具体描述
本书在参照北京大学研究生课程《高级营养学》教学大纲的内容和要求的基础上，编写而成。本书查阅收集了国内外相关课题近年的文献，综合介绍了营养学领域中更为深入和新近的研究内容，就营养学基础和应用其它学科相互叉、渗透的相关题目，如分子营养学、营养与药物、营养与神经系统功能等方面的研究成果介绍给读者，以供学习和参考。
本书既适用于高等院校攻读营养与食品卫生学及相关学科的研究生，又适用于这些专业的教学人员和科研人员，同时亦可作为营养师、临床医学、医学生、营养与食品工作的相关人员，以及其他需要深入了解该领域新近研究内容的人士的参考材料。
现代农业技术发展与可持续实践 本书聚焦于二十一世纪全球农业面临的重大挑战与机遇，深度剖析了以科技创新驱动的现代农业技术体系的构建、应用及其对生态环境和社会经济的深远影响。 --- 第一部分：全球农业生态系统与挑战的重塑 本章首先描绘了当前全球食物生产体系的宏观图景，探讨了人口增长、气候变化、水资源短缺以及土壤退化等核心约束因素如何重塑农业生产的边界。我们审视了传统粗放型农业模式在资源效率和环境承载力方面的固有局限性，并提出向高效率、低影响的生态友好型系统转型的紧迫性。 1.1 气候变化下的作物适应性研究： 深入分析了极端天气事件（如干旱、洪涝、热浪）对主要粮食作物产量的波动影响。重点介绍了利用基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）加速作物对非生物胁迫的抗性育种进展，以及利用分子标记辅助选择（MAS）提高育种效率的最新案例。同时，探讨了通过调整播期、优化灌溉策略等农艺手段实现气候风险管理的实证研究。 1.2 土壤健康与碳汇潜力： 将土壤视为活的生态系统，详细阐述了土壤有机质（SOM）动态变化对土壤结构、保水能力及养分循环的关键作用。书中大量引用了长期田间试验数据，比较了免耕、覆盖作物轮作、秸秆还田等保护性耕作技术在提高土壤团聚度和固碳效率方面的长期效果。此外，讨论了生物炭（Biochar）作为一种土壤改良剂在改善酸性土壤和稳定土壤碳方面的应用潜力与经济可行性分析。 1.3 水资源管理的精细化： 农业用水占全球淡水资源使用量的绝大部分，本节着重探讨了节水灌溉技术从宏观布局到田间操作的优化路径。内容涵盖了滴灌、微喷灌的效率提升，以及基于遥感和物联网（IoT）的精准需水模型构建。通过对比不同气候区的水利用效率（WUE），展示了如何通过管理水肥一体化技术，在保证作物产量的同时，显著降低灌溉水的消耗。 --- 第二部分：精准农业与数据驱动的决策支持 现代农业的革命性进步在于其从经验主导向数据主导的转变。本部分系统介绍了精准农业（Precision Agriculture, PA）的理论框架、关键技术堆栈及其在提高资源利用率中的核心价值。 2.1 空间信息技术的融合应用： 详述了地理信息系统（GIS）、全球导航卫星系统（GNSS）和遥感技术（RS）在农业中的集成应用。我们分析了不同传感器（如多光谱、高光谱、LiDAR）获取的数据在作物健康监测、杂草/病虫害早期识别中的差异化优势。书中提供了多个案例，展示了如何利用无人机（UAV）和卫星影像数据进行农田的“产量图”绘制与变率管理。 2.2 作物生理建模与预测分析： 介绍了先进的作物生长模型（如DSSAT系列），并阐述了如何将气象数据、土壤水分数据和品种特性输入模型，以模拟作物生长过程并预测不同管理措施下的产量潜力。重点讨论了基于机器学习（ML）算法的产量预测模型，特别是随机森林和深度学习在处理高维农业数据集中的性能优化。 2.3 变量投入管理（Variable Rate Technology, VRT）： 详细解读了VRT技术从数据采集、空间插值到执行层面的全流程。内容涵盖了变量施肥（氮、磷、钾的精准配比）、变量播种密度优化以及可变速率喷洒农药技术的实际操作流程与成本效益分析。强调了田间试验数据校准对于确保VRT系统准确性的极端重要性。 --- 第三部分：生物技术在作物改良中的前沿进展 本章超越传统育种范畴，探讨了分子生物学和合成生物学如何为开发适应未来环境的作物提供强大工具。 3.1 基因组学驱动的性状挖掘： 阐述了全基因组关联分析（GWAS）和数量性状位点（QTL）定位技术在快速识别与产量、抗逆性相关的基因簇方面的应用。通过比较不同作物品种的基因组图谱，揭示了自然选择与人工选择对关键经济性状的塑造路径。 3.2 新一代基因编辑技术与作物改良伦理： 聚焦于CRISPR技术在定向改良作物营养成分（如提高维生素含量、减少过敏原）和增强抗病性方面的突破。同时，本书以客观的视角分析了公众对转基因技术（GM）和基因编辑（GE）作物的接受度、监管框架的差异，以及科学家在推动技术应用时所承担的社会责任。 3.3 微生物组学在植物健康中的角色： 探讨了根际微生物群落对植物营养吸收、次生代谢产物合成以及病原菌拮抗作用的调控机制。介绍了“活体肥料”（Living Fertilizers）和微生物接种剂的开发，旨在减少化学投入品的使用，同时提高作物对环境胁迫的抵抗力。 --- 第四部分：可持续农业的模式创新与推广 本部分将技术落实到具体的生产系统和区域实践中，关注农业生态经济系统的整体可持续性。 4.1 农林复合系统的生态功能： 重新审视了农林复合系统（Agroforestry）作为应对气候变化和生物多样性保护的有效策略。分析了树木与作物间的资源竞争与互补关系，尤其关注了在热带和亚热带地区，通过配置经济树种，实现粮食安全与生态效益的协同增效。 4.2 循环农业与废弃物资源化利用： 深入研究了农业废弃物（如畜禽粪便、作物秸秆）在生态循环中的地位。详细介绍了厌氧消化技术生产沼气、秸秆发酵生产饲料或生物燃料的技术路径。探讨了如何通过构建区域性的农业-工业共生体，实现养分闭环管理，降低外部化肥依赖。 4.3 农业供应链的可视化与可追溯性： 阐述了区块链技术在提升农产品供应链透明度方面的潜力。分析了从田间采收到消费者餐桌的全过程数据记录如何有助于建立消费者信任、保障食品安全，并为实现基于绩效的补贴和市场定价提供数据支撑。 4.4 政策驱动与技术推广机制： 最后，本书从经济学和社会学的角度，分析了先进农业技术在发展中国家推广所面临的制度性障碍和经济门槛。提出了政府补贴、技术培训、小农户参与式研发等关键策略，以确保科技进步能够真正惠及生产者，推动全球农业向更具韧性和公平性的未来迈进。 --- 本书旨在为农业科学家、政策制定者、农艺工程师及关注全球食物安全和生态环境的专业人士，提供一个全面、深入、且紧跟前沿的现代农业技术知识体系。
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