مع مرور الوقت تحصل الزراعة على فوائد ثابتة من الابتكارات التكنولوجية المختلفة مثل الأنواع الهجينة والأسمدة الاصطناعية والمبيدات الحشرية. يدرك علماء الزراعة الآن أن الابتكار الذكي مثل تكنولوجيا النانو مطلوب بشدة للنمو الزراعي، لمواجهة التحديات العالمية للأمن الغذائي وتغير المناخ، ولم تأت أهمية تطبيقات تكنولوجيا النانو في القطاع الزراعي إلا في السنوات الأخيرة، ولكن البحث بدأ حوالي نصف عام القرن الماضي  استخدامات المواد النانوية مطلوبة لزيادة كفاءة استخدام الأسمدة ) أو الأسمدة) ، والغلات ، وتقليل الحاجة إلى مبيدات الآفات سريع ومبكر الكشف عن مسببات الأمراض والمواد الكيميائية السامة في المواد الغذائية ؛ أنظمة ذكية لتوصيل المبيدات والأسمدة الأنظمة الذكية المستخدمة لتغليف الأغذية ومعالجتها ؛ وتنظيم الأمن الغذائي الزراعي. يمكن تحسين الإنتاجية الزراعية من خلال الحيوانات والنباتات المحسنة وراثيا المستحدثة بالمواد النانوية، وتوصيل الأدوية والجينات الخاصة بالموقع للجزيئات على المستويات الخلوية / الجزيئية في الحيوانات والنباتات، ومجموعة النانو التعديل الوراثي القائم على الحيوانات والنباتات في ظروف الإجهاد يمكن للمرشحات النانوية أو المحفزات النانوية أن تتحلل وتقلل من الملوثات الموجودة وبالتالي تلوث في الزراعة، يمكن استخدام تكنولوجيا النانو لإنتاج أسمدة نانوية بطيئة الإطلاق لاستخدامها في الأسمدة بواسطة النباتات؛ مبيدات الآفات مغلفة بالجسيمات النانوية للإطلاق الخاضع للرقابة وعند الطلب تسليم الأدوية والمغذيات في مواقع محددة في مصايد الأسماك والثروة الحيوانية؛ الجسيمات النانوية والفرش النانوية والأغشية النانوية لمعالجة المياه والتربة تنظيف وصيانة أحواض الأسماك؛ ومستشعرات النانو لتقييم صحة النبات وجودة التربة تم إعطاء بعض الاختراقات الحديثة في مجال تكنولوجيا النانو في الزراعة. يمكن أن تكون الأجهزة التي تعتمد على مستشعرات النانو هي اللاعب الرئيسي للمراقبة في الوقت الفعلي والتلقائي إذا كانت تعمل وفقا لتصميمها وستصبح أجهزة الاستشعار اللاسلكية المنتشرة في كل مكان أداة مساعدة لا غنى عنها لتحقيق هذه الرؤية للزراعة الدقيقة حتى مرحلة النضج من المتوقع أن تقدم مستشعرات النانو المتصلة بالشبكة الموزعة في جميع أنحاء الحقل بيانات مفصلة وشاملة عن بيئات المحاصيل والتربة مثل رطوبة التربة، وحالة المغذيات للتربة والمحاصيل، ودرجة حرارة التربة، وتفشي الحشائش والحشرات وأمراض النبات ونقل هذه المعلومات في الوقت الفعلي إلى مكان بعيد. هذه المراقبة في الوقت الحقيقي مع اللاسلكي توفر مستشعرات النانو في جميع أنحاء حقول المحاصيل بيانات مهمة عن أفضل وقت للبذر والحصاد للمحاصيل والتطبيق الدقيق للكمية المطلوبة من المياه والأسمدة، ورش مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات، وغيرها من العلاجات. وقد حفز هذا الزراعة الدقيقة لزيادة قوتها المسيطرة. في المستقبل القريب، يمكن تطوير أنظمة توزيع المياه الأكثر دقة والتي تتطلب تخزين المياه، وسعة الاحتفاظ بالمياه في الموقع (WHC) ، وتوافر رطوبة التربة عند الجذور ، وكفاءة المصنع لامتصاص المياه ، والإفراج حسب الطلب للمياه المغلفة ، والتواصل مع الميداني من خلال اللاسلكي شبكات nano sensor نظرًا لأن مكونات الأجهزة النانوية مثل المستشعرات النانوية والمعالج والهوائي والذاكرة تستهلك طاقة أقل جدًا ، فإن ذرة المستشعر النانوي توفر عمر بطارية أطول من المستشعر العادي الذي كان يتم وضعه في نبات المحاصيل مرة أخرى، يقلل صغر عقدة المستشعر بشكل حاد من فرصة إتلاف القشرة  هناك تطبيقان آخران مهمان هما مراقبة التربة درجة الحرارة ورطوبة التربة. في المياه، باعتبارها مدخلاً هاما في الزراعة، فإن المعلومات الدقيقة عن توزيع المياه بالقرب من الجذور أمر بالغ الأهمية لتطوير أنظمة التحكم في الري. على الرغم من أن الطرق التقليدية باهظة الثمن وتستغرق وقتًا طويلاً، فإنها غير قادرة على اكتشاف وإرسال معلومات في الوقت الفعلي عن رطوبة التربة ودرجة الحرارة عند الحاجة. أظهر تطوير أجهزة استشعار منخفضة التكلفة تعتمد على تقنية النانو اللاسلكية إمكانات هائلة لاكتشاف الرطوبة بالإضافة إلى درجة حرارة التربة. تتكون هذه المستشعرات من حزم ناتئ MEMS (أنظمة كهروميكانيكية دقيقة مغطاة بطبقة نانوية حساسة للكشف عن الرطوبة ومستشعر مقاومة بيزو على الرقاقة لحساسية درجة الحرارة مستشعرات MEMS القائمة على تقنية النانو قادرة على الاستشعار وكذلك الاستجابة للتغيرات في بيئات المحاصيل والتربة باستخدام الدوائر الإلكترونية الدقيقة. ركز مشروع يسمى SoilNet على تطوير شبكة استشعار حساسة لتغيرات رطوبة التربة للمراقبة الزمنية والمكانية في منطقة مستجمعات المياه الصغيرة في Wastebach (حوالي 26.7 هكتار) التي تتكون من 12 عقدة منسقة إلى جانب 286 عقدة فرعية. يحتوي SoilNet على ميزات نموذجية مثل شبكة الاستشعار اللاسلكية الديناميكية والقابلة للتوسعة باستخدام بروتوكول اتصال عالي المستوى (Zigbee) وعمر بطارية أطول وقاعدة بيانات يمكن الوصول إليها بسهولة للبيانات المقاسة وتكوينات مخصصة للعقد لتسهيل ترتيبات القياس المعدلة. كان فعالاً في مراقبة التغيرات في رطوبة التربة في موقع غابة 100 × 100 متر يقع في مبنى Forschungszentrum Jülich المجهز بـ 25 جهازًا طرفيًا يتكون كل منها من 6 مستشعرات المحتوى التربة المائي