展望进入21世纪后，中国农业将面临更多的发展机遇：国民经济的持续、健康发展为农业发展创造了日益宽松的环境，农业即将进入与工业平等发展的新阶段；农产品市场需求日益旺盛，给农业发展带来广阔的发展前景；加入WTO后，将有利于农业在更广阔的范围内引进国外的资金和先进技术，有利于利用国内外的生产要素，提高农业现代化装备水平和管理水平；有利于加速改造国内的传统农业，实现向现代农业的转变。全面提高农产品质量和农业的经济效益；新的农业科技革命将为农业发展提供强大的技术支撑。与此同时，也应看到，21世纪的中国农业面临的许多新问题和新挑战。
9.1现代农业特点
农业是关系国计民生的基础产业。农业具有自然生产和经济再生产的两重性，其自然生产过程随着科学技术的进步不断提高，其经济再生产随着社会经济的发展而不断壮大，两者相互依存，相互促进，成为推动农业发展的动力，也打造了现阶段农业发展的新特点。
9.1.1对科学技术的依赖性加大
现代农业是伴随着科学技术的发展而发展的，并随着现代农业科学技术的创新和突破而产生新的飞跃。19世纪30年代，细胞学说的提出是农业科学试验进入细胞水平，突破了传统农业单纯依赖人类经验与直观描述的阶段。40年代，植物矿质营养学说的创立推动了化学肥料的广泛应用与化肥工业的蓬勃发展，标志着现代农业的一个新起点。50年代，生物进化学说的问世，揭示了生物遗传、变异、选择的规律，奠定了生物遗传学与育种学的理论基础，培育出了一大批优良品种。20世纪初，杂交优势理论的应用，带来了水稻、玉米、谷子等杂交种的产生和大面积推广应用。杂交优势应用在多种作物上面，成为当代农业一项十分有效的增产手段。第二次世界大战期间，滴滴涕等杀虫剂的研制与生产，有力地促进了农药的应用和农药工业的发展。此后，随着科学技术的迅速发展及其在农业生产中的应用与扩散，大大拓宽了农业科学技术的领域，带来了农业生产力的大幅度提高。土地、人力、资源、技术是农业生产的基本要素，传统农业生产主要依赖土地、人力资源，而现代农业对资源和技术的依赖性越来越大。统计数据表明，农业增长份额中经济发达的美国、日本等国家的科学技术因素的增长份额一般在80%以上，而我们国家一般在20%~40%左右。我国的农业经济发展与世界强国之间还有很大差距，我国农业科技进步的潜力很大。
9.1.2农业生产的物质循环由封闭型向开放型转变农工商、产供销分离状态下的农业算不上真正的农业，充其量不过是国民经济中的一个生产部门，一个传统色彩很浓的初级产品生产部门。它的本质特征是自给自足，即单纯依靠农业内部物质循环，产量低而不稳。而现代农业是依靠增加大量现代农业装备和现代物质投入的开放的物质循环，因而产量高、效益好。主要表现在四个方面：一是以工业带动农业现代化。在钢铁、机械、化工、能源等现代工业的支持下，促进高效农机具和化肥、农药的普遍使用，加速传统农业的改造，大幅度提高农业生产力；二是以机械动力替代人畜力，以信息技术控制代替人工操作，已成为农业技术革命的主要内容和标志；三是农业劳动力向城镇和非农业产业转移，促进农业劳动生产率的提高，改变农业产业结构，增加农民收入，反过来又促进农业发展；四是农业机械化提高土地生产率。以河南省为例，2000年，河南省农机总动力为5780.58万千瓦，主要用于机耕、机播、农用运输、联合收割、农用动力排灌、植保、林木采伐、农副产品加工等作业，其中机耕面积占81.6%，机播面积占67.6%，机收面积占61.8%，为提高劳动生产率和土地利用率起到了重要作用。
9.1.3以农业产业化为基本途径
现代农业是伴随着市场经济的发展而发展的。农业产业化是在市场需求的拉动下，农业中社会劳动分工逐步向专业化、社会化、一体化演变的过程。农业开始不再是一个传统的生产部门，而是逐步成为产品商品化、流通市场化、技术现代化，完全开放的现代产业。在发达国家，不论农业经营规模大小，家庭农场作为农业的基本单位，都是通过社会化服务实现了小生产与大市场的对接。在市场经济迅速发展、市场竞争十分激烈的情况下，家庭经营通过多种形式联合起来，实现产业化生产、一体化经营，使农业生产呈现专业化、规模化、商品化趋势，已成为未来农业发展的基本途径。
9.1.4城乡联系日益紧密
传统农业是城乡分割格局，在某种意义上甚至是以牺牲农业的利益来发展城市。随着社会经济的发展，农业生产力低下与社会对农产品数量、质量、种类的需求增长的矛盾，只有通过协调工农关系，统筹城乡经济社会发展，加大对农业发展的扶持与维护农民权益的力度，加快传统农业改造的过程，才能从根本上解决这一矛盾。在市场经济前提下，工业与农业、城市与农村是相辅相成、利益互补的关系。当前经济发展的特点是人口、劳动力流动加快，生产要素加速聚集，一、二、三产业相互依存，经济、技术、文化相互交融，城乡联系日趋紧密，差别逐渐缩小。
9.2现代农业科学技术
知识形态农业的可持续发展是建立在工业化农业的基础之上的，不能用孤立的观点来看待这种新的形态农业的发展。未来建立在知识基础之上的农业可持续发展的态势是：一是农业科技将向深度和广度发展。科学研究的重大突破将使农业生产和科学技术产生质的飞跃，出现革命性变化。21世纪农业科技将在探索作物、畜禽、鱼虾等动植物和微生物生命活动奥秘，挖掘生产潜力等方面取得重大突破，从而使高产、优质、高效目标达到一个新的水平；二是现代农业科学将走向新的综合与联合。现代农业科学技术与传统农业科学技术相比，具有智能化、物化、产业化和企业化等显著的特征。农业科技在形成自己完整体系的同时，其他众多门类的自然科学与社会科学、技术科学与经济科学不断向农业科学渗透、交融，从而形成许多新的科学交叉点和生长点，拓宽了农业的领域，大大推动了农业科学技术的发展，这一技术在21世纪将会进一步强化；三是生物技术等高新技术将得到更广泛的应用。生物技术和信息技术等高新技术在农业上的应用，开辟了提高农业生产力的新途径。它不仅使现代农业科学技术飞速发展，而且使农业成为生物技术、信息技术最有应用价值和前景的产业；四是农业管理科学与技术、经济科学联系更为紧密。农业管理科学必将得到进一步发展，使人们在21世纪更好地掌握农业自然规律和经济规律，有力地促进农业发展战略决策、体制、机制和政策完善，推动农业和农村经济的全面发展。
现代农业科学技术的发展是农业生产进一步提高的基础。农业科学主要是通过研究农作物生产体系及其与环境、措施关系的系统理论，并有针对性地把农学各学科的新成果、新技术、新方法、新品种组装配套直接应用于生产，提高劳动生产率和土地生产力。21世纪，农业科学面临着新技术革命的挑战，随着生物技术、信息技术和以系统论、信息论、控制论、方法论为主导的宏观系统科学的发展，农业科学进入了向宏观和微观两方面发展的新时期。具体来讲，一是原有的学科继续分化，新兴边缘学科不断产生；二是农业科学的一般理论研究在实际应用过程中又趋于综合。农业科学理论必须适应新技术革命发展的新形势，在专业理论的研究中密切注视基础科学的研究发展，采用新的研究方法，引进新理论、新思维；三是农业科学要适应我国社会主义市场经济和农业商品经济的发展形势，以农业生产实际和市场需求为导向，进一步延伸研究领域，实现农业高产、优质、高效、可持续发展的目标。
9.2.1农业科学理论研究内容的变化
围绕未来农业的高产、优质、高效目标，我国农业科学的研究将从经验指导为主转向以科学指导为主，从侧重单项技术转向运用综合栽培技术为主，从以定性研究为主转向定性与定量研究相结合为主，从以往注重农产品生产转向注重农业商品生产，从注重农业生产的产中转向注重产前、产中、产后一体化，从注重作物产量转向注重品质、产量、效益与保护环境诸因素协调发展，注重宏观控制与微观调控相结合，从而使农业科学的研究发展到一个新的历史阶段。因此，农业科学的研究内容发生了很大的变化。
首先，研究对象从注意单一作物的研究扩展到两作、多作复合群体，乃至有关的连作、轮作等栽培技术。通过系统开展农作物复合群体的研究，深入揭示农作物复合群体中的光、热、水、气等条件的竞争、互补、共生、拮抗等复杂的生理、生化过程，为合理利用资源、一作增产和多作增产提供理论依据。
其次，研究目标从单纯追求产量，发展到着眼于高产、优质、高效、在商品农业中，农产品进入市场是以品质作为评价指标的。农产品品质包括营养品质（蛋白质、脂肪等营养成分的含量）、商品品质（产品形态、容重、光泽、整齐度等）和加工品质（色、香、形、味），这就要求农业科学研究树立完整的品质概念，讲求市场效益，掌握商品信息，关心经营管理乃至整个商品的流通消费领域，把科研工作调整到具有最佳经济效益的结合点上。
第三，研究领域从单纯研究农田的自然性、生物性、生产性，延伸到产前、产中、产后整个产业系统。现代商品农业必须重视产前（生产资料、种子、肥料、服务系统）和产后（农产品加工、储运、销售）服务。
第四，研究途径从微观研究，发展到微观与宏观研究并重。农业科学的研究从土壤耕作、种植方式、播种、密度、施肥、灌水、防治病虫害等单项技术措施试验和微观机理研究，向整体的、横向的综合研究发展。
第五，研究手段和方法从单纯研究某一生育阶段或生产技术的田间试验，发展到运用系统论的原理和观点指导农业科学研究，不断引进现代科学技术的新成果、新技术，特别是信息论、控制论和运筹学等新兴学科，不断丰富农业学科的内涵和理论基础，并在农业科学研究中显示自身特点和独立地位。而随着科学技术的飞速发展及其向农业领域的不断渗透，新的农业技术革命方兴未艾。新化学物质的合成，新型生产资料的发明和利用，计算机和信息技术的普及应用等，为农业科学的研究提供了新的方法和手段，必将进一步促进农业生产的发展。
第六，部分研究技术将会赋予新的内涵。节水是当前世界性的重要问题。通过农业、化学、水利等措施，减少农田灌溉水的损失，这是农业节水的总任务。农业节水的首要任务主要是弄清作物吸收水分的机制和需水规律，使有限的水资源应用于作物需水的关键时期，减少水渗漏和蒸发等损失，充分利用水资源，提高土壤水和灌溉水的利用率，力争达到节水与高产优质的高度统一。
施肥技术也是当前研究的难点之一。提高肥料的利用率和生产率，减少肥料的用量和次数，减轻肥料对环境的污染等，需要做很多的研究工作，如研究不同土壤肥力下作物优质高产的需肥规律和动态、研制新型的肥料（如根据作物一生中需肥特点可定时缓慢释放的缓效肥及长效肥、菌肥、药肥）、改革施肥方式与方法、实现精准施肥等。
此外，覆膜和设施栽培已成为当今一个国家经济发展和科学技术进步的重要标志之一。其在我国的农业生产中已发挥了重要的作用，但还存在许多不足之处需要改进，如减轻污染、降低成本、减轻劳动强度、提高材料利用率及实现机械化等。
当前农业污染已成为生态环境污染的一个重要因素，通过农业科学理论的研究，利用各种措施减轻有害物质的污染，发展现代生态农业，有利于农业生产环境的保护和人类社会的可持续发展。这方面的研究包括清洁产品（无公害食品、绿色食品与有机食品）生产技术的研究与开发、各种适用的轻简栽培技术、作物栽培技术物化产品、作物育苗和移栽方式与机械的改进、集约条件下农作物优质、高产、高效形成机制与标准化技术、在限制条件下（无灌溉条件、盐碱、高温与低温等）农作物抗逆综合栽培技术的研究等。这些都是农业科学今后发展的重要课题。
在科学技术高速发展的今天，农业学科更应加强与高新技术等许多相关学科的联系，把高新科技的手段和方法运用到栽培研究中去，实现各相关学科的相互渗透、相互交叉，更好更快地将栽培研究中的难点变为热点并成功地加以解决。