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好的，以下是一本名为《现代农业科技与可持续发展》的图书简介，此书内容不涉及《Longman Secondary Agriculture》中的任何知识点，并力求详实、自然： --- 现代农业科技与可持续发展 作者： [此处可填写作者姓名，例如：张华、李明等] 出版社： [此处可填写出版社名称，例如：华夏农业科技出版社] 定价： 人民币 188.00 元 开本： 16 开 页码： 850 页 出版日期： 2024 年 6 月 --- 内容提要 《现代农业科技与可持续发展》是一部全面深入探讨前沿农业技术在应对全球粮食安全、资源短缺和气候变化等重大挑战中作用的综合性学术专著。本书立足于“科技赋能农业绿色转型”的核心理念，系统梳理了当前国际农业领域最受关注的创新领域，旨在为农业科研人员、政策制定者、现代农场管理者以及相关领域的高校师生提供一份既具理论深度又富含实践指导意义的参考资料。 全书共分为六大部分，聚焦于生物技术驱动的创新、精准农业的深化应用、智慧农业的系统构建、农业生态系统管理的优化、后供应链的增值以及全球粮食治理的前瞻性思考。本书摒弃了对传统或基础农业知识的重复介绍，而是将重点完全置于 “当代高新技术如何重塑农业生产关系和生态平衡” 的前沿探索之上。 第一部分：生物技术革新与作物基因组编辑前沿 本部分深度剖析了以 CRISPR-Cas9 技术为代表的新一代基因编辑工具在作物育种中的革命性应用。内容涵盖了从基础的基因靶向编辑到复杂的表观遗传调控，重点讨论了如何通过精确的分子生物学手段，快速创制出抗逆性强（抗旱、抗盐碱）、营养价值高且产量稳定的新型作物品种。 核心议题包括： 1. CRISPR-Cas 系统的高效递送与脱靶效应控制： 详细阐述了目前在植物细胞中实现高效基因递送的技术路线图，并对比分析了不同脱靶检测方法的准确性和适用性。 2. 作物抗逆性状的基因挖掘与功能验证： 聚焦于极端气候条件下，天然野生种中潜在抗逆基因的宏基因组测序和转录组分析方法，以及如何利用合成生物学原理构建复杂的代谢通路。 3. 新型功能蛋白的表达系统： 探讨了利用农作物作为“生物反应器”生产疫苗、生物燃料和医用蛋白的最新进展，特别关注了基因转化效率与遗传稳定性的提升策略。 4. 非基因改造的表观遗传改良技术： 介绍了通过化学诱导、小RNA调控等手段，实现作物性状快速改良的非转基因路径，及其在全球市场的监管适应性研究。 本书严格区分了这些前沿分子技术与基础的杂交育种或传统的分子标记辅助选择方法，确保内容完全集中于 “后基因组时代” 的技术突破。 第二部分：精准农业与物联网（IoT）的深度融合 本部分不再停留在介绍传感器和无人机的初级阶段，而是深入探讨了如何构建一个多源数据融合、实时决策支持的“智慧农场操作系统”。重点在于数据分析、模型构建和自动化执行的闭环控制。 核心议题包括： 1. 多尺度遥感数据的时空融合算法： 介绍融合高光谱、LiDAR、合成孔径雷达（SAR）数据的先进算法，用于构建厘米级精度的土壤水分、养分含量和作物生理健康三维模型。 2. 边缘计算在农业决策中的应用： 探讨如何在田间地头的边缘设备上部署轻量级深度学习模型，实现对病虫害的即时识别和农药的变量喷洒决策，以最小化网络延迟。 3. 农机协同作业与路径优化： 详细分析了基于强化学习的农机集群协同作业调度系统，如何优化播种、施肥和收获的能效比和时间效率。 4. 数字孪生（Digital Twin）在农田生态系统中的构建与模拟： 阐述如何利用水文模型、土壤动力学模型和作物生长模型构建农场的数字副本，用于预测未来气候情景下的产量波动与资源需求。 第三部分：水资源高效利用与环境修复技术 面对日益严峻的水资源压力和土壤退化问题，本部分专注于开发和优化闭环、低能耗的水土管理技术。 核心议题包括： 1. 新型膜技术在农业废水处理中的应用： 重点研究正渗透（FO）、电渗析（ED）技术在回收农田灌溉尾水中有价营养元素的应用，实现零排放目标。 2. 智能滴灌系统的动态需水模型： 结合气象预报和根区水势监测，构建适应作物不同生长阶段的实时需水负荷模型，实现“按需供水”，而非定时的灌溉策略。 3. 生物炭（Biochar）在土壤碳封存与重金属钝化中的机制研究： 深入探讨生物炭的孔隙结构、表面化学性质如何影响土壤有机质的长期稳定性，以及其对特定重金属（如镉、铅）的螯合机理。 第四部分：后供应链优化与食品安全溯源 现代农业已延伸至食品的最终消费端。本部分关注如何利用信息技术优化农产品从田间到餐桌的流通环节，保障品质与安全。 核心议题包括： 1. 基于区块链的农产品全程可信溯源体系： 探讨如何设计去中心化账本结构，确保从投入品使用记录到仓储环境数据的不可篡改性，并评估其对消费者信任度的提升作用。 2. 冷链物流中的智能环境监控与预警： 研究利用温湿度传感器网络结合预测性维护，来最小化农产品在运输过程中的损耗率。 3. 智能分选与缺陷识别系统： 介绍利用机器视觉和近红外光谱技术，对收获后的水果、蔬菜进行内部品质（糖度、酸度、内部损伤）的无损快速检测和自动分级。 第五部分：非常规农业模式与城市化挑战 本部分探索了在土地资源受限的背景下，农业生产向室内、垂直化、高密度集约化发展的方向。 核心议题包括： 1. 垂直农场（Vertical Farming）的能耗优化与光谱调控： 聚焦于LED光源的动态配方、气培/水培系统的营养液循环效率优化，以及如何通过精确光照光谱调控作物的次生代谢产物。 2. 受控环境农业（CEA）中的病原微生物控制： 探讨利用紫外光C（UVC）、臭氧或等离子体技术，在无土栽培体系中实现高效、低残留的消毒灭菌策略。 3. 昆虫基生物替代蛋白的工业化生产： 评估黑水虻等昆虫在高效转化农业废弃物为高价值动物饲料方面的潜力，并研究其规模化养殖的自动化控制系统。 第六部分：全球粮食治理与农业气候适应性政策 本书的收官部分将视野转向宏观层面，探讨农业系统如何适应全球气候变化和地缘政治带来的不确定性。 核心议题包括： 1. 气候情景下的农业风险评估与保险创新： 采用复杂系统模型评估区域性极端天气事件对粮食供给链的冲击，并研究指数型农业保险产品的设计与推广。 2. 全球粮食贸易的韧性分析： 运用投入产出模型分析主要粮食净进口国在供应链中断时的替代能力，并提出构建多元化、区域化供应网络的政策建议。 3. 碳汇农业与农业减排核算标准： 详细介绍土壤固碳、减少甲烷排放等农业减排活动的国际核算方法，以及如何将“碳信用”转化为农民的实际收益。 目标读者： 本书内容高度专业化，面向从事农业生物技术、信息工程、环境科学等领域的研究人员、高校硕博研究生，以及负责制定农业科技发展战略和推广应用的政府部门专业人士。它旨在推动读者超越传统知识框架，掌握并应用最前沿的科学工具来解决当代农业面临的复杂挑战。 ---
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