کشاورزی در قرن 21 با چالش‌های متعددی نظیر افزایش تولید غذا و فیبر برای جمعیت رو به افزایش زمین، کم شدن نیروی کار در روستاها، تأمین مواد اولیه بیشتر برای بازار انرژی‌های زیستی، مشارکت در توسعه کلی کشورهای درحال توسعه که در زمینه کشاورزی وابستگی دارند، به‌کارگیری شیوه‌های پایدار و موثرتر برای تولید محصولات و سازگاری با تغییرات اقلیمی رو به رو است.
در سال 2009 تخمین زده شد که تا سال 2050 با کندترین نرخ رشد 2 میلیارد و 300 میلیون نفر به جمعیت زمین اضافه خواهد شد. همچنین آنطور که پیش‌بینی می‌شود تقریبا تمام این رشد جمعیت در کشورهای در حال توسعه مشاهده خواهد شد. افزون بر این پیش‌بینی شده شهرنشینی با شتاب بیشتری به رشد خود ادامه دهد، به طوری که تخمین‌زده می‌شود که در سال 2050 حدود 70 درصد از جمعیت زمین در شهرها زندگی کنند. این موضوع معادل کاهش جمعیت روستانشین در دهه‌های آینده است. همزمان پیش‌بینی می‌شود سرانه درآمدها در سال 2050 مضربی از این سرانه در حال حاضر باشد. آمارگرها هم‌نظرند که سرعت رشد اقتصادی کشورهای در حال توسعه به طور معناداری از کشورهای توسعه یافته بیشتر است و احتمال می‌رود با ادامه این رشد نابربری نسبی کشورها با یکدیگر کاهش پیدا کند. با این وجود پیش‌بینی می‌شود که جهان در سال 2050 هنوز فاصله زیادی تا رفع محرومیت و سوتغذیه داشته باشد.
مطالب یادشده نشان از آن دارد که تا سال 2050 نیاز به غذا همچنان رو به فزونی خواهد داشت. برای نمونه نیاز به غلات برای استفاده انسان‌ها و حیوانات در سال 2050 به 3 میلیارد تن خواهد رسید. همچنین نیاز به غذاهایی که پاسخگوی نیاز افرادی است که درآمد بالاتری دارند نظیر محصولات دامی، لبنی و سبزیجات در کشورهای در حال توسعه سریعتر از نیاز به غلات رشد خواهد داشت. از این رو برنامه‌ریزی‌ها نشان از آن دارد که پاسخ گفتن به نیازهای غذایی ساکنان زمین زمانی که جمعیت آن به حدود 9 میلیارد نفر برسد تا 70 درصد رشد خواهد داشت و این عدد برای کشورهای در حال تقریبا برابر با 100 درصد خواهد بود. این موضوع به طور معنی‌داری بر لزوم افزایش تولید کالاهای کلیدی دلالت دارد. تا سال 2050 برای تأمین غذای ساکنان زمین می‌بایست تولید سالانه غلات تقریبا 1 میلیارد تن و تولید سالانه گوشت 200 میلیون تن افزایش یاید.
منابع طبیعی
براساس گزارش فائو، 90 درصد از افزایش رشد تولید محصولات کشاورزی در دنیا از بازده بالاتر و افزایش برداشت و مابقی از گسترش زمین‌های قابل کشت انتظار می‌رود. البته در کشورهای در حال توسعه 20 درصد از بار افزایش تولید محصولات کشاورزی بر دوش گسترش زمین‌های قابل کشت قرار داد. در همین راستا در سال 2050 با افزایش 120 میلیون هکتاری زمین‌های کشاورزی در کشورهای در حال توسعه و کاهش 50 میلیون هکتاری زمین‌های کشاورزی در کشورهای توسعه یافته، زمین‌های قابل کشت در زمین 70 میلیون هکتار (حدود 5 درصد یا کمتر) افزایش خواهد داشت. افزون بر این زمین‌های مجهز به سیستم‌های آبیاری در کشورهای در حال توسعه حدود 32 میلیون هکتار (11 درصد) گسترش خواهد داشت.
به واسطه افزایش کند بهبود در بهره‌وری استفاده از آب و کاهش در مزارع تحت کاشت برنج برداشت آب برای آبیاری سرعت کمتری صورت خواهد گرفت ولی با این حال برداشت آب برای آبیاری مزارع تا سال 2050 حدود 11 درصد افزایش خواهد داشت.
آیا تا سال 2050 امکان افزایش سطح زیر کشت و استفاده از آب برای کشاورزی وجود دارد؟
مطالعه جهانی قلمرو کشاورزی و محیط زیستی نشان از آن دارد که هنوز زمین‌هایی که پتانسیل کشت داشته باشند در دسترس است، اما نتایج این پژوهش نیازمند در نظر گرفتن شرایط خاصی است. بخش قابل توجهی از این زمین‌ها در کشورهای خاصی نظیر آمریکای لاتین و صحرای جنوب آفریقا واقع شده است. اما کشورهای زیادی در این مناطق با وجود افزایش جمعیت روستانشین با کمبود زمین کشاورزی رو به رو هستند. افزون بر این بخش بزرگی از این زمین‌ها مناسب کاشت تنها چند محصول هستند که نیاز بزرگی به آن‌ها نسبت به سایر محصولات وجود نخواهد داشت. همچنین بسیاری از زمین‌هایی که هنوز در آن‌ها کشاورزی نمی‌شود محدودیت‌هایی نظیر مسائل شیمیایی، فیزیکی، بیماری‌های بومی و کمبود یا نبود زیرساخت دارند. محدودیت‌هایی که یا غلبه بر ان‌ها آسان نیست و یا رفع آن‌ها تضمین کننده سود پایدار نخواهد بود. از دیگر سو بخشی از این زمین‌ها جنگلی هستند و مورد حفاظت قرار دارند و یا اینکه برای شهرک‌سازی در نظر گرفته شده اند. منصفانه است که گفته شود بسیاری از کشورها یا تا حد نهایی از اراضی قابل کشت خود استفاده کرده‌اند یا در حال رسیدن به این حد هستند، با این حال در مقیاس جهانی هنوز به اندازه کافی زمین برای افزایش جمعیت در آینده وجود دارد. اما این در صورتی است که سرمایه‌گذاری‌های لازم برای توسعه این منابع انجام شود و غفلت چند دهه گذشته در پژوهش‌های کشاورزی و تلاش برای توسعه پایان یابد.
در زمینه دسترسی به آب نیز وضعیت مشابه اوضاع زمین‌های قابل استفاده برای کشاورزی است. میزان آب مورد نیاز حتی بیش از حد اندازه است اما به صورت نامتقارن در سطح جهان توزیع شده است. به طوری که کمبود آب در برخی از کشورها به حالت هشدار کمیابی رسیده است. این موضوع بیشتر در کشورهای واقع در خاور نزدیک، شمال آفریقا و جنوب آسیا دیده می‌شود که در آن‌ها دیگر زمینی نیز برای گسترش کشاورزی وجود ندارد.
افزایش 70 درصدی نیاز به غذا در سال 2050 با افزایش هزینه تولید محصولات در صنعت کشاورزی، کمبود نیروی انسانی، ناکارآمدی در مدیریت زمین‌های کشاورزی، هدر رفت مواد غذایی، افزایش مصرف‌کنندگانی که خواهان شفافیت در منبع تامین مواد غذایی خود هستند، همزمان است. توسعه زیرساخت در مناطق روستایی و افزایش سرمایه‌گذاری در حوزه‌هایی که سبب افزایش رشد تولید محصولات کشاورزی می‌شود از جمله پیشنهاداتی است که سازمان خواروبار و کشاورزی ایالت متحده برای پاسخگویی به نیازهای غذایی انسان‌ها در سال 2050 ارائه کرده است. در همین زمینه استارتاپ‌های حوزه کشاورزی نوآوری‌هایی را ارائه می‌کنند که با به کارگرفتن آن‌ها می‌توان از عهده چالش‌های فوق برآمد.
