21. Yüzyılda tarımın geleceğini ve evrileceği yönü anlayabilmek için yirminci Asrın son 2. Yarısındaki gelişmelere bakmak ve onları anlamak gerekir. Bu ikinci dönemde tarımdaki araştırmalar yavaş yavaş hücresel ve metabolizma temeline indirilerek araştırılmaya başlanmıştır Örneğin bitki patolojisinde patolojik fizyolojik çalışmalar 1950'den sonra başlamış hızla gelişmiştir. Bunun yanında bitki fizyolojisi ve metabolizması daha detaylı mol
eküler ve hücre organelleri bazında araştırmaya başlanmıştır. Ayrıca protein ve enzim paternleri kullanılarak canlılarda biyokimyasal tanılar geliştirilmiş ve bu zamanla DNA düzeyine indirilmiştir. Yirminci asrın sonuna doğru 1980'de moleküler biyolojinin gelişmesi sonucu 1990'da ilk defa genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) tarımda kullanılmaya başlanmıştır.

Böylece tarımda, bitkisel ve hayvansal organizmaların insan çıkarı doğrultusunda moleküler temelde değiştirilerek kullanılması yolu açılmıştır Bu nedenle günümüz tarımını anlayabilmek ve 21. Yüzyılda gideceği yönü tam manası ile görebilmek için artık canlıya moleküler düzeyde bakmanın ve o yönde neler yapılabileceğinin ortaya çıkarılması gerekmektedir. Nitekim 2000 yıllarının daha başında genetiği değiştirilmiş organizmalar yerine genetiği düzenlenmiş organizmalar yer almaya başlamıştır. Bu bakımdan tarımcılar olarak canlıyı atomdan başlamak suretiyle molekül, hücre organelleri, metabolizma yolları düzeyinde çok iyi anlamamız gerekmektedir. Bunun dışında tarım pratiklerin de ortaya çıkan gelişmeler önümüze yepyeni bir tarım ufuk açmaktadır.

Biyoteknoloji ve nesnelerin interneti kullanımı devreye girmeden önce 20. yüzyılda dünyamızda hızla artan nüfusu beslemek için tarımsal girdi ve uygulamaları konularında yoğun araştırmalar sonucu yeşil devrim yaratılmıştır.

Yeşil Devrim, 1940'lar ile 1970'lerin sonu arasında bir dizi araştırma, geliştirme ve teknoloji transferi sürecinin tanımıdır. Özellikle 1960'ların sonlarından itibaren, dünya çapında tarım üretimi artmıştır. Bir milyardan fazla insanı açlıktan kurtaran girişimler, pratikte hububatların hastalıklara dayanıklı, yüksek verim veren çeşitlerinin geliştirilmesi, sulama altyapısının genişletilmesi, yönetim tekniklerinin modernizasyonu, hibrit tohumların dağılımı, sentetik gübreler ve zirai mücadele ilaçların kullanımıyla ilgiliydi.

Sentetik azot, madenlerden çıkartılan fosfat kayası ile birlikte, pestisit (tarım ilaçları) ve mekanizasyon kullanımı, büyük ölçüde 20. yüzyılın başlarında üründe verimliliği artırmıştır. Artan yem ürünleri hayvancılıkta üretim artışına yol açmıştır. Ayrıca, küresel verim artışları 20. yüzyılda, pirinç, buğday ve mısır gibi temel gıda çeşitlerinde yüksek miktarda olması, Yeşil Devrim'in büyük başarısı olarak yaşandı.  Yeşil Devrim, (pestisitler ve sentetik azot dahil) agrokimyasal teknolojilerinin ürünlerini gelişmiş ülkelerden gelişmekte olan ülkelere ihraç etti. 20. Yüzyılın başında artan nüfusu beslemek ve giydirmek için tarım yapılan toprakların yetersiz olacağı görüş ve endişesi yeşil devrim teknolojileri ile aşılmıştır.

Ayni soru ve endişe bugünde insanoğlunun savaştığı konuların başında gelmektedir. FAO 2050 yılında dünya nüfusunun 10 milyara yaklaşacağı hesabıyla, dünya nüfusuna yeterli ve kaliteli gıdayı üretmenin plan ve girişimlerini yapmaktadır. Tarım, yeşil devrimi arkada bırakarak nesnelerin interneti (fiziksel nesnelerin birbirleriyle veya daha büyük sistemlerle bağlantılı olduğu iletişim ağıdır.) ve biyoteknolojinin sunduğu yeni teknolojilerle bu sorunu aşmanın çalışma alanı haline gelmiştir.

Burada özellikle bir konunun üzerinde durmak isterim. Yukarıda da görüldüğü gibi tarım sektörler içinde en yoğun teknoloji kullanan sektörlerin başında gelmektedir. Bilim ve teknolojinin dünyada önderliğini yapan ve bilimde gelişmiş olan ülkeler bunun bilincinde olup, politikaları ve çalışmalarını bu alanda yoğunlaştırmasına karşın, 2050 deki nüfus patlamasına en büyük katkıyı sağlayacak gelişmekte ve gelişmemiş ülkeler bu konuyu hiç dert edinmemekte ve gündemlerine dahi almamaktadırlar.

21. Asırda tarım ve gıdayı etkileyecek çok sayıda bilim dalı veya disiplini bulunmaktadır. Bunlardan önemli olan bazıları aşağıda gösterilmiştir:

·        Akıllı malzemeler

·        Robotlar

·        Özerk mikro-robotlar

·        Sensör teknolojisi

·        Bilgi teknolojisi

·        Biyoinformatik

·        Akıllı tarım

·        Yenilenebilir enerji

·        Biyo-arıtma ve biyoyakıtlar

·        Gen teknolojisi

·        Sentetik biyoloji

·        Protein kimyası

·        Gıda tasarımı

·        Su ürünleri yetiştiriciliği

·        Dikey tarım

·        Koruma teknolojisi

·        Ulaşım teknolojisi

·        İklim değişikliği

Yukarıdaki konuları incelediğimizde temel biyoloji dalları yanında, organik kimya, nesnelerin interneti, robot ve sensör mühendisliği, tarımsal yapılar, meteoroloji gibi çok değişik uzmanlık dallarının yer aldığı görülmektedir. Bir tarafta akıllı tarım uygulamaları ile tarım aletleri, akıllı malzemeler, sensörler ile geleneksel tarımın yeni uygulama tanımları yapılırken, diğer taraftan sentetik biyoloji gibi in vitro koşullarda üretim şekilleri planlanmaktadır. Bu nedenlerle 21. asrın tarımını uygulayabilmek için artık köylülük değil, interdisipliner alanda uzmanların geliştireceği tekniklerin eğitilmiş çiftçiler tarafından uygulanması gereği ortaya çıkmaktadır. Başaramasak, bugün gibi yarında bu teknolojileri geliştiren ülkelerin pazarı olmaya devam ederiz. En önemlisi insanoğlunun en büyük gereksinmesi olan gıda bakımından bu ülkelere bağımlı yaşamak zorunda kalırız.