2024年日本农林水产业研究创新战略（二）

在前一篇中，我们了解了2024年日本农林水产业研究创新战略的背景与定位。本篇将聚焦于具体的技术研发内容，重点讨论智慧农业技术的发展以及“绿色食品体系战略”的核心举措，为构建可持续的粮食系统提供科技支持。

1. 应对人口减少，加速推进智慧农林水产业

考虑到2019年至2023年在217个地区开展的智慧农业示范项目，下一步应该加快开发由于技术难度较高而进展不佳的室外蔬菜和果树采收和运输技术，以及培育和推广能够以低成本向农民提供的智慧农业技术的服务实体。

为解决上述问题，根据2023年12月编制的新农业政策发展总体情况，1）明确国家优先实施的发展目标，并结合这些目标开展工作；通过农研机构（国立研究开发法人农业和食品产业技术综合研究机构）向初创企业和其他从事研究和开发的企业等提供设施，加强产学官合作，促进研究和开发；2）结合支持智慧农业技术应用的服务主体，鼓励向与智慧农业技术相适应的种植制度等生产方式转变的行为，并将税收、金融等综合支持手段逐渐法治化。

此外，针对气候变化对耕作区域的影响，应预测适宜种植区域的变化并据此开发相应智慧农业技术。

从2023年开始，生成式人工智能开始出现，包括ChatGPT。农研机构等未公开发表的研究数据，以及推广指导中心、JA等持有的农事指导记录等信息，将作为训练数据，推进能够应对农业指导员数量减少危机的生成式人工智能发展，帮助农民进行生产、管理、销售，并扩大农研机构生成式人工智能的开发环境。

由于清洁牛舍、饲养、挤奶所需的劳动时间较长，因此畜牧业有必要进一步开发和引进节省劳动力的技术。进一步加强针对个体动物的非接触式生物监测设备、小型清洁机器人以及确保动线的畜舍设备、挤奶机器人及与其相匹配的奶牛饲养管理技术，精确控制畜舍内温湿度等环境的智能畜舍系统的研究和开发。

在林业领域，为了提高劳动生产率和安全性，进一步加大对林业机械自动化和远程控制、利用森林资源信息提高生产技术、利用ICT技术提高原木流通效率等领域的研发，推进林业向数字化和智能化发展。

在渔业领域，利用远程自动喂食系统等推进大规模近海养殖商业化。此外，进一步研究和开发利用ICT等推进定网捕捞的量化管理技术。

通过促进这些技术发展，建立一个即使在人口下降的情况下也能维持生产水平的高生产力粮食供应系统。

2. 加速助力“绿色食品体系战略”实施的研发工作

（1）助力构建可持续粮食系统的研究开发

根据2021年5月公布的《绿色食品体系战略》，2030年前推动现有技术的社会化应用，2040年前逐步开发创新技术和生产体系，到2050年创新的技术和生产体系能快速落地。

除了农林水产省委托的项目研究外，还将利用内阁府的登月研发项目、战略创新创造计划（SIP）等。到2030年，聚集国立研究开发法人、大学、民间企业等的力量，推进已经开发的智能技术的普及和初创企业支持，不断与这些研究机构共享信息，重点推动有助于实现碳中和、减少化学农药和化肥的使用量的研发工作。

为实现碳中和，推进采用成本效益高的削减牛消化道发酵产生甲烷量的技术、减少牲畜粪便中N2O的技术、选育碳储存能力高的造林树种、开发能够进一步活用正交集成板（CLT）和各向同性大截面部件的新木质材料，能够作为吸收CO2蓝炭的高效藻场制作技术、具备将土壤中的养分作为肥料成分供给作物的有用微生物的高功能生物炭，以及农林机械、渔船的电气化、加氢技术、高效热泵、有效利用当地能源的温室园艺、钙钛矿太阳能电池等高效率的新型太阳能发电技术、利用可再生能源的虚拟发电厂（VPP）等研发工作。

为了减少化学农药的使用量，促进不单纯依靠化学农药的综合防治，重点开展以下技术的研发：替代包括土壤熏蒸剂在内的现有化学农药的技术、高效施用技术、抗性品种、天敌农药、水稻病虫害发生精准预测技术、生物刺激素的替代品探索，推进改善土壤还原消毒等现有技术改进。

为了减少化肥的使用量，推动以下研发工作：开发从污水污泥资源中高效提取肥料原料（磷、氮）的技术，生物硝化抑制（BNI）能力的品种以及即使施肥量低也不会导致产量或品质下降的品种。

可肥效调节型肥料，通过抑制肥料成分的释放，有可能减少追肥需求；包膜肥料使用后会产生塑料壳残留在土壤中并污染海洋，因此有必要开发具有生物降解特性的肥料。这种肥料可以根据作物的生长情况精准释放所需的肥料成分，并且在耕作后，其包膜材料可在土壤中自然分解。

（2）助力加强粮食安全和提高生产力的研究开发

为了加强粮食安全保障的结构性转型，需在保持和增强粮食供应能力的前提下，通过品种改良等方式扩大对外依存度较高农产品的国内生产。    

对于过度依赖进口的生产资料，综合考虑产能、质量、环境等因素，推动稳定的保障和供应，推动闲置资源利用等、国产替代品的研发。

为维护和增强粮食供给能力，推动促进省力、稳定生产优质农畜产品新品种、新栽培技术的开发，也为扩大出口做贡献。

推动利用与现有食品系统兼容的植物蛋白和微生物的食品（使用氢细菌和曲霉菌生产的蛋白质源等食品），推进能够实现自动化、节能化并降低灾害风险的植物工厂的研究开发。

在人造光植物工厂中，开展有用物质的生产研究，例如收益性更高的植物蛋白，以及在发生不可预见情况时可以转用于种子生产等技术的研究和开发。

面对气候变化导致的全球变暖，为了维持现有的产区，需开发能够应对高温的抗性品种和栽培技术，同时积极研究高温的有效利用。扩大对亚热带和热带果树、桃子等提前收获作物、适合北部产区种植的技术研发。

（3）提高对先进技术的理解

为了落地有助于建立稳定粮食供应的基因组编辑技术、世界瞩目的食品科技等尖端技术，需要通过科学传播、开放实验室交流活动、传播易于理解尖端技术的视频等方式，加深公众对尖端技术的理解。为了获得消费者和可能实际处理产品的食品销售和流通行业的理解，举办可容纳大量参与者的尖端技术研讨会，旨在促进对尖端技术的理解和接受，并考虑更有效的信息交流方式。

培养能够引领下一代的年轻人才极为重要，利用当地的科学博物馆和社会考察等方式，鼓励年轻一代接触尖端技术并激发他们的兴趣，为未来科技发展储备力量。

3. 实现“可持续健康食品”

为了实现可持续健康的饮食，必须以三大营养素（蛋白质、碳水化合物、脂肪）为基础的均衡饮食为核心，持续稳定地扩大国内主要食材（如大米、小麦、大豆、鱼类等）的生产非常重要。

除了三大营养素外，有效摄入矿物质、维生素、膳食纤维、发酵食品等可以有效预防体弱，因此有必要基于证据开发具有健康促进功效的食品。利用基因组学、蛋白质组学和代谢组学等最新解析技术，以及通过人工智能技术对质地、味道、香气等美味特征进行量化分析，从获取证据阶段开始引导消费者改变饮食行为。

通过这种方式不断积累有关日本食物的科学证据，开发可与地中海饮食相媲美的饮食模式。这有助于提升日本食品的国际认可度，也有助于向基因组和肠道环境类似的东亚地区推广。

鱼类方面，日本渔业和水产养殖产量自1984年达到峰值1282万吨以来持续下降，但自2000年起，水产养殖一直保持在总产量的20%以上。为继续保证作为蛋白质来源的鱼类的稳定生产，需要开发人工育苗技术，推广低成本高效率的饲料（包括利用单细胞生物和昆虫蛋白制成的复合饲料）。

大豆方面，在国内100万吨食用大豆需求中，国内产量仅23万吨，而美国、巴西等主产国的产量水平超过300公斤/10a，呈增加趋势，而我国的产量水平仅为160kg/10a左右。今后，为了增加国产食用大豆的产量，在引进国外高产品种的性状的同时，开发日本所需的高产优质品种，并引进在现场发挥品种潜力的栽培技术和环境再生型农业等。

大米消费量持续下降，人均大米消费量较高峰时期减少了一半。大米是日本唯一自给自足的粮食，占总热量供应的20%，扩大大米的消费对于提高粮食自给率至关重要。从增加大米消费的角度来看，扩大米粉的使用也很重要，为了推广米粉在面包、蛋糕、面条等各种加工产品中的使用，推动推进米粉面包和米粉面的品种等加工适应性和产量优异的品种的开发。

4. 助力占领生物产业市场的研究开发

生物基产品的使用有望成为一项创新，既可以解决气候变化、粮食问题和海洋污染等社会课题，又可以实现经济增长。尤其是利用高度设计的基因组和高度提高物质生产率的细胞（智能细胞）进行的新物质生产过程（生物制造），正在拓展可用原料和产品的范围。

生物产业市场预计将迅速扩大，但随着美国和中国的大规模投资，国际市场竞争日益激烈。为此，经济产业省已经启动“生物制造革命推进计划”，文部科学省也启动了创新GX技术创造计划（GteX）。通过相关部委、政府的共同努力，打造和发展新型生物产业极为重要。

进一步加速研发现有基因组编辑技术，例如日本特色且不侵犯欧美大学等基本专利的基因组编辑工具和加速半数体诱导法等技术；开发为培育农作物品种技术的基础设施，推动利用植物、蚕等生物功能的医药原料等高性能生物材料的研发，构建供用链；推动利用基因组编辑技术和新型猪源细胞系的非洲猪瘟疫苗等创新动物疫苗，以及推动有助于预防高致病性禽流感等特定牲畜传染病的创新技术与材料的研发。

为了开发木质生物质的新用途，并为减少源自化石资源的塑料量，需推进改性木质素、纤维素纳米纤维等新型木质材料的先进制造技术、应用开发和评价方法的研究。

通过技术研发与战略实施，2024年的日本农林水产业正加速向可持续、高效的生产体系转型。但要实现这些目标，仅依靠国内资源和技术远远不够。下一篇将探讨如何通过国际合作、研发环境优化与人才培养，为战略的全面落地提供保障。

参考文献：

農林水産研究イノベーション戦略2024，https://www.affrc.maff.go.jp/docs/innovate/attach/pdf/index-15.pdf