Det indiska jordbruket förväntas föda en växande och alltmer urbaniserad befolkning. Men om alla vill flytta till städer, vem är kvar att bruka marken?

Regnen är mindre tillförlitliga. Plötsliga värmeböljor skapar utmanande förhållanden för grödor. Dåliga skördar leder inte bara till skulder, men också i undernäring för småbrukare. Jordbruk i Indien är inte ett attraktivt karriäralternativ.

Många indiska bönder vänder livet helt och hållet ryggen. Draget av staden, med löfte om bättre arbete och bättre inkomst, drar bort ett stort antal indianer på landsbygden från landet.

Kvinnor i Indien har alltid varit involverade i jordbruk, gör vanligtvis arbete mellan de traditionellt "manliga jobben" sådd och skörd, som ogräs och applicering av gödselmedel. Men de brukar arbeta mark som tillhör deras mäns familjer, och när hushållen blir mer fattiga måste de arbeta hårdare men ändå tjäna mindre än männen.

"Det börjar bli svårt att få en pålitlig inkomst från jordbruket i många delar av den indiska subkontinenten, " säger Dr Shailaja Fennell, från Centrum för utvecklingsstudier. "Det är ganska vanligt att majoriteten av yngre familjemedlemmar åker till en stad för att söka arbete. Under det senaste decenniet i regioner som Punjab – som gynnades av den gröna revolutionen – har till och med många av de unga kvinnorna lämnat landet, att studera i skola och högskola.

"Så nu överlåts jordbruket till de äldre kvinnorna – mödrarna och ibland mormödrarna. De är i den svåra situationen att behöva klara sig i hushåll där inkomsterna sjunker. I fattigare stater som Odisha, detta kan leda till undernäring, som har långsiktiga effekter på barnen."

De rekordhöga spannmålsproduktionerna från Indiens "gröna revolution" på 1970- och 1980-talen etablerade landet som en av världens största jordbruksproducenter, upprätthålla sin växande befolkning och stärka sin ekonomi. Men graden av framgång varierade från region till region, och den fortsatta överanvändningen av vatten, gödningsmedel och bekämpningsmedel, tillsammans med skördförluster efter skörd, har satt ökande press på naturresurserna. Indiens snabba befolkningstillväxt fortsätter, och FN uppskattar att det kommer att passera Kina år 2022 för att bli det folkrikaste landet i världen. Och fler människor betyder fler munnar att mätta.

Fennell är en medutredare av TIGR2ESS:en ny, storskalig, multi-partner projekt som just har tilldelats £6,9m finansiering från Global Challenges Research Fund (GCRF) av Research Councils UK för att ta itu med denna komplexa väv av frågor. Att dra ihop ett formidabelt nätverk av partners från forskning, industri, regering och icke-statliga organisationer i Storbritannien och Indien, projektet syftar till att definiera kraven för en andra, mer hållbar grön revolution, och att leverera detta genom en uppsättning forskningsprogram, utbildningsverkstäder och utbildningsaktiviteter.

Finansieringen är en del av den brittiska regeringens officiella utvecklingsbiståndsåtagande, och partners från båda länderna kommer att arbeta tillsammans, med över 22 nya forskare finansierade i både Storbritannien och Indien.

"Indien utvecklas snabbt. Ett nytt tillvägagångssätt behövs omgående för att säkerställa ett mer motståndskraftigt resultat för framtiden för landets livsmedelsproduktion, " säger växtforskaren professor Howard Griffiths, som leder TIGR2ESS. "Att vara framgångsrik, vi måste ta itu med utmaningarna i Indien idag, från jämlikhet och hållbarhet inom jordbruket, till problemen förknippade med klimatförändringar."

Kvinnors egenmakt kommer att vara ett nyckeltema i detta mångfacetterade projekt. Att förse Indiens kvinnor med färdigheter och kunskaper för att bidra till förbättrad livsmedelssäkerhet för sitt land, och bättre näring för deras familjer, kommer att ta olika tillvägagångssätt. Det brittiska och indiska partnerskapet kommer att inrätta "näringskök" i indiska byar tillsammans med befintliga hälsocenter för att hålla månatliga matlagningskurser och ge näringsrelevant utbildning. Och på fältet, workshops kommer att utbilda kvinnliga bönder för att hjälpa dem att förbättra sina jordbruksmetoder.

"Vissa grödor, som vissa sorter av hirs till exempel, används för närvarande endast för djurfoder, " säger Griffiths. "Men de har en bättre näringsbalans och är mer klimattåliga än de föredragna basvarorna som vete, så byte kan delvis vara en fråga om utbildning."

"Parallellt, vår forskning kommer att leta efter sätt att öka värdet av dessa grödor, att höja familjens inkomster, ", tillägger Fennell. "Detta är mycket specifika ingrepp som har enorm potentiell inverkan. TIGR2ESS kommer att sammanföra vetenskap och samhällsvetenskap för att driva insatser som faktiskt fungerar för indiska bönder och deras samhällen."

TIGR2ESS kommer att inkludera grundläggande forskning om grödors produktivitet och vattenanvändning i Indien, och kommer att identifiera lämpliga grödor och jordbruksmetoder för olika klimatregioner. Det inkluderar också ett kapacitetsbyggande program för forskarutbyten mellan Storbritannien och Indien för att säkerställa kompetensutveckling och bygga upp expertis på lång sikt. Och det kommer att dra nytta av expertis vid Cambridges Center for Science and Policy i syfte att åstadkomma policyförändring i Indien, för att säkerställa att det inte bara är männen som får jordbruksstöd.

"Vi inser att ett ökande antal av Indiens småbrukare är kvinnor, vi måste se till att statliga resurser och tjänster, och kunskap, är lika tillgängliga för dem, " säger Dr V. Selvam, Verkställande direktör för M. S. Swaminathan Research Foundation i Chennai, en av de Indien-baserade projektpartnerna.

"Den ultimata effekten av TIGR2ESS kommer att vara att leverera hållbara metoder och förbättrad livsmedelssäkerhet, samtidigt som man främjar lika möjligheter och förbättrar näring och hälsa för landsbygdssamhällen i olika regioner och klimatzoner i Indien, " säger Griffiths. "För Cambridge, detta är ett tillfälle att bygga vidare på vårt engagemang för internationell vetenskaplig spetskompetens och att översätta detta till verkliga fördelar för samhället genom vårt partnerskap med Indiens biotekniska institution och institutioner i hela Indien. "

Att förändra sättet vi äter, odla och distribuera mat

Medan TIGR2ESS fokuserar på att förbättra Indiens livsmedelsproduktion, ett EU-innovationsprogram på 340 miljoner pund som involverar Cambridge syftar till att sätta Europa i centrum för en global revolution inom livsmedelsinnovation och -produktion.

Omkring 795 miljoner människor över hela världen har inte tillgång till tillräckligt med mat för att möta sina dagliga lägsta energibehov, medan minst två miljarder konsumerar för många kalorier men inte får i sig de näringsämnen de behöver. Både hungriga och överviktiga drabbas av hälsokonsekvenserna av dålig kost.

Och medan vår ökande befolkning skapar en växande efterfrågan på mat, 25 % av det vi redan producerar går till spillo. Lägg till detta det förändrade klimatet som påverkar växtförhållandena, snabb urbanisering och den ökande efterfrågan på resurskrävande livsmedel som kött – nettoresultatet är ett livsmedelssystem som är allt mer pressat.

Cambridge är ett av flera europeiska universitet och företag som förra året vann tillgång till ett EU-innovationsprogram på 340 miljoner pund för att förändra vårt sätt att äta, odla och distribuera mat.

Projektet, finansieras av European Institute of Innovation and Technology (EIT) och kallas EIT Food, har ambitiösa mål att halvera mängden matsvinn i Europa inom ett decennium, och att minska ohälsa orsakad av kost till 2030.

"Hållbarhet är en agenda på toppnivå som engagerar både globala multinationella livsmedelsproducenter och akademiker, " säger professor Howard Griffiths, som hjälpte till att leda Cambridges engagemang i EIT Food, ett konsortium av 55 partners från ledande europeiska företag, forskningscentra och universitet i 13 länder.

"Vårt gemensamma mål är att göra hela livsmedelssystemet mer motståndskraftigt i sammanhanget av ett förändrat klimat, och förbättra hälsa och näring för människor över hela världen."