کشاورزی، عملیاتی جهت بدست آوردن محصول با در نظرگرفتن شرایط مختلف زمانی چون تغییرات آبوهوایی، جمعیت رو به رشد و نگرانی در مورد امنیت غذایی است.
پذیرش شیوه‌های مدرن و پایدار کشاورزی برای مقابله با چالش‌های جهانی، روندی است که بشر برای آینده‌ی خود پیش رو داشته و نیاز دارد تا روندهایی را برای دستیابی به امنیت غذایی در پیش گیرد تا محصولات زراعی، محصولات باغی و محصولات دامی سالم تولید کند که در ادامه به مواردی از این دست اشاره می‌شود:
صنعت کشاورزی، جزو صنایعی است که بیشترین ارزش افزوده را بعد از تولید داراست از این رو توجه به صنایع تبدیلی، منجر به اقتصادی شدن عملیات کشاورزی می‌شود.
امروزه، کشاورزی دیجیتال در خط مقدم تغییر چشم‌انداز کشاورزی قرار دارد. کشاورزی دیجیتال در هسته خود از مجموعه‌ای از ابزارهای پیشرفته برای متحول کردن مدیریت میدانی و تصمیم‌گیری مبتنی بر داده استفاده می‌کند:
کشاورزی دیجیتال با استفاده از پهپادها، ماشین‌های برداشت رباتیک و دستگاه‌های اینترنت اشیا فراتر از شیوه‌های سنتی عمل می‌کند.
این ابزارها نظارت و مدیریت دقیق محصولات، ساده‌سازی عملیات و بهینه‌سازی استفاده از منابع را ارائه می‌دهند.
فناوری اینترنت اشیا، به ویژه، کشاورزان را با داده‌های زمان واقعی در مورد شرایط خاک، سلامت محصول و عوامل محیطی مجهز می‌کند و امکان مداخلات هدفمند و افزایش بهره‌وری را فراهم می‌کند.
حسگرهای تعبیه‌شده در دستگاه‌های اینترنت اشیا که برای کشاورزی مدرن حیاتی است، پارامترهای حیاتی از جمله رطوبت خاک، دما و سلامت محصول را کنترل می‌کنند.
این امر نه تنها مدیریت مزرعه از راه دور را تسهیل می‌کند، بلکه اتوماسیون سیستم‌های آبیاری را نیز به پیش می‌برد و اطمینان حاصل می‌کند که آب در زمان و جایی که بیشتر مورد نیاز است به طور موثر به محصولات تحویل داده می‌شود.
دوقلوهای دیجیتال و هوش مصنوعی مولد به عنوان فناوری‌های دگرگون‌کننده مطرح می‌شوند و از داده‌های مصنوعی و دنیای واقعی برای ایجاد تأثیرات قابل‌توجه بر تحقیقات کشاورزی و تصمیم‌گیری در سطح میدانی استفاده می‌کنند.
دوقلوهای دیجیتال کپی مجازی سیستم‌های فیزیکی هستند و هوش مصنوعی مولد به‌عنوان مغزی عمل می‌کند که با تجزیه و تحلیل پیش‌بینی‌کننده و قابلیت‌های تشخیص الگو، دوقلوهای دیجیتال را زنده می‌کند.
آن‌ها با هم، نحوه رویکرد ما به کشاورزی را متحول می‌کنند و درک پویا و پیش‌بینی کننده‌ای از عملیات کشاورزی ارائه می‌دهند.
دوقلوهای دیجیتال، شبیه‌سازی‌های دقیق محیط‌های کشاورزی را زنده می‌کنند و به محققان و طراحان محصول اجازه می‌دهند تا سناریوهای بی‌شماری را بررسی کنند و معیارهای عملکرد، هزینه و پایداری را ارزیابی کنند.
وقتی این مدل‌های مجازی با هوش مصنوعی مولد جفت شوند، توانایی پیش‌بینی نتایج دنیای واقعی را با دقت قابل‌توجهی به دست می‌آورند.
هوش مصنوعی مولد، به ویژه، پتانسیل پیشگامانه‌ای را برای تغییر شکل چشم‌انداز کشاورزی ارائه می‌دهد. با تجزیه و تحلیل مجموعه داده‌های گسترده، از جمله الگوهای آب‌و‌هوای تاریخی و شرایط خاک، هوش مصنوعی کشاورزان را قادر می‌سازد تا تصمیمات آگاهانه در مورد کاشت و مدیریت محصول، بهینه‌سازی استفاده از منابع و دستیابی به عملکرد بالاتر با اثرات زیست محیطی کمتر داشته باشند.
این ظرفیت پیش‌بینی به کاهش خطرات مرتبط با آب‌و‌هوا، آفات و بیماری‌ها کمک و از معیشت کشاورزان محافظت می‌کند.
چرای تطبیقی یک روش چیدمان مراتع و الگوهای چرا برای بهبود رشد گیاه و ترسیب کربن بهینه است.
کشاورزی بدون خاک با به حداقل رساندن مزاحمت‌های خاک، روش‌های بدون خاک‌ورزی، فرسایش را کاهش داده و حفظ آب را افزایش می‌دهد و از تنوع زیستی زیرزمینی حمایت می‌کند.
کاهش شیمیایی: محدود کردن آفت‌کش‌ها و کودهای مصنوعی، میکروبیوم خاک سالم‌تر و متنوع‌تر را تشویق می‌کند که برای چرخه مواد مغذی و سرکوب بیماری‌ها ضروری است.
علاوه بر این، شیوه‌های کشاورزی احیاکننده فراتر از احیای خاک گسترش می‌یابد تا بر تعادل اکولوژیکی گسترده‌تر تأثیر بگذارد.
با افزایش ماده آلی خاک، مزارع نه تنها کربن بیشتری جذب می‌کنند، بلکه انعطاف‌پذیری آب و امنیت غذایی را نیز تقویت می‌کنند.
این استراتژی همچنین تجارت کربن را به عنوان یک جریان درآمد قابل دوام برای کشاورزان ادغام کرده و سهم آن‌ها را در یک سیاره سالم‌تر به رسمیت می‌شناسد.
همانطور که تمرکز جهانی به سمت پایداری تغییر می‌کند، کشاورزی نیز از این قاعده مستثنی نیست. اقداماتی که نیازهای زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی را برآورده می‌کند ضروری است.
تقاضا برای محصولات غذایی ارگانیک و تولید شده پایدار در سطح جهان با افزایش آگاهی از سلامت و پایداری در حال افزایش است.
تحولات اخیر، مانند همه‌گیری کووید-19 و درگیری اوکراین، آسیب‌پذیری‌ها را در زنجیره‌های تامین طولانی و نگرانی‌ها در مورد امنیت غذایی و همچنین تغییر به سمت غذاهای محلی که باعث کوتاه‌تر شدن زنجیره‌های تامین می‌شود، آشکار کرده است. مصرف‌کنندگان به طور فزاینده‌ای مایلند از منشاء محصولات غذایی که خریداری می‌کنند آگاهی داشته باشند.
این روند ناشی از رشد جمعیت آگاه به سلامت در سراسر جهان است که نگران سلامتی خود و جامعه هستند.
به حداقل رساندن فواصل حمل‌و‌نقل و حمایت از اقتصادهای محلی به اهداف زیست محیطی گسترده‌تر کمک می‌کند.
بیش از یک سوم مواد غذایی تولید شده در جهان به دلیل فناوری ذخیره‌سازی ضعیف در کشورهای در‌حال‌توسعه یا توسط مصرف‌کنندگان در کشورهای توسعه‌یافته هدر می‌رود.
فناوری‌ها و روش‌های جدید برای کاهش این ضایعات، از سطح تولید تا پایان مصرف‌کننده، در حال توسعه هستند.
نوآوری‌هایی مانند برنامه‌های اشتراک‌گذاری غذا و سیستم‌های ذخیره‌سازی «هوشمند» به کاهش از دست دادن غذا کمک می‌کنند.
سلامتی و تغذیه، انگیزه‌های کلیدی برای مصرف‌کنندگان گیاهی هستند که شروع به تغییر بیشتر به سمت پروتئین‌های گیاهی و جایگزین کرده‌اند.
استفاده از منابع پروتئینی جایگزین منجر به تغییری دگرگون‌کننده در الگوهای کشت محصولات می‌شود و کشاورزان به طور فزاینده‌ای به محصولات پرتقاضا مانند سویا، نخود و سایر حبوبات روی می‌آورند که برای تولید این منابع پروتئینی جایگزین، حیاتی هستند.
این تغییر فقط در مورد تنوع بخشیدن به محصولات نیست، بلکه در مورد تقویت شیوه‌های کشاورزی از طریق نوآوری‌های تکنولوژیکی است.
هدف بخش کشاورزی با استفاده از پیشرفت‌های مهندسی ژنتیک و علم محصولات زراعی بهبود عملکرد، کارایی پروتئین و انعطاف‌پذیری آب‌و‌هوای این محصولات است. این یک محور استراتژیک است که شیوه‌های کشاورزی را با ترجیحات مصرف‌کنندگان برای انتخاب‌های غذایی پایدار و اخلاقی همسو می‌کند.
این روند در حال تبدیل شدن به یک نیروی محرکه برای تغییر در بخش کشاورزی است و برای استفاده کارآمدتر از زمین و منابع فشار می‌آورد.
تلاش جهانی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (GHG) مشوق‌های مالی جذابی را برای کشاورزان و کشاورزان (و به طور کلی مشاغل) ایجاد می‌کند تا ردپای کربن خود را کاهش دهند.
بلومبرگ تخمین می‌زند که ارزش بازار داوطلبانه کربن تا سال 2050 می‌تواند بیش از 30 میلیارد دلار باشد.
بیوتکنولوژی کشاورزی از روش‌های اصلاح سنتی تکامل یافته است تا طیف گسترده‌ای از نوآوری‌های علمی و فناوری، از جمله مهندسی ژنتیک، ویرایش ژنوم، تراریخته، میکروبیوم، بیولوژیک، متابولومیک و تداخل RNA را در برگیرد که هدف آن افزایش تحقیقات زراعی، کشاورزی و تولید مواد غذایی است.
با توجه به رشد جمعیت، نیاز جهان به تولید محصولات کشاورزی، افزایش یافته است و نیاز است تا با بهره‌مندی از روش‌های تولید قابل کنترل هم‌چون گلخانه‌ها برای افزایش راندمان تولید استفاده کرد.
شیوه‌های مدیریت کشاورزی (مانند خاک‌ورزی و تحکیم مجدد؛ بدون خاک‌ورزی و بقایای سطحی؛ گیاهان و تناوب زراعی؛ روش‌های آبیاری، کود دامی و کوددهی و مدیریت چرا) منابع اصلی تغییرپذیری زمانی خواص و فرآیندهای خاک هستند.
مدیریت کشاورزی یک نیروی کلیدی موثر بر فرآیندها و عملکردهای خاک است.
به دلیل محدودیت‌های بیوفیزیکی و همچنین پیشرفت‌های سریع ساختاری و فناوری، شیوه‌های مدیریتی جدید با تأثیرات ناشناخته روی فرآیندها و عملکردهای خاک در حال ظهور هستند.
این امر مانع از ارزیابی پتانسیل چنین شیوه‌های نوظهوری برای تشدید پایدار می‌شود، الگویی که برای رسیدگی به تقاضای فزاینده برای مواد غذایی و محصولات غیرخوراکی ابداع شده است.
از نظر مدیریت خاک، تشدید پایدار به این معنی است که بهره‌وری خاک افزایش می‌یابد در حالی که سایر عملکردها و خدمات خاک، مانند ذخیره‌سازی کربن و زیستگاه موجودات زنده، به طور همزمان حفظ یا حتی بهبود می‌یابند.
چهار دسته از شیوه‌های مدیریت خاک چون ترتیبات فضایی سیستم‌های کشت، محصولات زراعی و تناوب، فشارهای مکانیکی و ورودی‌ها به خاک متمایز می‌شوند.
نیازهای تحقیقاتی کلیدی شناسایی شده برای هر یک، شامل کارایی مواد مغذی در زراعت جنگلی در مقابل سیستم‌های کشت مرسوم، روشن‌سازی میکروبیوم خاک-ریزوسفر برای درک نقش متقابل محصولات و چرخش‌ها، اثرات فشردگی خاک بر تعامل خاک-گیاه-اتمسفر و سمیت زیست محیطی پلاستیک‌ها است.
داروها و سایر آلاینده‌هایی که وارد خاک می‌شوند، یک رویکرد میان رشته‌ای و سیستمی به علم خاک ایجاد می‌کنند که شامل فعالیت‌های تحقیقاتی مقطعی مرتبط با مدل‌سازی فرآیند، مدیریت داده‌ها، تعامل با ذینفعان، ارزیابی پایداری و حکمرانی می‌شود.
دیدار از مزرعه، آشنایی با فعالیت‌های مزرعه و آموزش از جمله اقداماتی است که در فرایند گردشگری کشاورزی دنبال می‌شود، ایجاد فضای سرگرمی و آموزشی برای کودکان، درنظرگرفتن مناطق عکاسی، چیدن میوه توسط گردشگران و خرید از بازار محلی، مواردی هستند که در گردشگری کشاورزی تعریف می‌شوند.
گردشگری کشاورزی، منجر به درآمدزایی ثانویه برای کشاورزان شده و از سوی دیگر، باعث کوتاه شدن زنجیره تامین محصولات کشاورزی و خرید مستقیم از کشاورزان می شود.
