تاریخچه کامل کشاورزی: از شکارچیان تا کشاورزی مدرن

از زمان اولین کشت محصولات در حدود 12000 سال پیش، کشاورزی دستخوش تحول قابل توجهی شده است. هر دوره نوآوری‌های جدیدی را به ارمغان می‌آورد که به کشاورزان اجازه می‌داد تا غذای بیشتری برای جمعیت در حال رشد تولید کنند.

این مقاله توسعه یافته تاریخچه کامل کشاورزی را با عمق بیشتری بررسی می کند. ما تغییرات و پیشرفت‌های حیاتی را بررسی خواهیم کرد که کشاورزی را از خانه‌های واحه‌های پراکنده به تجارت‌های کشاورزی مکانیزه امروزی که میلیاردها دلار عرضه می‌کنند، ارتقا داده است.

خاستگاه های کشاورزی
کشاورزی در تمدن های باستانی
کشاورزی قرون وسطی
کشاورزی در اوایل دوران مدرن 1500-1700
کشاورزی در عصر صنعتی
فناوری های نوظهور کشاورزی
کشاورزی مدرن در قرن بیستم
نگاه به آینده

خاستگاه های کشاورزی

مسیر شکار و گردآوری به کشاورزی تدریجی بود و طی هزاران سال طی می‌شد. با درک چگونگی و چرایی پیدایش کشاورزی، به یکی از تاثیرگذارترین نوآوری های بشریت آگاهی پیدا می کنیم.

کاتالیزورهای کشاورزی

عوامل متعددی زمینه را برای گذار به کشاورزی در حدود 10000 سال پیش فراهم کرد:

• تغییرات آب و هوایی در پایان آخرین عصر یخبندان، هوای گرم‌تری را به همراه داشت و به گونه‌های گیاهی جدید اجازه داد در مناطقی مانند هلال حاصلخیز شکوفا شوند.
• رشد جمعیت به این معنا بود که شکارچیان منابع غذایی محلی را فرسوده کرده و گروه‌های موسیقی را مجبور به جابجایی مکرر کردند. برخی شروع به اسکان در مناطق غنی از منابع کردند.
• غلات وحشی فراوانی مانند گندم و جو در منطقه شام رخ داد و حیوانات و در نهایت افرادی را که برای برداشت آنها با هم رقابت می کردند را به خود جذب کرد.
• سکونت‌گاه‌هایی که در اطراف مکان‌های تجمعی مانند واحه‌ها زندگی می‌کردند، تجارت و ثبات را تقویت می‌کرد و برای جلوگیری از تهی شدن، کشت گیاهان را ترویج می‌داد.

این شرایط گروه‌هایی را در هلال حاصلخیز تشویق کرد تا از پراکندگی غیرمستقیم بذرها به کشت عمدی غلات و حبوبات مطلوب بروند.

شیوه های کشاورزی اولیه

باستان شناسی و ابزارهای باستانی سرنخ هایی در مورد روش های کشت اولیه ارائه می دهند:

• از بیل های ساخته شده از سنگ، استخوان و چوب برای شکستن خاک و ایجاد تپه های کاشت بذر استفاده می شد.
• چوب های حفاری برای سوراخ کردن سوراخ هایی برای کاشت بذرهایی مانند کدو و غده استفاده می شود.
• بذرهای اجداد وحشی به طور انتخابی برای بهبود صفات مفید مانند دانه های بزرگتر و عملکرد بالاتر کاشته شدند.
• آبیاری در نواحی خشک‌تر مانند مصر در امتداد رود نیل، جایی که سیل‌های سالانه رسوبات خاک را بارور می‌کرد، به کار گرفته شد.
• دام‌هایی از جمله بز، گوسفند و خوک جمع‌آوری و پرورش داده شدند و کود دامی را برای افزایش حاصلخیزی خاک برای محصولات فراهم کردند.

این تکنیک‌های نوپای کشاورزی به تدریج جایگزین شکار و شیوه‌های زندگی گسترده در مناطق خاص با توانایی جدید یافت شده برای تولید فروشگاه‌های مواد غذایی فراوان در نزدیکی خانه شد.

گسترش کشاورزی اولیه

• شام - گندم، جو، نخود، عدس و بز برای اولین بار در حدود 9500 سال قبل از میلاد اهلی شدند. سکونتگاه های دائمی مانند جریکو بوجود آمدند.
• آند - کدو، سیب زمینی و کینوا از محصولات اولیه بودند. لاماها و آلپاکاها تا 3500 سال قبل از میلاد اهلی شدند. تراس چند قطعه کوچک برای کشاورزی.
• مزوآمریکا - ذرت، لوبیا، کدو و بوقلمون تا 6000 سال قبل از میلاد پرورش می یافتند. Chinampas اجازه می داد محصولات در باتلاق های کم عمق رشد کنند.
• جنوب صحرای آفریقا - کشاورزی تا 3000 سال قبل از میلاد به طور مستقل با محصولاتی مانند سورگوم و یام توسعه یافت. ابزار آهنی به پاکسازی زمین برای کشاورزی کمک کرد.
• آسیا - برنج و ارزن تا 7500 سال قبل از میلاد در چین کشت می شدند. موز، یام و تارو در پاپوآ گینه نو کشت می شود.
• اروپا - گندم و دام از طریق خاور نزدیک در حدود 5500 سال قبل از میلاد به همراه گاوآهن وارد شدند. جو، چاودار و حبوبات به دنبال آن بودند.

این انتشار جهانی سبک زندگی شکارچی-گردآورنده را تقریباً در همه جا به جوامع کشاورزی مستقر تبدیل کرد که محصولات تخصصی و محلی سازگار شده و حیوانات اهلی را تا 3000 سال قبل از میلاد پرورش می دادند.

کشاورزی در تمدن های باستانی

مازاد مواد غذایی حاصل از کشاورزی اولیه به شهرها، تجارت های تخصصی و فرهنگ های پیچیده در سراسر جهان اجازه ظهور داد. کشاورزی در این دوران در ابزار و تکنیک پیشرفت کرد.

بین النهرین باستان

این منطقه بین رودهای دجله و فرات به لطف آب فراوان و گل و لای به جا مانده از سیل های فصلی، کشاورزی را پرورش می داد. کشاورزان مجموعه متنوعی از محصولات را پرورش دادند:

• غلات – گندم سیاه، جو، گندم انکورن
• حبوبات - عدس، نخود، لوبیا، نخود
• میوه ها - خرما، انگور، زیتون، انجیر، انار
• سبزیجات - تره فرنگی، سیر، پیاز، شلغم، خیار

دام شامل گوسفند، گاو و بز بود. قاطرها و گاوها گاوآهن می کشیدند. ابزارها و تکنیک های کشاورزی کلیدی عبارتند از:

• داس برنزی برای برداشت غلات
• کانال های آبیاری که آب رودخانه را به مزارع می رساند
• کود برای افزایش حاصلخیزی خاک
• برای بازگرداندن مواد مغذی، زمین‌ها را به طور موقت بدون کاشت رها کنید

مازاد مواد غذایی آنها اولین شهرهای جهان مانند اوروک را در 4000 سال قبل از میلاد و نوشته های پیچیده ای برای ردیابی ذخیره سازی و انتقال محصولات به وجود آورد. مالکیت زمین و مالیات بر مزارع توسعه یافته در جوامع بوروکراتیک بین النهرین.

مصر باستان

کشاورزی مصر به طغیان فصلی رود نیل متکی بود، که گل و لای غنی از مواد مغذی را برای رشد محصولات به ارمغان می آورد.

• گندم، جو و کتان برای نان، آبجو و کتان کشت می شد
• نی های پاپیروس در زمین های باتلاقی تکثیر می شدند و مواد نوشتاری را فراهم می کردند
• انگور، انجیر و خرما به همراه کلم، پیاز و خیار کشت شد.

در حوضه های کنار رود نیل، کشاورزان کشاورزی رکود ناشی از سیل را انجام دادند:

• با کاهش آب سیل، بذرها مستقیماً در خاک مرطوب کاشته شدند
• گاوها یا الاغ ها برای کارکردن زمین، گاوآهن های چوبی می کشیدند
• دانه ها را با داس های منحنی برداشت می کردند و سپس برای جدا شدن از ساقه ها کوبیدند

کشاورزان مصری در سهم غلات برداشت شده مالیات پرداخت می کردند. ساخت کانال های آبیاری و سدها به کنترل سیل و گسترش زمین های کشاورزی در امتداد رود نیل کمک کرد.

هند باستان

آب و هوای هند از کشت محصولات اصلی که تا به امروز بر آن تکیه می شود حمایت می کند:

• برنج در جنوب بارانی
• گندم و جو در شمال خشک تر
• پنبه، کنجد و نیشکر
• عدس، گرم و نخود برای پروتئین

جنبه های کلیدی کشاورزی هند باستان عبارتند از:

• گاوآهن های گاودار مجهز به سرهای آهنی برای شکستن خاک های ضخیم
• کشاورزی پلکانی در مناطق تپه ای برای ایجاد زمین های قابل کشت
• آبیاری با مخازن و کانال های اندود شده
• تناوب زراعی بین حبوبات تثبیت کننده نیتروژن و غلات

باران‌های موسمی فصلی کنترل سیل را بحرانی کرد. سدهای معبد به مدیریت آب برای آبیاری کمک کردند. سوابق حاکی از آن است که سویا، پرتقال و هلو از چین تا 100 سال قبل از میلاد در امتداد جاده ابریشم آمده است.

چین باستان

دو سیستم اصلی رودخانه چین - رودخانه زرد در شمال و یانگ تسه در جنوب - به عنوان مهدهای کشاورزی چین باستان عمل می کردند:

• محصولات شمالی - ارزن، گندم، جو، سویا
• محصولات جنوب - برنج، چای، توت
• محصولات گسترده - کلم، خربزه، پیاز، نخود فرنگی

نوآوری های کلیدی شامل:

• گاو در حال کشیدن شخم های آهنی مجهز به دو تیغه برای بریدن خاک های ضخیم
• کشت ردیفی با ابزارهای تخصصی برای محصولاتی مانند گندم، برنج، سویا و نیشکر
• بذرکاری که کاشت بذر کارآمد و یکنواخت را امکان پذیر کرد

چین همچنین پرورش آبزیان و کرم ابریشم را در مقیاس وسیع انجام داد. بر اساس سوابق دقیقی که توسط محققان و مقامات نگهداری می شد، تکنیک های کشاورزی به طور مداوم اصلاح می شد.

آمریکای باستان

جوامع بومی در سراسر آمریکای شمالی و جنوبی محصولات مهم منطقه ای را اهلی کردند:

• مزوآمریکا – ذرت، لوبیا، کدو حلوایی، گوجه فرنگی، سیب زمینی شیرین، آووکادو، شکلات
• آند – سیب زمینی، کینوا، فلفل، بادام زمینی، پنبه
• آمریکای شمالی - آفتابگردان، زغال اخته، زغال اخته، گردو

نوآوری های کلیدی شامل:

• Chinampas - جزایر کشاورزی مصنوعی ساخته شده در دریاچه های کم عمق در مرکز مکزیک
• تراسینگ - تراس های کوهستانی که توسط اینکاها برای گسترش زمین های قابل کشت ساخته شده است
• کود - ذخایر گوانو استخراج و در مزارع پخش شد
• آلپاکاها و لاماها حمل و نقل و فیبر را فراهم کردند

ذرت به یک محصول اصلی در بسیاری از قاره آمریکا تبدیل شد. آبیاری، چینامپاها و تراس‌ها، کشاورزی را در زمین‌های چالش برانگیز فعال کردند.

کشاورزی قرون وسطی

کشاورزی در اروپا با سقوط امپراتوری روم به قهقرا رفت، اما در قرن دهم با ابزارها و تکنیک های جدید بهبود یافت.

املاک خودکفا

در بسیاری از قرون وسطی، زندگی روستایی و کشاورزی حول ارباب ها متمرکز بود. لردها صاحب خانه های بزرگ بودند، اما زمین را به دو دسته تقسیم کردند:

• قلمرو محصور ارباب که به نفع او زراعت شد
• نوارهای دهقانی که در آن برای خانواده های خود محصولات کشاورزی می کردند

این سیستم با بستن رعیت و دهقان به زمین، ثبات را فراهم می کرد. فن آوری مانند آسیاب های با نیروی آب به آسیاب غلات کمک کرد. اما بهره وری پایین باقی ماند.

سیستم میدان باز

در اواخر قرون وسطی، کشاورزی در بسیاری از زمینه ها به سمت سیستم های میدان باز حرکت کرد:

• به خانواده‌های دهقانی نوارهای بزرگ‌تری در میان دو تا سه زمین بزرگ اشتراکی اختصاص داده شد.
• مزارع به صورت چرخشی، با یک آیش باقی مانده در هر سال برای پر کردن نیتروژن، کشت شدند.
• دام ها پس از برداشت در مزارع آیش و کلش چرا می کردند. کود آنها خاک را بارور می کرد.

این سیستم با توزیع بهتر زمین های کشاورزی و منابع، کارایی را افزایش داد. ابزارهای کشاورزی نیز بهبود یافتند.

ابزارهای کشاورزی بهبود یافته

چندین نوآوری کشاورزی قرون وسطی را پس از 1000 میلادی پیش برد:

• گاوآهن های چرخ دار سنگین با قالب نامتقارن برای برگرداندن خاک های ضخیم یا سنگریزه
• قلاده‌های اسب به اسب‌ها اجازه می‌دهد تا گاوآهن و تجهیزات را به جای گاوهای کندتر بکشند
• تناوب زراعی در سه مزرعه برای جایگزینی گندم یا چاودار، غلات با ارزش کمتر و مزارع آیش
• آسیاب های آبی و آسیاب های بادی نیروی کار را برای پردازش محصولاتی مانند غلات کاهش می دهند

این پیشرفت ها پایه و اساس افزایش تولید مواد غذایی و رشد جمعیت را ایجاد کرد.

کشاورزی در اوایل دوران مدرن 1500-1700

دوران استعمار شاهد گسترش چشمگیر تنوع محصولات زراعی بود زیرا کاشفان با گیاهان جدید و گونه‌های مختلف بین قاره‌ها برخورد کردند.

محصولاتی که از بورس کلمبیا پخش می شوند

کاوشگرانی که از قاره آمریکا بازگشته بودند چندین محصول مغذی را به سایر نقاط جهان معرفی کردند:

• ذرت، سیب زمینی و گوجه فرنگی از قاره آمریکا تا اروپا
• گندم، نیشکر و قهوه از دنیای قدیم تا قاره آمریکا
• بادام زمینی، آناناس و تنباکو از آمریکای جنوبی به آسیا و برگشت سفر کردند
• انگور، مرکبات و بادام به مناطق جغرافیایی جدید گسترش یافتند

این انتقال دانش گیاهان و کشاورزی بین تمدن ها، رژیم غذایی و شیوه های کشاورزی را در سراسر جهان تغییر داد.

مزارع نقدی

استعمار اروپایی منجر به کشتزارهای بزرگی شد که محصولاتی مانند شکر، پنبه، تنباکو و نیل را برای صادرات به اروپا کشت می کردند:

• کارائیب - نیشکر و تنباکو که با استفاده از کار بردگان رشد می کند
• آمریکای جنوبی - پنبه و تنباکو در مزارع وسیع کشت می شود
• برزیل - نیشکر برای صادرات برای تولید شکر و رم کشت می شود
• آسیا - ادویه هایی مانند فلفل، میخک، جوز هندی و چای ایجاد شده است

این محصولات نقدی سود بالایی به همراه داشت، اما از طریق برده داری، نابرابری و استعمار، تأثیرات اجتماعی عمده ای را به همراه داشت. سیستم‌های کاشت، خاک‌هایی را با کشت‌های تکراری کرنش می‌کردند.

کشاورزی صنعت کلبه

برخلاف مزارع بزرگ، کشاورزی صنعت کلبه ظهور کرد که در آن کشاورزان دهقانی از زمین های کوچک خود برای کشت محصولاتی مانند کتان، پشم و ابریشم استفاده می کردند:

• خانواده ها مواد مورد نیاز برای پوشاک و اقلام مورد نیاز جامعه را تولید می کردند
• کالاها اغلب توسط بازرگانان دوره گرد خریداری می شد و مجدداً در شهرها فروخته می شد
• نیروی کار محدودی از خارج مورد نیاز بود و خانواده ها بیشتر کار فشرده را انجام می دادند

این درآمد تکمیلی می‌تواند از دهقانان بین فصول رشد حمایت کند. زنان اغلب طیور، باغ‌ها و کرم‌های ابریشم را برای ایجاد درآمد اضافی در این سیستم مدیریت می‌کردند.

کشاورزی در عصر صنعتی

انقلاب صنعتی تغییرات گسترده ای را در فناوری کشاورزی، انتخاب محصول و ساختار مزرعه ایجاد کرد که امکان تولید غذای بسیار بیشتری را فراهم کرد.

انقلاب کشاورزی

در بریتانیا، کشاورزی بین سال‌های 1700 و 1900 دچار انقلاب کشاورزی شد:

• محصور کردن قطعات کوچک دهقانی در مزارع تجاری بزرگتر متعلق به مالکان ثروتمند
• Jethro Tull مته بذری را در سال 1701 اختراع کرد که امکان کاشت موثر بذرها در ردیف های مستقیم را فراهم کرد.
• اصلاح انتخابی باعث بهبود عملکرد محصولات زراعی و دام مانند گاو و گوسفند شد
• سیستم تناوب زراعی چهار دوره نورفولک حاصلخیزی خاک را با جایگزین کردن محصولات مختلف حفظ کرد.

این پیشرفت‌ها بهره‌وری را افزایش داد، اما کشاورزان مستاجر و کارگران فقیر را از زمین به شهرها راند.

مکانیزاسیون می رسد

ماشین‌های جدیدی ظاهر شدند که نیروی کار مورد نیاز در کشاورزی را کاهش دادند:

• بذرکاری های مکانیکی که بذرها را به طور یکنواخت تر و با کار کمتری اعمال می کنند
• دروگرهای اسب کشیده و چسباننده برای برداشت غلات مانند گندم و یونجه
• ماشین های خرمنکوب برای جداسازی سریع دانه ها از ساقه ها
• تراکتورهای بخار که در اواسط دهه 1800 شروع به کشیدن وسایل سنگین‌تر کردند

سایروس مک کورمیک در سال 1834 اختراع درو مکانیکی را ثبت کرد و بعداً International Harvester را تشکیل داد که پس از سال 1910 باعث پذیرش گسترده تراکتور شد.

ترویج کشاورزی توسط دولت

کشورهای صنعتی سرمایه گذاری زیادی در علوم کشاورزی و آموزش انجام دادند:

• کالج های اعطای زمین مانند دانشگاه کالیفرنیا، ایالت میشیگان، و تگزاس A&M بر کشاورزی عملی، مهندسی و آموزش نظامی متمرکز شدند.
• سازمان‌های دولتی در زمینه‌هایی مانند مدیریت خاک، آبیاری و اصلاح دام، تخصص علمی ارائه کردند.
• یارانه ها، وام ها و کمک های بلاعوض بودجه ای را برای کمک به کشاورزان در مکانیزه کردن و اتخاذ روش های جدید فراهم کردند
• زیرساخت هایی مانند برق رسانی روستایی برق را برای تجهیزات و ارتباطات حمل و نقل از طریق راه آهن و جاده به ارمغان آورد

این تلاش ها از طریق فناوری و کشت علمی محصولات باعث افزایش محصول شد.

جدول 1. نوآوری های پیشروی انقلاب کشاورزی

کشاورزی مدرن در قرن بیستم

فن‌آوری‌هایی مانند مکانیزاسیون همراه با اصلاح علمی گیاهان و حیوانات، دستاوردهای عمده‌ای را در بهره‌وری کشاورزی در طول قرن بیستم به ارمغان آورد.

انقلاب سبز

این پارادایم در دهه 1940 به عنوان تلاشی متمرکز برای افزایش محصول برای مقابله با گرسنگی در کشورهای در حال توسعه آغاز شد:

• انواع پرمحصول - محصولاتی مانند گندم، برنج و ذرت به طور انتخابی برای تولید غلات بیشتر پرورش داده شدند.
• کودها - کودهای نیتروژن مصنوعی با استفاده از فرآیند Haber-Bosch برای تحریک رشد گیاه با قیمت مناسب تولید شدند.
• آبیاری - سدها، کانال ها و چاه های لوله ای دسترسی آب را برای افزایش زمین های زراعی فراهم کردند.
• آفت کش ها - حشره کش ها باعث کاهش تلفات محصول به آفات شد، اما باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی شد.
• دستگاه - استفاده گسترده از تراکتور و کمباین ها جایگزین نیروی حیوانی و نیروی انسانی شد.

این بسته فناوری نتایج چشمگیری در آسیا و آمریکای لاتین داشت و از قحطی جلوگیری کرد و تولید غذا را افزایش داد. منتقدان به اثرات زیست محیطی سنگین و از بین رفتن تنوع محصولات اشاره می کنند.

تولید دام کارخانه

با توجه به تقاضا برای گوشت ارزان، عملیات تغذیه حیوانات متمرکز (CAFOs) در دهه 1950 ظهور کرد:

• حیوانات به شدت در تأسیسات سرپوشیده محصور می شوند و تولید در مقیاس بزرگتر را به جای دسترسی به مرتع ترجیح می دهند.
• به جای اینکه به حیوانات اجازه چرای داده شود، خوراک به آنها داده می شود
• پرورش بر رشد سریعتر نسبت به سلامت حیوانات تمرکز دارد
• تالاب های زباله زباله های حیوانی تصفیه نشده را متمرکز می کنند

این رویکرد صنعتی بیشتر گوشت را تامین می کند، اما نگرانی هایی را در مورد اخلاق، سلامت، استفاده بیش از حد از آنتی بیوتیک ها و آلودگی ایجاد می کند.

پیشرفت در اصلاح نباتات

علم به بهبود ژنتیک محصولات کشاورزی ادامه داده و از انتخاب ساده گیاهان مطلوب به دستکاری مستقیم در سطح مولکولی تغییر مسیر داده است:

• پرورش هیبرید با تلاقی واریته های مختلف والدین، فرزندانی با عملکرد بالا ایجاد می کند
• پرورش جهش جهش های تصادفی را برای ایجاد صفات جدید با استفاده از تابش یا مواد شیمیایی ایجاد می کند
• مهندسی ژنتیک مستقیماً ژن‌های خاصی را وارد می‌کند تا ویژگی‌های هدفمندی مانند مقاومت به آفات را ایجاد کند

این روش ها دسترسی به صفات محصول را که ممکن است به طور طبیعی وجود نداشته باشند، فراهم می کند. حامیان بازدهی بالاتر را مطرح می کنند، اما منتقدان در مورد تأثیرات بلندمدت بر سلامت و اکوسیستم احتیاط می کنند.

جدول 2. نشانه های کشاورزی مدرن

فناوری های نوظهور کشاورزی

فن‌آوری‌های جدید قدرتمند همچنان به ظهور می‌رسند که هم وعده‌ها و هم خطراتی را برای آینده کشاورزی به همراه دارد.

کشاورزی دقیق

کشاورزی دقیق از سنسورهای جمع آوری داده، پهپادها و تصاویر ماهواره ای برای بهینه سازی ورودی ها در مزارع استفاده می کند:

• تجهیزات GPS تراکتورها و ماشین آلات خودکار را بدون راننده هدایت می کنند
• حسگرهای رطوبت خاک و تصویربرداری هوایی نشان می‌دهند که چه محصولاتی به مواد مغذی یا آب بیشتری نیاز دارند
• تینرهای رباتیک دقیقاً گیاهان اضافی را زودتر از بین می برند
• فناوری نرخ متغیر کاربرد کود، آب یا آفت‌کش‌ها را به طور متغیر در یک مزرعه بر اساس نیاز سفارشی می‌کند.

طرفداران بر این باورند که این تکنیک ها غذای بیشتری را با منابع تلف شده کمتر فراهم می کنند. منتقدان استدلال می کنند که اتکا به مواد شیمیایی را تقویت می کند و نیروی کار را به حاشیه می برد.

محیط کنترل شده کشاورزی

کشاورزی عمودی سرپوشیده و گلخانه ها کنترل بیشتری را بر شرایط رشد امکان پذیر می کنند:

• هیدروپونیک مواد مغذی را مستقیماً بدون خاک به ریشه گیاهان می دهد
• چراغ های LED را می توان به گونه ای تنظیم کرد که بدون نیاز به دسترسی به نور خورشید به رشد کمک کند
• یک محیط کنترل شده امکان تولید در تمام طول سال را مستقل از آب و هوا فراهم می کند
• سیستم های انباشته و جابجایی خودکار مزارع عمودی با تراکم بسیار بالا را امکان پذیر می کند

حامیان مزایایی برای مناطق شهری و انعطاف پذیری در برابر تغییرات آب و هوایی می بینند. برخی دیگر تقاضای انرژی بالا را زیر سوال می برند.

کشاورزی سلولی

هدف کشاورزی سلولی تولید محصولات کشاورزی مانند گوشت و شیر از کشت سلولی به جای پرورش حیوانات است:

• نمونه های سلولی از دام گرفته می شود
• سلول ها برای رشد در بیوراکتورها کشت و تغذیه می شوند
• این فرآیند گوشت و محصولات شیر را بدون کشتار یا کشاورزی تکرار می کند

طرفداران آن را اخلاقی تر و پایدارتر می دانند. منتقدان مخالفت می کنند که این فناوری همچنان حدس و گمان و انرژی بر است.

ویرایش ژن

روش‌های جدید ویرایش ژن مانند CRISPR راه‌هایی را برای تغییر ژنتیک گیاهان و حیوانات با دقت بیشتر ارائه می‌دهد:

• ژن های خاص را می توان بدون وارد کردن DNA خارجی خاموش یا وارد کرد
• ایمنی طبیعی گیاه را می توان برای مقاومت در برابر بیماری تقویت کرد
• ویرایش ژن ممکن است آلرژن ها یا سموم را در محصولات حذف کند

این فناوری در حال گسترش نویدبخش است، اما نیاز به نظارت دقیق در مورد تغییرات دائمی ژنوم و اکوسیستم دارد.

فناوری بلاک چین

بلاک چین راهی برای ردیابی اصالت و منشاء محصولات کشاورزی ارائه می دهد:

• داده ها در هر مرحله از تولید، پردازش و توزیع وارد می شوند
• سوابق در پایگاه داده های دفتر مشترک توزیع می شوند که جعل آنها بسیار سخت است
• مصرف کنندگان می توانند اقلام را برای تأیید ادعاهای منشأ در مورد ارگانیک، تجارت منصفانه، غیر GMO و غیره اسکن کنند.

حامیان بلاک چین را می بینند که شفافیت رادیکالی را به ارمغان می آورد. مسائلی مانند حفظ حریم خصوصی داده ها و حذف مالکان کوچک نیاز به رسیدگی دارند.

کارگران مزرعه رباتیک

روبات ها وظایف بیشتری را در مزارع که به طور سنتی به نیروی انسانی نیاز دارند، بر عهده می گیرند:

• جمع کننده های رباتیک با سیستم های بینایی محصولات رسیده را شناسایی و به صورت انتخابی برداشت می کنند
• تراکتورهای بدون راننده می تواند به طور دقیق بذرها را بکارد، کود را پخش کند و محصولات علف هرز را بکارد
• بازوهای رباتیک حرکات ماهرانه انسان را برای دست زدن به مواد غذایی ظریف تقلید می کنند

طرفداران توسعه اتوماسیون را برای کاهش کمبود نیروی کار در مزرعه پیش بینی می کنند. منتقدان استدلال می کنند که ادغام در عملیات در مقیاس کارخانه را تقویت می کند.

سنجش از دور

ماهواره های عمومی و تجاری شرایط محیطی و توسعه محصولات را رصد می کنند:

• حسگرها سطوح رطوبت، پوشش گیاهی و تغییرات رشد را در طول زمان ارزیابی می کنند
• تصاویر به تعیین دقیق نیازهای آبیاری یا هجوم آفات کمک می کنند
• لایه های داده می توانند انواع خاک، توپوگرافی و سایر الگوهای معنی دار را ترسیم کنند

سنجش از دور از پذیرش گسترده تر کشاورزی دقیق پشتیبانی می کند. مسائل مربوط به حریم خصوصی و هزینه ها نیاز به رسیدگی دارند.

هوش مصنوعی

سیستم‌های هوش مصنوعی به کشاورزان کمک می‌کنند تا به تنوع و غیرقابل پیش‌بینی پاسخ دهند:

• ماشینالگوریتم های یادگیری بر روی داده های مزرعه برای تشخیص تنش محصول و پیش بینی نتایج آموزش دیده اند
• بینایی کامپیوتری علف های هرز، آفات و گیاهان بیمار را که نیاز به حذف دارند شناسایی می کند
• چت بات ها توصیه های سفارشی شده ای را برای ورودی ها و اقدامات ارائه می دهند
• رابط های فرمان صوتی امکان عملکرد بدون دست ماشین آلات و نظارت را فراهم می کند

هوش مصنوعی وعده حمایت از تصمیمات مبتنی بر داده در مزارع را می دهد. اما سوگیری در داده ها و الگوریتم ها باید برطرف شود.

نگاه به آینده

با توجه به اینکه جمعیت جهان تا سال 2050 به 10 میلیارد نفر خواهد رسید، کشاورزی با چالش‌های بزرگی برای تأمین غذای مقرون‌به‌صرفه و مغذی به‌طور پایدار مواجه است:

• تغییر آب و هوا: با افزایش دما، حوادث آب و هوایی شدید و تغییر الگوهای بارندگی، تولید را تهدید می کند
• اثرات زیست محیطی: مانند فرسایش خاک، فرورفتن سفره های زیرزمینی و رواناب کودها منابع حیاتی را تخریب می کنند.
• تغییر رژیم های غذایی: به معنای تقاضای بیشتر برای غذاهای پرمصرف مانند گوشت و محصولات لبنی است
• سوخت های زیستی: وجود مبادله بین محصولات برای غذا در مقابل سوخت
• تبدیل زمین: جنگل زدایی تنوع زیستی و غرق کربن طبیعی را از بین می برد
• زباله های مواد غذایی: منابع سرمایه گذاری شده در سراسر زنجیره تامین را هدر می دهد

پرداختن به این چالش های پیچیده و مرتبط نیازمند تلاش های همه جانبه در بخش ها، جوامع و ملت ها است. سیاست‌های هوشمندتر، بهترین شیوه‌های مبتنی بر علم، و فناوری‌های نوظهور، هر کدام نقش‌هایی را در کشاورزی در حال گذار برای احیاکننده، سازگار با آب و هوا و تغذیه‌کننده برای همه دارند.

تاریخ طولانی پیشرفت کشاورزی نشان می دهد که بشریت ظرفیت دیدار با آینده را از طریق نبوغ و همکاری جهانی دارد. اما کار دستان و ذهن‌های بسیاری در رشته‌های مختلف برای ایجاد راه‌حل‌هایی متناسب با دنیایی به هم پیوسته با ۱۰ میلیارد دهان برای تغذیه پایدار نیاز خواهد داشت.

برای 10000 سال و در حال حاضر، کشاورزی به گونه های ما امکان گسترش و شکوفایی جوامع را داده است. در طول آن گستره وسیع تاریخ، نبوغ انسان گیاهان و حیوانات را اهلی کرد، ابزارهای تخصصی را توسعه داد، و نژادها و سیستم‌های زراعی با محصول بالاتر را مهندسی کرد.

هدف فناوري كشاورزي كشت مواد غذايي بيشتر با منابع و نيروي كار كمتر بوده است. نوآوری های امروزی این پیشرفت را ادامه می دهند اما سوالات جدیدی را نیز مطرح می کنند. آیا مزارع کوچک به تکثیر یا ادغام در عملیات صنعتی بزرگتر ادامه خواهند داد؟ آیا بشریت می تواند به کشاورزی پایدار و سازگار با آب و هوا دست یابد که همه افراد روی کره زمین را تغذیه کند؟ آینده نانوشته می ماند.

از آنجایی که جمعیت جهان به سمت 10 میلیارد نفر می‌رود، این تاریخ طولانی پیشرفت کشاورزی این امید را به کشاورزان می‌دهد که بتوانند خود را با چالش‌های پیش رو سازگار کرده و قد علم کنند. انقلاب‌های کشاورزی گذشته ثابت کرده‌اند که اختراعات بشری همراه با سیاست‌های مسئولانه می‌توانند راه‌حل‌هایی برای تغذیه افراد بیشتری ایجاد کنند و در عین حال منابع طبیعی خود را برای مدت طولانی حفظ کنند. انقلاب کشاورزی بعدی اکنون شروع می شود.