高效协调利用，例如光、水、营养等？
43. 使作物有效利用碳、氮、磷和其他微量元素等基本矿物营养元素的遗传基础、调控机制和运输机制是什么？
44. 在提高营养利用效率方面，哪些策略是有效的？
45. 如何实现多种基本营养元素的平衡施肥？
46. 高效营养作物能在多大程度上提高作物产量、降低环境风险和提高经济效益？
47. 有哪些技术和方法可用于增强主要作物的营养价值，从而生产生物强化食品？
化肥与农药
48. 如何提高施肥的效率、环保性和可持续性？
49. 基于作物类型、土壤特性和环境影响等因素，建议耕地适宜的肥料量是多少？
50. 如何开发对环境影响最小的精准营养肥料和杀虫剂，包括纳米肥料和纳米杀虫剂？
51. 开发可替代尿素的绿色氮肥的方法是什么？
52. 鉴定作物广谱性抗病新靶点和开发环境友好型杀虫剂的策略是什么？
6. 维持健康的农业生态系统
53. 如何有效地测量土壤健康状况？
54. 如何在原位操纵土壤微生物，促进作物与有益微生物在土壤中的相互作用，从而增强作物生长、改善植物抗性，促进现代农业的可持续发展？
55. 作物与土壤有益微生物相互作用的机制是什么？
56. 防止和减轻土壤盐碱化的有效方法是什么？
57. 土壤微生物参与有机和无机氮转化的机制是什么？
58. 如何理解病毒在农业系统中的生态功能？
59. 土壤仿生材料发展的未来前景如何？
60. 修复土壤重金属污染的有效方法是什么？
61. 纳米材料和微塑料等新型污染物在作物-土壤-微生物系统中的命运是什么？
62. 如何在减少处理农业污染土壤成本的同时提高治理效果？
63. 如何减少磷污染并解决磷资源短缺问题？
64. 减少或替代畜牧业中抗生素使用的策略是什么？
65. 如何应对由于在畜禽养殖中使用抗生素，进而通过其粪便和有机废弃物引入环境的抗性基因污染问题？
66. 哪些生物分子可作为植物信号转导的开关对各种机械、环境和化学刺激作出反应？
67. 如何提高农业废弃物的利用？
7. 扶持智能和可控环境农业，促进粮食安全
68. 如何在农业行业开发和实施数据科学和信息技术？
69. 在哪些情境下可以无缝地将人工智能技术与数字农业相结合？
70. 如何实现畜禽育种中的智能表型和基因组技术？
71. 如何解决受控环境农业中能源消耗过多和高成本的问题？
72. 农业中下一代感知技术是什么，如何开发？
73. 农业自动化如何应用于各种环境或情境，从而促进实现可持续发展目标？
74. 建立重要跨境迁徙害虫的灾害机制和精确预警的策略有哪些？
8. 推广以健康和营养为驱动的农业
75. 如何通过农业增强土壤健康和促进人类健康？
76. 如何定义和实现健康饮食？
77. 如何通过个性化和美味的食物来满足人类的营养、健康和烹饪偏好？
78. 细胞农业的当前和未来发展轨迹是什么？
9. 探索经济机遇，应对社会挑战
79. 如何在农业发展和城市化之间取得平衡？
80. 可以利用什么方法来解决人口增长和农业资源有限之间的矛盾？
81. 如何实现可持续的食品供应？
82. 如何利用贸易在全球和国家层面上保障粮食安全？
83. 如何调和全球价值链与农业资源流的关系？
84. 如何在气候变化和社会不安定的挑战下提高和稳定农民的收入？
85. 将全球和国家政策与农业和人类营养链接起来的主要挑战和机遇是什么？
86. 如何更好地整合政策，以促进全球营养状况的改善？
87. 可以采取什么措施来促进转基因作物的产业化，并确保对转基因农产品的有效监管？
88. 如何将畜牧和乳制品养殖，尤其是反刍动物的养殖，转变为更可持续的产业，如耕作或其他可行的替代品？
89. 如何保护和可持续利用海洋渔业资源？
90. 发展新型食品生产技术和资源的方向是什么？
91. 如何减少食物损失和浪费？
92. 在技术和经济角度来看，农业机器人适应农业生产需要多大程度的智能化？
93. 人工智能在农业领域的意义是什么？
94. 农业部门如何利用新一代互联网技术，增强可持续性、效率和生产力，同时解决食品安全、环境影响和社会经济公平等问题？
95. 未来谁来种地？
10. 整合现代农业与“同一健康”
96. 将现代农业方法与“同一健康”理念结合起来存在哪些挑战？如何制定框架来应对这些挑战，确保未来粮食安全？
97. 应为畜牧生产系统设定哪些优先效率目标，以确保能够以可持续、经济可行和兼顾环境的方式满足人们对畜牧产品的需求？
98. 如何防止动物疫病传播给人类？
99. 有哪些策略可以实现可持续、健康、同时也对环境友好的肉类消费实践？
100. 如何在农业中实现生态平衡，使植物、动物和微生物和谐共存？
除了10个重要主题，我们确定了4个关键视角，以全面理解农业系统，包括资源与环境、农业生产、营养与健康以及社会与经济影响（图****2）。这些视角使我们认识到，农业对于环境、人类健康和社会产生了重要影响。同时，可持续地管理自然资源对于确保高效的农业生产至关重要。跨学科的方法与整合各个领域和先进技术也是必不可少的。
这些观点认为，我们可以通过管理资源、促进可持续农业和优先考虑营养与健康来确保长期的经济和社会成功。
