健康的土壤带来健康的人类。阿尔伯特·霍华德爵士是有机农业与堆肥领域的先驱者之一，在二十世纪初探讨了这一关联。阿尔伯特爵士将土壤视为一种有生命的有机体，而非像我们今天这样仅仅把它当作可供开发的商品。
当前的农业以单一栽培和大量使用化肥、杀虫剂和除草剂为特征，已造成严重的生物多样性丧失，并已使土壤质量下降，同时污染了环境。由于对这些问题的认识日益提高，研究人员目前正在探索替代方案，例如垂直室内农场、水培和人造肉。
然而，未来农业的发展路径存在明显分歧。技术专家主要依赖以科技为中心的方法，而有机农民则依靠多样化种植等自然方法，与畜禽和作物混合耕作以及堆肥。尽管两派几乎没有共同之处，但对人类和环境而言的帕累托最优解可能就在两者之间——即技术增强型永续农业。
为何农业必须变革
过去三十年间，75%的昆虫物种已经灭绝，原因在于现代单一栽培中大量使用杀虫剂和除草剂。我们的土壤正在流失其肥沃的腐殖质层，这导致了更多的化肥使用。这些负面趋势正在加速气候变化，导致野火、干旱和洪涝增多。
现代农业以及我们以工业化为特征的生活方式，以可扩展和高度专业化的生产方式为核心，是这些变化的主要驱动因素。我们的食物正营养成分日益下降，并且受到杀虫剂污染，还有除草剂和杀菌剂。全球传统农业还产生了负面的社会后果，包括土地掠夺、不公平的工作条件以及过度浪费。
显而易见，我们目前的做法破坏性极大。我们需要找到更可持续的方式来养活不断增长的全球人口。鉴于永续农业对环境具有积极影响，值得加以考虑。
永续农业简介
它不仅仅是一种有机耕作技术，更是一种理念，倡导尊重环境，并以反思的态度看待现代资本主义消费、本地化以及食物，使人类与自然更加协调。永续农业的目标是在养活人类的同时，通过增加腐殖质来提升生物多样性并改善土壤质量。
然而，人们常批评其做法劳动强度大、复杂且难以规模化。其中若干问题可借助技术加以解决，从而使永续农业更广泛地作为未来农业的一种可行选择。
问题与解决方案
针对永续农业，以及一般而言针对有机农业，常见的反驳观点是：在保持价格可承受的前提下，它无法养活全人类，原因在于单位面积产量较低。但数据分析、人工智能、机器人技术、传感器和先进育种技术可以解决这一困境。
目标是发展可持续的农业生产方式，使之具备可扩展性、价格可承受性，并能产出足够的产量以养活不断增长的人口，同时提高生物多样性、改善土壤质量并减少农用化学品的总体使用。这与永续农业的原始理念并不一致。但当今农业面临的环境问题，需要创新性的、跳出常规的思维以及相互妥协。
在研究创新型农民、永续农业实践者和家庭农场主的出版物时，显而易见，他们在早期往往面临相同的问题。他们往往不知道哪些植物能在其土地上共生生长，哪些品种最适应当地环境，以及如何在不过度消耗土壤的情况下最大化总产出。借助基于传感器的土壤和数据分析，这一探索阶段可以缩短。
需要建立一个公开可用、按地理位置聚类的知识数据库，涵盖所有相关农业技术（例如milpa、永续农业、单一栽培、农林复合经营）；种子和物种目录（例如本地古老传统品种、现代自然育种品种、转基因生物）；以及土壤成分和其他相关环境参数（例如降雨量、日照时长、温度、湿度）。该开放数据库将由当地农民不断充实，他们将用自己的土壤成分分析、所采用的农业技术、单位面积产量、本地农产品需求以及其他相关参数使其更加细化。
学术和私人出版物也将纳入该知识数据库。描述传统及有机农业技术的模拟出版物，可以利用自然语言理解和计算机视觉算法进行数字化，从而丰富数字知识库。机器翻译可以使识字人群在全球范围内更易获取和使用，同时文本转语音系统可以让文盲用户也能使用该基础数据库。
利用这一全球数据与知识基础，可以训练和完善推荐系统，以协助农民进行物种选择、灌溉规划、堆肥以及日常工作中的其他重要环节，否则他们只能通过反复试错自行摸索。鉴于农业领域已经开发并提出了推荐系统（例如最佳病虫害防治、作物推荐），创建一个以优化可持续性而非仅仅产量为重点的绿色推荐系统似乎是可行的。
而且，从这样一个推荐系统中获益的不仅是环境——消费者也将享有更丰富的选择。被遗忘的品种，因其口味而非仅因其产量而被选中，可以重新提供，从而丰富饮食体验。
在与多样化种植（这是永续农业和农林复合经营原则的关键）打交道时，另一个问题是现代机械更适合用于单一栽培结构中的播种、切割和收获。这一问题可以通过能够在多样化种植中导航和作业的机器人系统来解决。无人机可用于采集关于植物生长、植物健康以及牲畜福利的数据。这些机器人解决方案可以化解多样化种植在规模化方面的难题，使依照永续农业原则开展大规模农业成为可能。
传感器可以分析和监测土壤成分、湿度和温度，实现高效滴灌的自动化，同时考虑降雨预报。从土壤中养分密度获得的数据，可与前述数据库中每种植物所需养分相关联，从而生成关于何时施用何种堆肥的建议。
技术并非万能良药
仅凭技术无法解决我们所有的环境问题。还需要整体性的方法、政治创新以及更具可持续性的消费者行为。我们在何处购买食物，以及所选择的品质和数量，至关重要。区域性和季节性的采购习惯可以显著降低我们的开支，并将节省下来的费用用于为有机农产品支付更公平的价格，从而推动可持续农业变革。
通过结合技术、永续农业、可持续政策和消费者行为，我们可以治愈地球、降低血压，并养活100亿人口。
