для профилактики и лечения инфекционных заболеваний, болезней адаптации и иммунной системы у коренного и пришлого населения Арктической зоны Российской Федерации
IV. Область научных знаний: 4. Сельскохозяйственные наукиНаправления науки: 4.1. Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство; 4.2. Животноводство и молочное дело; 4.3. Ветеринарные науки; 4.4. Сельскохозяйственные биотехнологии
Основные научные задачи и ожидаемые прорывные результаты на 2021 - 2030 годы
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 продукции заданного количества и качества.
Проблемами 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 является 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 позволит увеличить площади мелиорированных земель в Российской Федерации и обеспечит стабильную продуктивность отрасли растениеводства при наблюдающихся изменениях климата.
Актуальными задачами 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 откроет 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, включающих инновационные технологии производства 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 в условиях массового импорта 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.
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 с целью 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.
Персонализированное питание, новые подходы в организации здорового образа жизни ставят задачи получения и использования знаний о процессах прижизненного формирования пищевого сырья с целью создания продукции заданного нутриентного состава, способах прижизненного обогащения животноводческого сырья эссенциальными нутриентами для повышения качества и биологической полноценности продукции
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 эффективные 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 является трансформация сельскохозяйственного сырья на основе новых процессовых решений, цифровых технологий для создания пищевых продуктов и функциональных ингредиентов с заданными свойствами.
Ее решение связано с геномикой, протеомикой и метаболомикой пищевых продуктов, приготовленных на растительном и животном сырье с использованием биоинформатики, нейросетевых технологий, структурно-параметрического моделирования.
Цифровая трансформация в области сельского хозяйства требует постановки задач, направленных на решение проблем контроля качества и безопасности продуктов питания. 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 другие) .
В связи с необходимостью обеспечения продовольственной безопасности необходима разработка комплексной наукоемкой и непрерывно развивающейся модульной системы сохранения сельскохозяйственного сырья и продуктов питания, ориентированной на повышение сохранности продуктов.
Направление науки: 4.1. Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство
Перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований на 2021 - 2030 годы
Направление фундаментальных и поисковых научных исследований | Раздел фундаментальных и поисковых научных исследований |
| 4.1.1. Земледелие, мелиорация, водное и лесное хозяйство | 4.1.1.1. Оптимизация сельскохозяйственного природопользования, агроэкологическая оценка земель, создание адаптивных систем земледелия и агротехнологий нового поколения на основе цифровизации и регулирования потоков биогенных элементов в агроэкосистемах |
| 4.1.1.2. Биологические и химические средства интенсификации земледелия, симбиотическая инженерия и геномное редактирование создания растительно-микробных систем, биоиндикация и биотестирование агроэкосистем, рекультивация загрязненных объектов сельскохозяйственного назначения | |
| 4.1.1.3. Мелиоративные и водные комплексы, гидротехнические сооружения нового поколения, оптимизация и управление водными ресурсами в сельскохозяйственных мелиорациях, природоподобные технологии восстановления плодородия мелиорированных земель | |
| 4.1.1.4. Агролесомелиоративные и лесные комплексы, защита лесных насаждений от техногенных и природных воздействий, новые генотипы и сорта древесных и кустарниковых растений с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды, предотвращение деградации и опустынивания агроландшафтов при изменении климата | |
| 4.1.2. Растениеводство, защита и биотехнология растений | 4.1.2.1. Поиск, сохранение, изучение генетических ресурсов растений и использование их в селекционном процессе при создании новых форм, сортов и гибридов сельскохозяйственных, лекарственных и ароматических культур |
| 4.1.2.2. Молекулярная селекция в 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 | |
| 4.1.2.3. 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 | |
| 4.1.2.4. Семеноведение и системы семеноводства сельскохозяйственных культур, включающие инновационные технологии производства высококачественных семян с учетом почвенно-климатических условий субъектов Российской Федерации | |
| 4.1.2.5. Развитие кормопроизводства Российской Федерации с использованием естественных, полевых и луговых кормовых угодий, новых экономически значимых технологий заготовки, консервирования и хранения кормов | |
| 4.1.2.6. Новые системы и методы мониторинга фитосанитарного состояния агробиоценозов и диагностики микроорганизмов | |
| 4.1.2.7. Новые природоподобные, биологические и химические средства защиты растений; системы рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений с использованием цифровых технологий | |
| 4.1.3. Агропочвоведение | 4.1.3.1. Разработка генетических и молекулярных основ и формирования микробных сообществ агро- и природных систем, метагеномы основных видов почв Российской Федерации |
| 4.1.3.2. Индикаторы изменений свойств почв под воздействием природных и антропогенных факторов, новые системы управления плодородием почв в динамических условиях внешней среды | |
| 4.1.3.3. Депозитарные, биоценотические и экологические функции и сервисы почв, инвентаризация и анализ почвенных ресурсов с применением цифровых технологий и дистанционного зондирования | |
| 4.1.4. Экономика, земельные отношения и социальное развитие села | 4.1.4.1. Качественное развитие агропромышленного комплекса на основе инновационных технологий и цифровой экономики в условиях мировых интеграционных процессов |
| 4.1.4.2. Социальное развитие села и механизмы повышения качества жизни сельского населения | |
| 4.1.4.3. Развитие земельных отношений, механизмы управления земельными ресурсами в агропромышленном комплексе | |
| 4.1.5. Механизация, электрификация и автоматизация сельскохозяйственного производства | 4.1.5.1. Развитие энергообеспечения, энергосбережения, возобновляемой и альтернативной энергетики в агропромышленном комплексе Российской Федерации |
| 4.1.5.2. Энергоресурсосберегающие экологически безопасные машинные технологии, роботизированная техника и цифровые системы для производства высококачественной сельскохозяйственной продукции | |
| 4.1.5.3. Технологии и автоматизированные средства технического сервиса, восстановления и повышения надежности техники, создание и применение нанотехнологий, поликомпозитных и наноматериалов |
Направление науки: 4.2. Животноводство и молочное дело
Перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований на 2021 - 2030 годы
Направление фундаментальных и поисковых научных исследований | Раздел фундаментальных и поисковых научных исследований |
4.2.1. Зоотехния | 4.2.1.1. 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 |
| 4.2.1.2. Создание методологических платформ и разработка технологий повышения уровня реализации генетического потенциала селекционных форм животных, птиц, насекомых и рыб в аквакультуре | |
| 4.2.1.3. Геномное редактирование для использования в селекционном процессе с целью создания новых форм животных, птиц, насекомых и рыб для аквакультуры с улучшенными параметрами хозяйственно-полезных признаков | |
| 4.2.1.4. Разработка комплекса геномно-эмбриональных технологий ускоренного создания и тиражирования лучших генотипов животных, птиц, насекомых и рыб в аквакультуре сельскохозяйственного назначения | |
| 4.2.1.5. Разработка технологий прижизненн |