最近，美国农业部正式公布了一项“5年计划”，《美国农业部科学蓝图 - 2020至2025年科研方向》。

美国农业部部长桑尼·珀杜(Sonny Perdue)表示，“美国农业部的科学蓝图将成为未来五年指导整个部门以及与合作研究机构进行科学合作的路线图。”

美国农业部将可持续农业集约化作为第一大主题优先考虑。美国农业的未来，包括动植物农业、林业和水产养殖，取决于生产能力、技术进步、生产效率和环境管理等方面的持续改善，从而能够促进经济增长。

美国农业部计划通过作物和动物育种、基因编辑、预测建模以及间作等方面的研究，以实现这些目标。

“五年计划”中的第二大主题是适应气候变化。保护和恢复农用土地、国有森林和私有耕地，增强农业生产对气候变化导致的干旱、入侵物种、野火等干扰的适应能力。

此外，基于现有最优秀的科学，必须制定新的战略和管理实践，以便充分利用非托管和托管系统来缓解和应对气候变化。虽然缓解为先，但农业系统必须适应不断变化的天气模式和温度，以确保粮食安全。

食品和营养转换、增值创新和政策引导是“五年计划”中的另外三项优先事项，将指导美国农业部的研究资金的用途。

美国农业部在确保安全、营养和健康的食物方面发挥着关键作用。这意味着提供最优质量的新鲜和加工食品，以及足够的营养来支持人口寿命。这项任务必须应对以减少食源性疾病的挑战；了解不良饮食和营养选择的驱动因素；为低收入家庭获得营养食品提供更好的机会；通过更有效的工艺、包装和废物利用来减少食品浪费，从而降低食物的总体成本。

如何为农业和农产品增值也是美国农业“五年计划”中的重点之一。农业和农村地区在基础设施方面既面临挑战，又迎来机遇。生物燃料和生物能源以及新兴的补充作物和替代作物，可为整个农业系统和生物经济的产品和创新提高附加价值。

利用农产品、新兴作物、牲畜和林木原料生产高附加值的终端产品则需要新的技术和系统设计，这将创造新的市场，建立新的供应链，创造更多的就业和经济机会。

最后，农业科学是美国农业的根基，创造粮食安全和经济繁荣。强大的农业才能满足国内和国际粮食安全的需求，才有能力在食品、木材、燃料和其他农产品生产方面展开竞争。

美国农业需要一个充满活力、创新的领导人社群，制定积极的农业科学议程，以支持以科学为基础的政策决策。

“五年计划”中首要任务从现有美国农业部科研项目中也可见一斑。一项由美国农业部主导的研究显示，在世界上一些农作物产区(包括中国和印度)发现的大气臭氧水平可能会导致作物损失20-40%的潜在产量。

臭氧是地球上层大气中吸收紫外线辐射的关键成分，但由于温室气体排放在下层大气中臭氧含量上升，可造成严重破坏。臭氧与温度压力、营养压力或干旱造成的压力一样重要。在美国中西部，臭氧导致作物产量下降5%-10%。

这一现象使得提高农作物的臭氧耐受性变得至关重要。乙叉二脲（EDU），可以喷洒在农作物上，以防止臭氧的负面影响。虽然有效，但效果时间短。考虑到大气臭氧水平每天会有很大的波动，如在生长旺季，臭氧水平往往会飙升，化学品喷洒未必是最佳解决方案。

取而代之的是基因解决方案。研究人员使用经过高浓度臭氧处理的试验田，开发出能抵抗臭氧污染的玉米和大豆基因。

团队已经开始筛选和识别一些基因，以提高作物对臭氧水平升高的适应能力。虽然仍处于研究阶段，但有可能在不久将来实现抗臭氧污染农作物品种的商业化。

（来源：国科农研院）