La produzione agricola – e quella del cibo in particolare - dovrà aumentare significativamente nei prossimi decenni per far fronte a tre esigenze fondamentali: a) soddisfare la domanda della crescente popolazione mondiale, più urbanizzata e più esigente; b) sostenere l’offerta di alimenti per mantenerne bassi i prezzi e facilitare così l’accesso all’alimentazione delle popolazioni più povere; d) migliorare il reddito degli agricoltori ed elevare il livello di vita di tutti. Recenti studi della FAO stimano che nel 2050 la disponibilità di alimenti deve aumentare del 60% rispetto a quella attuale, sia aumentando la produzione, sia diminuendo sprechi e perdite.
Negli ultimi 50 anni il sistema agricolo globale è riuscito a triplicare la produzione di alimenti, soddisfacendo la domanda alimentare della popolazione mondiale, che nello stesso periodo è raddoppiata. Questo spettacolare aumento delle produzioni è dovuto solo in parte all’espansione della superficie agricola, ancor più alla intensificazione delle coltivazioni, accrescendo cioè l’uso dei fattori di produzione (acqua, fertilizzanti, energia, presidi fitosanitari e veterinari, lavoro). Questo modello produttivo riesce a soddisfare la domanda mondiale di alimenti, ma consuma le risorse naturali su cui si basa – terra, acqua, suolo e biodiversità – ad un ritmo superiore alla loro capacità naturale di rigenerazione e non è quindi sostenibile nel lungo termine. In alcune aree del mondo è già evidente il degrado ambientale causato da pratiche non sostenibili, quali sovrapascolamento, monocoltura, abuso di fertilizzanti, antibiotici e fitofarmaci, non corretta gestione dell’irrigazione.
Bisogna pertanto promuovere sistemi agricoli capaci di produrre di più, consumando meno risorse naturali. Ciò è possibile solo con un cambiamento radicale dei paradigmi di produzione, agendo sulla produttività dei relativi fattori, sviluppando soprattutto quelli immateriali. In altre parole si devono ampliare le conoscenze e la capacità di trasformarle in valore. La ricerca scientifica e l’innovazione sono determinanti per rispondere alle aspettative degli agricoltori. L’intensificazione tecnologica, tuttavia, da sola non basta; si deve puntare pertanto, allo sviluppo e alla integrazione delle conoscenze sul sistema agro-industriale.
I PEI (Partenariati Europei per l’Innovazione) si configurano come utili intermediari sistemici capaci di coinvolgere operatori pubblici e privati nel miglioramento del processo di innovazione, utilizzando approcci moderni e impiegando un pacchetto di strumenti articolato. In questo nuovo quadro, gli agronomi sono e saranno protagonisti con nuove competenze da affiancare a quelle tecniche tradizionali, quali facilitazione, intermediazione, composizione di conflitti, ingegneria istituzionale.
L'agricoltura è strettamente collegata all’energia e la utilizza nelle sue diverse forme: elettrica, termica o meccanica; e la autoproduce mediante una ampia gamma di tecnologie, rinnovabili e non, che spaziano dal solare alle biomasse, al geotermico. Tale opportunità, favorita e promossa da un sistema diversificato ed in evoluzione di incentivi, è in realtà limitata per le singole aziende agricole dallo specifico contesto climatico, geografico, orografico e dalle loro caratteristiche strutturali.
Le tecnologie delle rinnovabili offrono una gamma molto elevata di soluzioni per cui è possibile affermare che per ogni azienda agricola, anche per quelle piccole e medie, è possibile introdurrne per soddisfare in tutto o in parte le proprie esigenze energetiche. La motivazione dell'investimento in rinnovabili dal punto di vista dell'azienda deve necessariamente basarsi su valutazioni di carattere economico e tecnico. Dato il carattere di essenzialità dell’energia in una agricoltura moderna l’investimento deve essere valutato in un’ottica di medio-lungo periodo, poiché i relativi mercati sono soggetti a forti oscillazioni e a sostanziale imprevedibilità.
La maggior parte dell'umanità è attualmente alimentata con granella di piante annuali (grano, riso, mais per esempio), ma per il futuro si comincia a pensare e a studiare le colture perenni, che forniscono numerosi benefici. Esse hanno infatti, spesso un sistema radicale più profondo, ampio, capace di catturare elementi nutritivi e di evitare erosione, controllare le erbe infestanti. I benefici potenziali delle piante perenni, come l’erba medica, hanno portato a ricerche finalizzate a costituire nuove varietà di grano e riso. Anche in Italia sono in sperimentazione nuovi tipi di cereali perenni.