מינהל המחקר החקלאי מגבש יעדים לתכנון המחקר החקלאי, עפ"י תכנית אסטרטגית, במגמה לקדם את החקלאות וההתיישבות, תוך שמירה על מיקומה המרכזי של ישראל בחזית המחקר החקלאי והביולוגי בעולם, והבטחת הרמה המדעית/מקצועית של המחקר החקלאי. מינהל המחקר מקדם המחקר החקלאי-ציבורי, הכולל מו"פ חקלאי המחויב לכלל אזרחי ישראל, תוך הקפדה על שמירת הסביבה, הפצת הידע לחקלאים והידוק הקשר עם מעבירי הידע. המחקר החקלאי מתמודד כיום עם אתגרים חדשים שמציבים לו היצרנים (החקלאים והתעשיינים), אך יותר מכך, עם דרישות הצרכנים ושווקי הייצוא. בהתאם לכך, מינהל המחקר החקלאי מתמקד במספר נושאים מרכזיים, אשר מהם נגזרים תחומי מחקר נוספים:

א. סביבה
ב. איכות ובטיחות מזון
ג. מים (כמות ואיכות)
ד. חיסכון בידיים עובדות
ה. חקלאות ימית
ו. הזנת בע"ח
ז. הבטחת עתודות מזון לאוכלוסיה

1. עקרונות יסוד:

1.1  העצמת החקלאות כערך לאומי.

נתונים: ערך החקלאות בתל"ג = 5%; תשומות המים בחקלאות = 1.1 מיליארד מ"ק; סך המועסקים בחקלאות = 2.6% מכלל המועסקים; סה"כ תפוקת הענף = 21 מיליארד ₪. ערך הייצוא החקלאי הטרי מהווה כ- 2.2% מסך הייצוא מישראל. התפלגות ערך הייצוא החקלאי של תוצרת טרייה בענפי הייצור העיקריים: ירקות = 32%; פרחים ומוצרי נוי = 26%; פירות = 13%; זרעים = 10%; הדרים = 9%; גידולי שדה = 8%.; בע"ח = 2%. ייצוא של תוצרת חקלאית אורגנית מגיע ל- 10% מסך הייצוא החקלאי. ענף הבקר מהווה כ- 40% מהיקף החקלאות בארץ.
מגמות: ירידה במחירים הריאליים של מוצרים חקלאיים (מגמה עולמית); בארץ - עליה מתמדת ברמה הטכנולוגית בחקלאות הגורמת לעליית הערך המוסף של המוצרים, ירידה במספר המועסקים בחקלאות ויציבות בהון המושקע; פיתוח חקלאות ייצוא - עלייה של 25% בייצוא החקלאי ב- 2007 הודות לתשתית המחקרית; התמחות בחקלאות נישה; מובילות מחקרית במגוון תחומים כדי להקדים את המתחרים. 

המטרה: שמירת החקלאות כערך לאומי על מנת שלא יהיה נתון לאיומי הפרטה. החקלאות הופכת להיות לאחד ממנועי הצמיחה בעולם בשל הצורך הגובר במזון ובחלופות הצמחיות לדלקים ממאובנים (ביו-דיזל), וכן בשל הצורך בהתמודדות עם התחממות כדור הארץ המשפיעה על הצומח והחי.
תרומת החקלאות כערך לאומי כוללת את הנושאים הבאים: שימור שטחים פתוחים, יצירת ריאות ירוקות (גננות, פארקים וייעור), סילוק פסולות עירוניות (ניצול קולחין, ניצול פסולות אורגניות, בוצת שפכים עירוניים, קומפוסט מפסולת עירונית, גזם מקוצץ), מניעת מדבור ופיתוח חקלאות מדברית, הבטחת עתודות מזון לאוכלוסיה, פיתוח תיירות חקלאית (ייצור נוף ואיכות סביבה) ופיתוח בר-קיימא.

1.2  העלאת הערך המוסף של החקלאות.

הערך המוסף יועלה באמצעות מו"פ חקלאי-ציבורי המחויב לכלל חקלאי ישראל ולסביבה. הביקוש ההולך וגובר למוצרי מזון בעלי ערך מוסף בריאותי (מזון פונקציונאלי), לנוחות בצריכה (מזון שטוף וחתוך, פירות וירקות מוכנים לאכילה באיכות גבוהה), לחדשנות, לטעם משופר, להעשרת המגוון ולהארכת עונת השיווק, למזון אורגני שהופך להיות יותר ויותר חלק מהזרם המרכזי ודרישות המשווקים, והנכונות לשלם תוספת מחיר - יוצרים הזדמנות להגדלת מגוון הייצוא ולהחדרת מוצרים חדשנים. המשך הייצוא לשווקים הוותיקים והרחבתו לשווקים פוטנציאלים חדשים במדינות המפותחות מותנים ביכולתה של מערכת המחקר לפתח מוצרים חדשים ולספק פתרונות בתחום האחסון, התובלה והפחתת השימוש בחומרי הדברה.
מגמה ההולכת ומתחזקת היא הדרישה לניטור הנזק לסביבה בתהליך היצור וההובלה, הפחתת השימוש בחומרי הדברה ו/או הימנעות מחומרי הדברה בכלל, תקנים המעידים על אחריות חברתית, ועקיבות ושקיפות בתהליך היצור.
כיסוי תחומים העשויים לשפר ידע כדי להעלות את רווחיות הייצוא של מוצרים חקלאיים, כמו תובלה ימית, ערך בריאותי, ערך נופי, ערך תעשייתי, ערך אקולוגי וכו'.

1.3  כינון חקלאות בת-קיימא.

חקלאות בת-קיימא כוללת: שמירה על עתודות הקרקע של המדינה והשטחים הפתוחים; שמירה וניהול אינטגראלי של מערכת משאבי המים הזמינים ברמה הארצית; קיום ממשק חקלאי תוך התחשבות בסביבה ומינימום פגיעה בה. לכן, יש ללמוד את האינטראקציה בין האדם, הצומח והחי בשטחים הפתוחים, במגמה לקדם חקלאות בת-קיימא השומרת על ההרמוניה בין הגורמים בשטח לאורך זמן, והמהווה גורם המושך אוכלוסיה לארץ ולפריפריה.
החקלאות נחשבת כגורם הזיהום הלא נקודתי הראשי במדינה. מדובר בעיקר בזיהום קרקע ומקורות המים באמצעות מכונות חקלאיות, פסולת בע"ח, כימיקלים, הדברה ודישון, פלסטיק וגזם. לכן יש לדאוג לשילוב ואינטגרציה של חקלאות ואיכות סביבה כצורך קיומי, ולחזק את החקלאות כגורם חיובי המשפיע על איכות הסביבה.

2. תחומים אסטרטגיים שיש לפתח:

פיתוח מו"פ חקלאי המחויב לנושאי סביבה לרווחת כלל אזרחי ישראל, כולל הפצת הידע והידוק הקשר עם מעבירי הידע, מחייב את קיומו של מחקר חקלאי ציבורי עפ"י הנושאים הבאים:

2.1  פיתוח ואימוץ אסטרטגיות וטכנולוגיות לחיסכון בידיים עובדות (כולל של עובדים זרים) והגדלת השילוב של עובדים מקצועיים ישראליים בעלי מיומנות מתאימה.

הדרישה לכוח אדם בענפי החקלאות השונים מחד, והתלות בעובדים זרים הגורמת לבעיות סוציו-אקונומיות ודמוגרפיות רבות מאידך, בד בבד עם הקושי בהעסקת כוח אדם משטחי יהודה, שומרון וחבל עזה, הגבירו את הצורך במציאת פתרונות להפחתת התלות בידיים עובדות. פתרונות אלה אנו מחפשים בשלושה מישורים:

1. פיתוח מכשור חקלאי מתוחכם (בעיקר על בסיס אוטומציה ורובוטיקה), המצריך כוח אדם מצומצם להפעלתו.
2. פיתוח שיטות אגרוטכניות לטיפול במטע ובשדה שיאפשרו הכנסת מכשור חקלאי מתקדם לחיסכון בכוח אדם.
3. פיתוח מניפולציות פיסיולוגיות על צמחים לצורך התאמתם לקטיף נוח יותר.
4. פיתוח טכנולוגיות של חקלאות מדייקת שתאפשר קבלת החלטות יישומיות על בסיס של נתונים מדעיים מדויקים ותוביל לחיסכון בכוח אדם (ראה להלן סעיף 2.2).

2.2  הפחתת השימוש בחומרי הדברה מזיקים ופיתוח טכנולוגיות ידידותיות לסביבה ולאדם להדברת נגעים בחקלאות.

הפחתת השימוש בחומרי הדברה מתוך מגמה להפחית את זיהום הקרקע והאוויר ולייצר מזון בריא יותר לצרכן, כולל פיתוח חלופות של הדברה ביולוגית והדברה משולבת, שימוש בחומרים ידידותיים לסביבה, פיתוח חומר ריבוי איכותי ונקי מנגעים, ניטור סיכוני מזיקים בשלב הגידול, פיתוח טיפולים לאחר קטיף, ועוד.
פיתוח של חקלאות מדייקת: רתימת טכנולוגיות החלל (מכשור כדוגמת GPS ו-(GIS  לטיפול מדייק וממוקד בבעיות אגרוטכניות בשדה ובמטע (דישון והדברה נקודתיים), וכן שימוש במכשור מתוחכם למעקב אחר דרישות פיסיולוגיות של העץ/הצמח במטע/בשדה, במגמה להפחית את התשומות החקלאיות (דשן וחומרי הדברה) למען איכות הסביבה וכחיסכון ליצרן (החקלאי).

2.3  פיתוח טכנולוגיות להעצמת איכות של תוצרת חקלאית טרייה, אחסונה ושימורה לטווח ארוך לצורך ייצוא לשוקי יעד מרוחקים באמצעות תובלה ימית.

טיפוח פירות, ירקות ומוצרי נוי להארכת חיי מדף כדי שיהיו ראויים לייצוא בתובלה ימית גם לשווקי יעד חדשים.
תובלה ימית: הובלת תוצרת חקלאית טרייה באוניות והגעה לשווקי יעד מרוחקים במגמה לענות על דרישות הצרכן בחו"ל (המתנגד להובלה אווירית מסיבות של זיהום הסביבה ועלויות גבוהות), והוזלת עלויות הכרוכות בשינוע התוצרת - לטובת היצרן.
הפחתת זיהום של מוצרים חקלאיים אכילים ע"י מיקרואורגניזמים פתוגנים הומאניים ממקורות שונים: במגמה להעלות את בטיחות המזון אותו אנו צורכים בעיקר בהסעדות המוניות (שירותי מסעדות, קייטרינג, מחנות צבא וכו').
ניטרול מיקוטוקסינים בעלי רעילות לאדם ולבע"ח, שנוצרים ע"י פיטריות התוקפות תוצרת חקלאית מאוחסנת.

2.4  פיתוח, אקלום ו/או אימוץ מינים וזנים חדשים של צמחים ובע"ח בעלי תכונות ייחודיות וערך מוסף גבוה.

השבחת המזון - יצירת מזון פונקציונאלי: פיתוח זנים חדשים ומשופרים במרכיבים התזונתיים והבריאותיים.
העשרת המוצרים החקלאיים אותם אנו אוכלים בתוספים בריאותיים, כגון ויטמינים, נוגדי חמצון וכד'.
העשרת המזון בפיגמנטים טבעיים: לצורך הפקת צבעי מאכל טבעיים ובריאותיים לתעשיית המזון.
פיתוח צמחים כמקורות לחומרי טבע בשירות הרפואה, התעשייה, הקוסמטיקה והחקלאות.
פיתוח צמחים בעלי מרכיבים בריאותיים כנגד מחלות שונות (סרטן, אלצהיימר וכו').
טיפוח בע"ח ושיפור איכות המוצרים מבע"ח (הרכב החלב, העשרה באומגה 3, הפחתת תכולת הכולסטרול).

2.5  פיתוח חקלאות אקולוגית (מיחזור פסולת, בוצה, קולחין ועוד).

לימוד האינטראקציה בין האדם, הצומח והחי בשטחים הפתוחים, במגמה לקדם חקלאות בת-קיימא ושמירת ההרמוניה בין הגורמים בשטח.
טיפול מושכל בפסולת חקלאית ואורבנית (בוצות, אפר פחם, זבל עופות ובקר, אשפה וכד'): הן לטובת הסביבה (סילוק מטרדים סביבתיים של ריח, פסולות וכד' לדוגמא ע"י יער משקי), והן לטובת היצרן ע"י אספקת חלופות לדשנים כימיים. פיתוח מערכות לקליטה נכונה של אשפה עירונית וניצולה לצרכים חקלאיים (מזון לבע"ח וכו').
ביסוס ענף החלב כחלק ממערכת אקולוגית: ניצול הענף ליצירת סביבה נקייה ונטרול פסולת חקלאית כמו למשל גידול מספוא כקולטן של מי שופכין.
אנרגיה חלופית ירוקה: פיתוח מקורות חלופיים לדלק ממקורות מאובנים ו/או מצמחים שאינם משמשים למאכל, במגמה להוריד את רמת הפחמן הדו-חמצני הנפלט לאוויר. הדבר יושג ע"י גידול צמחים בלתי אכילים על קרקעות שאינן ראויות לגידולי מאכל. בצורה זו ניתן יהיה גם להגדיל את שטחי ה'ריאות הירוקות' ולספק הכנסה למגדלים שיגדלו את חומרי הריבוי של צמחים אלה לצרכי יצוא.

2.6    האצת הפיתוח של חקלאות אורגנית.

החקלאות האורגנית מציגה תפיסת עולם כוללת הקשורה הן למוצר והן לסביבה, ומתבססת על העקרונות הבאים: בריאות האדם - מניעת שימוש בכימיקלים; שימור הסביבה - ייצור חקלאי שחייב להתבסס על תהליכים סביבתיים ומיחזור; הוגנות - קיום מערכת יחסים צודקת בין הסביבה, האדם והחי; אחריות לדורות הבאים.
פיתוח החקלאות האורגנית כולל מעבר לחקלאות בדישון אורגני (המיוצר ע"י מיקרואורגניזמים) והרחבת הייצור והייצוא של מוצרים אורגנים; פיתוח חומרים וטיפולים להדברת עשבייה; מחזורי גידולים; שימוש בקומפוסט; הדברת חדקונית בתמרים אורגנים; פיתוח תחליפים אורגנים לטיפול בתוצרת לאחר הקטיף; הדברת זבוב הפירות; פיתוח ממשק נכון לגידול כבשים ועיזים בארץ; הדברת מחלות שורש בתפוחי אדמה וגזר.

2.7    פיתוח אמצעים לייעול השימוש במים בעלי איכויות שונות.

1. בחינת ההתאמה של מקורות מים שונים המופנים לצרכי החקלאות (מים מותפלים, מים מושבים מהתעשייה ומי קולחין) והתאמתם לגידולים השונים.
2. בחינת ההשפעה של שימוש במים מושבים ומי קולחין על יבול ואיכות של מוצרים חקלאיים ובטיחותם.
3. בחינת השפעות סביבתיות ארוכות-טווח של מים מושבים ומי קולחין על הקרקעות המושקות במים ממקורות אלה.
4. אקלום וטיפוח צמחי נוי חסכני מים לצרכי גינון עירוניים וצידי-דרכים.
5. פיתוח שיטות להשקיה חסכונית ואופטימאלית במטעים של עצי הפרי ובשדות הירק והפלחה.
6. פיתוח גידולים המסוגלים לשלם את מחיר המים הגבוה; מעבר לגידולים מכוסים ומוגנים.
7. שימוש יעיל להשקיה במים באיכויות שונות.
8. מעבר לקולחין ולמים בעלי איכויות נמוכות - התפלת מי קולחין.
9. פיתוח שיטות, כלים ואמצעי השקיה לניהול מערכות השקיה ודישון.

2.8    פיתוח ענף המדגה וחקלאות המים.

הידלדלות מקורות הדגה בים הפתוח מחד, והפוטנציאל הרב הטמון במזון ובחומרי הטבע המצויים בימים ובאגמים מאידך, מגבירים הצורך בפיתוח ענף החקלאות הימית, הכולל: פיתוח ענפי הדגה השונים, אצות ימיות למאכל והפקת חומרי טבע לחקלאות ולרפואה.

2.9    פיתוח חלופות מקומיות, כולל גרעינים, להזנת בע"ח.

ענף הבקר, המהווה כ- 40% מהיקף החקלאות בארץ, הוא ייחודי בהשוואה לידוע בעולם, שכן אינו מבוסס על מרעה אלא על עשב הגדל על מי גשמים ועודפים מתעשיית המזון. שימוש בגרעינים עשוי להעלות את תנובת החלב. בשל העלייה הדרסטית במחירי הגרעינים לבקר, שכולם מיובאים, יש חשש לעתיד הענף. ולכן יש למצוא פתרון יצירתי לעליה במחירי הגרעינים, שתשפיע על כל ענפי בע"ח, ולפתח חלופות מקומיות להזנת בקר בגרעינים, או לעבור לייצור גרעינים בשטחים פתוחים כדי לחסוך ביבוא גרעינים.

2.10  פיתוח רב-תחומי של נושא הייעור.

ניצול קרקעות לא מעובדות להגברת הייעור כשטח ירוק, לשמירת קרקעות ולפיתוח הסביבה, לרווחת הציבור.
פיתוח יער מישקי כמערכת  שקולטת פחמן דו-חמצני.

2.11  פיתוח שיטות גידול ועיבוד משמרות קרקע.

ניצול קרקעות לא מעובדות להגברת המרעה כשטח ירוק, לשמירת קרקעות ולפיתוח הסביבה, לרווחת הציבור.
כדי לעצור את התהליך של איבוד עתודות הקרקע ואילוחן יש להקפיד על מחזור זרעים ופיטוסניטציה.

2.12  פיתוח נושא ההאבקה של גידולים חקלאיים באמצעים שונים.

לתהליך ההאבקה יש חשיבות רבה בפיתוח של גידולים חקלאיים, שכן יש למעלה מ- 300,000 דונם של גידולים חקלאיים התלויים בהאבקת דבורת הדבש. מאחר ודבורת הדבש היא החרק המאביק החשוב ביותר בחקלאות המודרנית, לענף המכוורת יש למעשה תרומה משמעותית ביותר לחקלאות המוערכת ב- 1.5 מיליארד ₪. יש לפתח פתרונות שונים לייעול תהליך ההאבקה, הן ע"י שימוש בדבורים (מניעת תמותה ומחלות, הרחבת שטחי המרעה לדבורים, וכו'), והן ע"י שימוש באמצעים טכניים כמו למשל מתח אלקטרוסטטי לייעול תהליך ההאבקה בתמרים.

3. אמצעים להגשמת עקרונות היסוד ולפיתוח התחומים האסטרטגיים:

3.1 הבטחת ההון האנושי ע"י קידום עתודת חוקרים, בשילוב עם בניית תשתיות מחקר הולמות ועדכניות לפיתוח מחקר חקלאי ממשלתי בעידן המודרני.

הכוונת כוח אדם מחקרי מצריכה ניהול מדעי של ההון האנושי בצורה מושכלת. ניהול נאות יושג בין השאר ע"י הגדרת סדרי עדיפויות, הן מבחינת איזון בין מחקר יישומי ותשתיתי והן מבחינת הנושאים החיוניים שיש לכוון את החוקרים לעסוק בהם, כדוגמת עידוד בהכוונת לימודי האורגניזם השלם.
ההנהלה תגדיר סדרי עדיפויות במחקר באמצעות מתן תמיכה כספית, ומתן מקור מימון ראשוני לחוקרים לצורך השגת תקציבי מחקר גדולים יותר בעתיד, וכן ע"י הקצאת כספים לתשתיות מחקר עדכניות ומכשור מודרני.
ההנהלה תעודד שיתופי פעולה בין מוסדות שונים ומעורבות גורמי ההדרכה הציבורית במחקר.

3.2  הכוונת המחקר החקלאי בצורה ריכוזית, תוך יצירת תמהיל הולם בין מחקר יישומי ותשתיתי, בין צרכי הפריפריה והמרכז ובין מחקר ציבורי ופרטי.

הכוונת מערכת המחקר לעיסוק במחקר חקלאי יישומי, לפיתוח וחדשנות בייצוא ולמציאת פתרונות לחסמים ואיומים. מומלץ לפתח מנגנון בקרה מובנה, שישמש להיזון חוזר של המערכת המחקרית. במקביל, יש לפתח את מנגנון הפצת הידע לחקלאים ולשמור על הידע הרב שנוצר ונצבר במערכת ההדרכה.
כאחד האמצעים לפיתוח אסטרטגי של המינהל מוצע ליצור הכוונה ריכוזית במחקר החקלאי שתותווה ע"י ראש המינהל  וסגנו למחקר ופיתוח.

3.3  ניהול נאות של מסחור פרויקטים וקניין רוחני.

מינהל המחקר תומך במסחור קניין רוחני שהינו פרי המחקר השוטף, באמצעות יצירת שותפויות ומיזמים עסקיים עם בעלי עניין עסקי, תוך הבטחת השמירה על הקניין הרוחני בידי המינהל (בבעלות המדינה) והקניית זיכיונות לשותפים העסקיים לאחר קבלת תמלוגים נאותים.

3.4  השקעת 4-5% מהתל"ג החקלאי במחקר ופיתוח.

מינהל המחקר קורא למשרד החקלאות ולארגונים החקלאיים לאפשר הקצאת % מהתל"ג החקלאי למחקר, בדומה למדינות אחרות, שתיועד ליצור מקור כספי למינהל המחקר בכדי לכוון מחקרים בעלי חשיבות לאומית אשר אינם 'בשלים' דיים למימון ממקורות אחרים.

3.5  השקעת חלק מכספי הרווחים והתמלוגים במחקרים עתידיים בעלי עניין ציבורי.

כיחידת סמך ממשלתית, מינהל המחקר החקלאי מחויב לתמוך במחקרים שלהם עניין ציבורי נרחב (כדוגמת שימור הסביבה והשטחים הפתוחים, דאגה לבטיחות ובריאות המזון, איכות המים ושמירת הקרקע). אי לכך, המינהל מעודד פרויקטים המתוקצבים מגורמי מימון ציבוריים בארץ ובעולם.
להלן מפורטים מספר קריטריונים מנחים שגובשו לצורך העדפת מימון פרויקטים מכסף ציבורי במינהל המחקר:

1. יש צורך ציבורי במוצר או שיש לו דרישת שוק.
2. לשוק החופשי אין עניין בפיתוח המוצר מבחינה כלכלית ואין גוף מסחרי המטפל בו (למשל - אם השוק של המוצר קטן - לא כדאי לחברות פרטיות להשקיע ברישוי). 
3. יש צורך לשמור על הידע (זנים ייחודיים למשל) כדי שלא ידלוף למתחרים.
4. גידול שתורם לשמירת השטחים הפתוחים.
5. גידול/נושא שיש לו השלכות והשפעות על איכות הסביבה.
6. נושאים שאינם מטופלים במוסדות מחקר אחרים - ומכאן הצורך בהעברה תקינה של אינפורמציה בין-מוסדית.
7. שיקול כלכלי של עלות-תועלת (רווחיות המוצר).

3.6  אימוץ, אקלום ויישום של טכנולוגיות מדעיות חדשניות לצורך קידום החקלאות.

מינהל המחקר מעודד פיתוח, אקלום ויישום של כלים מחקריים מתקדמים בתחומי מחקר שונים, בין השאר בביוטכנולוגיה, ביואינפורמטיקה, מיקרוסקופיה, גנומיקה, פרוטאומיקה ומטבולומיקה. כמו כן מעודדת הנהלת מינהל המחקר מחקרים הנוגעים לשימוש באורגניזמים מהונדסים (GMO) מתוך ראייה עתידית לנחיצות ביישומם בחקלאות ו/או בסביבה.