Ảnh hưởng và chi phí

Nông nghiệp áp đặt nhiều chi phí bên ngoài cho xã hội thông qua các tác động như thiệt hại thuốc trừ sâu đối với tự nhiên (đặc biệt là thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu), dòng chảy dinh dưỡng, sử dụng nước quá mức và mất môi trường tự nhiên. Một đánh giá năm 2000 về nông nghiệp ở Anh đã xác định tổng chi phí bên ngoài cho năm 1996 là 2,343 triệu bảng, tương đương £ 208 mỗi ha.  Một phân tích năm 2005 về các chi phí này ở Hoa Kỳ đã kết luận rằng đất trồng trọt áp đặt khoảng 5 đến 16 tỷ đô la (30 đến 96 đô la mỗi ha), trong khi sản xuất chăn nuôi áp đặt 714 triệu đô la.  Cả hai nghiên cứu, chỉ tập trung vào các tác động tài chính, đã kết luận rằng cần phải thực hiện nhiều hơn nữa để nội bộ hóa chi phí bên ngoài. Không bao gồm trợ cấp trong phân tích của họ, nhưng họ lưu ý rằng trợ cấp cũng ảnh hưởng đến chi phí nông nghiệp cho xã hội.

Nông nghiệp tìm cách tăng năng suất và giảm chi phí. Năng suất tăng với các yếu tố đầu vào như phân bón và loại bỏ mầm bệnh, động vật ăn thịt và đối thủ cạnh tranh (như cỏ dại). Chi phí giảm với quy mô ngày càng tăng của các đơn vị trang trại, chẳng hạn như làm cho các cánh đồng lớn hơn; điều này có nghĩa là loại bỏ hàng rào , mương và các khu vực khác của môi trường sống. Thuốc trừ sâu diệt côn trùng, thực vật và nấm. Những biện pháp này và các biện pháp khác đã cắt giảm đa dạng sinh học xuống mức rất thấp trên đất canh tác thâm canh.

Năm 2010, Hội đồng tài nguyên quốc tế thuộc Chương trình môi trường của Liên hợp quốc đã đánh giá các tác động môi trường của tiêu dùng và sản xuất. Nó phát hiện ra rằng tiêu thụ nông nghiệp và thực phẩm là hai trong số những động lực quan trọng nhất của áp lực môi trường, đặc biệt là thay đổi môi trường sống, biến đổi khí hậu, sử dụng nước và khí thải độc hại. Nông nghiệp là nguồn độc tố chính thải ra môi trường, bao gồm cả thuốc trừ sâu, đặc biệt là những chất được sử dụng trên bông. Báo cáo kinh tế xanh của UNEP năm 2011 cho biết "[a] hoạt động nông nghiệp, không bao gồm thay đổi sử dụng đất, tạo ra khoảng 13% lượng khí thải GHG toàn cầu do con người tạo ra. Điều này bao gồm GHG phát ra từ việc sử dụng phân bón vô cơ hóa học và thuốc diệt cỏ; (GHG khí thải do sản xuất các đầu vào này được bao gồm trong khí thải công nghiệp) và đầu vào năng lượng nhiên liệu hóa thạch. "Trung bình chúng tôi thấy rằng tổng lượng dư lượng tươi từ sản xuất nông lâm nghiệp cho sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai lên tới 3,8 tỷ tấn mỗi năm trong giai đoạn 2011 đến 2050 (với tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm là 11% trong suốt giai đoạn được phân tích, chiếm tỷ lệ tăng trưởng cao hơn trong những năm đầu, 48% cho năm 20112020 và mở rộng trung bình 2% hàng năm sau năm 2020). "

Vấn đề chăn nuôi

Nông trại xử lý kỵ khí chuyển đổi chất thải thực vật và phân từ vật nuôi thành nhiên liệu khí sinh học .

Một quan chức cấp cao của Liên Hợp Quốc, Henning Steinfeld, nói rằng "Chăn nuôi là một trong những người đóng góp quan trọng nhất cho các vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất hiện nay".  Sản xuất chăn nuôi chiếm 70% tổng diện tích đất sử dụng cho nông nghiệp, hoặc 30% diện tích đất của hành tinh. Đây là một trong những nguồn khí nhà kính lớn nhất , chịu trách nhiệm cho 18% lượng khí thải nhà kính trên thế giới được đo bằng lượng tương đương CO 2 . Để so sánh, tất cả các phương tiện giao thông đều thải ra 13,5% CO 2 . Nó tạo ra 65% oxit nitơ liên quan đến con người (có khả năng nóng lên toàn cầu gấp 2 lần CO 2 ) và 37% tổng lượng khí mêtan do con người gây ra (nóng gấp 23 lần CO2. ) Nó cũng tạo ra 64% lượng khí thải amoniac . Mở rộng chăn nuôi được trích dẫn là một yếu tố chính thúc đẩy nạn phá rừng ; trong lưu vực Amazon 70% diện tích rừng trước đây hiện đang bị chiếm giữ bởi đồng cỏ và phần còn lại được sử dụng cho thức ăn chăn nuôi.  Thông qua nạn phá rừng và suy thoái đất , chăn nuôi cũng đang thúc đẩy giảm thiểu đa dạng sinh học. Hơn nữa, UNEP tuyên bố rằng " lượng khí thải mêtan từ chăn nuôi toàn cầu được dự đoán sẽ tăng 60% vào năm 2030 theo các thông lệ và mô hình tiêu thụ hiện nay."

Các vấn đề về đất và nước

Cánh đồng tưới tiêu tròn ở Kansas . Khỏe mạnh, trồng ngô và lúa miến có màu xanh (lúa miến có thể hơi nhạt hơn). Lúa mì là vàng rực rỡ. Những cánh đồng màu nâu gần đây đã được thu hoạch và cày xới hoặc bị bỏ hoang trong năm.

Chuyển đổi đất đai, sử dụng đất để sản xuất hàng hóa và dịch vụ, là cách đáng kể nhất mà con người thay đổi hệ sinh thái của Trái đất và được coi là động lực trong việc mất đa dạng sinh học . Ước tính lượng đất biến đổi của con người thay đổi từ 39 đến 50%.  Suy thoái đất, suy giảm dài hạn về chức năng và năng suất của hệ sinh thái, được ước tính là xảy ra trên 24% đất trên toàn thế giới, với diện tích đất trồng trọt.  Báo cáo của UN-FAO trích dẫn quản lý đất đai là yếu tố thúc đẩy suy thoái và báo cáo rằng 1,5 tỷ người dựa vào vùng đất xuống cấp. Suy thoái có thể là phá rừng, sa mạc hóa , xói mòn đất , cạn kiệt khoáng sản hoặc suy thoái hóa học (axit hóa và nhiễm mặn ).

Sự phú dưỡng, quá nhiều chất dinh dưỡng trong hệ sinh thái thủy sinh dẫn đến tảo nở hoa và thiếu máu , dẫn đến cá chết , mất đa dạng sinh học và làm cho nước không phù hợp để uống và sử dụng công nghiệp khác. Bón phân quá mức và bón phân vào đất trồng trọt, cũng như mật độ thả vật nuôi cao gây ra dòng chảy dinh dưỡng (chủ yếu là nitơ và phốt pho ) và rửa trôi từ đất nông nghiệp. Những chất dinh dưỡng này là các chất gây ô nhiễm không chính yếu góp phần vào sự phú dưỡng của hệ sinh thái dưới nước và ô nhiễm nước ngầm, với các tác động có hại đối với quần thể người. Phân bón cũng làm giảm đa dạng sinh học trên cạn bằng cách tăng cạnh tranh ánh sáng, ưu tiên những loài có khả năng hưởng lợi từ các chất dinh dưỡng bổ sung.  Nông nghiệp chiếm 70 phần trăm rút tiền từ nguồn nước ngọt.  Nông nghiệp là nguồn thu hút chính từ nước từ các tầng ngậm nước và hiện tại lấy từ các nguồn nước ngầm này với tốc độ không bền vững. Từ lâu, người ta đã biết rằng các tầng ngậm nước ở các khu vực đa dạng như miền bắc Trung Quốc, Thượng Ganges và miền tây Hoa Kỳ đang bị cạn kiệt, và nghiên cứu mới mở rộng những vấn đề này đối với các tầng ngậm nước ở Iran, Mexico và Ả Rập Saudi.  Áp lực ngày càng gia tăng đối với tài nguyên nước của các khu vực công nghiệp và đô thị, có nghĩa làtình trạng khan hiếm nước đang gia tăng và nông nghiệp đang phải đối mặt với thách thức sản xuất nhiều lương thực cho dân số ngày càng tăng trên thế giới với nguồn nước giảm.  Sử dụng nước nông nghiệp cũng có thể gây ra các vấn đề môi trường lớn, bao gồm phá hủy các vùng đất ngập nước tự nhiên, lây lan các bệnh truyền qua nước và suy thoái đất thông qua nhiễm mặn và ngập úng, khi việc tưới tiêu được thực hiện không đúng cách.

Thuốc trừ sâu

Việc sử dụng thuốc trừ sâu đã tăng từ năm 1950 lên 2,5  triệu tấn ngắn hàng năm trên toàn thế giới, tuy nhiên, mất mùa do sâu bệnh vẫn không đổi.  Tổ chức Y tế Thế giới ước tính vào năm 1992 rằng ba triệu vụ ngộ độc thuốc trừ sâu xảy ra hàng năm, gây ra 220.000 ca tử vong. Thuốc trừ sâu chọn kháng thuốc trừ sâu trong quần thể dịch hại, dẫn đến một tình trạng gọi là "máy chạy bộ thuốc trừ sâu" trong đó tính kháng sâu bệnh đảm bảo sự phát triển của thuốc trừ sâu mới.

Một lập luận khác là cách "bảo vệ môi trường" và ngăn chặn nạn đói là sử dụng thuốc trừ sâu và thâm canh năng suất cao, một quan điểm được minh họa bằng một trích dẫn trên trang web của Trung tâm các vấn đề lương thực toàn cầu: 'Trồng nhiều hơn trên mỗi mẫu đất để lại nhiều đất hơn Thiên nhiên'.  Tuy nhiên, các nhà phê bình cho rằng sự đánh đổi giữa môi trường và nhu cầu thực phẩm là không thể tránh khỏi,  và thuốc trừ sâu chỉ đơn giản thay thế các thực hành nông học tốt như luân canh cây trồng.  Các quản lý dịch hại nông nghiệp Push-pull kỹ thuật liên quan đến việc trồng xen, sử dụng hương liệu cây sâu Repel từ cây trồng (push) và để thu hút họ đến một nơi mà từ đó họ có thể được gỡ bỏ (kéo). như luân canh cây trồng.  Các quản lý dịch hại nông nghiệp Push-pull kỹ thuật liên quan đến việc trồng xen, sử dụng hương liệu cây sâu Repel từ cây trồng (push) và để thu hút họ đến một nơi mà từ đó họ có thể được gỡ bỏ (kéo).

Sự nóng lên toàn cầu

Sàng lọc hạt: nóng lên toàn cầu có thể sẽ làm hại năng suất cây trồng ở các nước vĩ độ thấp như Ethiopia.

Sự nóng lên toàn cầu và nông nghiệp có liên quan đến nhau trên phạm vi toàn cầu. Sự nóng lên toàn cầu ảnh hưởng đến nông nghiệp thông qua những thay đổi về nhiệt độ trung bình , lượng mưa và thời tiết khắc nghiệt (như bão và sóng nhiệt); thay đổi sâu bệnh; thay đổi nồng độ carbon dioxide trong khí quyển và nồng độ ozone trên mặt đất ; thay đổi chất lượng dinh dưỡng của một số thực phẩm;  và thay đổi mực nước biển .  Sự nóng lên toàn cầu đã ảnh hưởng đến nông nghiệp, với các hiệu ứng phân bố không đều trên toàn thế giới.  Biến đổi khí hậu trong tương lai có thể sẽ ảnh hưởng tiêu cựcsản xuất cây trồng ở các nước có vĩ độ thấp , trong khi ảnh hưởng ở vĩ độ bắc có thể là tích cực hoặc tiêu cực.  Sự nóng lên toàn cầu có thể sẽ làm tăng nguy cơ mất an toàn thực phẩm đối với một số nhóm dễ bị tổn thương, chẳng hạn như người nghèo .

Chăn nuôi cũng chịu trách nhiệm sản xuất khí nhà kính CO

2 và tỷ lệ khí mê-tan trên thế giới và vô sinh đất trong tương lai và sự dịch chuyển của động vật hoang dã. Nông nghiệp góp phần thay đổi khí hậu bằng khí thải nhân tạo của khí nhà kính và chuyển đổi đất phi nông nghiệp như rừng sử dụng cho nông nghiệp.  Nông nghiệp, lâm nghiệp và thay đổi sử dụng đất đóng góp khoảng 20 đến 25% vào phát thải hàng năm trên toàn cầu trong năm 2010  Một loạt các chính sách có thể làm giảm nguy cơ tác động của biến đổi khí hậu tiêu cực đến nông nghiệp,  và khí thải nhà kính từ ngành nông nghiệp.

Sự bền vững

Ruộng bậc thang, làm đất bảo tồn và đệm bảo tồn làm giảm xói mòn đất và ô nhiễm nước tại trang trại ở Iowa này.

Các phương pháp canh tác hiện nay đã dẫn đến tài nguyên nước quá căng, mức độ xói mòn cao và giảm độ phì của đất. Không có đủ nước để tiếp tục canh tác bằng cách sử dụng các thực hành hiện tại; do đó, các nguồn nước, đất đai và hệ sinh thái quan trọng được sử dụng để tăng năng suất cây trồng phải được xem xét lại. Một giải pháp sẽ là đưa ra giá trị cho các hệ sinh thái, công nhận sự đánh đổi môi trường và sinh kế, và cân bằng quyền của nhiều người dùng và lợi ích.  Bất bình đẳng dẫn đến các biện pháp đó được áp dụng sẽ cần được giải quyết, chẳng hạn như phân bổ nước từ nghèo sang giàu, giải phóng mặt bằng để nhường chỗ cho đất nông nghiệp năng suất cao hơn hoặc bảo tồn hệ thống đất ngập nước hạn chế đánh bắt cá quyền.

Tiến bộ công nghệ giúp cung cấp cho nông dân các công cụ và tài nguyên để làm cho nông nghiệp bền vững hơn.  Công nghệ cho phép đổi mới như làm đất bảo tồn , một quy trình canh tác giúp ngăn ngừa mất đất để xói mòn, giảm ô nhiễm nước và tăng cường cô lập carbon.  Các thực hành tiềm năng khác bao gồm nông nghiệp bảo tồn , nông lâm kết hợp , chăn thả được cải thiện , tránh chuyển đổi đồng cỏ và than sinh học . Các biện pháp canh tác đơn canh hiện tại ở Hoa Kỳ ngăn cản việc áp dụng rộng rãi các thực hành bền vững, chẳng hạn như 2-3 vụ luân canh kết hợp cỏ hoặc cỏ khô với cây trồng hàng năm, trừ khi các mục tiêu phát thải âm như cô lập carbon trong đất trở thành chính sách.

Theo báo cáo của Viện nghiên cứu chính sách lương thực quốc tế (IFPRI),  công nghệ nông nghiệp sẽ có tác động lớn nhất đến sản xuất thực phẩm nếu được áp dụng kết hợp với nhau; sử dụng một mô hình đánh giá mười một công nghệ có thể ảnh hưởng đến năng suất nông nghiệp, an ninh lương thực và thương mại vào năm 2050, IFPRI nhận thấy rằng số người có nguy cơ bị đói có thể giảm tới 40% và giá lương thực có thể giảm gần một nửa.  Nhu cầu calo của dân số dự kiến ​​của Trái đất, với các dự đoán biến đổi khí hậu hiện nay, có thể được thỏa mãn bằng cách cải thiện thêm các phương pháp nông nghiệp, mở rộng các khu vực nông nghiệp và tư duy tiêu dùng theo định hướng bền vững.

Phụ thuộc năng lượng

Nông nghiệp cơ giới hóa : từ những mô hình đầu tiên vào những năm 1940, các công cụ như máy hái bông có thể thay thế 50 công nhân nông trại, với giá sử dụng nhiên liệu hóa thạch tăng lên .

Kể từ những năm 1940, năng suất nông nghiệp đã tăng lên đáng kể, chủ yếu là do việc sử dụng cơ giới hóa, phân bón và thuốc trừ sâu sử dụng nhiều năng lượng. Phần lớn đầu vào năng lượng này đến từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch .  Giữa những năm 1960 và 1980, Cách mạng xanh chuyển đổi nông nghiệp trên toàn cầu, với sản lượng ngũ cốc thế giới tăng đáng kể (từ 70% đến 390% đối với lúa mì và 60% đến 150% đối với lúa gạo, tùy thuộc vào khu vực địa lý)  khi dân số thế giới tăng gấp đôi. Sự phụ thuộc nặng nề vào hóa dầu đã làm dấy lên mối lo ngại rằng tình trạng thiếu dầu có thể làm tăng chi phí và giảm sản lượng nông nghiệp.

Nông nghiệp công nghiệp phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch theo hai cách cơ bản: tiêu thụ trực tiếp vào trang trại và sản xuất các đầu vào được sử dụng trong trang trại. Tiêu thụ trực tiếp bao gồm việc sử dụng dầu nhờn và nhiên liệu để vận hành xe công nông và máy móc.

Tiêu thụ gián tiếp bao gồm sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu và máy móc nông nghiệp.  Đặc biệt, việc sản xuất phân bón nitơ có thể chiếm hơn một nửa sử dụng năng lượng nông nghiệp.  Cùng với nhau, tiêu thụ trực tiếp và gián tiếp của các trang trại Hoa Kỳ chiếm khoảng 2% mức sử dụng năng lượng của quốc gia. Tiêu thụ năng lượng trực tiếp và gián tiếp của các trang trại Hoa Kỳ đạt đỉnh vào năm 1979, và từ đó đã giảm dần.  Hệ thống thực phẩm không chỉ bao gồm nông nghiệp mà còn chế biến phi nông nghiệp, đóng gói, vận chuyển, tiếp thị, tiêu thụ và xử lý thực phẩm và các mặt hàng liên quan đến thực phẩm. Nông nghiệp chiếm ít hơn một phần năm sử dụng năng lượng hệ thống thực phẩm ở Mỹ.