کشاورزی پایدار

خاک

فرسایش خاک به سرعت به یکی از بزرگترین مشکلات جهان تبدیل شده‌است تخمین شده‌است که بیش از هزار میلیون تن خاک آفریقای جنوبی هر ساله دچار فرسایش می‌شود. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که محصولات کشاورزی در ۳۰ تا ۵۰ سال اگر فرسایش با میزان فعلی ادامه پیدا کند به نصف می‌رسد. فرسایش خاک تنها در آفریقا نیست بلکه در سراسر جهان اتفاق می‌افتد. این پدیده Peak soil نامیده م شود چون تکنیک‌های کشاورزی بزرگ مقیاس، قابلیت انسان را برای تولید غذا در حال حاضر و در آینده به خطر می‌اندازد. بدون تلاش برای بهبود عملکردهای مدیریت خاک، دسترس‌پذیری خاک به‌طور روزافزون مشکل‌زا می‌شود. بعضی از تکنیک‌های مدیریت خاک از این قرارند: ۱- کشاورزی نه بر روی زمین ۲- طراحی خط اصلی ۳- ایجاد کمربند حفاظتی برای نگه داشتن خاک ۴- برگرداندن ماده ارگانیک به مزارع ۵- متوقف کردن استفاده از کودهای شیمیایی (که محتوی نمک هستند) ۶حفاظت خاک از فاضلاب

فسفات

فسفات مؤلفهٔ اصلی در کود شیمیایی است که در کشاورزی مدرن کاربرد دارد. همچنین دانشمندان تخمین می‌زنند که ذخایر فسفات سنگی در عرض ۵۰ تا ۱۰۰ سال خالی می‌شود اینکه از بین رفتن فسفر حدوداً در سال ۲۰۳۰ اتفاق می‌افتد با پدیدهٔ از بین رفتن فسفر انتظار می‌رود که قیمت غذا افزایش یابد چون هزینه کود افزایش پیدا می‌کند و استخراج ذخایر فسفات سنگی سختر می‌شود. در طولانی مدت فسفات را بایستی بازیافت کرد و از زائدات انسانی و حیوانی به منظور حفظ و ادامه تولید غذا استفاده کرد و به چرخه وارد کرد.

زمین

همان‌طور که جمعیت و تقاضا برای غذا افزایش می‌یابد، فشاری بر منابع زمین هم وجود دارد. خشکی را می‌توان یک منبع محدود روی کرهٔ زمین در نظر گرفت توسعه زمین کشاورزی تأثیری بر تنوع زیستی و قطع درختان جنگل دارد. سازمان غذا و کشاورزی ملل متحد تخمین می‌زند که در دهه‌های آتی زمین‌های کشاورزی برای توسعه صنعتی و شهری از بین می‌روند همراه با احیای اراضی مرطوب و تبدیل جنگل به محیط کشت که به از بین رفتن تنوع زیستی و افزایش فرسایش خاک منجر می‌شود.

انرژی برای کشاورزی

انرژی در تمام زنجیره غذایی از مزرعه تا هنگام خوردن مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کشاورزی صنعتی انرژی در مکانیزه کردن مزرعه، عمل آوری غذا، فرایندهای ذخیره‌سازی و حمل نقل مورد استفاده قرار می‌گیرد. از اینرو این نتیجه بدست آمده‌است که قیمت انرژی به شدت با قیمت غذا مرتبط ی باشد. روغن هم به عنوان یک ورودی در مواد شیمیایی کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. قیمت‌های بالاتر منابع تجدید ناپذیر انرژی به وسیلهٔ آژانس بین‌المللی انرژی طرح‌ریزی می‌شود.
قیمت‌های بالای انرژی در نتیجه منابع سوخت فسیلی که در حال تمام شدن هستند ممکن است به‌طور منفی بر امنیت جهانی غذا تأثیر بگذارد مگر اینکه اقدامی برای جدا کردن انرژی سوخت فسیلی از تولید غذا با یک حرکت به سمت سیستم‌های کشاورزی با انرژی هوشمند انجام شود.

اقتصاد

جنبه‌های اجتماعی- اقتصادی پایدارپذیری تا حدودی درک شده‌اند. با در نظر گرفتن کشاورزی کمتر متمرکز بهترین آنالیز، مطالعهٔ نتینگ در مورد سیستم‌های خرده مالکی در تاریخ می‌باشد. گروه پایدارپذیر آکسفورد، پایدارپذیری را در ای شرایط در یک شکل خیلی وسیعتر با در نظر گرفتن اثری که بر تمام سهامداران در روش ۳۶۰ درجه‌ای دارند تعریف می‌کنند.
با توجه به عرضه محدود منابع طبیعی در هر هزینه و موقعیت خاص، کشارزی که برای منابع مورد نیاز ناکارآمد یا زیان‌آور است ممکن است در نهایت منابع در دسترس یا توانایی برای بدست آوردن آن‌ها را تمام کند. همچنین ممکن است اثرات منفی مثل آلودگی و هزینه‌های مالی و تولید داشته باشد. روشی که محصولات کشاورزی فروخته می‌شوند بایستی در معادلهٔ پایدارپذیری در نظر گرفته شود. غذایی که به‌طور منطقه‌ای فروخته م شود به انرژی اضافی برای حمل و نقل نیاز ندارد. غذایی که در منطقه دور فروش می‌رود چه از دست مزرعه دار خریده شود چه از سوپر مارکت موجب یک سری هزینه انرژی متفاوت برای مواد زحمت و حمل و نقل می‌شود.

روش‌ها

اینکه چه چیزی کشت می‌شود، در کجا و چگونه موضوع انتخاب هستند. دو مورد از عملکردهای مختلف احتمالی از کشاورزی پایدار، کشت تناوبی و اصلاح خاک می‌باشد که هر دو برای تضمین اینکه محصولاتی که کشت می‌شوند بتوانند مواد مغذی لازم را برای رشد سالم بدست آورند طراحی شده‌اند. اصلاح خاک شامل استفاده از کود در دسترس از مراکز بازیافت به‌طور منطقه‌ای است این مراکز بازیافت به تولید کود مورد نیاز به وسیلهٔ مزارع ارگانیک منطقه‌ای کمک می‌کنند.
بسیاری از دانشمندان، کشاورزان و تجارت‌ها بحث و بررسی کردند که چگونه کشاورزی را پایدار کنند. چرخه جامعه از زائدات مزرعه تا آشپزخانه از منابع در دسترس معمول منطقه استفاده می‌کند. این منابع در گذشته در مکان‌های بزرگ زائدات به دور انداخته می‌شدند ولی امروزه برای تولید کود ارگانیک ارزان قیمت برای مزارع ارگانیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. عملکردهای دیگر شامل کشت انواع محصولات دائمی در یک مزرعه ست که هر محصول در یک فصل جداگانه کشت می‌شوند بنابراین برای منابع طبیعی با یکدیگر رقابت نمی‌کنند. این سیستم به افزایش مقاومت در برابر بیماری‌ها و اثرات کاهش یافته از فرسایش و از بین رفتن مواد مغذی در خاک منجر می‌شود.
بعنوان مثال تثبیت نیتروژن از سبزیجات بنشنی استفاده شده در ارتباط با گیاهانی که به نیترات خاک برای رشد تکیه می‌کنند این امکان را ایجاد می‌کند تا زمین زراعی هر ساله مورد استفاده قرار بگیرد. سبزیجات در یک فصل رشد می‌کنند و خاک را با آمونیوم و نیترات باز پرسازی می‌کنند و فصل بعد محصولات دیگری را می‌توان در مزرعه کاشت تا برای درو آماده شوند.
کشاورزی تک محصولی- یک روش کشت تنها یک محصول در یک زمان در یک زمین زراعی خاص یک عملکرد بسیار رایج می‌باشد ولی موضوعاتی در مورد پایدارپذیری آن وجود دارد خصوصاً اگر محصولی مشابهی هر سال کشت شود. امروزه برای منتشر کردن این مسئله شهرها و مزارع منطقه می‌توانند با یکدیگر برای تولید کود مورد نیاز برای کشاورزی کار کنند. این روش همراه با کشت چند محصول گاهی به کاهش بیماری‌ها و آفت‌ها منجر می‌شود ولی کشت چند محصول به ندرت با عملکرد رایج تر کشت محصولات مختلف در سال‌های متوالی (کشاورزی تناوبی) با تنوع محصول مشابه مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. سیستم‌های کشاورزی که شامل انواع محصولات است (کشت چند محصول یا کشاورزی تناوبی) ممکن است نیتروژن را به زمین برگردانند (اگر سبزیجات کشت شوند) و همچنین ممکن است از منابعی همچون نور خورشید، آب یا مواد مغذی به‌طور کارآمدتری استفاده کنند. با جایگزینی اکوسیستم طبیعی با تنوع اندک انتخاب شده به‌طور خاص، تنوع ژنتیکی پیدا شده در حیات وحش را کاهش می‌دهد و موجودات زنده را در برابر بیماری رایج و متداول مستعد می‌سازد.
قحطی بزرگ ایرلند (۱۸۴۵–۱۸۴۹) یک مثال معروف از خطرات کشت تک محصولی می‌باشد در عمل هیچ روشی برای کشاورزی پایدار وجود ندارد چون اهداف و روش‌های دقیق و مشخص بایستی برای هر مورد خاص تطبیق داده شود. ممکن است چند تکنیک کشاورزی وجود داشته باشد که ذاتاً در تضاد با مفهوم پایدارپذیری هستند ولی سوء تفاهم متداولی در مورد اثرات چند عملکرد وجود دارد. امروزه رشد بازارهای کشاورزان محلی به مزارع کوچک این امکان را می‌دهد تا محصولاتی را کشت کنند و بفروش برسانند که بتوانند کود بازیافتی از آن‌ها بدست آورند. با استفاده از چرخه محلی این کار به دور کردن مردم از تکنیک‌های بریدن و سوزاندن که ویژگی‌های مشخص کشاورزان مختلف هستند کمک می‌کند، با این وجود کشاورزی بریدن و سوزاندن در آمازون برای حداقل ۶۰۰۰ سال بکار گرفته شده‌است، قطع درختان جنگل به‌طور جدی از دههٔ ۱۹۷۰ عمدتاً در نتیجه برنامه‌ها و سیاست‌های دولت برزیل شروع شد. خاطر نشان می‌شود که ممکن است روش بریدن و زغال بیشتر از بریدن و سوزاندن وجود داشته باشد که با اضافه کردن مادهٔ ارگانیک terra preta که یکی از غنی‌ترین خاک‌ها در زمین می‌باشد و تنها خاکی که خود را بازآفرینی می‌کند تولید می‌شود. همچنین روش‌های متعددی برای کشاورزی پایدار حیوانی وجود دارد. بعضی از ابزارهای اصلی برای مدیریت چریدن حیوانات شامل حصار چینی منطقه جرا به مناطق کوچکتر به نام چراگاه کم کردن تراکم انبار و انتقال انبار بین چراگاه‌ها می‌باشد.
تلاش‌های متعددی برای تولید یک گوشت مصنوعی با استفاده از بافت‌های جدا شده برای تولید گوشت در آزمایشگاه صورت گرفته‌است. مطالعه جیسون ماتنی در مورد این موضوع یکی از پر توضیح‌ترین موضوعات می‌باشد.

پردازش خاک

بخار خاک را می‌توان به عنوان یک راه اکولوژیکی برای مواد شیمیایی برای گندزدایی خاک مورد استفاده قرار داد. روش‌های متعددی برای وارد کردن بخار به خاک به منظور کشتن آفت‌ها و افزایش سلامت خاک در دسترس می‌باشد. کود حاصل از زائدات ارگانیک آشپزخانه، مزرعه و حیاط می‌تواند تمام نیازهای مورد نیاز مزارع محلی را تأمین سازد. این تشکیل کود می‌تواند به‌طور بالقوه یک منبع معتبر انرژی محسوب شود.

اثرات خارج از مزرعه

یک مزرعه که می‌تواند همیشه محصول تولید کند و همچنان اثرات منفی بر کیفیت محیطی در هرجا داشته باشد، کشاورزی پایدار نیست. یک مثال از موردی که در آن یک دید جهانی ممکن است تضمین شود، بکارگیری بیش از حد کود ترکیبی یا کود حیوانی است که می‌تواند تولید مزرعه را افزایش دهد ولی می‌تواند رودخانه‌های اطراف و آب‌های ساحلی را آلوده سازد. مورد دیگر می‌تواند نامطلوب باشد چون محصول کمی بعلت تمام شدن مواد مغذی در خاک تولید می‌شود که به تخریب جنگل مرتبط می‌باشد. در آسیا زمین مشخص برای کشاورزی پایدار حدود ۵/۱۲ مترمربع است که شامل زمین برای علوفه حیوانات، زمین‌های تولید غله برای فروش نقدی محصولات و حتی چرخهٔ محصولات غذایی است در چندین مورد حتی واحد کوچکی از کشت آبی در این تعداد گنجانده می‌شود.
پایدارپذیری بر تولید کلی تأثیر می‌گذارد که بایستی برای تأمین غذا و فیبر زیاد با افزایش جمعیت جهان که تخمین زده می‌شود به ۳/۹ بیلون نفر در سال ۲۰۵۰ برسد افزایش پیدا کند. تولید افزایش یافته ممکن است از ایجاد زمین‌های کشاورزی جدید بدست آید که ممکن است آلاینده‌های دی اکسیدکربن را اگر از طریق احیای اراضی مثل کشور اسرائیل و فلسطین انجام شود اصلاح کند یا ممکن است آلاینده‌ها را اگر از طریق کشاورزی بریدن و سوزاندن مثل برزیل انجام شود بدتر سازد.