การพัฒนาการเกษตรทำให้ประชากรมนุษย์เพิ่มจำนวนขึ้นหลายเท่าตัว ซึ่งมากกว่าที่การล่าสัตว์และเก็บเกี่ยว จะสามารถรองรับ ได้^{[ 15 ]}การเกษตรเริ่มต้นขึ้นอย่างอิสระในส่วนต่างๆ ของโลก^{[ 16 ]}และรวมถึงกลุ่มสิ่งมีชีวิต ที่หลากหลาย ใน ศูนย์กลางการกำเนิด ที่แยกจาก กันอย่างน้อย 11 แห่ง^{[ 13 ]}ธัญพืชป่าถูกเก็บเกี่ยวและรับประทานมาอย่างน้อย 105,000 ปีแล้ว^{[ 17 ]}ในยุคหินเก่าของเลแวนต์ เมื่อ 23,000 ปีก่อนมีการสังเกต การปลูกธัญพืช เช่น ข้าว เอมเมอร์ข้าวบาร์เลย์และข้าวโอ๊ต ใกล้ ทะเลกาลิลี [ ^{18 ] [ 19 ] ข้าว}ได้รับการปลูกในประเทศจีนระหว่าง 11,500 ถึง 6200  ปีก่อนคริสตกาล โดยมีการปลูกที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบคือ 5700 ปีก่อน คริสตกาล^{[ 20 ]}ตามมาด้วยถั่วเขียวถั่วเหลืองและถั่วอะซูกิแกะถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงในเมโสโปเตเมียเมื่อประมาณ 13,000 ถึง 11,000 ปีที่แล้ว^{[ 21 ]}วัวถูกเลี้ยงจากวัวป่าออรอคส์ในพื้นที่ของประเทศตุรกีและปากีสถานในปัจจุบันเมื่อประมาณ 10,500 ปีที่แล้ว^{[ 22 ]}การเลี้ยงหมูเกิดขึ้นในยูเรเซีย รวมถึงยุโรป เอเชียตะวันออก และเอเชียตะวันตกเฉียงใต้^{[ 23 ]}ซึ่งหมูป่าถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงครั้งแรกเมื่อประมาณ 10,500 ปีที่แล้ว^{[ 24 ]}ในเทือกเขาแอนดีสของอเมริกาใต้ มันฝรั่งถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงเมื่อประมาณ 10,000 ถึง 7,000 ปีที่แล้ว พร้อมกับถั่วโคคาลามาอั ลปา กาและหนู ตะเภา อ้อยและผักรากบางชนิดถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงในนิวกินีเมื่อประมาณ 9,000 ปีที่แล้วข้าวฟ่างถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงใน ภูมิภาค ซาเฮลของแอฟริกาเมื่อประมาณ 7,000 ปีที่แล้ว ฝ้ายได้รับการปลูกเลี้ยงในเปรูเมื่อ 5,600 ปีที่แล้ว^{[ 25 ]}และได้รับการปลูกเลี้ยงอย่างอิสระในยูเรเซีย^ในเมโสอเมริกาเทโอซินเต้ป่าได้รับการผสมพันธุ์เป็นข้าวโพดตั้งแต่ 10,000 ถึง 6,000 ปีที่แล้ว^{[ 26 ] [ 27 ]28 ]}ม้าถูกเลี้ยงในทุ่งหญ้าสเตปป์ยูเรเซียราว 3500ก่อนคริสตกาล ^{[ 29 ]} นักวิชาการได้เสนอสมมติฐานหลายประการเพื่ออธิบายต้นกำเนิดทางประวัติศาสตร์ของการเกษตร การศึกษาเกี่ยวกับการเปลี่ยนผ่านจากล่าสัตว์ไปสู่สังคมเกษตรกรรมบ่งชี้ถึงช่วงเริ่มต้นของการเพิ่มความเข้มข้นและการตั้งถิ่นฐานถาวรตัวอย่างเช่นวัฒนธรรมนาตูเฟียนในเลแวนต์และยุคหินใหม่ตอนต้นของจีนในประเทศจีน จากนั้นป่าที่เคยถูกเก็บเกี่ยวก็เริ่มถูกปลูก และค่อยๆ กลายเป็นพืชเลี้ยง ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} 

ในยูเรเซียชาวสุเมเรียนเริ่มอาศัยอยู่ในหมู่บ้านตั้งแต่ประมาณ 8000 ปี ก่อนคริสตกาล โดยอาศัย แม่น้ำ ไทกริสและยูเฟรติสและระบบคลองเพื่อการชลประทานภาพเขียนรูปไถปรากฏขึ้นราว 3000 ปีก่อนคริสตกาล และภาพไถสำหรับหว่านเมล็ดปรากฏขึ้นราว 2300 ปีก่อนคริสตกาล ชาวนาปลูกข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ผัก เช่น ถั่วเลนทิลและหัวหอม และผลไม้ เช่น อินทผลัม องุ่น และมะเดื่อ^{[ 35 ]}การเกษตรของชาวอียิปต์โบราณอาศัยแม่น้ำไนล์และน้ำท่วมตามฤดูกาล การทำฟาร์มเริ่มต้นในยุคก่อนราชวงศ์ในช่วงปลายยุคหินเก่าหลังจาก 10,000 ปีก่อนคริสตกาล พืชอาหารหลักคือธัญพืช เช่น ข้าวสาลีและข้าวบาร์เลย์ ควบคู่ไปกับพืชอุตสาหกรรม เช่นป่านและปาปิรัส [ ^{36 ] [ 37 ] ใน}อินเดียข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ และพุทราได้รับการปลูกเลี้ยงตั้งแต่ 9000 ปีก่อนคริสตกาล ตามมาด้วยการเลี้ยงแกะและแพะในไม่ช้า^{[ 38 ]}วัว แกะ และแพะถูกเลี้ยงเป็นสัตว์เลี้ยงใน วัฒนธรรม เมห์การ์ห์ในช่วง 8000–6000 ปีก่อนคริสตกาล^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}ฝ้ายถูกปลูกในช่วงสหัสวรรษที่ 5–4 ก่อนคริสตกาล^{[ 42 ]} หลักฐานทางโบราณคดีบ่งชี้ว่ามี การใช้ไถที่ใช้สัตว์ลากตั้งแต่ 2500 ปีก่อนคริสตกาลในอารยธรรมลุ่มแม่น้ำสินธุ^{[ 43 ]}     

ในประเทศจีน ตั้งแต่ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช มี ระบบ ยุ้งฉาง ทั่วประเทศ และการเลี้ยงไหมอย่างแพร่หลาย[ 44 ^{]โรงสี}ข้าวที่ใช้พลังงานน้ำถูกนำมาใช้ตั้งแต่ศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช^{[ 45 ]}ตามมาด้วยระบบชลประทาน^{[ 46 ]}ในช่วงปลายศตวรรษที่ 2 มีการพัฒนาไถหนัก โดยใช้ใบไถเหล็กและ แผ่นไถ [ ^{47 ] [ 48 ] สิ่ง}เหล่านี้แพร่กระจายไปทางตะวันตกทั่วทวีปยูเรเซีย^{[ 49 ]}ข้าวเอเชียได้รับการปลูกเลี้ยงเมื่อ 8,200–13,500 ปีที่แล้ว – ขึ้นอยู่กับ การประมาณ นาฬิกาโมเลกุลที่ใช้^{[ 50 ]} – บนแม่น้ำเพิร์ลในภาคใต้ของจีน โดยมีต้นกำเนิดทางพันธุกรรมเดียวจากข้าวป่าOryza rufipogon [ ^{51 ] ใน}กรีซและโรมธัญพืชหลักคือข้าวสาลี ข้าวเอมเมอร์ และข้าวบาร์เลย์ ควบคู่ไปกับผักต่างๆ เช่น ถั่วลันเตา ถั่ว และมะกอก แกะและแพะถูกเลี้ยงไว้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์นมเป็นหลัก^{[ 52 ] [ 53 ]}

ในทวีปอเมริกา พืชผลที่ปลูกในเมโสอเมริกา (นอกเหนือจากเทโอซินเต) ได้แก่ ฟักทอง ^ถั่วและโกโก้ [ ^{54 ]}โกโก้ได้รับการปลูกโดยชาวมาโย ชินชิเปแห่งลุ่มน้ำอเมซอนตอนบนราว 3000 ปีก่อน  คริสตกาล^{[ 55 ]} ไก่งวงน่าจะถูกปลูกในเม็กซิโกหรือทางตะวันตกเฉียงใต้ของอเมริกา^{[ 56 ]}ชาวแอซเท็กพัฒนาระบบชลประทาน สร้าง เนินเขา ขั้นบันไดบำรุงดิน และพัฒนาชินัมปาหรือเกาะเทียมชาวมายาใช้ระบบคลองและพื้นที่ยกสูงอย่างกว้างขวางเพื่อทำการเกษตรในพื้นที่ชุ่มน้ำตั้งแต่ 400  ปีก่อนคริสตกาล^{[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]}ในอเมริกาใต้ การเกษตรอาจเริ่มต้นประมาณ 9000  ปีก่อนคริสตกาลด้วยการปลูกฟักทอง (Cucurbita) และพืชอื่นๆ^{[ 62 ]}โคคาได้รับการปลูกในเทือกเขาแอนดีส เช่นเดียวกับถั่วลิสงมะเขือเทศยาสูบและสับปะรด^{[ 54 ]}ฝ้ายได้รับการปลูกเลี้ยงในเปรูตั้งแต่ 3600  ปีก่อนคริสตกาล^{[ 63 ]}สัตว์ต่างๆ รวมถึงลามะอัลปากาและหนูตะเภาได้รับการเลี้ยงไว้ที่นั่น[ ^{64 ] ใน}อเมริกาเหนือชนพื้นเมืองทางตะวันออกได้ปลูกพืชผลต่างๆเช่นดอกทานตะวันยาสูบ^{[ 65 ]}ฟักทอง และChenopodium ^{[ 66 ] [ 67 ]}มีการเก็บเกี่ยวอาหารป่า เช่นข้าวป่าและน้ำตาลเมเปิล^{[ 68 ]}สตรอว์เบอร์รีที่ปลูกเลี้ยงเป็นลูกผสมระหว่างสายพันธุ์ชิลีและอเมริกาเหนือ พัฒนาโดยการผสมพันธุ์ในยุโรปและอเมริกาเหนือ^{[ 69 ]}ชนพื้นเมืองทางตะวันตกเฉียงใต้และแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือมีการทำสวนป่าและการทำฟาร์มโดยใช้ไฟชาวพื้นเมืองควบคุมไฟในระดับภูมิภาคเพื่อสร้างระบบนิเวศไฟที่ มีความรุนแรงต่ำส่งเสริมการเกษตรที่มีความหนาแน่นต่ำ ในระบบหมุนเวียนแบบหลวมๆ ซึ่ง เป็นเกษตรแบบ "ธรรมชาติ" ชนิดหนึ่ง^{[ 70 ] [ 71 ] [ 72 ] [ 73 ]}ระบบการปลูกพืชร่วมกันที่เรียกว่าThree Sistersได้รับการพัฒนาขึ้นในอเมริกาเหนือ พืชทั้งสามชนิดได้แก่ฟักทองฤดูหนาวข้าวโพด และถั่วฝักยาว^{[ 74 ] [ 75 ]}

ชาวอะบอริจินออสเตรเลียซึ่งเชื่อกันมานานแล้วว่าเป็นนักล่าและเก็บเกี่ยว แบบเร่ร่อน ได้ทำการเผาป่าอย่างเป็นระบบ ซึ่งอาจเพื่อเพิ่มผลผลิตตามธรรมชาติในการทำเกษตรกรรมด้วยไฟ^{[ 76 ]}นักวิชาการชี้ให้เห็นว่านักล่าและเก็บเกี่ยวต้องการสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการเก็บเกี่ยวโดยไม่ต้องทำการเพาะปลูก เนื่องจากป่าของปาปัวนิวกินีมีพืชอาหารน้อย มนุษย์ยุคแรกอาจใช้ "การเผาแบบเลือกสรร" เพื่อเพิ่มผลผลิตของ ต้นคา รูกา ป่า เพื่อสนับสนุนวิถีชีวิตของนักล่าและเก็บเกี่ยว^{[ 77 ]}

กลุ่มGunditjmaraและกลุ่มอื่นๆ ได้พัฒนา ระบบการเลี้ยง ปลาไหลและการดักจับปลามาตั้งแต่ประมาณ 5,000 ปีที่แล้ว^{[ 78 ]}มีหลักฐานของ 'การเพิ่มความเข้มข้น' ทั่วทั้งทวีปในช่วงเวลานั้น^{[ 79 ]}ในสองภูมิภาคของออสเตรเลีย ได้แก่ ชายฝั่งตะวันตกตอนกลางและตอนกลางตะวันออก เกษตรกรยุคแรกปลูกมันเทศ ข้าวฟ่างพื้นเมือง และหัวหอมพุ่ม ซึ่งอาจอยู่ในถิ่นฐานถาวร^{[ 32 ] [ 80 ]}

ในยุคกลางเมื่อเปรียบเทียบกับยุคโรมันการเกษตรในยุโรปตะวันตกมุ่งเน้นไปที่การพึ่งพาตนเอง มากขึ้น ประชากรเกษตรกรรมภายใต้ระบบศักดินาโดยทั่วไปจะรวมตัวกันเป็นคฤหาสน์ซึ่งประกอบด้วยที่ดินหลายร้อยเอเคอร์ขึ้นไป โดยมีเจ้าของคฤหาสน์ เป็นผู้ปกครอง พร้อม ด้วย โบสถ์ โรมันคาทอลิกและบาทหลวง^{[ 81 ]}

เนื่องจากการแลกเปลี่ยนกับอัลอันดาลุสซึ่งการปฏิวัติเกษตรกรรมของชาวอาหรับกำลังดำเนินอยู่ การเกษตรของยุโรปจึงเปลี่ยนแปลงไป ด้วยเทคนิคที่ได้รับการปรับปรุงและการแพร่กระจายของพืชผล รวมถึงการนำอ้อย ข้าว ฝ้าย และไม้ผล (เช่น ส้ม) เข้ามา^{[ 82 ]}

หลังปี ค.ศ. 1492 การแลกเปลี่ยนโคลัมเบียนนำพืชผลจากโลกใหม่ เช่น ข้าวโพด มันฝรั่ง มะเขือเทศ มันเทศและมันสำปะหลังไปสู่ยุโรป และพืชผลจากโลกเก่า เช่น ข้าวสาลี ข้าวบาร์เลย์ ข้าว และหัวผักกาดรวมถึงปศุสัตว์ (รวมถึงม้า วัว แกะ และแพะ) ไปสู่ทวีปอเมริกา^{[ 83 ]}

การชลประทานการหมุนเวียนพืชผลและปุ๋ยมีความก้าวหน้าตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 พร้อมกับการปฏิวัติเกษตรกรรมของอังกฤษทำให้ประชากรโลกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ตั้งแต่ปี 1900 เป็นต้นมา การเกษตรในประเทศที่พัฒนาแล้ว และในระดับที่น้อยกว่าในประเทศกำลังพัฒนา ได้เห็นผลผลิตที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากการใช้เครื่องจักรเข้ามาแทนที่แรงงานมนุษย์ และได้รับการสนับสนุนจากปุ๋ยสังเคราะห์สารกำจัดศัตรูพืช และการคัดเลือกพันธุ์ วิธีการ ของHaber-Boschทำให้สามารถสังเคราะห์ ปุ๋ย แอมโมเนียมไนเตรตในระดับอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยเพิ่มผลผลิตพืชผล อย่างมาก และสนับสนุนการเพิ่มขึ้นของประชากรโลกต่อไป^{[ 84 ] [ 85 ]}

ตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมา การเกษตรแบบเข้มข้นได้เพิ่มผลผลิตพืชผล โดยใช้ปุ๋ยเคมีและยาฆ่าแมลงทดแทนแรงงาน แต่กลับทำให้เกิดมลพิษทางน้ำเพิ่มขึ้น และมักเกี่ยวข้องกับการอุดหนุนทางการเกษตรการเสื่อมโทรมของดินและโรคต่างๆ เช่น โรคสนิมลำต้นเป็นปัญหาสำคัญระดับโลก^{[ 93 ]}ประมาณ 40% ของพื้นที่เกษตรกรรมทั่วโลกเสื่อมโทรมอย่างรุนแรง^{[ 94 ] [ 95 ]}การเกษตรสมัยใหม่ได้ก่อให้เกิดหรือเผชิญกับปัญหาทางนิเวศวิทยา การเมือง และเศรษฐกิจ รวมถึงมลพิษทางน้ำเชื้อเพลิงชีวภาพ สิ่งมีชีวิต ดัดแปลง พันธุกรรม ภาษีศุลกากรและการอุดหนุนทางการเกษตรซึ่งนำไปสู่แนวทางทางเลือกอื่นๆ เช่นขบวนการเกษตรอินทรีย์ [ ^{96 ] [ 97 ]}การทำฟาร์มที่ไม่ยั่งยืนในอเมริกาเหนือทำให้เกิดภัยแล้งครั้งใหญ่ในทศวรรษ 1930 ^{[ 98 ]}ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการต่อต้านผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการเกษตรแบบดั้งเดิม ส่งผลให้เกิดขบวนการเกษตรอินทรีย์^{การเกษตร}ฟื้นฟูและการเกษตรที่ยั่งยืน^{[ 96 ] [ 99 ]}หนึ่งในแรงผลักดันหลักเบื้องหลังการเคลื่อนไหวนี้คือสหภาพยุโรปซึ่งรับรองอาหารอินทรีย์ เป็นครั้งแรก ในปี 1991 และเริ่มปฏิรูปนโยบายเกษตรกรรมร่วม (CAP) ในปี 2005 เพื่อทยอยยกเลิกเงินอุดหนุนทางการเกษตรที่เชื่อมโยงกับสินค้าเกษตร^{[ 100 ]}หรือที่รู้จักกันในชื่อการแยกส่วน การเติบโตของการทำเกษตรอินทรีย์ได้กระตุ้นให้เกิดการวิจัยเทคโนโลยีทางเลือกใหม่ เช่นการจัดการศัตรูพืชแบบบูรณาการ การผสมพันธุ์แบบคัดเลือก^{[ 101 ]}และการเกษตรในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมได้^{[ 102 ] [ 103 ]}มีข้อกังวลเกี่ยวกับผลผลิตที่ลดลงที่เกี่ยวข้องกับการทำเกษตรอินทรีย์และผลกระทบต่อความมั่นคงทางอาหารทั่วโลก[ 104 ^{]การพัฒนา}เทคโนโลยีหลักในปัจจุบัน ได้แก่อาหารดัดแปลงพันธุกรรม^{[ 105 ]}

ในช่วงระยะเวลา 60 ปีระหว่างปี 1964 ถึง 2023 การเพิ่มขึ้นของผลผลิตทางการเกษตรส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากการเพิ่มความเข้มข้น ในขณะที่การขยายพื้นที่เกษตรกรรมมีจำกัดเพียง 8% ^{[ 106 ]}

ในศตวรรษที่ 21 ระหว่างปี 2001 ถึง 2023 พื้นที่เกษตรกรรมทั่วโลกลดลง 78 ล้านเฮกตาร์ (Mha) (−2%) โดยพื้นที่เพาะปลูกเพิ่มขึ้น 78 ล้านเฮกตาร์ และทุ่งหญ้าถาวรและทุ่งเลี้ยงสัตว์ลดลง 151 ล้านเฮกตาร์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในแต่ละภูมิภาคแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮาราพบว่าพื้นที่เพาะปลูกขยายตัว 69 ล้านเฮกตาร์ พร้อมกับการสูญเสียป่าไม้ 72 ล้านเฮกตาร์ ในขณะที่ละตินอเมริกาพบว่าพื้นที่เพาะปลูกเพิ่มขึ้น 25 ล้านเฮกตาร์ พร้อมกับการสูญเสียพื้นที่ป่าสุทธิ 85 ล้านเฮกตาร์ การขยายตัวทางการเกษตรยังคงเป็นตัวขับเคลื่อนหลักของการทำลายป่า ทั่วโลก คิดเป็นเกือบ 90% ของการสูญเสียป่าไม้ ในศตวรรษนี้ อีกแง่มุมที่สำคัญที่ต้องพิจารณาคือ พื้นที่เพาะปลูกประมาณ 3.6 ล้านเฮกตาร์ถูกทิ้งร้างทุกปี โดยการเสื่อมโทรมของที่ดินน่าจะมีบทบาทสำคัญในการสูญเสียเหล่านี้^{[ 107 ]}

ในปี 2015 ผลผลิตทางการเกษตรของจีนมีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก รองลงมาคือสหภาพยุโรป อินเดีย และสหรัฐอเมริกา^{[ 108 ]}นักเศรษฐศาสตร์วัดผลิตภาพปัจจัยรวมของการเกษตร ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเกษตรในสหรัฐอเมริกามีผลิตภาพมากกว่าในปี 1948 ประมาณ 1.7 เท่า^{[ 109 ]}

ในปี 2021 ภาคเกษตรกรรมจ้างงาน 873 ล้านคน หรือคิดเป็น 27% ของแรงงานทั่วโลก และเพิ่มขึ้นเป็น 916 ล้านคนในปี 2023 เมื่อเทียบกับ 1,027 ล้านคน (หรือ 40%) ในปี 2000 ส่วนแบ่งของภาคเกษตรกรรมใน GDP โลกมีเสถียรภาพอยู่ที่ประมาณ 4% ตั้งแต่ปี 2000–2023 ^{[ 110 ]}

แม้ว่าผลผลิตทางการเกษตรและประสิทธิภาพการผลิตจะเพิ่มขึ้น^{[ 111 ]}แต่ในปี 2021 ยังคงมีผู้คนได้รับผลกระทบจากความหิวโหยระหว่าง 702 ถึง 828 ล้านคน^{[ 112 ]}ความไม่มั่นคงทางอาหารและภาวะทุพโภชนาการอาจเป็นผลมาจากความขัดแย้ง สภาพอากาศที่รุนแรงและผันผวน และความผันผวนทางเศรษฐกิจ^{[ 111 ]}นอกจากนี้ยังอาจเกิดจากลักษณะโครงสร้างของประเทศ เช่น สถานะรายได้และทรัพยากรธรรมชาติ ตลอดจนเศรษฐกิจการเมือง^{[ 111 ]}

การใช้สารกำจัดศัตรูพืชในภาคเกษตรกรรมเพิ่มขึ้นร้อยละ 62 ระหว่างปี พ.ศ. 2543 ถึง พ.ศ. 2564 โดยทวีปอเมริกามีสัดส่วนการใช้ครึ่งหนึ่งในปี พ.ศ. 2564 ^{[ 110 ]}

กองทุนระหว่างประเทศเพื่อการพัฒนาการเกษตรเสนอว่าการเพิ่มขึ้นของเกษตรกรรมรายย่อยอาจเป็นส่วนหนึ่งของวิธีแก้ปัญหาความกังวลเกี่ยวกับราคาอาหารและความมั่นคงทางอาหาร โดยรวม โดยพิจารณาจากประสบการณ์ที่ดีของเวียดนาม^{[ 113 ]}

ภัยพิบัติได้ก่อให้เกิดความเสียหายทางการเกษตรประมาณ 3.26 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐในช่วง 33 ปี (พ.ศ. 2534–2566) โดยเฉลี่ย 99 พันล้านดอลลาร์สหรัฐต่อปี โดยพืชผลธัญพืชได้รับความเสียหายมากที่สุดถึง 4.6 พันล้านตัน รองลงมาคือผลไม้และผัก (2.8 พันล้านตัน) และเนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์นมสูญเสียไป 900 ล้านตัน^{[ 114 ]}

ภาคเกษตรกรรมเป็นแหล่งจ้างงานประมาณหนึ่งในสี่ของการจ้างงานทั่วโลก มากกว่าครึ่งหนึ่งอยู่ในภูมิภาคแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา และเกือบ 60 เปอร์เซ็นต์อยู่ในประเทศที่มีรายได้ต่ำ^{[ 115 ]}เมื่อประเทศต่างๆ พัฒนาขึ้น งานอื่นๆ ได้ดึงดูดแรงงานออกจากภาคเกษตรกรรมมาโดยตลอด และนวัตกรรมประหยัดแรงงานช่วยเพิ่มผลผลิตทางการเกษตรโดยการลดความต้องการแรงงานต่อหน่วยผลผลิต^{[ 116 ] [ 117 ] [ 118 ]}เมื่อเวลาผ่านไป แนวโน้มอุปทานแรงงานและอุปสงค์แรงงานที่ผสมผสานกันได้ผลักดันให้สัดส่วนของประชากรที่ทำงานในภาคเกษตรกรรมลดลง^{[ 119 ] [ 120 ]}

ในช่วงศตวรรษที่ 16 ในยุโรป ประชากรระหว่าง 55 ถึง 75% ประกอบอาชีพเกษตรกรรม ในศตวรรษที่ 19 ตัวเลขนี้ลดลงเหลือระหว่าง 35 ถึง 65% ^{[ 121 ]}ในประเทศเดียวกันในปัจจุบัน ตัวเลขนี้ต่ำกว่า 10% ^{[ 122 ]} ในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 มีผู้คนประมาณหนึ่งพันล้านคน หรือมากกว่า 1 ใน 3 ของแรงงานที่มีอยู่ ทำงานในภาคเกษตรกรรม ซึ่งคิดเป็นประมาณ 70% ของการจ้างงานเด็กทั่วโลก และในหลายประเทศคิดเป็นสัดส่วนของผู้หญิงที่สูงที่สุดในบรรดาอุตสาหกรรมทั้งหมด^{[ 123 ]}ภาคบริการแซงหน้าภาคเกษตรกรรมขึ้นเป็นนายจ้างรายใหญ่ที่สุดของโลกในปี 2007 ^{[ 124 ]}

ในหลายประเทศที่พัฒนาแล้ว ผู้อพยพช่วยเติมเต็มการขาดแคลนแรงงานในกิจกรรมทางการเกษตรที่มีมูลค่าสูงซึ่งยากต่อการใช้เครื่องจักร^{[ 125 ]}แรงงานเกษตรต่างชาติส่วนใหญ่มาจากยุโรปตะวันออก แอฟริกาเหนือ และเอเชียใต้ คิดเป็นประมาณหนึ่งในสามของแรงงานเกษตรที่ได้รับเงินเดือนในสเปน อิตาลี กรีซ และโปรตุเกสในปี 2013 ^{[ 126 ] [ 127 ] [ 128 ] [ 129 ]}ในสหรัฐอเมริกา แรงงานเกษตรที่จ้างงานมากกว่าครึ่งหนึ่ง (ประมาณ 450,000 คน) เป็นผู้อพยพในปี 2019 แม้ว่าจำนวนผู้อพยพใหม่ที่เข้ามาทำงานด้านเกษตรกรรมในประเทศจะลดลง 75 เปอร์เซ็นต์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และค่าจ้างที่เพิ่มขึ้นบ่งชี้ว่าสิ่งนี้ทำให้เกิดการขาดแคลนแรงงานอย่างมากในฟาร์มของสหรัฐฯ^{[ 130 ] [ 131 ]}

การเกษตร โดยเฉพาะการทำฟาร์ม ยังคงเป็นอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง และเกษตรกรทั่วโลกยังคงมีความเสี่ยงสูงต่อการบาดเจ็บจากการทำงาน โรคปอดการสูญเสียการได้ยินจากเสียงดังโรคผิวหนัง รวมถึงมะเร็งบางชนิดที่เกี่ยวข้องกับการใช้สารเคมีและการสัมผัสแสงแดดเป็นเวลานาน ในฟาร์มอุตสาหกรรมการบาดเจ็บมักเกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องจักรทางการเกษตรและสาเหตุทั่วไปของการบาดเจ็บทางการเกษตรที่ทำให้เสียชีวิตในประเทศที่พัฒนาแล้วคืออุบัติเหตุรถแทรกเตอร์พลิคว่ำ [ ^{134 ] สาร}กำจัดศัตรูพืชและสารเคมีอื่นๆ ที่ใช้ในการทำฟาร์มอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของคนงานและคนงานที่สัมผัสกับสารกำจัดศัตรูพืชอาจเจ็บป่วยหรือมีบุตรที่มีความพิการแต่กำเนิด^{[ 135 ]}เนื่องจากเป็นอุตสาหกรรมที่ครอบครัวมักร่วมกันทำงานและอาศัยอยู่ในฟาร์ม ครอบครัวทั้งหมดจึงอาจมีความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บ เจ็บป่วย และเสียชีวิต^{[ 136 ]}เด็กอายุ 0-6 ปีอาจเป็นกลุ่มประชากรที่มีความเสี่ยงเป็นพิเศษในภาคเกษตรกรรม^{[ 137 ]}สาเหตุทั่วไปของการบาดเจ็บที่ทำให้เสียชีวิตในหมู่คนงานฟาร์มอายุน้อย ได้แก่ การจมน้ำ อุบัติเหตุจากเครื่องจักรและยานยนต์ รวมถึงรถเอทีวี^{[ 136 ] [ 137 ] [ 138 ]}ข้อมูลการเสียชีวิตจากการทำงานในช่วงทศวรรษที่ผ่านมาบ่งชี้ว่า เมื่อพิจารณาอุตสาหกรรมทั้งหมดแล้ว การเกษตรมีจำนวนผู้เสียชีวิตจากการทำงานในกลุ่มเยาวชนมากที่สุด ในกลุ่มเยาวชนอายุระหว่าง 10 ถึง 15 ปี ได้รับบาดเจ็บจากการทำงานที่ไม่ถึงแก่ชีวิตมากที่สุด^{[ 139 ]}แม้ว่าการทำฟาร์มจะเป็นอาชีพที่อันตราย แต่การศึกษาต่างๆ ก็ได้พิจารณาถึงข้อเท็จจริงที่ว่าการเติบโตและใช้ชีวิตในฟาร์มก็มีประโยชน์มากมายเช่นกัน^{[ 140 ]}

องค์การแรงงานระหว่างประเทศถือว่าเกษตรกรรมเป็น "หนึ่งในภาคเศรษฐกิจที่อันตรายที่สุด" ^{[ 123 ]}โดยประมาณการว่าจำนวนผู้เสียชีวิตจากการทำงานในภาคเกษตรกรรมต่อปีมีอย่างน้อย 170,000 คน ซึ่งสูงกว่าอัตราเฉลี่ยของงานอื่นๆ ถึงสองเท่า นอกจากนี้ เหตุการณ์การเสียชีวิต การบาดเจ็บ และการเจ็บป่วยที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมทางการเกษตรมักไม่ได้รับการรายงาน^{[ 141 ]}องค์การได้พัฒนาอนุสัญญาว่าด้วยความปลอดภัยและสุขภาพในการเกษตร พ.ศ. 2544ซึ่งครอบคลุมถึงความเสี่ยงต่างๆ ในอาชีพเกษตรกรรม การป้องกันความเสี่ยงเหล่านี้ และบทบาทที่บุคคลและองค์กรที่เกี่ยวข้องกับการเกษตรควรมี^{[ 123 ]}

ในสหรัฐอเมริกาสถาบันแห่งชาติเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงานได้ระบุว่าภาคเกษตรกรรมเป็นภาคอุตสาหกรรมสำคัญในวาระการวิจัยด้านอาชีวอนามัยแห่งชาติเพื่อระบุและจัดหาแนวทางแก้ไขปัญหาด้านสุขภาพและความปลอดภัยในการทำงาน^{[ 142 ] [ 143 ]} ในสหภาพยุโรปหน่วยงานยุโรปเพื่อความปลอดภัยและสุขภาพในการทำงานได้ออกแนวทางปฏิบัติเกี่ยวกับการนำคำสั่งด้านสุขภาพและความปลอดภัยไปใช้ในด้านเกษตรกรรม การเลี้ยงปศุสัตว์ การทำสวน และป่าไม้^{[ 144 ]}สภาความปลอดภัยและสุขภาพทางการเกษตรแห่งอเมริกา (ASHCA) ยังจัดการประชุมสุดยอดประจำปีเพื่อหารือเกี่ยวกับความปลอดภัยอีกด้วย^{[ 145 ]}

ด้วยพื้นที่เพาะปลูกกว่า 4.8 พันล้านเฮกตาร์ในปี 2025 ซึ่งเทียบเท่ากับหนึ่งในสามของพื้นผิวโลก การเกษตรจึงมีผลกระทบต่อทรัพยากรที่ดินและน้ำมากกว่าภาคเศรษฐกิจอื่นๆ แรงกดดันต่อทรัพยากรที่ดิน ดิน และน้ำได้บั่นทอนประสิทธิภาพและโอกาสในอนาคตของการเกษตรอย่างร้ายแรง ส่งผลให้พื้นที่เพาะปลูกลดลงและปริมาณน้ำที่ใช้ในการทำฟาร์มและการผลิตทางการเกษตรรูปแบบอื่นๆ ลดลง การขยายตัวของการเกษตรทำให้เกิดการตัดไม้ทำลายป่าและเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของการเสื่อมโทรมของระบบนิเวศที่อุดมไปด้วยคาร์บอน เช่น พื้นที่ พรุประมาณ 64% ของพื้นที่เกษตรกรรมมีความเสี่ยงต่อมลพิษจากยาฆ่าแมลง ซึ่งทำลายความหลากหลายทางชีวภาพโดยการทำลายแมลงผสมเกสร ทำลายจุลินทรีย์ในดิน และทำให้ระบบอาหารเกษตรมีความยืดหยุ่นน้อยลงต่อศัตรูพืช เชื้อโรค และการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การเกษตรคิดเป็น 72% ของการใช้น้ำจืดทั่วโลก ซึ่งคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต การเกษตรจึงมีส่วนทำให้เกิดและได้รับผลกระทบจากปัญหาการขาดแคลนน้ำมากขึ้นเรื่อยๆ การใช้ประโยชน์จากน้ำบาดาลมากเกินไปและการรุกของน้ำทะเลในแหล่งน้ำบาดาลชายฝั่งเป็นเรื่องที่แพร่หลาย ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความมั่นคงทางอาหาร^{[ 106 ]}

ระบบการปลูกพืชแตกต่างกันไปในแต่ละฟาร์ม ขึ้นอยู่กับทรัพยากรที่มีอยู่และข้อจำกัด ภูมิศาสตร์และสภาพภูมิอากาศของฟาร์ม นโยบายของรัฐบาล แรงกดดันทางเศรษฐกิจ สังคม และการเมือง ตลอดจนปรัชญาและวัฒนธรรมของเกษตรกร^{[ 146 ] [ 147 ]}

การทำไร่เลื่อนลอย (หรือการเผาป่า ) เป็นระบบที่ป่าถูกเผาเพื่อปลดปล่อยสารอาหารสำหรับการเพาะปลูกพืชล้มลุกและ พืช ยืนต้นเป็นระยะเวลาหลายปี^{[ 148 ]}จากนั้นแปลงจะถูกปล่อยทิ้งไว้เพื่อให้ป่างอกใหม่ และเกษตรกรจะย้ายไปที่แปลงใหม่ แล้วกลับมาอีกครั้งหลังจากนั้นหลายปี (10–20 ปี) ระยะเวลาปล่อยทิ้งไว้นี้จะสั้นลงหากความหนาแน่นของประชากรเพิ่มขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องมีการใส่สารอาหาร (ปุ๋ยหรือปุ๋ยคอก ) และ การควบคุมศัตรูพืชด้วยมือการเพาะปลูกประจำปีเป็นขั้นตอนถัดไปของความเข้มข้นซึ่งไม่มีระยะเวลาปล่อยทิ้งไว้ ซึ่งต้องใช้สารอาหารและการควบคุมศัตรูพืชที่มากขึ้น^{[ 148 ]}

การพัฒนาอุตสาหกรรมเพิ่มเติมนำไปสู่การใช้การปลูกพืชเชิงเดี่ยว ซึ่งหมายถึงการปลูก พืชพันธุ์เดียวในพื้นที่ขนาดใหญ่ เนื่องจากความหลากหลายทางชีวภาพ ต่ำ การใช้สารอาหารจึงสม่ำเสมอ และศัตรูพืชมีแนวโน้มที่จะเพิ่มจำนวนขึ้น ทำให้จำเป็นต้องใช้ยาฆ่าแมลงและปุ๋ย มากขึ้น ^{[ 147 ]}การปลูกพืชหลายชนิดต่อเนื่องกันในหนึ่งปี และ การปลูกพืชหลายชนิด พร้อมกัน เป็นระบบการปลูกพืชประจำปีอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าการปลูกพืชหลาย ชนิด ^{[ 148 ]}

ใน สภาพแวดล้อม กึ่งเขตร้อนและแห้งแล้งช่วงเวลาและขอบเขตของการเกษตรอาจถูกจำกัดด้วยปริมาณน้ำฝน ซึ่งอาจไม่อนุญาตให้ปลูกพืช หลายชนิด ในหนึ่งปี หรือต้องใช้น้ำชลประทาน ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ทั้งหมดมีการปลูกพืชยืนต้น (กาแฟ ช็อกโกแลต) และมีการปฏิบัติระบบต่างๆ เช่นวนเกษตรใน สภาพแวดล้อม เขตอบอุ่นซึ่งระบบนิเวศส่วนใหญ่เป็นทุ่งหญ้าหรือทุ่งราบการทำฟาร์มประจำปีที่มีผลผลิตสูงเป็นระบบการเกษตรที่โดดเด่น^{[ 148 ]}

พืชอาหารที่สำคัญได้แก่ ธัญพืช พืชตระกูลถั่ว อาหารสัตว์ ผลไม้ และผัก[ ^{149 ] เส้นใย}ธรรมชาติได้แก่ ฝ้ายขนสัตว์ป่านไหมและปอ^{[ 150 ]}พืชเฉพาะชนิดได้รับการปลูกในภูมิภาคเพาะปลูก ที่แตกต่างกัน ทั่วโลก ผลผลิตระบุเป็นล้านเมตริกตัน โดยอิงตามการประมาณการของ FAO ^{[ 149 ]}

การเลี้ยงสัตว์คือการเพาะพันธุ์และเลี้ยงสัตว์เพื่อเอาเนื้อ นมไข่หรือขนสัตว์รวมถึงเพื่อใช้งานและขนส่ง^{[ 151 ]}สัตว์ใช้งานได้แก่ ม้าล่อวัวควายอูฐลามา อัลปากา ลา และสุนัข ถูกนำมาใช้เพื่อช่วยในการไถนา เก็บเกี่ยวพืชผล ต้อนสัตว์อื่นๆ และขนส่งผลผลิตทางการเกษตรไปยังผู้ซื้อมา นาน หลาย ศตวรรษ ^{[ 152 ]}

ระบบการผลิตปศุสัตว์สามารถกำหนดได้ตามแหล่งอาหาร ได้แก่ แบบอาศัยทุ่งหญ้า แบบผสม และแบบไม่ใช้ที่ดิน^{[ 153 ]}ณ ปี 201030% ของพื้นที่บนโลกที่ปราศจากน้ำแข็งและน้ำถูกใช้ในการผลิตปศุสัตว์ โดยภาคส่วนนี้จ้างงานประมาณ 1.3  พันล้านคน ระหว่างทศวรรษ 1960 ถึง 2000 มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการผลิตปศุสัตว์ ทั้งในด้านจำนวนและน้ำหนักซาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเนื้อวัว สุกร และไก่ ซึ่งการผลิตไก่เพิ่มขึ้นเกือบ 10 เท่า สัตว์ที่ไม่ใช่เนื้อสัตว์ เช่น โคนมและไก่ไข่ ก็แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของการผลิตอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน คาดว่าประชากรโค แกะ และแพะทั่วโลกจะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วไปจนถึงปี 2050 ^{[ 154 ]} การเพาะเลี้ยงสัตว์ น้ำหรือการเลี้ยงปลา ซึ่งเป็นการผลิตปลาเพื่อการบริโภคของมนุษย์ในระบบปิด เป็นหนึ่งในภาคส่วนการผลิตอาหารที่เติบโตเร็วที่สุด โดยเติบโตเฉลี่ย 9% ต่อปีระหว่างปี 1975 ถึง 2007 ^{[ 155 ]}

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 ผู้ผลิตที่ใช้การผสมพันธุ์แบบคัดเลือกมุ่งเน้นไปที่การสร้างสายพันธุ์ ปศุสัตว์ และลูกผสมที่เพิ่มผลผลิต ในขณะที่ส่วนใหญ่ละเลยความจำเป็นในการรักษาความหลากหลายทางพันธุกรรมแนวโน้มนี้ส่งผลให้ความหลากหลายทางพันธุกรรมและทรัพยากรในสายพันธุ์ปศุสัตว์ลดลงอย่างมาก ส่งผลให้ความต้านทานต่อโรคและการปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นที่เคยพบในสายพันธุ์ดั้งเดิมลดลงตามไปด้วย^{[ 156 ]}

การผลิตปศุสัตว์บนทุ่งหญ้าอาศัยพืชพรรณ เช่นไม้พุ่มทุ่งหญ้าและทุ่งเลี้ยงสัตว์เพื่อเลี้ยง สัตว์ เคี้ยวเอื้องอาจมีการใช้สารอาหารจากภายนอก แต่โดยทั่วไปแล้วมูลสัตว์จะถูกส่งกลับไปยังทุ่งหญ้าโดยตรงเพื่อเป็นแหล่งสารอาหารหลัก ระบบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ไม่สามารถปลูกพืชผลได้เนื่องจากสภาพภูมิอากาศหรือดิน ซึ่งคิดเป็นจำนวน ผู้เลี้ยงสัตว์ประมาณ 30-40 ล้านคน^{[ 148 ]}ระบบการผลิตแบบผสมผสานใช้ทุ่งหญ้า พืช อาหารสัตว์และพืชอาหารธัญพืชเป็นอาหารสำหรับสัตว์เคี้ยวเอื้องและสัตว์กระเพาะเดี่ยว (กระเพาะเดียว ส่วนใหญ่เป็นไก่และหมู) โดยทั่วไปแล้วมูลสัตว์จะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในระบบผสมผสานเป็นปุ๋ยสำหรับพืชผล^{[ 153 ]}

ระบบที่ไม่มีที่ดินต้องพึ่งพาอาหารสัตว์จากภายนอกฟาร์ม ซึ่งแสดงถึงการแยกการผลิตพืชและปศุสัตว์ออกจากกัน ซึ่งพบได้ทั่วไปใน ประเทศสมาชิกของ องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD ) มีการใช้ปุ๋ยเคมีสังเคราะห์มากขึ้นในการผลิตพืช และการใช้ปุ๋ยคอกกลายเป็นปัญหาและเป็นแหล่งมลพิษ^{[ 153 ]}ประเทศอุตสาหกรรมใช้ระบบเหล่านี้ในการผลิตสัตว์ปีกและหมูส่วนใหญ่ของโลก นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่า 75% ของการเติบโตของการผลิตปศุสัตว์ระหว่างปี 2003 ถึง 2030 จะอยู่ในฟาร์มเลี้ยงสัตว์แบบปิดซึ่งบางครั้งเรียกว่าฟาร์มโรงงานการเติบโตส่วนใหญ่เกิดขึ้นในประเทศกำลังพัฒนาในเอเชีย โดยมีการเติบโตในแอฟริกาในปริมาณที่น้อยกว่ามาก^{[ 154 ]}แนวปฏิบัติบางอย่างที่ใช้ในการผลิตปศุสัตว์เชิงพาณิชย์ รวมถึงการใช้ฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตเป็นที่ถกเถียงกัน^{[ 157 ]}

การไถพรวนเป็นการปฏิบัติในการทำให้ดินแตกออกด้วยเครื่องมือ เช่น ไถหรือคราดเพื่อเตรียมสำหรับการปลูก การผสมธาตุอาหาร หรือการควบคุมศัตรูพืช การไถพรวนมีความเข้มข้นแตกต่างกันไป ตั้งแต่แบบดั้งเดิมไปจนถึงแบบไม่ไถพรวน การ ไถพรวนสามารถเพิ่มผลผลิตได้โดยการทำให้ดินอุ่นขึ้น การผสมปุ๋ย และการควบคุมวัชพืช แต่ยังทำให้ดินมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดเซาะมากขึ้น กระตุ้นการย่อยสลายของอินทรียวัตถุทำให้เกิดการปล่อย CO2 ลดปริมาณและความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในดิน^{[ 158 ] [ 159 ]}

การควบคุมศัตรูพืชรวมถึงการจัดการวัชพืช แมลงไรและโรคต่างๆ มีการใช้วิธีการทางเคมี (ยาฆ่าแมลง) ทางชีวภาพ ( การควบคุมทางชีวภาพ) ทางกล (การไถพรวน) และทางวัฒนธรรม วิธีการทางวัฒนธรรม ได้แก่ การหมุนเวียนพืชการคัดเลือก การ ปลูกพืช คลุมดิน การปลูกพืช ร่วม การทำ ปุ๋ยหมัก การหลีกเลี่ยง และความต้านทาน การจัดการศัตรูพืชแบบบูรณาการพยายามใช้วิธีการเหล่านี้ทั้งหมดเพื่อควบคุมประชากรศัตรูพืชให้อยู่ในระดับต่ำกว่าจำนวนที่จะก่อให้เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจ และแนะนำให้ใช้ยาฆ่าแมลงเป็นทางเลือกสุดท้าย^{[ 160 ]}

การจัดการธาตุอาหารรวมถึงทั้งแหล่งที่มาของธาตุอาหารสำหรับการผลิตพืชและปศุสัตว์ และวิธีการใช้ปุ๋ยคอกที่ผลิตโดยปศุสัตว์ ธาตุอาหารที่ป้อนเข้าอาจเป็นปุ๋ยเคมีอนินทรีย์ ปุ๋ยคอก ปุ๋ยพืชสดปุ๋ยหมัก และแร่ธาตุ^{[ 161 ]}การใช้ธาตุอาหารของพืชอาจได้รับการจัดการโดยใช้เทคนิคทางวัฒนธรรม เช่น การหมุนเวียนพืชหรือ ช่วงเวลา พักดินปุ๋ยคอกถูกนำไปใช้โดยการเลี้ยงปศุสัตว์ในบริเวณที่พืชอาหารสัตว์กำลังเจริญเติบโต เช่น ในการเลี้ยงแบบหมุนเวียนอย่างเข้มข้น หรือโดยการกระจายปุ๋ยคอกในรูปแบบแห้งหรือเหลวลงบนพื้นที่เพาะปลูกหรือทุ่งหญ้า^{[ 158 ] [ 162 ]}

การจัดการน้ำเป็นสิ่งจำเป็นในกรณีที่ปริมาณน้ำฝนไม่เพียงพอหรือผันผวน ซึ่งเกิดขึ้นในระดับหนึ่งในเกือบทุกภูมิภาคของโลก^{[ 148 ]}เกษตรกรบางรายใช้น้ำชลประทานเพื่อเสริมปริมาณน้ำฝน ในพื้นที่อื่นๆ เช่นที่ราบใหญ่ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา เกษตรกรใช้ปีที่ปล่อยว่างไว้เพื่อรักษาความชื้นในดินสำหรับปีถัดไป^{[ 163 ]}นวัตกรรมทางเทคโนโลยีล่าสุดในด้านเกษตรกรรมแม่นยำช่วยให้สามารถตรวจสอบสถานะของน้ำและใช้น้ำโดยอัตโนมัติ ส่งผลให้การจัดการมีประสิทธิภาพมากขึ้น^{[ 164 ]}การเกษตรคิดเป็น 70% ของการใช้น้ำจืดทั่วโลก^{[ 165 ]}อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนการดึงน้ำเพื่อการเกษตรแตกต่างกันอย่างมากตามระดับรายได้ ในประเทศที่พัฒนาน้อยที่สุดและประเทศกำลังพัฒนาที่ไม่มีทางออกสู่ทะเล อัตราส่วนการดึงน้ำเพื่อการเกษตรสูงถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของการดึงน้ำทั้งหมด และประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ใน รัฐกำลังพัฒนา ที่เป็นเกาะขนาดเล็ก^{[ 166 ]}

จากรายงานปี 2014 ของสถาบันวิจัยนโยบายอาหารระหว่างประเทศเทคโนโลยีทางการเกษตรจะมีผลกระทบต่อการผลิตอาหารมากที่สุดหากนำมาใช้ร่วมกัน โดยใช้แบบจำลองที่ประเมินว่าเทคโนโลยี 11 ชนิดจะมีผลกระทบต่อผลผลิตทางการเกษตร ความมั่นคงทางอาหาร และการค้าภายในปี 2050 สถาบันวิจัยนโยบายอาหารระหว่างประเทศพบว่าจำนวนคนที่เสี่ยงต่อความหิวโหยสามารถลดลงได้มากถึง 40% และราคาอาหารสามารถลดลงได้เกือบครึ่งหนึ่ง^{[ 167 ]}

การจ่ายเงินเพื่อบริการระบบนิเวศเป็นวิธีหนึ่งในการให้แรงจูงใจเพิ่มเติมเพื่อส่งเสริมให้เกษตรกรอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมบางด้าน มาตรการต่างๆ อาจรวมถึงการจ่ายเงินสำหรับการปลูกป่าต้นน้ำของเมือง เพื่อปรับปรุงการจัดหาน้ำจืด^{[ 168 ]}

มีคำจำกัดความที่แตกต่างกันสำหรับการทำงานอัตโนมัติทางการเกษตรและสำหรับเครื่องมือและเทคโนโลยีต่างๆ ที่ใช้ในการทำให้การผลิตเป็นไปโดยอัตโนมัติ มุมมองหนึ่งคือ การทำงานอัตโนมัติทางการเกษตรหมายถึงการนำทางอัตโนมัติโดยหุ่นยนต์โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์^{[ 169 ]}หรืออีกนัยหนึ่งคือ การทำงานอัตโนมัติทางการเกษตรหมายถึงการบรรลุเป้าหมายการผลิตผ่านอุปกรณ์เมคาทรอนิกส์แบบเคลื่อนที่ได้ อัตโนมัติ และสามารถตัดสินใจได้^{[ 170 ]}อย่างไรก็ตามFAOพบว่าคำจำกัดความเหล่านี้ไม่ได้ครอบคลุมทุกแง่มุมและรูปแบบของการทำงานอัตโนมัติ เช่น เครื่องรีดนมแบบหุ่นยนต์ที่อยู่กับที่ เครื่องจักรที่ใช้มอเตอร์ส่วนใหญ่ที่ทำให้การดำเนินงานทางการเกษตรเป็นไปโดยอัตโนมัติ และเครื่องมือดิจิทัล (เช่น เซ็นเซอร์) ที่ทำให้การวินิจฉัยเป็นไปโดยอัตโนมัติเท่านั้น^{[ 164 ]} FAO นิยามการทำงานอัตโนมัติทางการเกษตรว่าเป็นการใช้เครื่องจักรและอุปกรณ์ในการดำเนินงานทางการเกษตรเพื่อปรับปรุงการวินิจฉัย การตัดสินใจ หรือการปฏิบัติงาน ลดความเหนื่อยยากของงานเกษตร หรือปรับปรุงความตรงต่อเวลา และอาจรวมถึงความแม่นยำของการดำเนินงานทางการเกษตร^{[ 171 ]}

วิวัฒนาการทางเทคโนโลยีในด้านการเกษตรเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากเครื่องมือแบบใช้แรงงานคนไปสู่การใช้แรงงานสัตว์ การใช้เครื่องจักรกล การใช้เครื่องมือดิจิทัล และสุดท้ายคือหุ่นยนต์ที่มีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ^{[ 171 ]}การใช้เครื่องจักรกลโดยใช้พลังงานจากเครื่องยนต์ช่วยทำให้การดำเนินงานทางการเกษตร เช่น การไถพรวนและการรีดนม เป็นไปโดยอัตโนมัติ^{[ 172 ]}ด้วยเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติแบบดิจิทัล ทำให้สามารถวินิจฉัยและตัดสินใจในการดำเนินงานทางการเกษตรได้โดยอัตโนมัติเช่นกัน^{[ 171 ]}ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์เก็บเกี่ยวพืชผลอัตโนมัติสามารถเก็บเกี่ยวและหว่านเมล็ดพืชได้ ในขณะที่โดรนสามารถรวบรวมข้อมูลเพื่อช่วยในการใช้ปัจจัยการผลิตโดยอัตโนมัติ^{[ 164 ]}การเกษตรแม่นยำมักใช้เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติดังกล่าว^{[ 164 ]}เครื่องจักรที่ใช้เครื่องยนต์ได้รับการเสริมหรือแม้กระทั่งถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ดิจิทัลใหม่ๆ ที่ช่วยวินิจฉัยและตัดสินใจโดยอัตโนมัติมากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 172 ]}ตัวอย่างเช่น รถแทรกเตอร์แบบดั้งเดิมสามารถแปลงเป็นยานพาหนะอัตโนมัติเพื่อให้สามารถหว่านเมล็ดพืชในทุ่งนาได้โดยอัตโนมัติ^{[ 172 ]}

การใช้เครื่องจักรกลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทั่วโลกในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แม้ว่าจะมีข้อมูลทั่วโลกที่น่าเชื่อถือซึ่งครอบคลุมหลายประเทศ แต่มีเพียงข้อมูลสำหรับรถแทรกเตอร์และถึงปี 2009 เท่านั้น^{[ 173 ]}แอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮาราเป็นภูมิภาคเดียวที่การนำเครื่องจักรกลมาใช้หยุดชะงักในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา^{[ 164 ] [ 174 ]}

เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติถูกนำมาใช้ในการจัดการปศุสัตว์มากขึ้นเรื่อยๆ แม้ว่าหลักฐานเกี่ยวกับการนำไปใช้จะยังขาดอยู่ก็ตาม ยอดขายระบบรีดนมอัตโนมัติทั่วโลกเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่การนำไปใช้น่าจะเกิดขึ้นส่วนใหญ่ในยุโรปเหนือ^{[ 175 ]}และน่าจะแทบไม่มีในประเทศที่มีรายได้ต่ำและปานกลาง เครื่องให้อาหารอัตโนมัติสำหรับทั้งวัวและสัตว์ปีกก็มีอยู่เช่นกัน แต่ข้อมูลและหลักฐานเกี่ยวกับแนวโน้มการนำไปใช้และปัจจัยขับเคลื่อนก็มีน้อยเช่นกัน^{[ 176 ] [ 164 ]}

การวัดผลกระทบโดยรวมของการจ้างงานจากการใช้ระบบอัตโนมัติทางการเกษตรเป็นเรื่องยาก เนื่องจากต้องใช้ข้อมูลจำนวนมากในการติดตามการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดและการจัดสรรแรงงานใหม่ที่เกี่ยวข้องทั้งต้นน้ำและปลายน้ำ^{[ 171 ]}ในขณะที่เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติช่วยลดความต้องการแรงงานสำหรับงานที่ใช้ระบบอัตโนมัติใหม่ แต่ก็ยังสร้างความต้องการแรงงานใหม่สำหรับงานอื่นๆ เช่น การบำรุงรักษาและการใช้งานอุปกรณ์^{[ 164 ]}ระบบอัตโนมัติทางการเกษตรยังสามารถกระตุ้นการจ้างงานได้โดยการอนุญาตให้ผู้ผลิตขยายการผลิตและสร้างงานอื่นๆ ในระบบเกษตรและอาหาร^{[ 177 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกิดขึ้นในบริบทของการขาดแคลนแรงงานในชนบทที่เพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับในประเทศที่มีรายได้สูงและประเทศที่มีรายได้ปานกลางหลายประเทศ^{[ 177 ]}ในทางกลับกัน หากมีการส่งเสริมอย่างบังคับ เช่น ผ่านการอุดหนุนจากรัฐบาลในบริบทที่มีแรงงานในชนบทมากมาย อาจนำไปสู่การเลิกจ้างแรงงานและค่าจ้างที่ลดลงหรือคงที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อแรงงานที่ยากจนและมีทักษะต่ำ^{[ 177 ]}

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการเกษตรมีความสัมพันธ์กันในระดับโลกการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อการเกษตรผ่านการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเฉลี่ยปริมาณน้ำฝน และสภาพอากาศสุดขั้ว (เช่น พายุและคลื่นความร้อน) การเปลี่ยนแปลงของศัตรูพืชและโรค การเปลี่ยนแปลงของ ความเข้มข้น ของคาร์บอนไดออกไซด์ ในบรรยากาศและ โอโซนระดับพื้นดินการเปลี่ยนแปลงคุณภาพทางโภชนาการของอาหารบางชนิด^{[ 178 ]}และการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทะเล [ ^{179 ] ภาวะ}โลกร้อนกำลังส่งผลกระทบต่อการเกษตรอยู่แล้ว โดยผลกระทบกระจายตัวไม่เท่ากันทั่วโลก^{[ 180 ]}

ในรายงานปี 2022 คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้อธิบายว่าภาวะโลกร้อนที่เกิดจากมนุษย์ได้ชะลอการเติบโตของผลผลิตทางการเกษตรในช่วง 50 ปีที่ผ่านมาในละติจูดกลางและต่ำ^{[ 181 ]}การปล่อยก๊าซมีเทนส่งผลกระทบเชิงลบต่อผลผลิตพืชผลโดยการเพิ่มอุณหภูมิและความเข้มข้นของโอโซนบนพื้นผิว^{[ 181 ]} ภาวะโลก ร้อนยังส่งผลเสียต่อคุณภาพของพืชผลและทุ่งหญ้า รวมถึงความมั่นคงในการเก็บเกี่ยวด้วย^{[ 181 ]}ภาวะโลกร้อนในมหาสมุทรได้ลดผลผลิตที่ยั่งยืนของประชากรปลาป่าบางชนิด ในขณะที่ความเป็นกรดและภาวะโลกร้อนในมหาสมุทรได้ส่งผลกระทบต่อสัตว์น้ำที่เลี้ยงในฟาร์มแล้ว^{[ 181 ]}การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อความไม่มั่นคงทางอาหารสำหรับกลุ่มเปราะบางบางกลุ่ม เช่นคนยากจน^{[ 182 ]}

เพื่อตอบสนองความต้องการของประชากรโลกที่เพิ่มขึ้น ภาคเกษตรกรรมจำเป็นต้องผลิตอาหาร อาหารสัตว์ และเส้นใยเพิ่มขึ้นประมาณ 50% ภายในปี 2050 เมื่อเทียบกับปริมาณที่ผลิตได้ในปี 2012 ตามการประมาณการขององค์การอาหารและเกษตรแห่งสหประชาชาติ (FAO) การบรรลุเป้าหมายดังกล่าวจะสร้างแรงกดดันเพิ่มเติมต่อทรัพยากรน้ำ ที่ดิน และดินของโลกที่กำลังขาดแคลนอยู่แล้ว ในหลายภูมิภาค ความมั่นคงทางอาหารและระบบเกษตรอาหารกำลังตกอยู่ในความเสี่ยงจากการจัดการทรัพยากรธรรมชาติที่ไม่ยั่งยืน การขยายตัวของเมือง ความต้องการอาหาร น้ำ พลังงาน และวัสดุชีวภาพที่สูงขึ้น และความไม่เท่าเทียมกันทางสังคมและเพศในการเข้าถึงและการกำกับดูแลทรัพยากรที่ยังคงมีอยู่^{[ 106 ]}

มนุษย์ได้ปฏิบัติการปรับปรุงพันธุ์พืชมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว นับตั้งแต่เริ่มต้นอารยธรรม การปรับปรุงพันธุ์พืชโดยวิธีการผสมพันธุ์จะเปลี่ยนองค์ประกอบทางพันธุกรรมของพืชเพื่อพัฒนาพันธุ์พืชที่มีลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อมนุษย์มากขึ้น เช่น ผลไม้หรือเมล็ดที่ใหญ่ขึ้น ทนแล้ง หรือต้านทานศัตรูพืช ความก้าวหน้าอย่างมากในการปรับปรุงพันธุ์พืชเกิดขึ้นหลังจากผลงานของนักพันธุศาสตร์เกรกอร์ เมนเดลงานของเขาเกี่ยวกับ อัล ลีลเด่นและอัลลีลด้อยแม้ว่าในตอนแรกจะถูกละเลยไปเกือบ 50 ปี แต่ก็ทำให้ผู้ปรับปรุงพันธุ์พืชมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับพันธุศาสตร์และเทคนิคการผสมพันธุ์ การปรับปรุงพันธุ์พืชรวมถึงเทคนิคต่างๆ เช่น การคัดเลือกพืชที่มีลักษณะที่พึงประสงค์การผสมเกสรตัวเองและการผสมเกสรข้ามต้นและเทคนิคทางโมเลกุลที่ปรับเปลี่ยนพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิต^{[ 183 ]}

การปรับปรุงพันธุ์พืชตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมาได้เพิ่มผลผลิต ปรับปรุงความต้านทานต่อโรคและความทนทานต่อภัยแล้งทำให้การเก็บเกี่ยวสะดวกขึ้น และปรับปรุงรสชาติและคุณค่าทางโภชนาการของพืชผล การคัดเลือกและการผสมพันธุ์อย่างระมัดระวังมีผลอย่างมากต่อลักษณะของพืชผล การคัดเลือกและการผสมพันธุ์พืชในช่วงทศวรรษ 1920 และ 1930 ได้ปรับปรุงทุ่งหญ้า (หญ้าและโคลเวอร์) ในนิวซีแลนด์ ความพยายามอย่างกว้างขวางในการเหนี่ยวนำการกลายพันธุ์ด้วยรังสีเอ็กซ์และรังสีอัลตราไวโอเลต (เช่น วิศวกรรมพันธุกรรมแบบดั้งเดิม) ในช่วงทศวรรษ 1950 ได้ผลิตพันธุ์ธัญพืชเชิงพาณิชย์สมัยใหม่ เช่น ข้าวสาลี ข้าวโพด และข้าวบาร์เลย์^{[ 184 ] [ 185 ]}

การปฏิวัติเขียว ทำให้ การผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมเป็นที่นิยมเพื่อเพิ่มผลผลิตอย่างรวดเร็วโดยการสร้าง "พันธุ์ที่ให้ผลผลิตสูง" ตัวอย่างเช่น ผลผลิตข้าวโพดเฉลี่ยในสหรัฐอเมริกาเพิ่มขึ้นจากประมาณ 2.5 ตันต่อเฮกตาร์ (40 บุชเชลต่อเอเคอร์) ในปี 1900 เป็นประมาณ 9.4 ตันต่อเฮกตาร์ (150 บุชเชลต่อเอเคอร์) ในปี 2001 ในทำนองเดียวกัน ผลผลิตข้าวสาลีเฉลี่ยทั่วโลกเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่า 1 ตันต่อเฮกตาร์ในปี 1900 เป็นมากกว่า 2.5 ตันต่อเฮกตาร์ในปี 1990 ผลผลิตข้าวสาลีเฉลี่ยในอเมริกาใต้ประมาณ 2 ตันต่อเฮกตาร์ ในแอฟริกาน้อยกว่า 1 ตันต่อเฮกตาร์ และในอียิปต์และอาระเบียสูงถึง 3.5 ถึง 4 ตันต่อเฮกตาร์เมื่อมีการชลประทาน ในทางตรงกันข้าม ผลผลิตข้าวสาลีเฉลี่ยในประเทศต่างๆ เช่น ฝรั่งเศส สูงกว่า 8 ตันต่อเฮกตาร์ ความผันแปรของผลผลิตส่วนใหญ่เกิดจากความผันแปรของสภาพภูมิอากาศ พันธุกรรม และระดับของเทคนิคการทำฟาร์มแบบเข้มข้น (การใช้ปุ๋ย การควบคุมศัตรูพืชด้วยสารเคมี และการควบคุมการเจริญเติบโตเพื่อป้องกันการล้ม) ^{[ 186 ] [ 187 ] [ 188 ]}

การลงทุนในนวัตกรรมทางการเกษตรเป็นการลงทุนระยะยาว เนื่องจากต้องใช้เวลาในการวิจัยเพื่อนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ และต้องปรับเทคโนโลยีให้ตรงกับความต้องการของหลายภูมิภาค รวมถึงต้องเป็นไปตามแนวทางของประเทศก่อนที่จะนำไปใช้และปลูกในแปลงของเกษตรกร ตัวอย่างเช่น ต้องใช้เวลาอย่างน้อย 60 ปีนับตั้งแต่มีการนำ เทคโนโลยี ข้าวโพดลูกผสมมาใช้ จนกระทั่งมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย^{[ 189 ] [ 190 ]}

นวัตกรรมทางการเกษตรที่พัฒนาขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาการเกษตรเฉพาะของภูมิภาคหนึ่งนั้น ไม่สามารถถ่ายทอดและนำไปใช้ในภูมิภาคอื่นที่มีสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาการเกษตรที่แตกต่างกันได้ง่ายๆ ในทางกลับกัน นวัตกรรมนั้นจะต้องได้รับการปรับให้เข้ากับสภาพเฉพาะของภูมิภาคอื่นนั้น และต้องเคารพ ความหลากหลาย ทางชีวภาพและข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและแนวทางปฏิบัติของภูมิภาคนั้นด้วย การปรับตัวดังกล่าวสามารถเห็นได้จากจำนวนพันธุ์พืชที่ได้รับการคุ้มครองภายใต้เครื่องมือคุ้มครองพันธุ์พืชที่บริหารจัดการโดยสหภาพระหว่างประเทศเพื่อการคุ้มครองพันธุ์พืชใหม่ (UPOV) ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ^{[ 189 ]}

สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMO) คือสิ่งมีชีวิตที่มี วัสดุ พันธุกรรมถูกเปลี่ยนแปลงโดยเทคนิคทางวิศวกรรมพันธุกรรม ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าเทคโนโลยีดีเอ็นเอลูกผสมวิศวกรรมพันธุกรรมได้ขยายยีนที่มีให้แก่นักปรับปรุงพันธุ์เพื่อใช้ในการสร้างเชื้อพันธุ์ที่ต้องการสำหรับพืชผลใหม่ ความทนทานที่เพิ่มขึ้น ปริมาณสารอาหาร ความต้านทานต่อแมลงและไวรัส และความทนทานต่อสารกำจัดวัชพืช เป็นคุณลักษณะบางประการที่ได้รับการพัฒนาในพืชผลผ่านทางวิศวกรรมพันธุกรรม^{[ 191 ]}สำหรับบางคน พืชผล GMO ก่อให้เกิด ความกังวลเกี่ยวกับ ความปลอดภัยของอาหารและการติดฉลากอาหารหลายประเทศได้กำหนดข้อจำกัดในการผลิต นำเข้า หรือการใช้พืชผลและอาหาร GMO ^{[ 192 ]}พิธีสารความปลอดภัยทางชีวภาพซึ่งเป็นสนธิสัญญาระหว่างประเทศ ควบคุมการค้า GMO มีการอภิปรายอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการติดฉลากอาหารที่ทำจาก GMO และสหภาพยุโรปมีข้อกำหนดการติดฉลากอาหาร GMO ตั้งแต่ปี 1997 ^{[ 193 ] [ 194 ]}ณ ปี 2022 สหรัฐอเมริกากำหนดให้ต้องติดฉลากอาหารที่มีส่วนผสมของ GMO ด้วยเช่นกัน^{[ 195 ] [ 196 ]}

เมล็ดพันธุ์ต้านทานสารกำจัดวัชพืชมียีนที่ถูกฝังอยู่ในจีโนม ซึ่งช่วยให้พืชทนต่อการสัมผัสกับสารกำจัดวัชพืช รวมถึงไกลโฟเสตเมล็ดพันธุ์เหล่านี้ช่วยให้เกษตรกรสามารถปลูกพืชที่สามารถฉีดพ่นด้วยสารกำจัดวัชพืชเพื่อควบคุมวัชพืชได้โดยไม่เป็นอันตรายต่อพืชที่ต้านทาน สารกำจัดวัชพืชที่ทนต่อสารกำจัดวัชพืชถูกใช้โดยเกษตรกรทั่วโลก^{[ 197 ]}การใช้พืชที่ทนต่อสารกำจัดวัชพืชเพิ่มมากขึ้น ทำให้มีการใช้สารกำจัดวัชพืชที่มีไกลโฟเสตเป็นส่วนประกอบเพิ่มมากขึ้น ในบางพื้นที่ วัชพืชที่ต้านทานไกลโฟเสตได้พัฒนาขึ้น ทำให้เกษตรกรต้องเปลี่ยนไปใช้สารกำจัดวัชพืชชนิดอื่น^{[ 198 ] [ 199 ]}การศึกษาบางชิ้นยังเชื่อมโยงการใช้ไกลโฟเสตอย่างแพร่หลายกับภาวะขาดธาตุเหล็กในพืชบางชนิด ซึ่งเป็นปัญหาทั้งในด้านการผลิตพืชและคุณภาพทางโภชนาการ โดยอาจมีผลกระทบทางเศรษฐกิจและสุขภาพ^{[ 200 ]}

พืช GMO อื่นๆ ที่เกษตรกรใช้ ได้แก่ พืชต้านทานแมลง ซึ่งมียีนจากแบคทีเรียในดินBacillus thuringiensis (Bt) ที่ผลิตสารพิษเฉพาะต่อแมลง พืชเหล่านี้ต้านทานความเสียหายจากแมลงได้^{[ 201 ]}บางคนเชื่อว่าลักษณะต้านทานศัตรูพืชที่คล้ายคลึงกันหรือดีกว่านั้นสามารถได้รับผ่านการผสมพันธุ์แบบดั้งเดิม และความต้านทานต่อศัตรูพืชต่างๆ สามารถได้รับผ่านการผสมข้ามพันธุ์หรือการผสมเกสรข้ามสายพันธุ์กับสายพันธุ์ป่า ในบางกรณี สายพันธุ์ป่าเป็นแหล่งหลักของลักษณะต้านทาน บางพันธุ์มะเขือเทศที่ได้รับความต้านทานต่อโรคอย่างน้อย 19 ชนิด ได้รับมาจากการผสมข้ามสายพันธุ์กับประชากรมะเขือเทศป่า^{[ 202 ]}

การเกษตรเป็นทั้งสาเหตุของการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อมและมีความอ่อนไหวต่อการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม เช่นการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพการกลายเป็นทะเลทรายการเสื่อมโทรมของดินและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศซึ่งทำให้ผลผลิตพืชผลลดลง^{[ 203 ]}การเกษตรเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่สุดที่ก่อให้เกิดแรงกดดันต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงถิ่นที่อยู่ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การใช้น้ำ และการปล่อยสารพิษ การเกษตรเป็นแหล่งหลักของสารพิษที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม รวมถึงยาฆ่าแมลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งยาฆ่าแมลงที่ใช้กับฝ้าย^{[ 204 ] [ 205 ]}รายงานเศรษฐกิจสีเขียวของ UNEP ปี 2011 ระบุว่า การดำเนินงานทางการเกษตรก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกิจกรรมของมนุษย์ทั่วโลกประมาณ 13 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งรวมถึงก๊าซจากการใช้ปุ๋ยอนินทรีย์ สารกำจัดศัตรูพืชทางเคมีเกษตร และสารกำจัดวัชพืช ตลอดจนการใช้พลังงานจากเชื้อเพลิงฟอสซิล^{[ 206 ]}

การเกษตรก่อให้เกิดต้นทุนภายนอกหลายประการต่อสังคมผ่านผลกระทบต่างๆ เช่น ความเสียหายจากสารกำจัดศัตรูพืชต่อธรรมชาติ (โดยเฉพาะสารกำจัดวัชพืชและยาฆ่าแมลง) การไหลบ่าของสารอาหาร การใช้น้ำมากเกินไป และการสูญเสียสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ การประเมินการเกษตรในสหราชอาณาจักรในปี 2000 พบว่าต้นทุนภายนอกรวมในปี 1996 อยู่ที่ 2,343  ล้านปอนด์ หรือ 208 ปอนด์ต่อเฮกตาร์^{[ 207 ]}การวิเคราะห์ต้นทุนเหล่านี้ในสหรัฐอเมริกาในปี 2005 สรุปว่าพื้นที่เพาะปลูกก่อให้เกิดต้นทุนประมาณ 5 ถึง 16  พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (30 ถึง 96 ดอลลาร์สหรัฐต่อเฮกตาร์) ในขณะที่การผลิตปศุสัตว์ก่อให้เกิดต้นทุน 714  ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 208 ]}ทั้งสองการศึกษาซึ่งมุ่งเน้นเฉพาะผลกระทบทางการคลัง สรุปว่าควรดำเนินการเพิ่มเติมเพื่อรวมต้นทุนภายนอกเข้าไว้ด้วย ทั้งสองการศึกษาไม่ได้รวมเงินอุดหนุนไว้ในการวิเคราะห์ แต่ได้ระบุว่าเงินอุดหนุนก็มีอิทธิพลต่อต้นทุนของการเกษตรต่อสังคมเช่นกัน^{[ 207 ] [ 208 ]}

การเกษตรมุ่งหวังที่จะเพิ่มผลผลิตและลดต้นทุน โดยมักใช้มาตรการที่ลดความหลากหลายทางชีวภาพลงอย่างมาก ผลผลิตจะเพิ่มขึ้นด้วยปัจจัยนำเข้า เช่น ปุ๋ย และการกำจัดเชื้อโรค สัตว์ผู้ล่า และคู่แข่ง (เช่น วัชพืช) ต้นทุนจะลดลงเมื่อขนาดของหน่วยฟาร์มเพิ่มขึ้น เช่น การขยายพื้นที่เพาะปลูก ซึ่งหมายถึงการกำจัดพุ่มไม้คูน้ำ และพื้นที่อยู่อาศัยอื่นๆ สารกำจัดศัตรูพืชจะฆ่าแมลง พืช และเชื้อรา ผลผลิตที่มีประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อเกิดการสูญเสียในฟาร์ม ซึ่งอาจเกิดจากวิธีปฏิบัติที่ไม่ดีในการผลิตระหว่างการเก็บเกี่ยว การจัดการ และการเก็บรักษา^{[ 209 ]}

ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแสดงให้เห็นว่าการวิจัยเกี่ยวกับศัตรูพืชและโรคที่ไม่ส่งผลกระทบต่อพื้นที่โดยทั่วไปนั้นมีความสำคัญ ในปี 2021 เกษตรกรค้นพบโรคสนิมลำต้นในข้าวสาลีใน พื้นที่ แชมเปญของฝรั่งเศส ซึ่งเป็นโรคที่เคยเกิดขึ้นเฉพาะในโมร็อกโกเป็นเวลา 20 ถึง 30 ปีเท่านั้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แมลงที่เคยตายไปในช่วงฤดูหนาวกลับมีชีวิตและแพร่พันธุ์มากขึ้น^{[ 210 ] [ 211 ]}

เฮนนิง สไตน์เฟลด์ เจ้าหน้าที่อาวุโสของสหประชาชาติกล่าวว่า "ปศุสัตว์เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงที่สุดในปัจจุบัน" ^{[ 212 ]}การผลิตปศุสัตว์ใช้พื้นที่ 70% ของพื้นที่ทั้งหมดที่ใช้ในการเกษตร หรือ 30% ของพื้นผิวโลก เป็นหนึ่งในแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจก ที่ใหญ่ที่สุด คิดเป็น 18% ของ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกเมื่อวัดเป็นเทียบเท่า CO2 เปรียบเทียบกันแล้ว การขนส่งทั้งหมดปล่อย CO2 เพียง 13.5% การเปรียบเทียบนี้ต่อมาพบว่าเป็นการเปรียบเทียบที่ไม่เหมาะสม^{[ 213 ]} ) ปศุสัตว์ก่อให้เกิด ไนตรัสออกไซด์ที่เกี่ยวข้องกับมนุษย์ 65% (ซึ่งมี ศักยภาพในการทำให้โลกร้อนมากกว่า CO2 296 เท่า) และมีเทน ที่เกิดจากมนุษย์ 37% (ซึ่งทำให้โลกร้อนมากกว่า CO2 ถึง 23 เท่านอกจากนี้ยังก่อให้เกิดการปล่อยแอมโมเนีย 64% การขยายตัวของปศุสัตว์ถูกอ้างถึงว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการตัดไม้ทำลายป่าในลุ่มน้ำอเมซอนพื้นที่ป่าเดิม 70% ถูกใช้เป็นทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ และส่วนที่เหลือใช้สำหรับปลูกพืชอาหารสัตว์^{[ 214 ]}การตัดไม้ทำลายป่าและการเสื่อมโทรมของที่ดินทำให้ปศุสัตว์เป็นสาเหตุของการลดลงของความหลากหลายทางชีวภาพ ปรากฏการณ์ที่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดีคือการรุกรานของพืชไม้ซึ่งเกิดจาก การกิน หญ้ามากเกินไปในทุ่งหญ้า^{[ 215 ]}นอกจากนี้โครงการสิ่งแวดล้อมแห่งสหประชาชาติ (UNEP) ระบุว่า " การปล่อยก๊าซมีเทนจากปศุสัตว์ทั่วโลกคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 60 เปอร์เซ็นต์ภายในปี 2030 ภายใต้แนวปฏิบัติและรูปแบบการบริโภคในปัจจุบัน" ^{[ 206 ]}

การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน การใช้ที่ดินเพื่อผลิตสินค้าและบริการ เป็นวิธีที่สำคัญที่สุดที่มนุษย์เปลี่ยนแปลงระบบนิเวศของโลก และเป็นแรงผลักดันที่ทำให้เกิดการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพประมาณการปริมาณที่ดินที่มนุษย์เปลี่ยนแปลงนั้นแตกต่างกันไปตั้งแต่ 39 ถึง 50% ^{[ 216 ]}มีการประมาณการว่า 24% ของพื้นที่ทั่วโลกประสบกับภาวะเสื่อมโทรมของที่ดิน ซึ่งเป็นการลดลงของการทำงานและผลผลิตของระบบนิเวศในระยะยาว โดยพื้นที่เพาะปลูกได้รับผลกระทบอย่างไม่สมส่วน^{[ 217 ]}การจัดการที่ดินเป็นปัจจัยขับเคลื่อนเบื้องหลังการเสื่อมโทรม ประชากร 1.5  พันล้านคนต้องพึ่งพาที่ดินที่เสื่อมโทรม การเสื่อมโทรมอาจเกิดขึ้นจากการตัดไม้ทำลายป่า การ กลายเป็นทะเลทรายการกัดเซาะดินการสูญเสียแร่ธาตุการเป็นกรดหรือการเค็ม^{[ 148 ]}ในปี 2021 พื้นที่เกษตรกรรมทั่วโลกมี 4.79 พันล้านเฮกตาร์ (ha) ลดลง 2 เปอร์เซ็นต์ หรือ 0.09 พันล้านเฮกตาร์ เมื่อเทียบกับปี 2000 ระหว่างปี 2000 ถึง 2021 ประมาณสองในสามของพื้นที่เกษตรกรรมถูกใช้สำหรับทุ่งหญ้าและทุ่งเลี้ยงสัตว์ถาวร (3.21 พันล้านเฮกตาร์ในปี 2021) ซึ่งลดลง 5 เปอร์เซ็นต์ (0.17 พันล้านเฮกตาร์) หนึ่งในสามของพื้นที่เกษตรกรรมทั้งหมดเป็นพื้นที่เพาะปลูก (1.58 พันล้านเฮกตาร์ในปี 2021) ซึ่งเพิ่มขึ้น 6 เปอร์เซ็นต์ (0.09 พันล้านเฮกตาร์) ^{[ 110 ]}ภายในสหรัฐอเมริกา การใช้ที่ดินเกษตรกรรมทั้งหมดคาดว่าอยู่ที่ 56% ^{[ 218 ]}และเมื่อรวมการเลี้ยงสัตว์แล้ว การเกษตรปศุสัตว์คิดเป็นประมาณ 80% ของพื้นที่เกษตรกรรม^{[ 219 ]}

ภาวะยูโทรฟิเคชันคือ การเพิ่มปริมาณสารอาหารมากเกินไปในระบบนิเวศทางน้ำส่งผลให้เกิดการเจริญเติบโตของสาหร่ายและภาวะขาดออกซิเจนนำไปสู่การตายของปลา การสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพและทำให้น้ำไม่เหมาะสำหรับการดื่มและการใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ การใส่ปุ๋ยและการใช้ปุ๋ยคอกมากเกินไปในพื้นที่เพาะปลูก รวมถึงความหนาแน่นของปศุสัตว์ที่สูง ทำให้เกิดการไหลบ่าและการชะล้าง ของสารอาหาร (ส่วนใหญ่เป็น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ) จากพื้นที่เกษตรกรรม สารอาหารเหล่านี้เป็นมลพิษที่ไม่ระบุแหล่งที่มาที่ สำคัญ ซึ่งก่อให้เกิดภาวะยูโทรฟิเคชันในระบบนิเวศทางน้ำและมลพิษในน้ำใต้ดิน ส่งผลเสียต่อประชากรมนุษย์^{[ 220 ]}ปุ๋ยยังลดความหลากหลายทางชีวภาพบนบกโดยการเพิ่มการแข่งขันเพื่อแสง ทำให้สายพันธุ์ที่สามารถได้รับประโยชน์จากสารอาหารที่เพิ่มเข้ามาได้รับประโยชน์^{[ 221 ]}

ในขณะเดียวกัน การเกษตรกำลังเผชิญกับความต้องการน้ำจืดที่เพิ่มขึ้นและความผิดปกติของปริมาณน้ำฝน (ภัยแล้ง น้ำท่วม และฝนตกหนักและเหตุการณ์สภาพอากาศรุนแรง) ในพื้นที่เพาะปลูกและทุ่งหญ้าที่อาศัย น้ำฝน ^{[ 166 ]}การเกษตรคิดเป็นร้อยละ 70 ของการใช้ทรัพยากรน้ำจืด^{[ 222 ] [ 223 ]}และคาดว่าร้อยละ 41 ของการใช้น้ำเพื่อการชลประทานทั่วโลกในปัจจุบันเกิดขึ้นโดยแลกกับความต้องการการไหลของน้ำเพื่อรักษาสิ่งแวดล้อม^{[ 166 ]}ในสหรัฐอเมริกา การเกษตรคิดเป็นประมาณร้อยละ 80 ของการบริโภคน้ำทั้งหมด โดยการเลี้ยงสัตว์คิดเป็นครึ่งหนึ่งของการบริโภคน้ำทางการเกษตร (ประมาณร้อยละ 40) ^{[ 224 ]}เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าแหล่งน้ำใต้ดินในพื้นที่ต่างๆ เช่น ทางตอนเหนือของจีนตอนบนของแม่น้ำคงคาและทางตะวันตกของสหรัฐอเมริกา กำลังลดลง และงานวิจัยใหม่ๆ ได้ขยายปัญหาเหล่านี้ไปยังแหล่งน้ำใต้ดินในอิหร่าน เม็กซิโก และซาอุดีอาระเบีย^{[ 225 ]}แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นต่อทรัพยากรน้ำจากภาคอุตสาหกรรมและเขตเมือง ส่งผลให้การขาดแคลนน้ำเพิ่มมากขึ้น และภาคเกษตรกรรมกำลังเผชิญกับความท้าทายในการผลิตอาหารให้มากขึ้นเพื่อรองรับประชากรโลกที่เพิ่มขึ้นด้วยทรัพยากรน้ำที่ลดลง^{[ 226 ]}แม้ว่าการใช้น้ำในภาคอุตสาหกรรมจะลดลงในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา และการใช้น้ำในเขตเทศบาลเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยตั้งแต่ปี 2010 แต่การใช้น้ำในภาคเกษตรกรรมยังคงเติบโตอย่างรวดเร็วอย่างต่อเนื่อง^{[ 166 ]} การใช้ น้ำในภาคเกษตรกรรมยังอาจก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ รวมถึงการทำลายพื้นที่ชุ่มน้ำตามธรรมชาติ การแพร่กระจายของโรคที่เกิดจากน้ำ และการเสื่อมโทรมของดินเนื่องจากดินเค็มและน้ำท่วมขัง เมื่อการชลประทานทำอย่างไม่ถูกต้อง^{[ 227 ]}

การใช้สารกำจัดศัตรูพืชเพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 1950 เป็น 2.5  ล้านตันต่อปีทั่วโลก แต่การสูญเสียพืชผลจากศัตรูพืชยังคงค่อนข้างคงที่^{[ 228 ]}องค์การอนามัยโลกประเมินในปี 1992 ว่ามีการได้รับพิษจากสารกำจัดศัตรูพืช 3 ล้านรายต่อปี ทำให้มีผู้เสียชีวิต 220,000 ราย^{[ 229 ]}สารกำจัดศัตรูพืชทำให้เกิดการคัดเลือกความต้านทานต่อสารกำจัดศัตรูพืชในประชากรศัตรูพืช นำไปสู่สภาวะที่เรียกว่า "วงจรการใช้สารกำจัดศัตรูพืช" ซึ่งความต้านทานของศัตรูพืชทำให้ต้องมีการพัฒนาสารกำจัดศัตรูพืชชนิดใหม่^{[ 230 ]}

ข้อโต้แย้งทางเลือกอีกประการหนึ่งคือ วิธีที่จะ "รักษาสิ่งแวดล้อม" และป้องกันความอดอยากคือการใช้ยาฆ่าแมลงและการทำฟาร์มแบบเข้มข้นที่ให้ผลผลิตสูง ซึ่งเป็นมุมมองที่ยกตัวอย่างได้จากคำกล่าวในหัวข้อเว็บไซต์ของศูนย์ประเด็นอาหารโลกที่ว่า: 'การปลูกพืชให้มากขึ้นต่อไร่จะทำให้มีพื้นที่เหลือสำหรับธรรมชาติมากขึ้น' ^{[ 231 ] [ 232 ]}อย่างไรก็ตาม นักวิจารณ์โต้แย้งว่าการแลกเปลี่ยนระหว่างสิ่งแวดล้อมและความต้องการอาหารนั้นไม่ใช่สิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้^{[ 233 ]}และยาฆ่าแมลงสามารถทดแทนวิธีการทางการเกษตรที่ดีได้เช่น การหมุนเวียนพืช^{[ 230 ]} เทคนิค การจัดการศัตรูพืชทางการเกษตรแบบผลัก-ดึงเกี่ยวข้องกับการปลูกพืชแซม การใช้กลิ่นของพืชเพื่อขับไล่ศัตรูพืชออกจากพืชผล (ผลัก) และล่อพวกมันไปยังสถานที่ที่สามารถกำจัดออกไปได้ (ดึง) ^{[ 234 ]}

การเกษตรมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศผ่านการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและการเปลี่ยนพื้นที่ที่ไม่ใช่พื้นที่เกษตรกรรม เช่นป่าไม้ให้เป็นพื้นที่เกษตรกรรม^{[ 235 ]}ภาคเกษตรกรรม ป่าไม้ และการใช้ที่ดินมีส่วนทำให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกระหว่าง 13% ถึง 21% ^{[ 236 ]}การปล่อยไนตรัสออกไซด์และมีเทนคิดเป็นมากกว่าครึ่งหนึ่งของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมดจากภาคเกษตรกรรม^{[ 237 ]}การเลี้ยงสัตว์เป็นแหล่งปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญ^{[ 238 ]}

ประมาณ 57% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกจากการผลิตอาหารมาจากการผลิตอาหารที่มาจากสัตว์ ในขณะที่อาหารที่มาจากพืชมีส่วนร่วม 29% และอีก 14% ที่เหลือเป็นการใช้ประโยชน์อื่นๆ^{[ 239 ]}การจัดการที่ดินทำกินและการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินคิดเป็นสัดส่วนหลักของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั้งหมด (38% และ 29% ตามลำดับ) ในขณะที่ข้าวและเนื้อวัวเป็นสินค้าโภคภัณฑ์ที่มาจากพืชและสัตว์ที่มีส่วนร่วมมากที่สุด (12% และ 25% ตามลำดับ) ^{[ 239 ]}เอเชียใต้และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และอเมริกาใต้เป็นผู้ปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากการผลิตมากที่สุด^{[ 239 ]}

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้พืชผลทางการเกษตรจำนวนมากตกอยู่ในอันตรายแล้วที่อุณหภูมิสูงขึ้น 1.5 องศาเซลเซียส ในขณะที่ในอเมริกาเหนือ ยุโรป และเอเชียกลาง สัดส่วนของพืชผลที่เสี่ยงต่อการสูญพันธุ์นั้นค่อนข้างน้อยที่ระดับอุณหภูมิสูงขึ้นนี้ แต่ใน ภูมิภาค ตะวันออกกลางและแอฟริกาเหนือตัวอย่างเช่น พื้นที่เพาะปลูกเกือบ 50% ตกอยู่ในอันตราย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอีก ความเสี่ยงก็จะเพิ่มขึ้นในทุกภูมิภาค บางภูมิภาคเสี่ยงมากขึ้น บางภูมิภาคเสี่ยงน้อยลง ทั่วโลก พื้นที่เพาะปลูกในเขตภูมิอากาศที่ปลอดภัยจะลดลงสำหรับพืชผลหลักทุกกลุ่มเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเกิน 1.5 องศาเซลเซียส^{[ 240 ] [ 241 ]}

วิธีการทำฟาร์มในปัจจุบันส่งผลให้ทรัพยากรน้ำถูกใช้จนเกินกำลัง การกัดเซาะดินในระดับสูง และความอุดมสมบูรณ์ของดินลดลง ไม่มีน้ำเพียงพอที่จะทำการเกษตรต่อไปโดยใช้วิธีการปัจจุบัน ดังนั้นจึงต้องพิจารณาใหม่ว่าควรใช้ทรัพยากรน้ำ ที่ดิน และระบบนิเวศ อย่างไร เพื่อเพิ่มผลผลิตพืชผล ทางออกหนึ่งคือการให้คุณค่าแก่ระบบนิเวศ โดยตระหนักถึงความสมดุลระหว่างสิ่งแวดล้อมและการดำรงชีวิต และสร้างความสมดุลระหว่างสิทธิของผู้ใช้และผลประโยชน์ที่หลากหลาย^{[ 242 ]}ความไม่เท่าเทียมกันที่เกิดขึ้นเมื่อมีการนำมาตรการดังกล่าวมาใช้จะต้องได้รับการแก้ไข เช่น การจัดสรรน้ำใหม่จากคนจนไปสู่คนรวย การถางที่ดินเพื่อสร้างพื้นที่เพาะปลูกที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น หรือการอนุรักษ์ระบบพื้นที่ชุ่มน้ำที่จำกัดสิทธิในการจับปลา^{[ 243 ]}

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีช่วยให้เกษตรกรมีเครื่องมือและทรัพยากรในการทำการเกษตรอย่างยั่งยืนมากขึ้น^{[ 244 ]}เทคโนโลยีช่วยให้เกิดนวัตกรรม เช่นการไถพรวนแบบอนุรักษ์ ซึ่งเป็นกระบวนการทำการเกษตรที่ช่วยป้องกันการสูญเสียที่ดินจากการกัดเซาะ ลดมลพิษทางน้ำ และเพิ่มการกักเก็บคาร์บอน^{[ 245 ]}

ระบบอัตโนมัติทางการเกษตรสามารถช่วยแก้ไขปัญหาบางประการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และอำนวยความสะดวกในการปรับตัวได้^{[ 164 ]}ตัวอย่างเช่น การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติแบบดิจิทัล (เช่น ในเกษตรแม่นยำ) สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรในสภาวะที่ผู้ผลิตทางการเกษตรมีข้อจำกัดมากขึ้น^{[ 164 ]}ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อนำไปใช้กับการตรวจจับและการเตือนภัยล่วงหน้า เทคโนโลยีเหล่านี้สามารถช่วยแก้ไขความไม่แน่นอนและความคาดเดาไม่ได้ของสภาพอากาศที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เร่งตัวขึ้นได้^{[ 164 ]}

แนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืนอื่นๆ ที่เป็นไปได้ ได้แก่การเกษตรแบบอนุรักษ์วนเกษตร การเลี้ยงสัตว์แบบปรับปรุงการหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนทุ่งหญ้า และไบโอชาร์ [ ^{246 ] [ 247 ] แนวทาง}การทำฟาร์มแบบปลูกพืชชนิดเดียวในปัจจุบันในสหรัฐอเมริกาขัดขวางการนำแนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืนมาใช้อย่างแพร่หลาย เช่น การหมุนเวียนพืช 2-3 ชนิดที่รวมหญ้าหรือฟางเข้ากับพืชประจำปี เว้นแต่เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเชิงลบ เช่น การกักเก็บคาร์บอนในดิน จะกลายเป็นนโยบาย^{[ 248 ]}

ความต้องการอาหารของประชากรโลกที่คาดการณ์ไว้ตามการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบัน สามารถตอบสนองได้ด้วยการปรับปรุงวิธีการทางการเกษตร การขยายพื้นที่เกษตรกรรม และทัศนคติของผู้บริโภคที่มุ่งเน้นความยั่งยืน^{[ 249 ]}

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1940 ผลผลิตทางการเกษตรเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากการใช้เครื่องจักรกลที่ใช้พลังงานสูง ปุ๋ย และยาฆ่าแมลงเพิ่มมากขึ้น พลังงานส่วนใหญ่มาจากแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิล^{[ 250 ]}ระหว่างทศวรรษ 1960 ถึง 1980 การปฏิวัติเขียวได้เปลี่ยนแปลงการเกษตรทั่วโลก โดยผลผลิตธัญพืชทั่วโลกเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (ระหว่าง 70% ถึง 390% สำหรับข้าวสาลี และ 60% ถึง 150% สำหรับข้าว ขึ้นอยู่กับพื้นที่ทางภูมิศาสตร์) ^{[ 251 ]}เนื่องจากประชากรโลกเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า การพึ่งพาปิโตรเคมี อย่างหนัก ทำให้เกิดความกังวลว่าการขาดแคลนน้ำมันอาจทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและลดผลผลิตทางการเกษตร^{[ 252 ]}

การเกษตรอุตสาหกรรมพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลในสองวิธีหลัก ได้แก่ การบริโภคโดยตรงในฟาร์มและการผลิตปัจจัยการผลิตที่ใช้ในฟาร์ม การบริโภคโดยตรงรวมถึงการใช้น้ำมันหล่อลื่นและเชื้อเพลิงในการใช้งานยานพาหนะและเครื่องจักรในฟาร์ม^{[ 252 ]}

การบริโภคทางอ้อมรวมถึงการผลิตปุ๋ย สารกำจัดศัตรูพืช และเครื่องจักรทางการเกษตร^{[ 252 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การผลิตปุ๋ยไนโตรเจนอาจคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของการใช้พลังงานทางการเกษตร^{[ 253 ]}การบริโภคโดยตรงและทางอ้อมของฟาร์มในสหรัฐอเมริการวมกันคิดเป็นประมาณ 2% ของการใช้พลังงานของประเทศ การบริโภคพลังงานโดยตรงและทางอ้อมของฟาร์มในสหรัฐอเมริกาถึงจุดสูงสุดในปี 1979 และลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปตั้งแต่นั้นมา^{[ 252 ]}ระบบอาหารไม่ได้ครอบคลุมเฉพาะการเกษตรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแปรรูปนอกฟาร์ม การบรรจุ การขนส่ง การตลาด การบริโภค และการกำจัดอาหารและสิ่งของที่เกี่ยวข้องกับอาหาร การเกษตรคิดเป็นสัดส่วนน้อยกว่าหนึ่งในห้าของการใช้พลังงานในระบบอาหารในสหรัฐอเมริกา^{[ 254 ] [ 255 ]}

ผลิตภัณฑ์พลาสติกถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในภาคเกษตรกรรม รวมถึงการเพิ่มผลผลิตพืชผลและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้น้ำและสารเคมีทางการเกษตร ผลิตภัณฑ์ "พลาสติกทางการเกษตร" ได้แก่ ฟิล์มสำหรับคลุมเรือนกระจกและอุโมงค์ วัสดุคลุมดิน (เช่น เพื่อยับยั้งวัชพืชอนุรักษ์น้ำเพิ่มอุณหภูมิของดิน และช่วยในการใส่ปุ๋ย) ผ้าบังแดด ภาชนะบรรจุยาฆ่าแมลง ถาดเพาะต้นกล้า ตาข่ายป้องกัน และท่อชลประทาน โพลิเมอร์ที่ใช้กันทั่วไปในผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ได้แก่ โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LPDE) โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำเชิงเส้น (LLDPE) โพลีโพรพีลีน (PP) และโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ^{[ 256 ]}

ปริมาณพลาสติกทั้งหมดที่ใช้ในการเกษตรนั้นยากที่จะระบุปริมาณได้ งานวิจัยในปี 2012 รายงานว่า มีการบริโภคทั่วโลกเกือบ 6.5 ล้านตันต่อปี ในขณะที่งานวิจัยในภายหลังประเมินว่าความต้องการทั่วโลกในปี 2015 อยู่ระหว่าง 7.3  ล้านถึง 9 ล้านตัน การใช้พลาสติกคลุมดิน อย่างแพร่หลาย และการขาดการเก็บรวบรวมและการจัดการอย่างเป็นระบบได้นำไปสู่การเกิดเศษพลาสติกคลุมดินจำนวนมาก การผุกร่อนและการเสื่อมสภาพในที่สุดทำให้พลาสติกคลุมดินแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย เศษพลาสติกเหล่านี้และชิ้นส่วนพลาสติกขนาดใหญ่สะสมอยู่ในดิน มีการวัดปริมาณเศษพลาสติกคลุมดิน ในดินชั้นบนได้ในระดับ 50 ถึง 260 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์ในพื้นที่ที่มีการใช้พลาสติกคลุมดินมานานกว่า 10 ปี ซึ่งยืนยันว่าการคลุมดินเป็นแหล่งสำคัญของการปนเปื้อนของไมโครพลาสติกและมาโครพลาสติกในดิน^{[ 256 ]}

พลาสติกทางการเกษตร โดยเฉพาะฟิล์มพลาสติกนั้น รีไซเคิลได้ยากเนื่องจากมีการปนเปื้อนสูง (สูงถึง 40-50% โดยน้ำหนัก จากยาฆ่าแมลง ปุ๋ย ดิน เศษซากพืช พืชที่ชื้น น้ำคั้นจากอาหารสัตว์ และสารกันรังสียูวี) และยากต่อการเก็บรวบรวม ดังนั้นจึงมักถูกฝังหรือทิ้งไว้ในทุ่งนาและแหล่งน้ำ หรือเผา การกำจัดแบบนี้ทำให้ดินเสื่อมโทรมและอาจส่งผลให้ดินปนเปื้อนและไมโครพลาสติก รั่วไหล ลงสู่สิ่งแวดล้อมทางทะเลอันเป็นผลมาจากน้ำฝนที่ไหลบ่าและน้ำขึ้นน้ำลง นอกจากนี้ สารเติมแต่งในฟิล์มพลาสติกที่เหลืออยู่ (เช่น สารกันรังสียูวีและสารกันความร้อน) อาจส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของพืช โครงสร้างของดิน การลำเลียงสารอาหาร และระดับความเค็ม มีความเสี่ยงที่พลาสติกคลุมดินจะทำให้คุณภาพดิน เสื่อมโทรม ลดปริมาณอินทรียวัตถุในดิน เพิ่มความไม่ชอบน้ำของดิน และปล่อยก๊าซเรือนกระจก ไมโครพลาสติกที่ปล่อยออกมาจากการแตกตัวของพลาสติกทางการเกษตรสามารถดูดซับและสะสมสารปนเปื้อนที่สามารถส่งต่อขึ้นไปตามห่วงโซ่อาหารได้^{[ 256 ]}

เศรษฐศาสตร์การเกษตรคือเศรษฐศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับ “การผลิต การจำหน่าย และการบริโภคสินค้าและบริการ [ทางการเกษตร]” ^{[ 258 ]}การผสมผสานการผลิตทางการเกษตรเข้ากับทฤษฎีทั่วไปของการตลาดและธุรกิจในฐานะสาขาวิชาเริ่มขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1800 และเติบโตอย่างมีนัยสำคัญตลอดศตวรรษที่ 20 ^{[ 259 ]}แม้ว่าการศึกษาเศรษฐศาสตร์การเกษตรจะค่อนข้างใหม่ แต่แนวโน้มสำคัญในด้านการเกษตรได้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อเศรษฐกิจระดับชาติและระดับนานาชาติตลอดประวัติศาสตร์ ตั้งแต่เกษตรกรผู้เช่าที่ดินและการแบ่งปันผลผลิตในภาคใต้ของสหรัฐอเมริกาหลัง^{สงครามกลางเมืองอเมริกา [ 260 ] ไปจนถึงระบบศักดินาของยุโรป [} 261 ] ^{ในสหรัฐอเมริกาและ}ที่อื่นๆต้นทุนอาหาร^{ที่เกี่ยวข้อง}กับการแปรรูปอาหารการจำหน่าย และการตลาดทางการเกษตรซึ่งบางครั้งเรียกว่าห่วงโซ่คุณค่าได้เพิ่มสูงขึ้น ในขณะที่ต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการทำฟาร์มลดลง นี่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพที่มากขึ้นของการทำฟาร์ม ควบคู่ไปกับระดับการเพิ่มมูลค่า ที่เพิ่มขึ้น (เช่น ผลิตภัณฑ์แปรรูปขั้นสูงมากขึ้น) ที่จัดหาโดยห่วงโซ่อุปทานความเข้มข้นของตลาดในภาคส่วนนี้เพิ่มขึ้นเช่นกัน และแม้ว่าผลโดยรวมของความเข้มข้นของตลาดที่เพิ่มขึ้นมีแนวโน้มที่จะทำให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น แต่การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะกระจายส่วนเกินทางเศรษฐกิจจากผู้ผลิต (เกษตรกร) และผู้บริโภค และอาจมีผลกระทบเชิงลบต่อชุมชนชนบท^{[ 262 ]}

นโยบายของรัฐบาลระดับชาติ เช่น การเก็บภาษีเงินอุดหนุนภาษีศุลกากร และอื่นๆ สามารถเปลี่ยนแปลงตลาดเศรษฐกิจสำหรับผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรได้อย่างมีนัยสำคัญ^{[ 263 ]}อย่างน้อยตั้งแต่ทศวรรษ 1960 เป็นต้นมา การผสมผสานระหว่างข้อจำกัดทางการค้านโยบายอัตราแลกเปลี่ยนและเงินอุดหนุน ได้ส่งผลกระทบต่อเกษตรกรทั้งในประเทศกำลังพัฒนาและประเทศที่พัฒนาแล้ว ในทศวรรษ 1980 เกษตรกรที่ไม่ได้รับเงินอุดหนุนในประเทศกำลังพัฒนาประสบกับผลกระทบในทางลบจากนโยบายระดับชาติที่สร้างราคาสินค้าเกษตรในตลาดโลกให้ต่ำอย่างผิดปกติ ระหว่างกลางทศวรรษ 1980 ถึงต้นทศวรรษ 2000 ข้อตกลงระหว่างประเทศหลายฉบับได้จำกัดภาษีศุลกากร เงินอุดหนุน และข้อจำกัดทางการค้าอื่นๆ ทางการเกษตร^{[ 264 ]}

อย่างไรก็ตามณ ปี 2009ยังคงมีการบิดเบือนราคาสินค้าเกษตรทั่วโลกที่เกิดจากนโยบายอยู่เป็นจำนวนมาก สินค้าเกษตร 3 ชนิดที่มีการบิดเบือนทางการค้ามากที่สุด ได้แก่ น้ำตาล นม และข้าว ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการเก็บภาษี ในบรรดาพืชน้ำมันงามีการเก็บภาษีมากที่สุด แต่โดยรวมแล้ว ธัญพืชสำหรับเลี้ยงสัตว์และพืชน้ำมันมีการเก็บภาษีในระดับที่ต่ำกว่าผลิตภัณฑ์ปศุสัตว์มาก ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 การบิดเบือนที่เกิดจากนโยบายลดลงในกลุ่มผลิตภัณฑ์ปศุสัตว์มากกว่าพืชผลทางการเกษตรในระหว่างการปฏิรูปนโยบายเกษตรทั่วโลก^{[ 263 ]}แม้จะมีความก้าวหน้าดังกล่าว พืชผลบางชนิด เช่น ฝ้าย ยังคงได้รับการอุดหนุนในประเทศพัฒนาแล้ว ซึ่งทำให้ราคาสินค้าทั่วโลกลดลงอย่างไม่เป็นธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดความยากลำบากในประเทศกำลังพัฒนาที่มีเกษตรกรที่ไม่ได้รับการอุดหนุน^{[ 265 ]}สินค้าโภคภัณฑ์ที่ยังไม่ผ่านกระบวนการแปรรูป เช่น ข้าวโพด ถั่วเหลือง และปศุสัตว์ โดยทั่วไปจะถูกจัดเกรดเพื่อระบุคุณภาพ ซึ่งส่งผลต่อราคาที่ผู้ผลิตได้รับ โดยทั่วไปสินค้าโภคภัณฑ์จะถูกรายงานตามปริมาณการผลิต เช่น ปริมาตร จำนวน หรือน้ำหนัก^{[ 266 ]}

วิทยาศาสตร์การเกษตร เป็นสาขา ชีววิทยาแบบสหวิทยาการที่กว้างขวางซึ่งครอบคลุมส่วนต่างๆ ของวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำ วิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เศรษฐศาสตร์ และสังคมศาสตร์ที่ใช้ในการปฏิบัติและความเข้าใจด้านการเกษตร ครอบคลุมหัวข้อต่างๆ เช่น พืชไร่ การปรับปรุงพันธุ์พืชและพันธุศาสตร์โรคพืช การสร้างแบบจำลองพืช วิทยาศาสตร์ดินกีฏวิทยาเทคนิคการผลิตและการปรับปรุง การศึกษาศัตรูพืชและการจัดการ และการศึกษาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่พึงประสงค์ เช่น การเสื่อมโทรมของดินการจัดการของเสียและการบำบัดทางชีวภาพ^{[ 267 ] [ 268 ]}

การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ด้านการเกษตรเริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 18 เมื่อโยฮันน์ ฟรีดริช มาเยอร์ทำการทดลองเกี่ยวกับการใช้ยิปซัม ( แคลเซียมซัลเฟต ไฮเดรต ) เป็นปุ๋ย^{[ 269 ]}การวิจัยมีความเป็นระบบมากขึ้นเมื่อในปี 1843 จอห์น ลอว์สและเฮนรี กิลเบิร์ตเริ่มการทดลองภาคสนามด้านพืชไร่ระยะยาวที่สถานีวิจัยรอธัมสเตดในอังกฤษ การทดลองบางอย่าง เช่นการทดลองหญ้าพาร์ ค ยังคงดำเนินอยู่จนถึงปัจจุบัน^{[ 270 ] [ 271 ]}ในอเมริกาพระราชบัญญัติแฮทช์ปี 1887ให้ทุนสนับสนุนสิ่งที่เรียกว่า "วิทยาศาสตร์การเกษตร" เป็นครั้งแรก ซึ่งได้รับแรงผลักดันจากความสนใจของเกษตรกรในเรื่องปุ๋ย^{[ 272 ]}ในด้านกีฏวิทยาการเกษตร กระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกาเริ่มวิจัยการควบคุมทางชีวภาพในปี 1881 ได้ริเริ่มโครงการขนาดใหญ่ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2448 โดยค้นหาศัตรูตามธรรมชาติของผีเสื้อกลางคืนชนิด Spongy MothและBrown-tail Moth ในยุโรปและญี่ปุ่น และได้จัดตั้งปรสิต (เช่น ตัวต่อเดี่ยว) และผู้ล่าของศัตรูพืชทั้งสองชนิดในสหรัฐอเมริกา^{[ 273 ] [ 274 ] [ 275 ]}