نویسنده: دکتر حسین شیرزاد، تحلیل گر و دکترای توسعه کشاورزی

طی قرون گذشته انقلاب‌های کشاورزی، نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم بواسطه تغییرات معرفتی چشمگیر از طریق دگرگونی در مناسبات و نظام ‌های تولید یا پذیرش روش‌ها و فناوری‌های جدید بوده اند. چنانکه در پایان آخرین عصر یخبندان در ۱۲۰۰۰ سال پیش، رقابت روزافزون، آدمی را مجبور نمود تا از جستجو و شکار حیوانات وحشی برای جمع آوری غذا، به کشاورزی و اهلی کردن حیوانات حرکت کند. در  انقلاب اول، شکارچیان-گردآورنده – به سوی کشاورزی مستقر حرکت کردندکه به “انقلاب نوسنگی” نیز معروف است. اما انقلاب دوم، شاهد تغییر سیستم‌های تولید در واکنش به فناوری‌های جدیدی بود که در بریتانیای اواسط قرن هفدهم تا اواخر قرن نوزدهم، ایجاد شد و شاهد پذیرش تناوب زراعی “چهار دوره ای نورفولک “، ورود اصلاح نژاد و گزینش گونه های انتخابی برای به حداقل رساندن تنوع ژنتیکی، تبدیل اجتناب ناپذیر اراضی مرتعی به کشاورزی، حفر کانال و تکنیک های احیای زمین بود. در انقلاب سوم، فناوری‌های انقلاب سبز به کشورهای در حال توسعه صادر ‌شدند. بگونه ای که از دهه ۱۹۶۰ به بعد با توسعه انواع کودهای مغذی و بذور پرمحصول، تولید غلات، علی رغم افزایش تنها ۳۰ درصدی اراضی زیر کشت، سه برابر شد. در اولین مرحله”انقلاب سبز” کشاورزی جهان با حکمرایی “دولت محور” و نورماتیو، همگام با چالش های دوران پس از جنگ جهانی دوم با پیشرفت هایی در زمینه آفت کش ها، کودها و روش های جدید آبیاری مواجه شد. این روش‌ها به تغذیه جمعیت در حال رشد کمک کردند، اما تأثیرات مخرب زیست ‌محیطی، ماهیت تولید را ناپایدار کرد. دومین مرحله انقلاب سبز با حکمروایی شرکتهای بزرگ، عمدتاً به بهره وری، حداکثر رساندن بازده با استفاده از ارتقای کارایی تخصیصی، گزینش ارقام پربازده و در نهایت اصلاح ژنتیکی و ویرایش ژنوم مربوط بود. کشاورزی جهان در این دوره که متکی به سرمایه شرکتها و بکارگیری “ژنتیک مندلی” در اصلاح نباتات و حیوانات بود، دگرگون شد. تحولات بیوتکنولوژی در دهه هشتاد میلادی، طلوع یک انقلاب ژنی را رقم زد که گمان می رود جایگزین ژنتیک مندلی به عنوان محرک تغییرات فنی در کشاورزی شود. در سومین مرحله انقلاب سبز، دینامیزم جهانی تقاضا و پذیرش رویکرد لیبرال «بازار آزاد» توسط کشورهای در حال توسعه منجر به حضور فزاینده شرکت‌های چندملیتی در تمام مراحل سیستم‌های کشاورزی شد. حکمروایی شرکتهای چند ملیتی با روش های نوآورانه زنحیره ارزش برای کشاورزی در اواخر دهه ۱۹۹۰ پدیدار شد که بر ترکیبی از ورودی‌های بیولوژیکی و اطلاعات مکانی استوار بود و بر مولفه فضایی داده‌ها، جمع‌آوری، پردازش و ذخیره اطلاعات توسط یک سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) تأکید و با ترکیبی از اجزای اصلی شبکه حسگر و نرم افزار سیستم اطلاعات جغرافیایی، متغیرهایی مانند رطوبت، دمای خاک و سطح آب را ردیابی می‌نمود. تراکتورهای مجهز به حسگر( ارتفاع، سبزی و زیست توده) محصولات را اندازه گیری کرده و یک ایستگاه هواشناسی داده های مربوط به باد، باران و دما را جمع آوری می کند. این نوآوری که به عنوان “کشاورزی دقیق” شناخته می شد، مزارع را دوباره پیکربندی کرد و فناوری‌های مکان‌یابی و نقشه‌برداری، کشاورزان را قادر می‌ساخت تا تنها در مکانهای مورد نیاز از منابع کافی استفاده کنند. البته مفهوم کشاورزی نسل سوم در دهه ۱۹۸۰ در مینه سوتا، ایالات متحده ظهور کرد، جایی که کشاورزان برای اولین بار با حسگرهای خاک برای اندازه گیری غلظت مواد آلی زمین و از پیشرفت‌ها در اتوماسیون، هوش مصنوعی (AI) و شبکه‌های حسگرهای مرتبط با اینترنت اشیا (IoT) بهره ‌بردند و یک رویکرد فضایی در تمام سطوح فرآیند کشاورزی – حتی در سطح مولکولی – برای درک بهتر سیستم‌های بیولوژیکی اعمال گردید. ایجاد مزارع هوشمند با حجم زیاد داده، اغلب نیاز به استفاده از یادگیری ماشینی به عنوان زیرمجموعه‌ای از هوش مصنوعی که به یادگیری رایانه‌ها برای تشخیص اشکال و الگوها و شناسایی «نقاط داغ» در مجموعه داده‌های عظیم اشاره داشت. در کشاورزی نسل سوم، تحول دیجیتالی اقتصاد کشاورزی در حال تکامل بود تا آن که بارقه های نسل چهارم فنآوری های کشاورزی پدیدار شد. کشاورزی وجه ایی مالی بخود گرفت، سرمایه گذاری خارجی توسط شرکت های جهانی به خوبی در بخش کشاورزی و خدمات غذایی ریشه دوانده و برای حدود پانزده سال سالانه بیش از ۱۰ درصد رشد داشته است و تمایل دارد برای مواد تشکیل دهنده خود به پردازنده های فراملیتی غذا متکی باشد. جهان در آستانه یک انقلاب دیگر در نحوه تولید مواد غذایی میباشد. نسل چهارم انقلاب سبز، با حکمروایی “پلی سنتریک یا حکمروایی چند سطحی”، سه عنصر دولت، جامعۀ مدنی و بخش خصوصی با یک «دگردیسی کامل» مواجه است. جمعیت جهان با سرعت بی سابقه ای در حال افزایش است، هر روز جمعیت جهان حدود ۲۰۰۰۰۰ نفر افزایش می یابد و به کالری بیشتری در روز نیاز دارد و احتمالاً تا سال ۲۰۵۰ به ۱۰ میلیارد نفر خواهد رسید و تقاضا برای غذا را افزایش خواهد داد. این وضعیت در حالی است که چالش های زیست محیطی مانند تغییرات آب و هوا، تخریب خاک، آلودگی آب و از دست دادن تنوع زیستی معیشت کشاورزانی که در ۵۷۰ میلیون مزرعه در جهان کار می کنند و بخش عمده ای از آنها شرکت های خانوادگی هستند را تهدید میکند. بنابراین باید از فناوری های پیشرفته برای افزایش بهره وری مزرعه استفاده کردبه موازات قواعد جهانشمول رگولاتوری “گات” و سپس (WTO ) ، تغییرات آب و هوا به سرعت در حال تغییر اکوسیستم کشاورزی است و میزان انتشار گازهای گلخانه ای به بالاترین میزان در تاریخ رسیده است که نیاز به برنامه آلترناتیو و یارانه های هوشمند دولتی برای مبارزه با اثرات گرمایش جهانی دارد. علاوه بر این، نزدیک به ۳۳ درصد از مواد غذایی تولید شده در جهان برای مصرف انسان هر ساله هدر می رود و فناوری نوآورانه باید بتواند نحوه توزیع و مصرف مواد غذایی را بهبود بخشد، زنجیره تامین را برای بهتر شدن تغییر و کیفیت و ماندگاری مواد غذایی را  افزایش دهد. در سال های اخیر به حاشیه راندن دهقانان کوچک، سیاست های مدرنیزاسیون “ضد روستایی”، سیاست های نئولیبرال و رکود نسبی در بهره وری کشاورزی، به ویژه در خاورمیانه، جنوب آسیا و آفریقا، نیاز به ایده های جدید برای بهبود معیشت روستایی را برجسته می کند. برای افزایش بهره‌وری، تغییر پارادایم می‌تواند کشاورزان را قادر سازد تا نهاده‌ها را به طور مؤثرتری مدیریت کنند، سیستم‌های تولید بهره‌ورتر و کارآمدتر را اتخاذ کنند و منابع طبیعی را حفظ کنند. این راهبردهای بدیل در کشاورزی نسل چهارم، پتانسیل تغییر شکل کل اقتصاد کشاورزی را نیز بدلیل تغییرات ژرف در شیوه حکمروایی به همراه دارد. در سال‌های اخیر، چارچوب‌هایی مانند «کشاورزی دقیق»، «کشاورزی هوشمند» و «کشاورزی دیجیتال» در سیاست‌گذاری و گفتمان عمومی رایج شده است و بودجه عمومی و توجه رسانه‌ها به پیشبرد انقلاب موسوم به «انقلاب چهارم کشاورزی» اختصاص یافته است. این انقلاب متمایز از انقلاب های قبلی است و به عنوان ارائه راه حلی فن آورانه برای چالش های فعلی و آینده ارائه می شود. همانطور که وارد چهارمین انقلاب کشاورزی پیش‌بینی‌شده می‌شویم، محققان استدلال کرده‌اند که باید در مورد اینکه مسیرهای نوآوری آینده چگونه به نظر می‌رسند، از جمله اینکه کدام فناوری‌ها نسبت به سایرین اولویت دارند، روشن باشیم به عنوان مثال، دولت بریتانیا ۹۰ میلیون پوند برای «انقلاب فناوری جدید در کشاورزی» متعهد شده است و اتحادیه اروپا از طریق پروژه هایی مانند «EIP-Agri»  برای تسهیل دیجیتالی‌سازی کشاورزی، در پروژه‌های نوآورانه مانند «Smart-AKIS»، «EIT Food»  و در بخش خصوصی D4F» « در حال میلیون‌ها یورو سرمایه گذاری هستند. اما از آنجایی که این یک اصطلاح نسبتاً جدید است، وجوه معناشناسانه انقلاب چهارم کشاورزی هنوز مبهم است، اغلب «کشاورزی هوشمند»، «کشاورزی دقیق»، «کشاورزی دیجیتال» و سایر اصطلاحات مشابه  بجای هم استفاده می‌شود. ممکن است به نظر برسد که چهارمین انقلاب کشاورزی با فناوری‌های نوظهور مختلفی مانند هوش مصنوعی، هواپیماهای بدون سرنشین، روباتیک و ویرایش ژن مرتبط است، همچنین به طور کلی پذیرفته شده است که نسل چهارم کشاورزی، به طور قابل توجهی حاملین، ارزش ها و هویت های کشاورزی فعلی را تغییر خواهد داد. اما هنوز تا رسیدن به تأثیر بالقوه کامل بیوتکنولوژی در کشاورزی فاصله داریم، پیشرفت‌های نانوتکنولوژی نویدبخش افزایش بیشتر مرزهای تحقیق و نوآوری در کشاورزی است. در این محیط جدید، جنبش های روستایی در کنار بخش خصوصی به عنوان بازیگر اصلی در تحقیق و توسعه کشاورزی ظاهر و بتدریج جانشین بخش دولتی می‌شود که در دوره های اولین مراحل انقلاب سبز نقش محوری را ایفا کرد. در هرحال، پیش‌بینی تأثیرات چهارمین انقلاب کشاورزی یک مؤلفه کلیدی از نوآوری مسئولانه است، که محققان استدلال می‌کنند که باید زیربنای گذار به سوی آینده‌های مختلف باشد. در این میان، اثرات مثبت مختلفی از فناوری‌های جدید پیش‌بینی می‌شود، از جمله افزایش بازده، بهره‌وری بیشتر در محیط‌زیست، و مزایای اجتماعی، مانند کاهش نیروی کار فیزیکی، پر کردن شکاف‌ها در تأمین نیروی کار مهاجر، و ارائه زمان بیشتر برای کشاورزان برای گذراندن با خانواده در حین انجام کار؛ اما بدون درک روشنی از اینکه کدام فناوری ها در انقلاب گنجانده شده اند، درک چگونگی آنها توسط ذینفعان مختلف و تأثیرات نابرابر آنها در سراسر جامعه دشوار است. با این حال، ما می دانیم که مزایای انقلاب فناوری احتمالاً به طور نابرابر در سراسر جامعه پخش می شود و خطرات آن به طور مشابه به احتمال زیاد در بین جوامع کشاورزی به طور نابرابر تقسیم می شود. به عنوان مثال، چندین حوزه از ریسک ها از جمله ماهیت در حال تغییر کار مزرعه (به عنوان مثال، جابجایی احتمالی نیروی کار، از دست دادن ارتباط با زمین)؛ مسائل مربوط به اعتماد در عرضه. تغییر ماهیت زنجیره ارزش، عدم اعتماد به مالکیت داده ها، امنیت و حریم خصوصی، پذیرش عمومی فناوری و بسیاری دیگر شناسایی شده است. با همه این تفاسیر، انقلاب سبز چهارم کشاورزی تاب آور و سازگارتری است چون علاوه بر آزادسازی ظرفیت های اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی کشاورزی دهقانی، دامنه کشاورزی را در زمینه های مختلف مانند فرهنگ، رفاه و درمان در کشاورزی تولید محور گسترش خواهد داد و از طریق فعالیت های فرهنگی، مانند ترکیب کشاورزی با بازی و اوقات فراغت، کشاورزی در خدمت رفاه انسان ، منجر به مقدار بیشتری از کشت مشترک و مستقل می شود. تغییرات در تولیدات کشاورزی عمدتاً در تأسیسات کشاورزی با فناوری کشاورزی هوشمند، فناوری سایبری و زیرساخت های ابری رخ می دهد. سازه های دیجیتال توانمند، بر توان کنترلی محیط رشد و ارزش محصولات کشاورزی می افزاید. با به دست آوردن اطلاعات در مورد رشد، آب و هوا و تجهیزات کشاورزی می توان حجم تولید را به حداکثر رساند و احتمال خسارات ناشی از بلایای طبیعی، خطاهای سیستم و سایر عوامل را به حداقل کاهش داد. علاوه بر این، جمع آوری داده های زیست محیطی در مورد کشت از طریق یک پلتفرم خدمات کشاورزی و با استفاده از داده های بزرگ امکان پذیر است. جریان اطلاعات را می توان برای ارزیابی روند فروش بازار با توجه به تجزیه و تحلیل ترجیحات بازار مورد استفاده قرار داد و سپس می توان داده ها (محیط کشت، اطلاعات آفات، اطلاعات آب و هوا و آب و هوا، حاصلخیزی خاک، ارتباط توپوگرافی و غیره) را برای بهینه سازی به کشاورزان بازخورد داد. محیط های تولید در سال‌های اخیر، داده‌های بزرگ و هوش مصنوعی برای گسترش زمینه‌های مهندسی ژنتیک با توجه به کشاورزی و دامداری مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در چارچوب حل و فصل قوانین، مقررات ژنومیکس و مسائل اخلاقی، امکان کشت محصولات خوراکی و گیاهان زیستی که در آب و هوای خشک رشد می کنند، وجود خواهد داشت.با استفاده از ماشین آلات کشاورزی هوشمند، تصمیم بهینه برای هر مکان انتخاب و مواد مغذی تجویز شده متناسب با مزرعه وارد میشود، و چندین تراکتور قادر خواهند بود وظایف یکسانی (یعنی مدیریت آفات و بیماری ها، سمپاشی، علف‌کشی) را در موقعیت‌های مختلف با رعایت فواصل معین انجام دهند در شب، زمانی که کشاورز خواب است، یک ربات می تواند از طریق FPS و نقشه های الکترونیکی هدایت شود، وارد مزرعه شود، کارهای کشاورزی لازم را تمام کند و قبل از طلوع صبح به خانه برگردد. اما سه رویکرد وجود دارد که نسل چهارم، تأثیر عمده ای بر بخش کشاورزی خواهد داشت. اول، “سیستم بهینه سازی دقیق” بسیاری از مشکلات فعلی در کشاورزی را حل خواهد کرد. درکشاورزی فعلی، نهاده ها و ستانده ها ناهماهنگ هستند. یعنی اگرچه از نظر تولید غذا در سراسر جهان، غذای کافی برای کل جمعیت تولید می شود، اما بسیاری از مردم از گرسنگی می میرند با این حال ۳۰ تا ۵۰ درصد غذای تولید شده دور ریخته می شود،.همچنین حدود ۸۰ درصد از آب روی کره زمین برای کشاورزی استفاده می شود، با این حال تنها ۲۰ درصد از محصولات قابل دوام کشت می شود و مازاد استفاده نشده باقی مانده، دور ریخته می شود. در انگلستان، استفاده از کود نیتروژن منجر به آلودگی های آب شد. هر یک از این مشکلات را می توان از طریق “کشاورزی هوشمند” حل کرد. کشاورزی هوشمند، روشی است که با آن شرایط رشد گیاه و خاک برای مدیریت دقیق محصولات محاسبه می شود، لذا این سیستم می تواند با ایجاد یک سیستم کشاورزی بهینه که تولید، توزیع و مصرف را به هم متصل می کند، مسایل متنوعی را حل کند. دوم، بازگرداندن عناصر تولید روستایی، به روستا از جمله منابع انسانی، تأثیر عمده ای بر کشاورزی خواهد داشت. سرمایه، نیروی کار و منابع تکنولوژیکی که روستاهای کشاورزی را در نسل‌های قبلی ترک کرده‌اند، احتمالاً در طول نسل چهارم باز خواهند گشت. سوم، فن آوری های نسل چهارم تاثیر قابل توجهی بر مشکلات مربوط به تغییر اقلیم خواهد داشت. کشاورزی به شدت تحت تاثیر آب و هوا است و در حال حاضر علم هیچ ابزاری برای پیش بینی و کنترل دقیق آن ندارد. فناوری های آتی می تواند از خرد و تجربه بشر پیشی بگیرد و مشکلات خاصی را حل کند که با فناوری فعلی قابل حل نیستند، مانند بوی بد دام، هزینه پردازش بیش از حد، و احتمال وقوع آفات به دلیل تغییرات آب و هوایی،آنفولانزای پرندگان و بیماری تب برفکی و مهمتر از همه، با ترکیب فناوری های متنوعی مانند همگرایی صنعتی و فناوری ترکیبی، مشاغل جدیدی ایجاد می کند. علاوه بر این، تغییرات عمده ای در مدیریت ریسک، صنعتی سازی زیستی و هوش مصنوعی، تولید، توزیع و مصرف و همچنین محیط روستایی و زندگی روستایی را تغییر خواهد داد. ربات های کشاورزی شاخصه نسل چهارم است. ربات ماشینی است که به طور مستقل حرکت می کند، از انسان تقلید می کند، محیط بیرونی را تشخیص می دهد و در مورد نحوه مدیریت موقعیت های مختلف قضاوت مستقلی می کند. ربات های کشاورزی در هر زمینه ای از فرآیند کشاورزی از جمله تولید، فرآوری، توزیع و مصرف عمل خواهند کرد. آنها محیط خدمات را تشخیص می دهند و به طور مستقل کار یا خدمات هوشمندی را ارائه می دهند.  ربات‌های کشاورزی را می‌توان به عنوان «سیستم‌های هوشمند تولید کشاورزی که می‌توانند دخالت انسان را به حداقل رسانده، خود را کنترل کرده و کارایی را به حداکثر برسانند» تعریف می‌شوند.  ماشین‌های کشاورزی سنتی و وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین می‌توانند توسط روبات‌ها در زمینه‌های انتخاب محصولات کشاورزی، سیستم‌های توزیع خودکار، تسهیلات باغبانی و مراقبت از دام خودکار استفاده شوند. استفاده از ربات را می توان بسته به محل استفاده آنها به سه قسمت تقسیم کرد،. این رشته ها شامل ربات های کشاورزی میدان باز، ربات های کشاورزی تسهیل گر و ربات های دام است و هدف از این کاربری ها بهبود بهره وری از طریق اتوماسیون، کشاورزی و ترویج کشاورزی سازگار با محیط زیست خواهد بود. حکمرانی شبکه ای و ریزوماتیک در نسل چهارم اگرچه پیچیده است ولی کارآ تر بوده و مشارکت برد- برد دولت، جامعه مدنی و بخش خصوصی با همکاری شرکتهای بین المللی را با خود به ارمغان خواهد آورد.

در نهایت؛ بیش از ۲۰۰ سال پیش، بیشتر از ۹۰ درصد از جمعیت زمین به کشاورزی مشغول بودند، اما اکنون بیش از ۸۰ درصد از جمعیت کشورهای عمده OECD در بخش های صنعت و خدمات مشغول بکار هستند. جمعیتی که در حال حاضر به کشاورزی مشغول اند، تنها ۲ تا ۳ درصد است. نه تنها جمعیت درگیر در کشاورزی کاهش یافته است، بلکه در اکثر کشورهای توسعه یافته، سن افراد در خانوارهای کشاورز نیز در حال افزایش است. در بیش از ۹۷ کشور، بیش از ۵۰ درصد از جمعیت خانوارهای کشاورزی بالای ۶۰ سال و بیش از ۴۰ درصد افراد بالای ۶۵ سال هستند. بنابراین، در تغییر پارادایم از کشاورزی صنعتی -دیجتیالی(پسافوردیستی) به سیستم های متنوع کشاورزی منبعث از هوش مصنوعی، تنها ۵ درصد از جمعیت جهان در بخش کشاورزی کار می کنند. طی ۳۰ سال گذشته، تولید مواد غذایی با سرعت بیشتری نسبت به جمعیت و به طور متوسط ​​۲٫۵ درصد در سال، افزایش یافته است اما در حال حاضر، کشاورزی یکی از علل اصلی خشک شدن آب های زیرزمینی، فرسایش فیزیکی، آلودگی شیمیایی و فقیر شدن خاک ها و تغییرات آب و هوایی در سطح جهان است و تقریبا ۳۰ درصد گازهای گلخانه ای را می توان به آن نسبت داد. لذا بدون اصلاحات اساسی در سیستم غذایی و کشاورزی، وضعیت فقط می تواند بدتر شود. شاید به این دلیل که بازده کشاورزی کاهش یافته و به دلیل گرم شدن کره زمین در مناطقی که بیشترین حساسیت را نسبت به تغییرات اقلیمی و کمبود آب دارند، انبوهی از زمین‌ها از دست رفته است. به اینها فشارهای ناشی از شهرنشینی و افزایش تعداد پروژه های معدنی، برق آبی، توریستی و زیرساختی اضافه شده است که همه آنها در حال رقابت جهت کسب فضای بیشتر هستند. علاوه بر این، زمین های عظیمی در آینده به تولید سوخت های کشاورزی اختصاص داده خواهد شد، در حالی که می دانیم که تولید جهانی غذا باید دو برابر تا سه برابر شود تا نیازهای غذایی ۱۰ میلیارد نفر در سال ۲۰۵۰ برآورده شود. بنابراین مهمترین اصل حکمرانی کشاورزی، هماهنگی، هارمونی و سازگاری با حکمرانی آب در آینده و تحول آفرینی کشاورزی از سیستم کشاورزی بهره وری به سیستم کشاورزی چند منظوره به منظور افزایش تاب آوری در شرایط پر ریسک اقلیمی است.