Nanoteknologi adalah ilmu yang mempelajari tentang nanopartikel baik sintesisnya maupun pengembangannya. Nanopartikel dapat didefinisikan sebagai partikel yang berukuran 1-1000 nm. Implementasi nanoteknologi atau nanopartikel sangat luas di berbagai bidang. Nanobiotechnology (NBT) adalah teknologi potensial dan menjanjikan untuk membantu pertanian dengan revolusi baru. NBT dapat berkontribusi untuk memecahkan masalah terkait pertanian dengan peningkatan yang luar biasa bila dibandingkan dengan sistem pertanian konvensional. Secara global, banyak negara telah mengidentifikasi potensi NBT di sektor pertanian dan berusaha menggalinya secara signifikan melalui penelitian dan pengembangan.
Dibandingkan dengan di negara-negara maju, sampai saat ini penelitian dan pengembangan teknologi nano di Indonesia masih belum banyak dilakukan, khususnya dalam bidang pertanian dan pengolahan pangan, padahal penerapan teknologi nano akan mendukung upaya pencapaian swasembada pangan dan pengembangan produk lokal yang berdaya saing tinggi. Potensi pengembangan teknologi nano di Indonesia didukung oleh ketersediaan material nano yang sangat besar potensinya untuk industri besar berbasis teknologi nano yang memiliki daya saing tinggi dengan memanfaatkan kekayaan alam yang dimiliki, termasuk potensi kekayaan alam pertanian dan pangan yang melimpah.
Upaya penerapan teknologi nano di bidang pertanian dimulai seiring dengan tumbuhnya kesadaran bahwa teknologi pertanian konvensional tidak dapat meningkatkan produktivitas lebih lanjut ataupun memulihkan kerusakan ekosistem karena efek jangka panjang pertanian revolusi hijau. Mengevaluasi pengaruh CuNP terhadap pertumbuhan bibit gude (Cajanus cajan L.) dengan perlakuan langsung di dalam pot. Cara ini lebih praktis dari segi agronomis karena tanaman dapat menyerap unsur-unsur esensial melalui akarnya dengan lebih efisien jika dibandingkan dengan pemberian nutrisi daun. Pencemaran dan toksisitas lingkungan telah meningkat karena penggunaan pupuk kimia yang berlebihan, yang telah mendorong para nanoteknologi untuk mengembangkan pupuk nano ramah lingkungan.
Pada bidang pertanian, teknologi nano digunakan untuk meningkatkan produktivitas tanaman, kualitas produk, penerimaan konsumen; dan efisiensi penggunaan sumber daya. Dengan demikian, penerapan teknologi nano akan membantu mengurangi biaya pertanian, meningkatkan produktivitas, meningkatkan nilai produksi, dan meningkatkan pendapatan pertanian, di samping mendukung konservasi dan meningkatkan kualitas sumber daya alam dalam sistem produksi pertanian. penerapan teknologi nano dalam bidang pertanian menjadi tiga: (1) formulasi nano agrokimia untuk penerapan pestisida dan pupuk pada tanaman dengan menggunakan tiga tipe material nano, yaitu polimer organik, senyawa inorganik, dan material hibrid (komposit nano); (2) potensi pengembangan perangkat nano (nanodevices) untuk manipulasi genetik tanaman; dan (3) penerapan sensor nano dalam produksi tanaman untuk identifikasi penyakit dan residu agrokimia.
Pemerintah Indonesia sudah mulai menempatkan sains dan teknologi nano sebagai prioritas arah pembangunan. Hal ini terlihat dari disebutkannya material nano sebagai salah satu bahan material maju yang diharapkan dapat dikuasai pembuatannya secara industri di dalam negeri di dalam Rencana Pembangunan Jangka Menengah Nasional (RPJMN) 2015–2019 (Perpres RI No. 2/2015). CuNP meningkatkan perkembangan dan pertumbuhan kacang gude (C. cajan L.). Efek yang menonjol pada peningkatan panjang akar dan pucuk. penggunaan suspensi koloid CuNP dengan inokulasi langsung dapat digunakan untuk pengiriman zat ke dalam sel tanaman adalah aplikasi yang realistis, yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman yang mengarah ke hasil yang lebih tinggi. CuNP ini dapat berguna sebagai penyusun nutrisi pupuk nano. intervensi teknologi nano dalam pertanian mempunyai prospek yang cerah untuk meningkatkan efisiensi penggunaan nutrien melalui formulasi pupuk nano, memecahkan pembatas hasil (yield barriers) melalui bioteknologi nano serta pengendalian hama dan penyakit, pemahaman mekanisme interaksi inang-parasit pada tingkat molekuler, pengembangan pestisida generasi baru dan pembawanya, pengawetan dan pengemasan pangan dan aditif pangan, memperkuat serat alam, menghilangkan kontaminan dari tanah dan air, meningkatkan umur simpan sayuran dan bunga, sumber daya nano berbasis tanah liat (untuk pengaturan pasokan secara tepat), reklamasi tanah yang dipengaruhi oleh salinitas, stabilisasi permukaan yang rawan erosi, dan lain-lain.
Globalisasi pasar dan liberalisasi perdagangan yang didorong oleh revolusi teknologi informasi, transportasi, dan deregulasi perdagangan yang diatur dalam naungan kesepakatan GATT semakin meluas diterapkan di seluruh negara. Globalisasi pasar menyebabkan harga komoditas pertanian di setiap negara semakin terintegrasi dengan harga di pasar dunia dan preferensi konsumen pada aspek tertentu semakin bersifat universal akibat globalisasi informasi. Pada sisi lain, arus perdagangan antarnegara semakin terbuka akibat dihapuskannya berbagai hambatan perdagangan antarnegara. Pada situasi tersebut maka peningkatan daya saing produk pertanian merupakan tantangan yang tidak bisa dihindari agar agroindustri nasional tidak kalah bersaing dan dapat terus berkembang. Dalam rangka meningkatkan daya saing di pasar dunia, peningkatan efisiensi merupakan kata kunci dalam memproduksi dan memasarkan produk pertanian. Dalam kaitan ini, pemanfaatan teknologi nano memiliki potensi besar untuk mendorong peningkatan efisiensi agroindustri nasional. Pada sektor produksi penerapan teknologi nano berpotensi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan pupuk, pestisida, alat dan mesin pertanian, serta benih melalui pengembangan varietas berproduktivitas tinggi dan resisten terhadap hama dan penyakit. Pada sektor hilir, penerapan teknologi nano berpotensi meningkatkan daya simpan produk pertanian, meningkatkan kualitas produk, dan meningkatkan nilai tambah produk pertanian. Dalam konteks yang lebih luas pemanfaatan teknologi nano di sektor pertanian berpotensi untuk meningkatkan efisiensi penggunaan sumber daya, penanganan limbah pertanian, mengurangi polusi lingkungan akibat penggunaan bahan kimia seperti pupuk dan pestisida, dan meningkatkan kesejahteraan petani. Pemanfaatan teknologi nano telah banyak dilakukan di negara-negara maju, tetapi sejauh ini lebih terfokus pada produk-produk industri dan belum banyak menyentuh produk pertanian.
