农业未来的发展将呈现出多方面的趋势。
随着科技的不断进步，农业生产效率有望得到显著提升。一方面，农业机械化水平将进一步提高，更多智能机械设备将应用于农业生产环节，例如大型、高效的收割机、播种机等会更加普及化、智能化，它们不仅能减少人力投入，还能提高作业质量和速度，确保农作物及时播种和收获，提高土地利用率。另一方面，通过更好地应用生物技术，例如基因编辑技术，能够培育出更具抗病虫害能力、适应各种恶劣环境并且高产的作物品种，减少由于灾害天气、虫害等因素导致的产量损失，从根本上提高农业的产出能力而保障粮食安全，为全球不断增长的人口提供充足的食物来源。
农业产业结构将走向多元化、深度融合的趋势。从横向来看，种植业、畜牧业、渔业、林业等传统农业分类之间的协同发展将不断加强，例如在一些大型的农业园区，将实现种植和养殖的有机结合，形成循环农业体系，动物粪便作为肥料用于农作物种植，农作物的废弃物又可作为动物饲料，提高资源的循环利用率，减少浪费与污染。从纵向来看，农业将和第二、三产业深度融合，农业产业链不断延伸。农产品加工业会更加发达，把农产品进行深加工，开发出更多种类的高附加值产品，如从水果可以加工成果酱、果干、果汁，提高农产品的经济价值。同时，农业服务业，包括农业金融、农产品流通、农业技术推广等领域快速发展，为农业生产提供全方位的服务保障，农民除了从农产品生产中受益外，也将从其他农业相关产业中增加收入。
不同地区将依据自身的资源禀赋，发展特色农业并打造区域品牌。一些山区会发展特色林下经济，如种植野生菌、中药材等；沿海地区将利用海洋资源优势发展现代化渔业、海洋生态养殖等产业。区域品牌一旦建立，其影响力将辐射到更多市场，不仅有助于提高农产品的市场竞争力、增加农产品的附加值，还能带动当地农业经济的整体发展，例如五常大米因其独特的地理环境和优良的品质，成为国内著名的大米品牌，畅销全国并且在国际市场也开始崭露头角，提升了整个地区水稻种植业的形象和效益，也吸引更多投资者进入，带动整个产业链的发展和创新。
数字化与智能化将成为全球农业发展的核心方向之一。
全球范围内，农业物联网将为农业带来革命性的改变。通过在农田、养殖场等地部署传感器、监控设备，例如土壤湿度传感器、温度传感器、畜禽健康监测手环等，这些设备能够实时收集各种数据，如土壤水分含量、温度变化、作物生长状态以及牲畜健康状况等。然后，利用云平台对这些海量的数据进行存储、分析，农场主、养殖户以及农业企业管理者就可以依据数据分析结果做出科学决策，例如自动灌溉系统根据土壤湿度传感器传来的土壤水分数据判断是否需要进行灌溉，精确确定灌溉的量和时间，从而提高水的利用效率和作物产量；畜禽养殖场根据健康监测数据及时发现生病的动物并进行隔离治疗，避免疾病的大规模传播，减少损失。
大数据分析将在全球农业领域发挥巨大作用。农业生产活动会产生海量的数据，这些数据涉及作物品种、种植土壤条件、气候变化、农产品市场需求等多个方面。借助大数据技术，可以对这些庞大复杂的数据进行深度挖掘 分析。在精准农业方面，依据大数据分析得出的结果，农民能够精确地进行农业生产活动。例如，根据不同地块的土壤肥力状况、养分含量的分析结果，实行个性化施肥，精确调配肥料的用量和种类，从而在保证作物产量和品质的同时，减少化肥的过度使用造成的环境污染，提高资源利用效率。此外，利用大数据对农产品市场的消费趋势、价格波动等进行预测分析，农业企业可以提前调整生产计划，合理安排种植和养殖规模，获取更高的经济效益，降低市场风险。
全球的农业发展将越来越注重采用绿色生产方式。这意味着减少合成肥料和化学农药的使用量，以防止土壤受损、水体污染和生物多样性的减少。有机农业将不断发展推广，有机农场通过采用生物肥料（如堆肥、绿肥等）、生物防治（引入害虫天敌、使用微生物杀虫菌）等方式来维持土壤肥力和控制病虫害，生产出不含有害化学残留的绿色农产品，满足消费者对于健康、安全食品的需求。例如欧洲一些国家，有机农业已经发展得较为成熟，有机农产品在市场上所占的份额逐年增加，许多农场从传统农业向有机农业转型，取得了良好的经济和生态效益。
全球农业将更加注重保护生态系统并提高资源循环利用。对森林、湿地、草原等农业生态系统加以保护，增强生态系统服务功能，例如保护森林有助于维持气候稳定、保持水土、涵养水源，这些生态功能将对农业发展提供间接的支持。同时，在农业生产内部，资源循环利用的模式将不断创新和推广。如在一些现代农业园区，建立了完善的资源循环利用体系，种植作物产生的秸秆可用于制作生物质能源，畜禽粪便可以发酵产生沼气用于照明和取暖，沼渣、沼液又是优质的有机肥料，回用于农田，实现资源的高效利用，降低生产成本，减少对外部资源投入的依赖，提高农业的可持续性。
不同国家将在自身优势的农产品领域，例如特色、高端农产品培育方面继续深入挖掘，提升农产品品质和精细化程度，以获取高额附加值。比如荷兰的花卉产业，除了占全国农业38%的花卉产业外，荷兰在50%的畜牧业的发展上也走精细化道路，他们的花卉产品享誉全球。花卉种植中，无论是花卉的品种培育，从荷兰郁金香的众多独特品种可以看出；还是花卉的种植管理，通过调控温室的温湿度、光照、二氧化碳浓度等条件，确保花卉生长到最佳状态；以及花卉的采后处理、包装、营销等各个环节，都做到精细化、专业化，使得荷兰的花卉在国际市场上竞争力极强，价格高、销量大，成为典型的高端农业发展模式。同样，日本的农产品包装精致，注重消费者体验，不管是水果还是蔬菜都进行精细化包装，按个数分装或者密封包装，提升农产品整体档次，消费者既能买到新鲜的农产品，同时也愿意为精心包装产生的附加值买单 。
一些地区将集中力量在特定的高回报农产品领域重点突破，占领特定的高价值市场。比如，在一些山地国家或者地区，可以结合独特的气候条件和地理环境优势，发展高山茶叶（像斯里兰卡的锡兰红茶，依托其山地海拔优势、独特的地区气候等条件，生产出高品质的茶叶产品，在国际茶叶市场上具有独特的地位）等具有特定品质的农产品。而且在同一类农产品中，可以聚焦于某个特殊品种进行开发。例如，在橄榄油产业中，某些地区可能专门培育特定品种的橄榄树，生产超级优质初榨橄榄油，主要面向高端消费市场。
传感器与物联网技术是智慧农业的重要基础。现代农业中，部署在田间地头、温室车间、畜禽养殖场的各种传感器就像一个个敏锐的触角。例如土壤温度湿度传感器，能精确地实时采集土壤温湿度数据；光照强度传感器可测量太阳光或人造光的光照强度；气体传感器可检测二氧化碳、氨等气体浓度，这些传感器采集到的数据通过网络传输设备（如无线传感器网络）像信息的高速公路一样将数据传输到物联网平台。这一平台可对这些数据进行集中的管理与分析，农民或者农业经营者可以通过手机应用或者计算机终端随时查看数据，并且依据这些实时的数据进行精准的农事操作，如灌溉决策，当土壤湿度传感器检测到土壤湿度低于作物需求值时，就可以自动启动灌溉设备，进行适量的灌溉，确保作物生长水分条件时刻处于最佳状态；若是养殖环境中氨气浓度过高，系统可以通过通风设备自动调节养殖舍的空气质量，保证畜禽健康成长 。
大数据与人工智能技术为农业的智能化发展注入强大动力。通过收集农业生产中诸如气温、降雨、土壤性质、作物生长周期、病虫害情况以及农产品市场价格波动等海量数据，大数据技术对这些数据进行处理与分析，发现数据背后隐藏的规律与联系。人工智能可以进一步根据大数据分析的结果进行学习与预测。例如在作物病虫害防治方面，人工智能可以分析历年的病虫害发生数据、发病区域和当时的气候环境数据等多源数据，从而预测出未来某个地区、某个时间段内可能发生的病虫害种类、规模等信息。农民提前收到这些预测信息后，就可以及时采取有效的防治措施，如提前调整作物种植结构、提前进行预防性施药（采用生物农药或者环境友好型农药）等，减少病虫害带来的产量损失。在农业生产管理方面，可以对农场机械作业进行智能调度，依据不同地块的作业需求和机器设备的状态、位置等信息，合理安排收割机、播种机等农业机械的工作路线和作业任务，提高机械使用效率，降低能源消耗和作业成本。
精准农业技术结合多类高科技手段，实现农田的精细化管理。地理信息系统（GIS）提供强大的地图绘制和空间分析功能，例如通过对农田土壤类型、肥力分布的地理信息分析，能够绘制出详细的土壤肥力地图。全球卫星导航系统（GNSS）为农业机械的准确定位提供支持，比如自动驾驶的播种机、收割机等农业机械可以依据GNSS信号精准定位行驶路线，按照预设的作业宽度和方向进行耕种或收割，误差可控制在很小范围内。无人机则成为精准农业的“空中侦察兵”，可以快速飞越农田，利用搭载的多光谱摄像头或红外传感器对作物进行成像分析，获取作物生长状况、病虫害情况、水分亏缺等信息，这些信息及时反馈给农场管理者，以便他们快速准确地制定应对措施，如进行局部施肥、精准喷药等精准农事操作，避免传统大面积平均施肥、喷药造成的资源浪费和环境污染的问题，提高农业资源利用效率和农产品产量、品质。
植物组织培养技术在未来农业中有广阔的应用前景。植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对植物的原生质体、细胞、组织或器官进行培养诱导产生愈伤组织、丛芽或完整植株的技术。这项技术在作物快繁中有极大优势，有些珍稀植物或者优良作物品种繁殖速度慢或者难以繁殖，但通过组织培养技术，可以用少量的外植体（如植物茎尖、芽尖等）在短时间内繁殖出大量的试管苗，用于大规模种植生产。例如兰花，很多珍惜品种自然繁殖率极低，但借助植物组织培养技术就可以实现大规模的产业化繁殖，满足市场需求的同时保护野生兰花品种资源。而且植物组织培养技术可以实现作物的脱毒，许多农作物由于受到病毒感染而影响产量和品质，如马铃薯通过组织培养可以得到脱毒种苗，大大提高马铃薯的产量和质量，实现优质种苗的高效生产，也为品种改良与保护提供了重要手段。
细胞农业技术作为新兴农业技术将改写传统农业生产模式。它是基于细胞培养手段而非传统大规模养殖或种植实现农产品生产的方式。以细胞牛奶为例，一些科技公司可以利用来自哺乳动物乳腺细胞，在实验室的生物反应器中培养这些细胞制造出真正的牛奶。这种牛奶不含激素、抗生素，而且生产过程对环境的影响极低（不需要大面积的牧场、奶牛养殖）。类似的还有人造肉的生产，从动物的肌肉细胞提取干细胞并在实验室条件下诱导分化增殖形成肌肉组织（人造肉），生产过程可以有效减少传统畜牧业对土地资源、水资源的需求，同时减少温室气体的排放。虽然目前这些细胞农业技术生产的产品成本较高，但随着技术的发展，有望在未来逐渐降低成本，实现一定规模的生产和市场推广，为解决全球粮食、肉奶等食品安全需求及环境问题开辟新途径。
农业机器人将成为未来农业生产中的得力助手。例如水果采摘机器人，它可以通过视觉传感器识别果实的成熟度、位置和形状，然后精准地将成熟果实采摘下来。这种机器人工作效率高且能避免人为采摘过程中的损伤。在果园里，面对数量众多、分布复杂以及不同成熟时间的果实，水果采摘机器人可以持续工作。还有作物除草机器人，它能够根据作物的种植行距、植株形态等信息，精准定位杂草，并且利用除草装置（如激光除草、机械除草工具等）在不伤害作物的前提下高效清除杂草。这对于减少化学除草剂的使用、保护环境以及增加农产品的安全性有着重大意义。另外，一些大规模的农场、养殖场里，搬运机器人负责搬运农产品或饲料、肥料等物资，可以按照预设的路线和目标位置自动运行，减少人力搬运的劳力损耗和劳动强度，提高整个生产作业流程的效率。
自动化农业生产系统将实现农业生产过程从播种到收获的全自动化操作。在田间生产环节，自动化播种系统根据预先设定的播种参数，如种植品种、播种密度、行距等，自动准确地完成种子的播撒工作。灌溉自动化系统根据土壤湿度传感器传来的数据自动调节灌水量和灌溉时间。在收成环节，自动化收割系统针对不同作物调整收割方式，例如针对小麦、水稻等谷类作物的联合收割机能智能切割、脱粒、筛选与收集，针对甘蔗等作物的收割机械可以完成砍伐、削皮、切段等操作。再者，在农产品加工环节，自动化生产线能自动进行清洗、分拣、包装等操作，极大提高工作效率的同时保证产品质量统一。这些自动化农业生产系统能够将农民从体力劳动解脱出来，并且提高农业生产质量和效率，使得农产品生产更加标准化、稳定化。
农业的发展依赖于优质的环境资源。土壤、水和空气是农业生产的必备要素。健康的土壤富含养分，可以为农作物提供必要的矿物质、水分和物理支撑，土壤的结构、肥力状况以及微生物群落都对农作物的生长发育产生直接影响，比如肥沃的黑土适合种植多种农作物且产量高，而被污染或者沙化的土壤则无法支持正常的农作物生长。充足而清洁的水资源同样是农业之本，无论是灌溉用水还是渔业养殖用水，都必须符合相应的水质标准，良好的水质才能确保作物健康生长，鱼类安全生存繁衍。洁净的空气有助于作物的光合作用，空气中的二氧化碳也是作物进行光合作用生成有机物质的原料，如果空气质量差，含有大量污染物（如酸雨成分）将会损害作物叶片和生长机制，影响产量和质量。同时，良好的生态环境也是农业可持续发展的基础，例如森林资源能够调节气候、减少水土流失；湿地能够起到蓄水、净化水质、提供生物栖息地的作用，这些生态功能有利于农业整体的长期稳定发展 。
农业本身也为环境保护做出贡献。首先，农业生态系统具有一定的碳汇功能。森林、湿地中的植物，以及农田里的农作物在生长过程中会吸收二氧化碳，将其固定为生物量或土壤有机质，有助于缓解全球气候变化带来的二氧化碳浓度上升问题。例如成年森林的碳汇能力较为可观，不仅树木本身储存大量碳元素，林下植被、枯枝落叶以及土壤中的有机碳含量也在不断增加，发挥巨大的碳吸收作用。其次，合理规划的农业景观能够增强生物多样性。农田边缘保留的草丛、灌木丛，建立的生态廊道或者保留的小型湿地等，可以为许多小动物、昆虫和鸟类提供栖息地和食物源，形成复杂的生态链和生态关系，有助于维护区域生物多样性。并且，农业在资源循环利用方面也能体现其环保价值，比如农业废弃物（如农作物秸秆、畜禽粪便）通过资源化利用（如制成生物有机肥、生物质燃料等）减少环境污染，实现物质和能量的循环利用，提升整个社会的资源利用效率。
农业发展过程中会面临诸多环境挑战，若处理不当会对环境造成破坏。在种植业方面，化学肥料和农药的过度使用可能导致土壤养分失衡、土壤板结、土壤污染、水体富营养化以及抗药害虫的产生等问题。比如多地由于氮肥的过量使用，导致土壤中氮元素积累过多，造成土壤酸化，影响土壤中微生物的活性，进而使作物生长受影响；同时，过量的氮肥流入附近水体中，引起水体富营养化，导致藻类大量繁殖、水体溶氧量下降等一系列环境问题。在畜牧养殖方面，如果养殖规模过大、废物处理不当，畜禽粪便和污水会污染土壤、水体和空气。大型猪养殖场的粪便和污水含有大量有机物、氮、磷等污染物，如果不经过有效处理直接排放，会污染周边的农田土壤和河流水体。而且，农业对于土地资源的开发如果缺乏合理规划，如过度的开垦、围湖造田等会破坏生态平衡和地表植被，导致水土流失、湿地退化等问题。
从另一个角度看，环境保护政策和要求对农业发展存在一定的限制。为了保护环境，一些传统农业生产行为可能受到限制。例如在水源保护区内禁止使用含磷肥料或限制大规模畜牧养殖，以避免对水体造成污染。然而，对于农民或者农业企业来说，这就意味着需要改变生产方式或者调整产业布局，可能会增加生产成本，如转而使用价格更高的环境友好型肥料或者投资建设牲畜粪便处理设施等。此外，一些新的土地利用规划和生态保护红线的设定，限制了农业可开发的土地面积，影响农业的规模化发展。在某些生态脆弱、生态功能重要的地区，如果禁止或者限制开发耕种、畜牧，可能会使当地传统农业产业萎缩，农民收入受到影响，因此如何在保护环境与维持农业发展之间实现平衡成为需要解决的关键课题。
可持续农业是实现农业发展与环境保护协调发展的理想路径。其原则包括兼顾经济效益、社会效益和环境效益，不仅要满足人们对农产品量与质的需求，也要保护农民的利益并维护环境。在特点上，可持续农业强调资源的可持续利用，如采取轮作、间作等种植制度，保护土壤肥力；注重推广生态农业技术，比如采用生物防治替代化学农药防治害虫，通过建立农田生态系统的生物多样性提高生态平衡能力。它重视农产品的质量安全和环境质量保障，生产过程遵循生态健康原则，确保农产品无污染并且还要积极减少农业生产过程中的温室气体排放等负面环境影响。
全球各地都在进行可持续农业的实践探索并取得了一些成功案例。例如有机农业，其在许多欧洲国家已经发展得较为成熟。法国的有机农业认证标准较为严格，有机农场按照有机的方式进行生产管理，通过使用天然肥料和生物防治病虫害，生产出的有机农产品价格较高且市场需求稳定，既保护了土壤生物多样性、减少了农药污染，农民也获得了较好的经济效益。再如，中国的稻鱼共生系统是一种典型的传统可持续农业模式，在稻田里养鱼，鱼可以吃掉稻田中的害虫和杂草，鱼的排泄物又是很好的肥料，促进了水稻生长，同时减少了农药和化肥的使用，这种模式实现了农业资源的高效循环利用、增加了农产品的多样性，同时提升了土地产出率和农民收入，还具有保护水域和土壤生态的环境效益。
未来十年，智能化与自动化技术将在农业生产中起到主导作用。随着物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）和机器人技术的进一步发展与集成应用，农场生产将实现智能化转型。大型农场将普遍采用智能灌溉系统，该系统通过土壤传感器、气象站等设备收集的数据，借助AI算法分析，自动精准地控制灌溉时间和用水量，既能确保作物生长的水分需求，又能节约用水，提高水资源利用效率。在收获环节，自动化收割机和采摘机器人也将普及，如葡萄采摘机器人可通过图像识别技术准确找到成熟的葡萄串并小心摘下，这些机器人工作效率远超人工，而且在劳动力短缺情况下可以确保收获及时完成。精准农业技术将进一步升级，通过搭载卫星定位系统（GNSS）、地理信息系统（GIS）的农业机械，可以实现厘米级精确定位作业，使播种、施肥、除草等农业活动更加精确，例如按照土壤肥力差异图精确施肥，减少化肥浪费，提高作物产量和品质。
生物技术的持续创新将塑造未来的农作物品种。基因编辑技术（如CRISPR/Cas9技术）将更加成熟和广泛应用，通过精准编辑作物基因，能够增强作物对各种环境胁迫（如干旱、盐碱地等不良环境）的抗性能力，开发出更加适应复杂环境的作物品种。例如通过基因编辑技术改良水稻，使水稻能够在盐碱地等低产田块生长，提高我国盐碱地土地资源的利用率。同时，细胞工程技术将不断发展并应用于农作物生产，通过细胞融合等技术培育出新型、高产、多抗（抗病害、抗虫等）的作物新品种。另外，生物肥料和生物农药也将迎来更大的发展空间，生物肥料（如含有固氮菌的菌肥等）可以改善土壤结构、提高土壤肥力；生物农药（如利用昆虫病毒生产的杀虫剂等）能有效控制病虫害且对环境友好，可以逐步替代部分化学肥料和农药，减少农业污染。
随着消费者健康意识和环保意识的不断提高，绿色消费需求将推动有机和生态农业的高速发展。未来十年，有机农产品的市场份额将显著扩大，更多消费者愿意为不含化学残留、符合环境保护要求生产出来的农产品支付更高的价格。这将促使更多的农民和农业企业从传统农业转向有机农业生产模式。例如，有机蔬菜、水果的种植会更加受欢迎，消费者认为其中富含更多的营养成分并且口感更好。除有机农业之外，生态农业模式如湿地农业（在湿地生态系统中按照生态学原理进行农业生产活动）、林下经济（利用林下空地和森林生态资源发展畜禽养殖、药材种植等产业）等也将吸引更多的投资和从业者参与，因为这些生态农业模式既符合环境保护要求又能生产多样化的绿色农产品，满足市场对农产品质量、种类和环境保护的多重需求。
人们对个性化营养的需求日益增加，这将拓展特色功能农产品的市场空间。未来农产品的消费不再仅仅满足于饱腹和基本的营养需求，而是会朝着满足特殊营养需求（如富含某种特定维生素、矿物质或者具有抗氧化、抗衰老等特殊功能）的方向发展。例如，富含花青素、具有高抗氧化功能的蓝莓，富含硒元素的富硒农产品等将会受到更多消费者的追捧。这种市场需求将促使农业生产者有针对性地培育特色农作物品种或者改进生产方式，以提高特定营养成分的含量。一些原本小众的农产品可能因为特殊营养价值被重新发掘和推广，并可能发展成为一个新兴的农业产业。例如玛咖这种原产于南美洲的植物，被宣传具有多种保健功能后，在中国云南等地开始大规模种植，以满足市场对特殊保健功能农产品的需求。
国家和地方政府将出台更多的政策扶持以推动可持续农业的实践。这些政策将会涵盖农业生产的各个方面。如在土地政策上，政府将通过土地流转补贴、土地休耕补贴等方式鼓励农民采用轮作、休耕等可持续的土地利用方式，保护土壤肥力，防止土地过度开发而退化。在财政补贴方面，对采用节水灌溉、绿色防控病虫害（如生物防治、物理防治）等环保技术的农民和农业企业给予补贴，降低其采用可持续农业技术的成本，提高其积极性。有的地区还会通过制定农业可持续发展规划和指标体系，对农业生产过程中的资源利用效率、环境保护情况等进行评价和考核，绩效达标的给予奖励，未达标的提出改进措施。
可持续发展理念将贯穿农业产业链始终，从农业生产资料（如种子、化肥、农药等）的生产，到农业生产过程，再到农产品的加工、流通、消费等环节。在生产资料生产环节，将会研发推广更多环境友好型的农资产品。例如，生产可降解薄膜、环保型农药和生物肥料等。在农业生产过程中，全面推行绿色生产方式，降低资源消耗和环境污染。农产品加工企业则会更加注重资源的循环利用，如利用农产品加工的废弃物生产饲料、肥料或能源等。在流通和消费环节，将会推广绿色物流和可持续消费模式，如采用可回收包装、减少食物浪费等，从而形成一个完整的基于可持续发展理念的农业产业链，确保整个农业体系朝着可持续方向发展。
