历史上，人类主要依靠扩大耕地面积来满足日益增长的粮食需求。当肥沃的土地越来越少，进一步扩大耕地面积就意味着要把贫瘠的土地变成耕地。19世纪，面对日益增长的人口压力，悲观情绪日益增多，著名的“马尔萨斯人口论”就是典型的例子。
20世纪，西方国家大规模投资农业科学研究，导致农业产量戏剧性的突破。现代化种植模式、农业科学技术的发展、化肥和农药的使用加速了提高产量的进程。在20世纪下半叶，绝大多数发达国家获得了稳定的食物供应，消除了饥饿的威胁。
但是，这些先进的农业技术在发展中国家应用缓慢，主要原因是殖民统治者对殖民国家的农业生产基本上没有投入。随着殖民国家的独立和解放，这些国家的人口以历史性的速度快速增长。在上世纪60年代中期，饥饿和营养不良成为普遍现象。特别在亚洲，一些国家日益依赖富裕国家的食品援助。接连不断的旱灾使印度已经不稳定的局势更加恶化。
洛克菲勒基金会和福特基金会率先建立了一个根据发展中国家的不同条件，帮助应用先进农业技术的国际农业研究组织。第一笔投资就是用来研究发展中国家两种最重要的农作物：水稻和小麦。种植改良后的品种，与化肥、农药、灌溉的扩大利用相结合，导致在亚洲和拉丁美洲从上世纪60年代后期开始，农业产量戏剧性的增加。美国国际开发署官员威廉姆第一次用“绿色革命”这个词来描述这种农业大发展的现象。
第一次绿色革命发生在上世纪60年代初，其主要特征是把水稻的高秆变矮秆，另外辅助于农药和农业机械，从而解决了19个发展中国家粮食自给问题。世界上一些国家科技对农业增长的贡献率一般都在70％以上，像以色列这样一个极度缺水的国家，它的科技对农业的贡献率达到90％以上。
在绿色革命中，有两个国际研究机构做出了突出贡献。一个是国际玉米和小麦改良中心，以诺贝尔和平奖金获得者N．E．勃劳格为首的小麦育种家，利用具有日本“农林10号”矮化基因的品系，与抗锈病的墨西哥小麦进行杂交，育成了三十多个矮秆、半矮秆品种，其中有些品种的株高只有40～50厘米，同时具有抗倒伏、抗锈病、高产的突出优点。另一个是国际水稻研究所。该所成功地将中国台湾省的“低脚乌尖”品种所具有的矮秆基因，导入高产的印度尼西亚品种“皮泰”中，培养出第一个半矮秆、高产、耐肥、抗倒伏、穗大、粒多的奇迹稻“国际稻8号”品种。此后，又相继培养出“国际稻”系列良种，并在抗病害、适应性等方面有了改进上述品种在发展中国家迅速推广开来，并产生了巨大效益。
中国的杂交水稻是第一次绿色革命时期的杰出代表。
第二次绿色革命由世界粮食理事会第16次部长会议于1990年首次提出，设想的主要目的在于：运用国际力量，为发展中国家培育既高产又富含维生素和矿物质的作物新品种。
其发展趋向有三个方面。
1．在巩固水稻、小麦、玉米育种等第一次绿色革命成果的基础上，向农业其他领域扩展
今后，国际水稻研究所将重点致力于改变植株结构、发展热带地区杂交水稻以及改进水土资源管理、提高水稻生产力的研究。目前，该所同印度、印度尼西亚、朝鲜、马来西亚、泰国合作研究热带杂交水稻，预计5年内可推广应用。有关国际研究中心（所）将加强高粱、谷子、木薯、香蕉等作物的研究，并向林业、渔业等领域扩展。
2．在有效利用灌溉地的同时，向旱地、低地、丘陵山地扩展
旱地、低地、丘陵山地维持着20亿农业人口的生计。鉴于第一次绿色革命仅侧重灌溉和降雨多的条件较好地区，因此新的绿色革命将更多地注意上述低潜力地区。
3．扩大生物技术的研究与应用，开展“基因革命”
预计21世纪组织培养技术可望在马铃薯、草莓、甘蔗、苹果、葡萄、香蕉及多种花卉等作物上进一步扩大利用，并实现产业化。花药培养除已实际应用于水稻、小麦等作物外，将在加速新品种选育中发挥更大作用。家畜胚胎移植技术在奶牛、猪、绵羊、山羊等试验基础上，可望加速扩大实用规模，使胚胎工厂化成为现实。单克隆抗体的研制，将扩大在植物与动物疫病诊断上的实际应用。非豆科作物的生物固氮的突破，将使目前的施肥技术体系发展巨大变革。可见，21世纪新的绿色革命将成为一场“基因革命”。
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