ринга потребления противомикробных препаратов и распространения устойчивых штаммов микроорганизмов
IV. Область научных знаний: 4. Сельскохозяйственные науки
Направления науки: 4.1. Земледелие;
4.2. Растениеводство;
4.3. Животноводство;
4.4. Механизация, электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства;
4.5. Переработка сельскохозяйственной продукции;
4.6. Экономика агропромышленного комплекса
Основные научные задачи и ожидаемые прорывные результаты до 2030 года
К научным задачам относятся оптимизация сельскохозяйственного природопользования, агроэкологическая оценка земель, создание адаптивных к изменяющимся условиям климата систем земледелия на основе цифровых систем. Результаты исследований ориентированы на разработку систем проектирования различных сельскохозяйственных ландшафтов, систем земледелия, новых методов биоиндикации и биотестирования агроэкосистем, обеспечивающих производство растениеводческой и животноводческой продукции заданного количества и качества.
Актуальными являются вопросы изучения депозитарных, биоценотических и экологических функций почв, оценка почвенных ресурсов и оптимизация сельскохозяйственного землепользования с применением цифровых систем и дистанционного зондирования. Путями решения являются оптимизация сельскохозяйственного землепользования, сохранение и восстановление плодородия почв на основе использования новейших научных методов. Перспективной научной задачей является создание базовой основы для восстановления и сохранения агроэкосистем.
Научно обоснованное применение мелиорации позволяет рационально использовать природные ресурсы и увеличивать урожайность и качество продукции. Изучение мелиоративных и водных комплексов, гидротехнических сооружений нового поколения, оптимизация и управление водными ресурсами, создание природоподобных технологий восстановления плодородия мелиорированных земель позволят увеличить площади мелиорированных земель в Российской Федерации и обеспечить стабильную продуктивность отрасли растениеводства при наблюдающихся изменениях климата.
Актуальной задачей является обеспечение гарантированного сохранения генетических ресурсов культурных растений и их диких родичей для создания конкурентоспособных сортов и гибридов сельскохозяйственных культур. Поиск, сохранение, изучение генетических ресурсов растений и использование их в селекционном процессе откроют новые возможности для получения новых форм, сортов и гибридов сельскохозяйственных, лекарственных и ароматических культур.
Научной задачей в области молекулярной генетики является использование ее в селекции высокопродуктивных форм, сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, лекарственных и ароматических растений. В результате будут получены генетические карты с использованием маркеров, разработаны технологии оздоровления, культивирования и клонального микроразмножения сельскохозяйственных культур, технологии идентификации и паспортизации сортов и гибридов, технологии контроля за переносом целевых генов в селекции, технологии регенерации растений из тканей и клеток.
Перспективным направлением является развитие семеноведения и системы семеноводства сельскохозяйственных культур, в том числе инновационные способы создания высококачественных семян с учетом почвенно-климатических условий субъектов Российской Федерации. Результаты создания научно обоснованных систем семеноводства с учетом специфики культуры и региона возделывания позволят снизить риски импортозависимости в посевном и посадочном материале отдельных культур зарубежной селекции.
Кормопроизводство является необходимым условием развития животноводства. К задачам развития кормопроизводства относится создание новых экономически значимых технологий заготовки, консервирования и хранения кормов с использованием естественных, полевых и луговых кормовых угодий.
Изучение природоподобных, биологических и химических средств защиты растений, систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений с использованием цифровых технологий откроет новые возможности для получения ожидаемых прорывных научных результатов по разработке и совершенствованию ассортимента фитосанитарных средств для защиты и лечения сельскохозяйственных культур.
Научными задачами являются метагеномная и биоинформационная характеристика микробиомов, биоресурсные коллекции, банки данных хозяйственно ценных генов микроорганизмов и метагеномные базы данных основных типов почв Российской Федерации. Создание новых систем оценки качества почв необходимо для снижения риска деградационных изменений почвенных ресурсов и возврата земель в сельскохозяйственное использование.
Актуальным направлением является создание систем машин и комплексов технических средств нового поколения, автоматизированных и робототехнических систем для растениеводства и животноводства, мобильных энергетических средств, беспилотных наземных и летательных аппаратов, методов и технических средств для мониторинга состояний биологических объектов, энергоэффективных рабочих органов, энергосберегающих экологически безопасных технологий.
Проблемы рационального энергообеспечения сельскохозяйственных предприятий, обеспечения электрической энергией труднодоступных территорий сельской местности, создания роботизированной техники и беспилотных летательных аппаратов сельскохозяйственного назначения и использования при этом возобновляемых источников энергии решаются путем разработки рациональных систем энергоснабжения и энергосберегающего оборудования с использованием децентрализованных источников энергоснабжения, созданием цифровых систем управления энергоснабжающим оборудованием и электротехнологическими процессами.
Изучение, сохранение и управление генетическими ресурсами сельскохозяйственных и промысловых животных, птиц, насекомых и рыб в аквакультуре сельскохозяйственного и промыслового назначения в целях улучшения существующих и создания новых конкурентоспособных пород, типов, линий и кроссов с применением технологий высокопроизводительного генотипирования, точного фенотипирования, биоинформационных и цифровых технологий остаются актуальными задачами и предусматривают расширение работ с биоколлекциями и производственными массивами животных для получения новых знаний о состоянии аллелофонда животных на базе оценки полных геномов, разработку эффективных способов и цифровых методов мониторинга и управления генетическим полиморфизмом, высокоточных методов создания конкурентоспособных пород, типов, линий и кроссов сельскохозяйственных животных, птиц, рыб, пушных зверей, насекомых с высокими хозяйственно полезными признаками.
Перспективными направлениями являются создание методологических платформ и разработка технологий повышения уровня реализации генетического потенциала селекционных форм животных, птиц, насекомых и рыб.
Одной из важнейших научных задач современной науки является геномное редактирование для использования в селекционном процессе в целях создания новых форм животных, птиц, насекомых и рыб для аквакультуры с улучшенными параметрами хозяйственно полезных признаков. Прорывным результатом станет разработка технологии геномного редактирования для использования в селекционном процессе создания новых форм животных с заданными параметрами хозяйственно полезных признаков.
Направленная трансформация биоресурсов, критические и сквозные биотехнологии переработки продукции животного, растительного и микробиального происхождения обеспечит решение задач создания и расширения ассортимента продуктов, ингредиентов и биологически активных веществ с научно обоснованным комплексом свойств.
Персонализированное питание, новые подходы в организации здорового образа жизни ставят задачи получения и использования знаний о процессах прижизненного формирования пищевого сырья в целях создания продукции заданного нутриентного состава и способах прижизненного обогащения животноводческого сырья эссенциальными нутриентами для повышения качества и биологической полноценности продукции.
Приоритетными задачами являются сохранение сельскохозяйственного сырья и пищевой продукции и минимизация потерь за счет применения физических, физико-химических и других видов воздействий.
Одной из важнейших задач обеспечения национальной безопасности является создание национальной системы качественного обеспечения эпизоотического и эпидемического благополучия, диагностики и профилактики особо опасных, социально значимых болезней животных. В результате проведения фундаментальных исследований будут созданы более эффективная методология и методы оценки рисков возникновения и возможных масштабов поражения массивов животных особо опасными инфекционными болезнями и антропозоонозными гельминтозами, система управления и критерии комплексной оценки границ биологической опасности, степени надежности предотвращения актов биотерроризма и порогов эффективности проводимых противоэпидемических мероприятий.
Формирование государственной коллекции микроорганизмов, цифровой информационной системы баз данных патогенов, состояния и рисков обострения эпидемической ситуации по особо опасным инфекционным и паразитарным болезням животных позволит своевременно реагировать на изменяющиеся условия и проводить опережающие исследования.
Одной из важнейших научных задач формирования пищевых систем, обеспечивающих целостность инновационного цикла, является трансформация сельскохозяйственного сырья на основе новых процессных решений, цифровых, геномных, протеомных, метаболомных технологий с использованием биоинформатики, нейросетевых технологий, структурно-параметрического моделирования для создания функциональных ингредиентов и пищевых продуктов.
Развитие и продвижение науки о пищевых системах непосредственно связаны с распространением информационных технологий, необходимостью расширения области оценочных критериев наукоемкими точными аналитическими методами (ДНК-технологии, изотопная масс-спектрометрия и др.) .
В целях обеспечения продовольственной безопасности необходимы разработка комплексной наукоемкой и непрерывно развивающейся модульной системы контроля качества, безопасности и идентификации сельскохозяйственного сырья и продуктов питания, развитие системы аутентификации национальной продукции.
Перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований
Направление фундаментальныхи поисковых научных исследований | Раздел фундаментальных и поисковыхнаучных исследований |
| 4.1.1. Общее земледелие | 4.1.1.1. Оптимизация сельскохозяйственного природопользования, оценка земель, структура агротехнологий и адаптивно-ландшафтных систем земледелия нового поколения |
| 4.1.1.2. Биологические и химические средства интенсификации земледелия, симбиотическая инженерия и геномное редактирование создания растительно-микробных систем, биоиндикация и биотестирование агроэкосистем, рекультивация | |
| 4.1.2. Агропочвоведение | 4.1.2.1. Генетические и молекулярные основы формирования микробных сообществ агро- и природных систем, метагеномы основных видов почв Российской Федерации |
| 4.1.2.2. Индикаторы изменений свойств почв под воздействием природных и антропогенных факторов, новые системы управления плодородием почв в динамических условиях внешней среды | |
| 4.1.2.3. Депозитарные, биоценотическиеи экологические функции и сервисы почв, инвентаризация и анализ почвенных ресурсовс применением цифровых технологийи дистанционного зондирования | |
| 4.1.3. Мелиорация, водное и лесное хозяйство | 4.1.3.1. Мелиоративные и водные комплексы, гидротехнические сооружения нового поколения, оптимизация и управление водными ресурсами на базе цифровых технологий |
| 4.1.3.2. Агролесомелиоративные и лесные комплексы, предотвращение деградациии опустынивания агроландшафтов | |
| 4.2.1. Общие вопросы растениеводства | 4.2.1.1. Поиск, сохранение, изучение генетических ресурсов растений и использование их в селекционном процессе при создании новых форм, сортов и гибридов сельскохозяйственных, лекарственныхи ароматических культур |
| 4.2.1.2. Молекулярная селекцияв формировании новой парадигмы селекционного процесса создания новых высокопродуктивных форм, сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, лекарственных и ароматических растений, отличающихся высокими качественными показателями, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды | |
| 4.2.1.3. Управление селекционным процессом создания новых генотипов культурных растений с высокоценными признаками продуктивности и качества, устойчивости к био- и абиострессорам, методы и способы реализации генетического потенциала новых генотипов сельскохозяйственных, лекарственных и ароматических культур | |
| 4.2.2. Защита растений | 4.2.2.1. Новые системы и методы мониторинга фитосанитарного состояния агробиоценозови диагностики вредных и полезных микроорганизмов |
| 4.2.2.2. Новые природоподобные, биологические и химические средства защиты растений, экологизированный ассортимент фитосанитарных средств, системы рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растенийс использованием цифровых технологий | |
| 4.3.1. Зоотехния | 4.3.1.1. Сохранение и управление генетическими ресурсами животных, птиц, насекомых, аквакультуры сельскохозяйственного и промыслового назначения в целях их использования для создания конкурентоспособных пород, типов, линий и кроссов с применением цифровыхи генных технологий |
| 4.3.1.2. Создание методологических платформи разработка технологий повышения уровня реализации генетического потенциала селекционных форм животных, птиц, насекомых и рыб в аквакультуре | |
| 4.3.1.3. Геномное редактированиев селекционном процессе создания новых форм животных с заданными параметрами хозяйственно полезных признаков | |
| 4.3.1.4. Комплекс геномно-эмбриональных технологий ускоренного создания и тиражирования лучших генотипов животных, птиц, насекомых и рыб в аквакультуре сельскохозяйственного назначения | |
| 4.3.1.5. Технологии прижизненного управления качеством животноводческого сырья для получения высококачественных и безопасных продуктов питания | |
| 4.3.2. Ветеринария | 4.3.2.1. Новые молекулярные мишени фармакологической регуляции патологических процессов и разработка нового поколения противовирусных, антибактериальных, противопаразитарных и противогрибковых лекарственных препаратов, в том числе биологически активных веществ (БАВ) , для сохранения эпизоотического благополучияи качества здоровья сельскохозяйственных животных |
| 4.3.2.2. Создание новых поколений тест-системи вакцин против бактериальных и вирусных инфекций животных и птиц | |
| 4.3.2.3. Новые подходы к диагностике, профилактике и ликвидации ретровирусных инфекций животных, основанные на молекулярно-генетических исследованиях структуры возбудителей | |
| 4.3.2.4. Молекулярные механизмы толерантности, персистентности и резистентности бактерийк противоинфекционным препаратам, механизмы распространения резистентных штаммов для сдерживания и ликвидации устойчивости к антибиотикам в пищевых цепях | |
| 4.3.2.5. Национальная система противодействия биотерроризму при особо опасных, социально значимых болезнях животных | |
| 4.3.2.6. Создание отечественных биоинформационных и генетических баз данных патогенов возбудителей болезней животных, пополнение и поддержка генофонда государственной коллекции микроорганизмов | |
| 4.4.1. Механизация, электрификацияи автоматизациясельскохозяйственного производства | 4.4.1.1. Энергообеспечение, энергосбережение, возобновляемая и альтернативная энергетикав агропромышленном комплексе |
| 4.4.1.2. Энергоресурсосберегающие экологически безопасные машинные технологии, автоматизированнаяи роботизированная техника, искусственный интеллект и цифровые системы для производства высококачественной сельскохозяйственной продукции | |
| 4.4.1.3. Технологии и автоматизированные средства технического сервиса, восстановления и повышения надежности сельскохозяйственной техники, созданиеи применение нанотехнологий, поликомпозитных и наноматериалов | |
| 4.5.1. Хранениеи переработка сельскохозяйственной продукции | 4.5.1.1. Направленная трансформация сельскохозяйственного сырья на основе новых процессовых решений, цифровых технологийдля создания пищевых продуктови функциональных ингредиентов с заданными свойствами, в том числе специализированного назначения |
| 4.5.1.2. Контроль качества и безопасности продуктов питания в процессе их производства, хранения и реализации с использованием цифровых технологий | |
| 4.5.1.3. Сохранение сельскохозяйственного сырья и продуктов питания на основе повышения хранимоустойчивости пищевых систем | |
| 4.6.1. Экономика, земельные отношенияи социальное развитие села | 4.6.1.1. Экономика сельского хозяйства |
| 4.6.1.2. Экономика пищевойи перерабатывающей промышленности | |
| 4.6.1.3. Экономика ресурсного обеспечения отраслей агропромышленного комплекса | |
| 4.6.1.4. Экономика товародвижения продукции агропромышленного комплекса |
V. Область научных знаний: 5. Инженерия, технические науки и науки о технологиях
Направление науки: 5.1. Строительство и архитектура
Основные научные задачи и ожидаемые прорывные результатыдо 2030 года
Архитектура, градостроительство и строительные науки являются областью, в которой переплетаются технические, технологические, эстетические и другие сферы деятельности человека, опирающиеся на достижения фундаментальных наук.
Основные научные задачи, требующие проведения фундаментальных научных исследований в области архитектуры, включают обеспечение единства и многообразия архитектурно-пространственной среды, содействие возрождению и сохранению архитектурно-исторического наследия городов и иных поселений, созданию культурных и художественно-эстетических ценностей, пространственной среды, разработку архитектурно-строительных систем нового поколения, взаимодействие архитектуры с другими областями художественной культуры, переход к цифровым технологиям в архитектуре, противодействие социокультурным угрозам.
Основные научные задачи, требующие проведения фундаментальных научных исследований в области градостроительства, включают содействие устойчивому развитию и связанности территории Российской Федерации, создание безопасной, благоприятной и стимулирующей развитие человека и экономики материально-пространственной среды, достижение высоких стандартов качества среды для жизнедеятельности на территории страны при условии сохранения исторического самобытного облика городов и поселений, определения актуальных и перспективных градообразующих факторов, обеспечивающих гармонизацию урбанизированной среды, сбалансированность размещения жилищного фонда, мест приложения труда, объектов социальной, инженерной и транспортной инфраструктур, формирование нового комплекса методов планирования - стратегическое пространственное планирование развития территорий, определяющее параметры объектов, исходя из принципа формирования (проектирования) развития национальной системы расселения, включающей иерархию систем расселения Российской Федерации, переход