เกษตรกรรมยั่งยืน

ฟอสเฟต

ฟอสเฟตเป็นองค์ประกอบหลักในปุ๋ยเคมีที่ถูกนำไปใช้ในการผลิตทางการเกษตรที่ทันสมัย อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คาดว่าหินฟอสเฟตสำรองจะหมดลงในอีก 50-100 ปีและพีคฟอสฟอรัสก็จะเกิดขึ้นในประมาณปี 2030 ปรากฏการณ์ของพีคฟอสฟอรัสคาดว่าจะเพิ่มราคาอาหารเพราะค่าปุ๋ยเพิ่มขึ้นเนื่องจากหินฟอสเฟตสำรองยากที่จะสกัดมาได้ ในระยะยาวฟอสเฟตจึงจะต้องมีการกู้คืนและรีไซเคิลจากขยะของมนุษย์และสัตว์เพื่อรักษาระดับการผลิตอาหาร

ที่ดิน

ในขณะที่ประชากรของโลกเพิ่มขึ้นและความต้องการอาหารเพิ่มขึ้น ก็มีแรงกดดันต่อทรัพยากรที่ดิน ที่ดินยังสามารถได้รับการพิจารณาเป็นทรัพยากรที่จำกัดบนโลกอีกด้วย การขยายตัวของที่ดินเกษตรกรรมมีผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพและก่อให้เกิดการตัดไม้ทำลายป่า องค์การอาหารและการเกษตรแห่งสหประชาชาติคาดการณ์ว่าในทศวรรษที่กำลังจะถึง ที่ดินเกษตรกรรมจะยังคงสูญเสียให้กับการพัฒนาอุตสาหกรรมและการพัฒนาเมืองพร้อมกับการบุกเบิกของพื้นที่ชุ่มน้ำและการแปลงป่าเพื่อการเพาะปลูก ซึ่งมีผลในการสูญเสียความหลากหลายทางชีวภาพและเพิ่มการพังทลายของดิน

พลังงานเพื่อเกษตรกรรม

บทความหลัก: พลังงานทดแทน
พลังงานถูกใช้ตลอดทางของห่วงโซ่อาหารจากฟาร์มจนถึงช้อน ในเกษตรกรรมเชิงอุตสาหกรรม พลังงานถูกใช้ในเครื่องจักรกล การแปรรูปอาหาร การเก็บรักษาและกระบวนการขนส่ง ดังนั้นจึงพบว่าราคาพลังงานที่มีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับราคาอาหาร น้ำมันยังถูกใช้เป็นปัจจัยการผลิตสารเคมีทางเกษตรกรรมอีกด้วย ราคาที่สูงขึ้นของแหล่งพลังงานไม่ทดแทนได้รับการคาดการณ์โดยสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศว่า ราคาพลังงานที่เพิ่มขึ้นเป็นผลมาจากทรัพยากรเชื้อเพลิงฟอสซิลที่กำลังหมดไปอาจส่งผลกระทบทางลบต่อความมั่นคงทางอาหารของโลกเว้นแต่จะต้องมีการ 'แยก' พลังงานเชื้อเพลิงฟอสซิลออกจากการผลิตอาหาร และย้ายไปใช้ระบบเกษตรกรรม 'พลังงานฉลาด' การใช้ระบบชลประทานด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ในปากีสถานได้รับการยอมรับว่าเป็นตัวอย่างชั้นนำของการใช้พลังงานในการสร้างระบบปิดสำหรับน้ำเพื่อการชลประทานในกิจกรรมการเกษตร

เศรษฐศาสตร์

ลักษณะทางเศรษฐกิจและสังคมของความยั่งยืนนี้ยังมีการเข้าใจกันเพียงบางส่วน เมื่อพูดถึงเกษตรกรรมความเข้มข้นน้อย การวิเคราะห์ที่รู้จักกันดีที่สุดคือการศึกษาของนาย Netting ในระบบผู้ถือรายย่อยผ่านประวัติศาสตร์ 'กลุ่มยั่งยืนแห่งอ๊อกซ์ฟอร์ด' ได้กำหนดความยั่งยืนในบริบทนี้ในรูปแบบที่กว้างมาก โดยพิจารณาผลกระทบต่อผู้มีส่วนได้ส่วนเสียทั้งหมดในแนวทางแบบ 360 องศา
สมมติว่าทรัพยากรธรรมชาติมึจำกัด เกษตรกรรมที่ไม่มีประสิทธิภาพหรือสร้างความเสียหายให้กับทรัพยากร ในที่สุดแล้วอาจสูญเสียทรัพยากรที่มีอยู่หรือสูญเสียความสามารถที่จะจ่ายเพื่อเป็นเจ้าของพวกมัน นอกจากนี้มันยังอาจสร้างผลด้านลบต่อบุคคลภายนอก (อังกฤษ: negative externality) อีกด้วย เช่นมลพิษรวมทั้งค่าใช้จ่ายทางการเงินและต้นทุนการผลิต มีการศึกษาหลายครั้งที่ควบรวมผลด้านลบต่อบุคคลภายนอกเหล่านี้ในการวิเคราะห์ทางเศรษฐศาสตร์เกี่ยวกับบริการของระบบนิเวศ ความหลากหลายทางชีวภาพ ความเสื่อมโทรมของดินและการจัดการที่ดินอย่างยั่งยืน เหล่านี้รวมถึงการศึกษาด้านเศรษฐศาสตร์ของระบบนิเวศและความหลากหลายทางชีวภาพ (TEEB) นำโดย Pavan Sukhdev และ 'เศรษฐศาสตร์ของการริเริ่มเกี่ยวกับการย่อยสลายของที่ดิน' ที่พยายามที่จะสร้างการวิเคราะห์ต้นทุนผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจในการปฏิบัติของการจัดการที่ดินอย่างยั่งยืนและการทำการเกษตรแบบยั่งยืน
วิธีการที่พืชจะถูกขายจะต้องใช้สมการความยั่งยืน อาหารที่ขายในท้องถิ่นไม่ต้องใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นสำหรับการขนส่ง (รวมถึงผู้บริโภคไม่ต้องเดินทางไปหาซื้อไกล) อาหารที่ขายในสถานที่ห่างไกลไม่ว่าจะเป็นที่ตลาดเกษตรกรหรือซูเปอร์มาร์เก็ต จะเกิดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับวัสดุ แรงงาน และการขนส่ง

วิธี

อะไรเพาะปลูกที่ไหนและจะเติบโตได้อย่างไรเป็นเรื่องของการเลือก สองอย่างในหลายๆอย่างที่เป็นไปได้ของการปฏิบัติแบบเกษตรกรรมยั่งยืนคือการปลูกพืชหมุนเวียนและปรับปรุงดิน ทั้งสองอย่างนี้ได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าพืชที่ทำการเพาะปลูกจะได้รับสารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตอย่างมีสุขภาพดี การปรับปรุงดินจะรวมถึงการใช้ปุ๋ยหมักที่มีอยู่ในท้องถิ่นจากศูนย์รีไซเคิลชุมชน ศูนย์เหล่านี้ช่วยผลิตปุ๋ยหมักที่จำเป็นโดยเกษตรอินทรีย์ในท้องถิ่น
นักวิทยาศาสตร์ เกษตรกร และนักธุรกิจหลายคนมีการถกเถียงกันว่าจะทำให้เกษตรกรรมเป็นกิจกรรมที่ยั่งยืนได้อย่างไร การใช้การรีไซเคิลในชุมชนจากของเสียในสนามหลังบ้าบและห้องครัวจะช่วยใช้ประโยชน์ของทรัพยากรในท้องถิ่นที่มีอยู่ทั่วไป ทรัพยากรเหล่านี้ในอดีตถูกโยนทิ้งลงไปในสถานกำจัดขยะขนาดใหญ่ ที่ตอนนี้ใช้ในการผลิตปุ๋ยหมักเกษตรอินทรีย์ต้นทุนต่ำ การปฏิบัติอื่นๆรวมถึงการปลูกพืชยืนต้นที่หลากหลายในเขตเดียว แต่ละเขตซึ่งจะปลูกในฤดูกาลที่ต่างกันเพื่อที่จะไม่แข่งขันกับเขตอื่นๆเพื่อแย่งแหล่งทรัพยากรธรรมชาติ ระบบนี้จะส่งผลให้เพิ่มความต้านทานต่อโรคและลดผลกระทบของการกัดเซาะและการสูญเสียธาตุอาหารในดิน ยกต้วอย่างเช่นไนโตรเจนแบบคงที่จากพืชตระกูลถั่วที่ใช้ร่วมกับพืชที่พึ่งพาไนเตรตจากดินสำหรับการเจริญเติบโต จะช่วยให้ดินสามารถถูกนำกลับมาใช้อีกเป็นประจำทุกปี พืชตระกูลถั่วจะเติบโตสำหรับฤดูกาลหนึ่งและเติมเต็มดินด้วยแอมโมเนียมและไนเตรต และในฤดูกาลถัดไปพืชอื่นๆสามารถถูกหว่านเมล็ดและเจริญเติบโตในไร่นาในการเตรียมการสำหรับการเก็บเกี่ยว
การปลูกพืชเชิงเดี่ยว (อังกฤษ: monoculture) เป็นวิธีการปลูกพืชเพียงครั้งละหนึ่งสายพันธ์ในไร่นาที่กำหนด มันเป็นวิธีปฏิบัติที่แพร่หลายมาก แต่มีหลายคำถามเกี่ยวกับความยั่งยืนของมันโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าปลูกพืชสายพันธ์เดียวกันทุกปี วันนี้เมื่อได้ตระหนักถึงปัญหานี้ เมืองและฟาร์มท้องถิ่นสามารถทำงานร่วมกันเพื่อผลิตปุ๋ยหมักที่จำเป็นสำหรับเกษตรกรรอบตัวพวกเขา สิ่งนี้เมื่อรวมเข้ากับการปลุกพืชแบบผสม (อังกฤษ: polyculture) บางครั้งจะช่วยลดปัญหาการเกิดโรคหรือศัตรูพืช แต่เกษตรกรรมแบบผสมผสาน ถ้าเคยทำ ยากที่จะเปรียบเทียบกับการปฏิบัติที่แพร่หลายมากขึ้นของการปลูกพืชที่แตกต่างกันในปีต่อเนื่อง (การปลูกพืชหมุนเวียน) ที่มีความหลากหลายของพืชโดยรวมเดียวกัน  ระบบการปลูกพืชที่รวมถึงความหลากหลายของพืช (แบบผสมผสานและ/หรือการปลูกพืชหมุนเวียน) ก็อาจเติมไนโตรเจนได้เช่นกัน (ถ้าใช้พืชตระกูลถั่ว) และยังอาจใช้ทรัพยากรเช่นแสงแดด น้ำ หรือสารอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นอีกด้วย (Field Crops Res. 34:239)
การแทนที่ระบบนิเวศตามธรรมชาติด้วยความหลากหลายของพันธ์พืชที่ได้รับการเลือกสรรเป็นการเฉพาะจะเป็นการลดความหลากหลายทางพันธุกรรมที่พบในป่าและทำให้สิ่งมีชีวิตต่างๆอ่อนแอต่อโรคที่ระบาดอย่างกว้างขวาง 'ความอดอยากอย่างยิ่งใหญ่ของชาวไอริช (1845-1849)' เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีถึงอันตรายของการปลูกพืชเชิงเดี่ยว ในทางปฏิบัติไม่มีวิธีการเดียวที่จะทำให้เกษตรกรรมมีความยั่งยืนได้ เพราะเป้าหมายและวิธีการที่ชัดเจนจะต้องถูกปรับให้เข้ากับให้เข้ากับสถานการณ์ในแต่ละกรณี อาจจะมีเทคนิคบางอย่างของการทำการเกษตรที่โดยเนื้อแท้มีความขัดแย้งกับแนวคิดของความยั่งยืน แต่มีความเข้าใจผิดอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับผลกระทบของการปฏิบัติบางอย่าง วันนี้การเจริญเติบโตของตลาดของเกษตรกรในท้องถิ่นยอมให้ฟาร์มขนาดเล็กสามารถขายผลิตภัณฑ์ที่พวกเขาปลูกส่งกลับไปยังเมืองที่พวกเขาได้รับปุ๋ยหมักที่ผ่านการรีไซเคิลมา โดยการใช้การรีไซเคิลในท้องถิ่น วิธีนี้จะช่วยให้ผู้คนย้ายออกไปจากเทคนิคการทำไร่เลื่อนลอย (อังกฤษ: slash-and-burn) ที่มีลักษณะเด่นของการเพาะปลูกแบบย้ายถิ่น (อังกฤษ: shifting cultivation) ที่มักจะถูกพูดถึงโดยเนื้อแท้ว่าเป็นการเพาะปลูกแบบไม่สร้างสรรแล้วยังตัดและเผาทำลายอีกที่ได้ปฏิบัติกันมาในแถบลุ่มน้ำอเมซอนเป็นเวลาอย่างน้อย 6000 ปีมาแล้ว การตัดไม้ทำลายป่าอย่างจริงจังยังไม่เริ่มจนกระทั่งปี 1970s ส่วนใหญ่เป็นผลมาจากโครงการและนโยบายของรัฐบาลบราซิล โปรดสังเกตว่าการตัดและเผาทำลายอาจจะเทียบไม่ได้กับการตัดและทำเป็นถ่าน (อังกฤษ: slash-and-char) ซึ่งเป็นการเพิ่มของสารอินทรีย์เพื่อผลิต terra preta ดินประเภทหนึ่งที่สมบูรณ์ที่สุดในโลกและเป็นดินแบบเดียวที่จะฟื้นฟูพลังชีวิตของตัวมันเองได้
นอกจากนี้ยังมีอีกหลายวิธีที่จะทำการเลี้ยงสัตว์อย่างยั่งยืน บางส่วนของเครื่องมือที่สำคัญในการจัดการรวมถึงการกั้นรั้วออกจากพื้นที่ทุ่งเลี้ยงสัตว์ให้มีพื้นที่ขนาดเล็กที่เรียกว่าคอก การลดความหนาแน่นของประชากร และการสลับสับเปลี่ยนคอกบ่อยๆ
มีความพยายามหลายครั้งที่จะทำการผลิตเนื้อเทียมโดยการแยกเนื้อเยื่อในหลอดทดลอง เจสัน Matheny ได้ทำงานในหัวข้อนี้ซึ่งอยู่ใน 'โครงการเก็บเกี่ยวใหม่' เป็นหนึ่งในผู้แสดงความคิดเห็นมากที่สุด

การบำบัดดิน

การฆ่าเชื้อด้วยไอน้ำ (อังกฤษ: soil steaming) สามารถนำมาใช้เป็นทางเลือกแบบนิเวศแทนที่จะใช้สารเคมีในการฆ่าเชื้อในดิน มีหลายวิธีการที่แตกต่างกันเพื่อใส่ไอน้ำลงไปในดินเพื่อฆ่าศัตรูพืชและเพิ่มสุขภาพของดิน การทำปุ๋ยหมักชุมชนและฟาร์มของห้องครัว ลานหลังบ้านและฟาร์มขยะอินทรีย์สามารถให้ทุกความต้องการหรือส่วนใหญ่ที่จำเป็นของฟาร์มท้องถิ่น การทำปุ๋ยหมักนี้อาจจะเป็นแหล่งที่เชื่อถือได้ของพลังงาน

ผลกระทบนอกฟาร์ม

ฟาร์มที่สามารถ "ผลิตตลอดกาล" แต่ยังมีผลกระทบด้านลบต่อคุณภาพสิ่งแวดล้อมทุกแห่ง ถือไม่ได้เป็นเกษตรกรรมแบบยั่งยืน ตัวอย่างหนึ่งที่ซึ่งมุมมองของโลกอาจจะรับรองก็คือการใส่ปุ๋ยสังเคราะห์หรือมูลสัตว์มากเกินไปซึ่งสามารถเพิ่มผลผลิตของฟาร์ม แต่สามารถก่อให้เกิดมลพิษในแม่น้ำและน้ำทะเลชายฝั่งที่ใกล้เคียง (เรียกว่าการทำเกษตรกรรมมากเกินไป (อังกฤษ: eutrophication)) อีกต้วอย่างหนึ่งที่ค่อนข้างสุดขั้วยังอาจเป็นสิ่งไม่พึงประสงค์ เช่นปัญหาของผลผลิตพืชตกต่ำเนื่องจากความขาดแคลนธาตุอาหารในดินอันเนื่องมาจากการทำลายของป่าฝนเขตร้อน และในกรณีของการเผาป่าทำฟาร์มปศุสัตว์ ในเอเชีย ที่ดินที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการเกษตรกรรมอย่างยั่งยืนมีประมาณ 12.5 เอเคอร์ซึ่งรวมถึงที่ดินสำหรับอาหารสัตว์ ที่ดินสำหรับการผลิตธัญพืชเงินสดบางอย่างและแม้แต่การรีไซเคิลของพืชอาหาร ในบางกรณีแม้แต่หน่วยเล็กๆของการเพาะเลี้ยงสัตว์ยังรวมอยู่ในจำนวนนี้ (AARI-1996)
ความยั่งยืนส่งผลกระทบต่อการผลิตโดยรวมซึ่งต้องเพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการอาหารและความต้องการเส้นใยที่เพิ่มขึ้นเมื่อประชากรมนุษย์ในโลกขยายจำนวนตามที่คาดการณ์ไว้ที่ 9.3 พันคนภายในปี 2050 การผลิตที่เพิ่มขึ้นอาจจะมาจากการสร้างพื้นที่เพาะปลูกใหม่ซึ่งอาจเยียวยาการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถ้าทำด้วยการบุกเบิกทะเลทรายเช่นเดียวกับในอิสราเอลและปาเลสไตน์ หรืออาจทำให้การปล่อยก๊าซเลวลงถ้าทำโดยการแผ้วทางและเผาทำลายเช่นเดียวกับในประเทศบราซิล

นโยบายต่างประเทศ

เกษตรกรรมยั่งยืนได้กลายเป็นหัวข้อที่น่าสนใจในเวทีนโยบายต่างประเทศโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวกับศักยภาพของมันในการลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศและการเติบโตของประชากรมนุษย์
'คณะกรรมาธิการเกษตรกรรมยั่งยืนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ' ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของข้อแนะนำสำหรับผู้กำหนดนโยบายในการบรรลุความมั่นคงทางอาหารในหน้าของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ กล่าวว่าเกษตรกรรมยั่งยืนจะต้องบูรณาการให้เป็นนโยบายระดับชาติและระหว่างชาติ คณะกรรมาธิการเน้นว่าความแปรปรวนของสภาพอากาศและแรงกระแทกของสภาพภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลกระทบในเชิงลบต่อผลผลิตการเกษตร จึงมีความจำเป็นสำหรับการดำเนินการเร่งด่วนเพื่อขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงในระบบการผลิตทางการเกษตรไปในทิศทางที่ยืดหยุ่นเพิ่มขึ้น นอกจากนี้มันยังเรียกร้องให้มีการลงทุนเพิ่มขึ้นอย่างมากในการทำการเกษตรแบบยั่งยืนในทศวรรษหน้ารวมทั้งในการวิจัยระดับชาติและงบประมาณการพัฒนา การฟื้นฟูที่ดิน สิ่งจูงใจทางเศรษฐกิจ และการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน

การวางผังเมือง

มีการถกเถียงกันมากเกี่ยวกับรูปแบบไหนของที่อยู่อาศัยของมนุษย์ที่อาจจะเป็นรูปแบบทางสังคมที่ดีสำหรับเกษตรกรรมยั่งยืน
นักสิ่งแวดล้อมหลายคนสนับสนุนการพัฒนาเมืองที่มีความหนาแน่นของประชากรสูงเพื่อให้เป็นวิธีการอนุรักษ์ที่ดินเพื่อการเกษตรและการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดของการใช้พลังงาน อย่างไรก็ตามคนอื่นๆได้ตั้งทฤษฎีว่าเมืองนิเวศหรือหมู่บ้านนิเวศยั่งยืนที่มีทั้งที่อยู่อาศัยและการเกษตรที่อยู่ใกล้ชิดติดกันระหว่างผู้ผลิตและผู้บริโภคอาจจัดให้มีการพัฒนาอย่างยั่งยืนได้มากขึ้น
การใช้พื้นที่ว่างในเมือง (เช่นสวนบนดาดฟ้า สวนชุมชน สวนที่ใช้ร่วมกัน และรูปแบบอื่นๆ ของเกษตรเมือง) สำหรับการผลิตอาหารแบบสหกรณ์เป็นอีกวิธีการหนึ่งเพื่อให้บรรลุการยั่งยืนมากยิ่งขึ้น
หนึ่งในแนวคิดล่าสุดในการบรรลุเกษตรกรรมยั่งยืนเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายการผลิตพืชอาหารจากการดำเนินงานการเกษตรที่สำคัญในโรงงานไปเป็นสิ่งอำนวยความสะดวกทางเทคนิคในเมืองขนาดใหญ่ที่เรียกว่าเกษตรกรรมแนวตั้ง ข้อดีของการทำเกษตรกรรมแนวตั้งรวมถึงการผลิตตลอดทั้งปี การแยกต่างหากจากศัตรูพืชและเชื้อโรค การรีไซเคิลทรัพยากรแบบควบคุมได้ และการผลิต on-site ที่ช่วยลดต้นทุนการขนส่ง ในขณะที่เกษตรกรรมแนวตั้งยังไม่ได้กลายเป็นความจริงความคิดกำลังได้รับแรงเหวี่ยงในหมู่ผู้ที่เชื่อว่าวิธีการทำเกษตรกรรมยั่งยืนในปัจจุบันจะไม่เพียงพอที่จะจัดหาอาหารให้กับการเจริญเติบโตของประชากรทั่วโลก

การวิจารณ์

ความพยายามที่มีต่อการทำเกษตรกรรมยั่งยืนมากขึ้นได้รับการสนับสนุนชุมชนยั่งยืน แต่มันมักจะถูกมองว่ามันเป็นเพียงขั้นตอนที่เพิ่มขึ้นทีละขั้นเท่านั้นและยังไม่สิ้นสุด บางคนมองเห็นเศรษฐกิจมั่นคงอย่างยั่งยืนของจริงที่อาจจะแตกต่างมากจากของวันนี้เช่น การลดลงอย่างมากของการใช้พลังงาน มีรอยเท้าทางนิเวศน์น้อยที่สุด สินค้าในบรรจุภัณฑ์สำหรับผู้บริโภคน้อยลง การจัดซื้อในท้องถิ่นที่มีโซ่อุปทานอาหารที่สั้น อาหารแปรรูปมีเล็กน้อย สวนที่บ้านและในชุมชนมีมากขึ้น ฯลฯ เกษตรกรรมจะแตกต่างกันมากในรูปแบบนี้ของเศรษฐกิจแบบยั่งยืน