在過去的 90 年裡，美國農業的投入量沒有增加，而產量卻成長了4倍(圖一)，且土地的使用減少了10%，這樣的成長主要是由開發和投入創新技術所推動。為了因應日益增長的糧食、飼料、燃料、纖維與環境需求之挑戰，美國農業部預計至2050年時，將農業產量提高40%，同時美國農業的環境足跡減少至一半。為實現該目標，美國農業部於2020年2月發起農業創新議程(Agriculture Innovation Agenda, AIA)，該計畫整合美國農業部所需之資源、計畫與研究，為農民提供工具，並將美國農業定位為能持續供給未來糧食、纖維、燃料、飼料需求之領導者。

一、農業創新議程運作工作分組

農業創新議程由研究、計畫、與量測三個相互依賴的工作分組(workstream)與一個協作計分卡(coordinated scorecard)構成：
(一) 研究組：致力於制定美國農業創新策略，整合公、私營部門之研究，該策略著重於未來10至30年所需之創新解決方案。
(二) 計畫組：旨在協調美國農業部與消費者間之機構，將創新技術與實際經驗整合至美國農業部相關計畫中，使生產者能快速採用與後續追蹤。
(三) 量測組：主要任務為分析美國農業生產力與維護數據，並制定出六個領域之基準，使美國農業部能有依據的評估其負責單位與進展。
(四) 協作計分卡：目的在於評估，由六個領域構成，分別為農業生產力、森林管理、糧食損失和食物浪費、碳封存和溫室氣體、水質及可再生能源等。

二、策略發展概念

美國農業創新研究發展策略，在概念上可略分為三個部分：
第一部分：美國農業部根據美國國家科學院2019年《至2030年推進糧食與農業研究科學上之突破》(Science Breakthroughs to Advance Food and Agricultural Research by 2030)之報告，提出四項可提高農業生產力與大幅減少環境足跡的創新技術：基因組設計、數位化與自動化、有規範的干預和以系統為基礎之農場管理。
第二部分：透過聯邦公報中發布系統資訊需求書(Request for Information, RFI)與透過鼓勵利益相關團體舉辦研討會或相關課程的方式，搜整技術最終使用者的意見，例如農民、林業及牧場擁有者等。旨在支持農業創新議程目標、制定優先實施領域，並確立解決方案是以結果導向的。
第三部分：旨在制定探索目標、關注公共部門研究機會，並告知私營部門產品目標，使兩者流程與創新解決方案保持一致。

三、提高生產力與減少環境足跡的四大主題

該議程透過系統資訊需求書，從農業價值鏈中收集223份回覆，對象包括農民、普通公民、研究人員、私人公司與相關利益團體等。美國農業部以人工評估的方式，確認主題與共同理想目標。這些回覆為AIA 目標與創新技術提供支持與機會，以下將分別介紹該策略發展所關注的四大創新群集。

(一) 基因組設計(Genome design)：利用基因組學與精準育種(Precision breeding)技術來開發、控制與改善重要的作物特性。該領域除了需要精進科學技術外，亦須提供最終技術使用者與消費者教育資源，以推廣該技術的益處與效益。此外，政策和監管框架也應為基因組設計解決方案的開發、採用和部署，並提供明確的指導，例如美國第 13874 號行政命令即對農業生物技術產品進行規範，而國際政策亦需要協調以確保在國內和國際進出口市場上都能被接受。

(二) 數位化與自動化(Digital and automation)：為部署精準且大範圍的感測器來蒐集即時資訊，藉此建立視覺化追蹤與自動化反應措施，以減少風險並提高產量。

(三) 有規範的干預(Prescriptive intervention)：利用與整合數據科學、軟體及分析模型建立決策支援工具，將即時地理定位數據與預測演算法結合，以提出改善生產或減少環境影響的建議，以進行食品與農業系統的進階分析。其中數據的融合與原始數據的轉換是目前的主要挑戰，此外，亦需要建立標準使企業系統中的工具間能相互操作。

(四) 以系統為基礎之農場管理(Systems based farm management)：利用系統性方法瞭解食品與農業系統中不同要素之間的互動與運作，並建立農業部門與市場間的連結，並將複雜的訊息以直觀的介面顯示，以促進農企業的總體效率、恢復力、與永續力。開發和建立強大的系統工具和模型將需要跨領域互動、完整的公私夥伴關係、高質量的數據和訓練模型，此外也需將區域和文化差異、經濟影響、流行病影響、公眾參與等因素考慮進去，連結農場活動與最終用戶需求，以減短供應鏈並提高農場價值。

四、結語

美國農業部以永續發展的視角審視未來創新，以經濟永續性為重要考量，期望採用創新措施為農、林、牧場業者帶來顯著的經濟利益。同時考量環境永續性，包含生產安全與食物營養等，利用創新工具改善土壤、水和空氣的質量，以提高農業生態系統的生產能力。此外，藉由大量蒐集利害關係人和技術最終使用者的需求，確立未來農業創新技術應發展的目標，創造創新生態系統參與者間的定期溝通、協調，有助於制定共同目標、新機會，並確保美國農業未來能提供安全、可靠和營養豐富之糧食供給。