Pertanian
Pertanian adalah kegiatan pemanfaatan sumber daya hayati yang dilakukan manusia untuk menghasilkan bahan pangan, bahan baku industri, atau sumber energi, serta untuk mengelola lingkungan hidupnya. Kegiatan pemanfaatan sumber daya hayati yang termasuk dalam pertanian biasa dipahami orang sebagai budidaya tanaman atau bercocok tanam (bahasa Inggris: "crop cultivation") serta pembesaran hewan ternak ("raising"), meskipun cakupannya dapat pula berupa pemanfaatan mikroorganisme dan bioenzim dalam pengolahan produk lanjutan, seperti pembuatan keju dan tempe, atau sekadar ekstraksi semata, seperti penangkapan ikan atau eksploitasi hutan.
Bagian terbesar penduduk dunia bermata pencaharian dalam bidang-bidang di lingkup pertanian, namun pertanian hanya menyumbang 4% dari PDB dunia. Sejarah Indonesia sejak masa kolonial sampai sekarang tidak dapat dipisahkan dari sektor pertanian dan perkebunan, karena sektor - sektor ini memiliki arti yang sangat penting dalam menentukan pembentukan berbagai realitas ekonomi dan sosial masyarakat di berbagai wilayah Indonesia. Berdasarkan data BPS tahun 2002, bidang pertanian di Indonesia menyediakan lapangan kerja bagi sekitar 44,3% penduduk meskipun hanya menyumbang sekitar 17,3% dari total pendapatan domestik bruto.
Kelompok ilmu-ilmu pertanian mengkaji pertanian dengan dukungan ilmu-ilmu pendukungnya. Karena pertanian selalu terikat dengan ruang dan waktu, ilmu-ilmu pendukung, seperti ilmu tanah, meteorologi, teknik pertanian, biokimia, dan statistika juga dipelajari dalam pertanian. Usaha tani ("farming") adalah bagian inti dari pertanian karena menyangkut sekumpulan kegiatan yang dilakukan dalam budidaya. "Petani" adalah sebutan bagi mereka yang menyelenggarakan usaha tani, sebagai contoh "petani tembakau" atau "petani ikan". Pelaku budidaya hewan ternak ("livestock") secara khusus disebut sebagai "peternak".
Pertanian dalam pengertian yang luas mencakup semua kegiatan yang melibatkan pemanfaatan makhluk hidup (termasuk tanaman, hewan, dan mikrobia) untuk kepentingan manusia. Dalam arti sempit, pertanian diartikan sebagai kegiatan pembudidayaan tanaman.
Usaha pertanian diberi nama khusus untuk subjek usaha tani tertentu. Kehutanan adalah usaha tani dengan subjek tumbuhan (biasanya pohon) dan diusahakan pada lahan yang setengah liar atau liar (hutan). Peternakan menggunakan subjek hewan darat kering (khususnya semua vertebrata kecuali ikan dan amfibia) atau serangga (misalnya lebah). Perikanan memiliki subjek hewan perairan (termasuk amfibia dan semua non-vertebrata air). Suatu usaha pertanian dapat melibatkan berbagai subjek ini bersama-sama dengan alasan efisiensi dan peningkatan keuntungan. Pertimbangan akan kelestarian lingkungan mengakibatkan aspek-aspek konservasi sumber daya alam juga menjadi bagian dalam usaha pertanian.
Semua usaha pertanian pada dasarnya adalah kegiatan ekonomi sehingga memerlukan dasar-dasar pengetahuan yang sama akan pengelolaan tempat usaha, pemilihan benih/bibit, metode budidaya, pengumpulan hasil, distribusi produk, pengolahan dan pengemasan produk, dan pemasaran. Apabila seorang petani memandang semua aspek ini dengan pertimbangan efisiensi untuk mencapai keuntungan maksimal maka ia melakukan pertanian intensif ("intensive farming"). Usaha pertanian yang dipandang dengan cara ini dikenal sebagai agribisnis. Program dan kebijakan yang mengarahkan usaha pertanian ke cara pandang demikian dikenal sebagai "intensifikasi". Karena pertanian industri selalu menerapkan pertanian intensif, keduanya sering kali disamakan.
Sisi pertanian industrial yang memperhatikan lingkungannya adalah pertanian berkelanjutan ("sustainable agriculture"). Pertanian berkelanjutan, dikenal juga dengan variasinya seperti pertanian organik atau permakultur, memasukkan aspek kelestarian daya dukung lahan maupun lingkungan dan pengetahuan lokal sebagai faktor penting dalam perhitungan efisiensinya. Akibatnya, pertanian berkelanjutan biasanya memberikan hasil yang lebih rendah daripada pertanian industrial.
Pertanian modern masa kini biasanya menerapkan sebagian komponen dari kedua kutub "ideologi" pertanian yang disebutkan di atas. Selain keduanya, dikenal pula bentuk pertanian ekstensif (pertanian masukan rendah) yang dalam bentuk paling ekstrem dan tradisional akan berbentuk pertanian subsisten, yaitu hanya dilakukan tanpa motif bisnis dan semata hanya untuk memenuhi kebutuhan sendiri atau komunitasnya.
Sebagai suatu usaha, pertanian memiliki dua ciri penting: selalu melibatkan barang dalam volume besar dan proses produksi memiliki risiko yang relatif tinggi. Dua ciri khas ini muncul karena pertanian melibatkan makhluk hidup dalam satu atau beberapa tahapnya dan memerlukan ruang untuk kegiatan itu serta jangka waktu tertentu dalam proses produksi. Beberapa bentuk pertanian modern (misalnya budidaya alga, hidroponik) telah dapat mengurangi ciri-ciri ini tetapi sebagian besar usaha pertanian dunia masih tetap demikian.
Domestikasi anjing diduga telah dilakukan bahkan pada saat manusia belum mengenal budidaya (masyarakat berburu dan peramu) dan merupakan kegiatan pemeliharaan dan pembudidayaan hewan yang pertama kali. Selain itu, praktik pemanfaatan hutan sebagai sumber bahan pangan diketahui sebagai agroekosistem yang tertua. Pemanfaatan hutan sebagai kebun diawali dengan kebudayaan berbasis hutan di sekitar sungai. Secara bertahap manusia mengidentifikasi pepohonan dan semak yang bermanfaat. Hingga akhirnya seleksi buatan oleh manusia terjadi dengan menyingkirkan spesies dan varietas yang buruk dan memilih yang baik.
Kegiatan pertanian (budidaya tanaman dan ternak) merupakan salah satu kegiatan yang paling awal dikenal peradaban manusia dan mengubah total bentuk kebudayaan. Para ahli prasejarah umumnya bersepakat bahwa pertanian pertama kali berkembang sekitar 12.000 tahun yang lalu dari kebudayaan di daerah "bulan sabit yang subur" di Timur Tengah, yang meliputi daerah lembah Sungai Tigris dan Eufrat terus memanjang ke barat hingga daerah Suriah dan Yordania sekarang. Bukti-bukti yang pertama kali dijumpai menunjukkan adanya budidaya tanaman biji-bijian (serealia, terutama gandum kuna seperti "emmer") dan polong-polongan di daerah tersebut. Pada saat itu, 2000 tahun setelah berakhirnya Zaman Es terakhir di era Pleistosen, di dearah ini banyak dijumpai hutan dan padang yang sangat cocok bagi mulainya pertanian. Pertanian telah dikenal oleh masyarakat yang telah mencapai kebudayaan batu muda (neolitikum), perunggu dan megalitikum. Pertanian mengubah bentuk-bentuk kepercayaan, dari pemujaan terhadap dewa-dewa perburuan menjadi pemujaan terhadap dewa-dewa perlambang kesuburan dan ketersediaan pangan. Pada 5300 tahun yang lalu di China, kucing didomestikasi untuk menangkap hewan pengerat yang menjadi hama di ladang.
Teknik budidaya tanaman lalu meluas ke barat (Eropa dan Afrika Utara, pada saat itu Sahara belum sepenuhnya menjadi gurun) dan ke timur (hingga Asia Timur dan Asia Tenggara). Bukti-bukti di Tiongkok menunjukkan adanya budidaya jewawut ("millet") dan padi sejak 6000 tahun sebelum Masehi. Masyarakat Asia Tenggara telah mengenal budidaya padi sawah paling tidak pada saat 3000 tahun SM dan Jepang serta Korea sejak 1000 tahun SM. Sementara itu, masyarakat benua Amerika mengembangkan tanaman dan hewan budidaya yang sejak awal sama sekali berbeda.
Hewan ternak yang pertama kali didomestikasi adalah kambing/domba (7000 tahun SM) serta babi (6000 tahun SM), bersama-sama dengan domestikasi kucing. Sapi, kuda, kerbau, yak mulai dikembangkan antara 6000 hingga 3000 tahun SM. Unggas mulai dibudidayakan lebih kemudian. Ulat sutera diketahui telah diternakkan 2000 tahun SM. Budidaya ikan air tawar baru dikenal semenjak 2000 tahun yang lalu di daerah Tiongkok dan Jepang. Budidaya ikan laut bahkan baru dikenal manusia pada abad ke-20 ini.
Budidaya sayur-sayuran dan buah-buahan juga dikenal manusia telah lama. Masyarakat Mesir Kuno (4000 tahun SM) dan Yunani Kuna (3000 tahun SM) telah mengenal baik budidaya anggur dan zaitun.
Tanaman serat didomestikasikan di saat yang kurang lebih bersamaan dengan domestikasi tanaman pangan. China mendomestikasikan ganja sebagai penghasil serat untuk membuat papan, tekstil, dan sebagainya; kapas didomestikasikan di dua tempat yang berbeda yaitu Afrika dan Amerika Selatan; di Timur Tengah dibudidayakan flax. Penggunaan nutrisi untuk mengkondisikan tanah seperti pupuk kandang, kompos, dan abu telah dikembangkan secara independen di berbagai tempat di dunia, termasuk Mesopotamia, Lembah Nil, dan Asia Timur.
Pertanian pada abad ke 20 dicirikan dengan peningkatan hasil, penggunaan pupuk dan pestisida sintetik, pembiakan selektif, mekanisasi, pencemaran air, dan subsidi pertanian. Pendukung pertanian organik seperti Sir Albert Howard berpendapat bahwa di awal abad ke 20, penggunaan pestisida dan pupuk sintetik yang berlebihan dan secara jangka panjang dapat merusak kesuburan tanah. Pendapat ini drman selama puluhan tahun, hingga kesadaran lingkungan meningkat di awal abad ke 21 menyebabkan gerakan pertanian berkelanjutan meluas dan mulai dikembangkan oleh petani, konsumen, dan pembuat kebijakan.
Sejak tahun 1990an, terdapat perlawanan terhadap efek lingkungan dari pertanian konvensional, terutama mengenai pencemaran air, menyebabkan tumbuhnya gerakan organik. Salah satu penggerak utama dari gerakan ini adalah sertifikasi bahan pangan organik pertama di dunia, yang dilakukan oleh Uni Eropa pada tahun 1991, dan mulai mereformasi Kebijakan Pertanian Bersama Uni Eropa pada tahun 2005. Pertumbuhan pertanian organik telah memperbarui penelitian dalam teknologi alternatif seperti manajemen hama terpadu dan pembiakan selektif. Perkembangan teknologi terkini yang dipergunakan secara luas yaitu bahan pangan termodifikasi secara genetik.
Di akhir tahun 2007, beberapa faktor mendorong peningkatan harga biji-bijian yang dikonsumsi manusia dan hewan ternak, menyebabkan peningkatan harga gandum (hingga 58%), kedelai (hingga 32%), dan jagung (hingga 11%) dalam satu tahun. Kontribusi terbesar ada pada peningkatan permintaan biji-bijian sebagai bahan pakan ternak di Cina dan India, dan konversi biji-bijian bahan pangan menjadi produk biofuel. Hal ini menyebabkan kerusuhan dan demonstrasi yang menuntut turunnya harga pangan. International Fund for Agricultural Development mengusulkan peningkatan pertanian skala kecil dapat menjadi solusi untuk meningkatkan suplai bahan pangan dan juga ketahanan pangan. Visi mereka didasarkan pada perkembangan Vietnam yang bergerak dari importir makanan ke eksportir makanan, dan mengalami penurunan angka kemiskinan secara signifikan dikarenakan peningkatan jumlah dan volume usaha kecil di bidang pertanian di negara mereka.
Sebuah epidemi yang disebabkan oleh fungi "Puccinia graminis" pada tanaman gandum menyebar di Afrika hingga ke Asia. Diperkirakan 40% lahan pertanian terdegradasi secara serius. Di Afrika, kecenderungan degradasi tanah yang terus berlanjut dapat menyebabkan lahan tersebut hanya mampu memberi makan 25% populasinya.
Pada tahun 2009, China merupakan produsen hasil pertanian terbesar di dunia, diikuti oleh Uni Eropa, India, dan Amerika Serikat, berdasarkan IMF.Pakar ekonomi mengukur total faktor produktivitas pertanian dan menemukan bahwa Amerika Serikat saat ini 1.7 kali lebih produktif dibandingkan dengan tahun 1948. Enam negara di dunia, yaitu Amerika Serikat, Kanada, Prancis, Australia, Argentina, dan Thailand mensuplai 90% biji-bijian bahan pangan yang diperdagangkan di dunia. Defisit air yang terjadi telah meningkatkan impor biji-bijian di berbagai negara berkembang, dan kemungkinan juga akan terjadi di negara yang lebih besar seperti China dan India.
Pada tahun 2011, International Labour Organization (ILO) menyatakan bahwa setidaknya terdapat 1 miliar lebih penduduk yang bekerja di bidang sektor pertanian. Pertanian menyumbang setidaknya 70% jumlah pekerja anak-anak, dan di berbagai negara sejumlah besar wanita juga bekerja di sektor ini lebih banyak dibandingkan dengan sektor lainnya. Hanya sektor jasa yang mampu mengungguli jumlah pekerja pertanian, yaitu pada tahun 2007. Antara tahun 1997 dan 2007, jumlah tenaga kerja di bidang pertanian turun dan merupakan sebuah kecenderungan yang akan berlanjut. Jumlah pekerja yang dipekerjakan di bidang pertanian bervariasi di berbagai negara, mulai dari 2% di negara maju seperti Amerika Serikat dan Kanada, hingga 80% di berbagai negara di Afrika. Di negara maju, angka ini secara signifikan lebih rendah dibandingkan dengan abad sebelumnya. Pada abad ke 16, antara 55 hingga 75 persen penduduk Eropa bekerja di bidang pertanian. Pada abad ke 19, angka ini turun menjadi antara 35 hingga 65 persen. Angka ini sekarang turun menjadi kurang dari 10%.
Pertanian merupakan industri yang berbahaya. Petani di seluruh dunia bekerja pada risiko tinggi terluka, penyakit paru-paru, hilangnya pendengaran, penyakit kulit, juga kanker tertentu karena penggunaan bahan kimia dan paparan cahaya matahari dalam jangka panjang. Pada pertanian industri, luka secara berkala terjadi pada penggunaan alat dan mesin pertanian, dan penyebab utama luka serius. Pestisida dan bahan kimia lainnya juga membahayakan kesehatan. Pekerja yang terpapar pestisida secara jangka panjang dapat menyebabkan kerusakan fertilitas. Di negara industri dengan keluarga yang semuanya bekerja pada lahan usaha tani yang dikembangkannya sendiri, seluruh keluarga tersebut berada pada risiko. Penyebab utama kecelakaan fatal pada pekerja pertanian yaitu tenggelam dan luka akibat permesinan.
ILO menyatakan bahwa pertanian sebagai salah satu sektor ekonomi yang membahayakan tenaga kerja. Diperkirakan bahwa kematian pekerja di sektor ini setidaknya 170 ribu jiwa per tahun. Berbagai kasus kematian, luka, dan sakit karena aktivitas pertanian seringkali tidak dilaporkan sebagai kejadian akibat aktivitas pertanian. ILO telah mengembangkan Konvensi Kesehatan dan Keselamatan di bidang Pertanian, 2001, yang mencakup risiko pada pekerjaan di bidang pertanian, pencegahan risiko ini, dan peran dari individu dan organisasi terkait pertanian.
Sistem pertanaman dapat bervariasi pada setiap lahan usaha tani, tergantung pada ketersediaan sumber daya dan pembatas; geografi dan iklim; kebijakan pemerintah; tekanan ekonomi, sosial, dan politik; dan filosofi dan budaya petani.
Pertanian berpindah (tebang dan bakar) adalah sistem di mana hutan dibakar. Nutrisi yang tertinggal di tanah setelah pembakaran dapat mendukung pembudidayaan tumbuhan semusim dan menahun untuk beberapa tahun. Lalu petak tersebut ditinggalkan agar hutan tumbuh kembali dan petani berpindah ke petak hutan berikutnya yang akan dijadikan lahan pertanian. Waktu tunggu akan semakin pendek ketika populasi petani meningkat, sehingga membutuhkan input nutrisi dari pupuk dan kotoran hewan, dan pengendalian hama. Pembudidayaan semusim berkembang dari budaya ini. Petani tidak berpindah, namun membutuhkan intensitas input pupuk dan pengendalian hama yang lebih tinggi.
Industrialisasi membawa pertanian monokultur di mana satu kultivar dibudidayakan pada lahan yang sangat luas. Karena tingkat keanekaragaman hayati yang rendah, penggunaan nutrisi cenderung seragam dan hama dapat terakumulasi pada halah tersebut, sehingga penggunaan pupuk dan pestisida meningkat. Di sisi lain, sistem tanaman rotasi menumbuhkan tanaman berbeda secara berurutan dalam satu tahun. Tumpang sari adalah ketika tanaman yang berbeda ditanam pada waktu yang sama dan lahan yang sama, yang disebut juga dengan polikultur.
Di lingkungan subtropis dan gersang, preiode penanaman terbatas pada keberadaan musim hujan sehingga tidak dimungkinkan menanam banyak tanaman semusim bergiliran dalam setahun, atau dibutuhkan irigasi. Di semua jenis lingkungan ini, tanaman menahun seperti kopi dan kakao dan praktik wanatani dapat tumbuh. Di lingkungan beriklim sedang di mana padang rumput dan sabana banyak tumbuh, praktik budidaya tanaman semusim dan penggembalaan hewan dominan.Sistem produksi hewan ternak dapat didefinisikan berdasarkan sumber pakan yang digunakan, yang terdiri dari peternakan berbasis penggembalaan, sistem kandang penuh, dan campuran. Pada tahun 2010, 30 persen lahan di dunia digunakan untuk memproduksi hewan ternak dengan mempekerjakan lebih 1.3 miliar orang. Antara tahun 1960an sampai 2000an terjadi peningkatan produksi hewan ternak secara signifikan, dihitung dari jumlah maupun massa karkas, terutama pada produksi daging sapi, daging babi, dan daging ayam. Produksi daging ayam pada periode tersebut meningkat hingga 10 kali lipat. Hasil hewan non-daging seperti susu sapi dan telur ayam juga menunjukan peningkatan yang signifikan. Populasi sapi, domba, dan kambing diperkirakan akan terus meningkat hingga tahun 2050.
Budi daya perikanan adalah produksi ikan dan hewan air lainnya di dalam lingkungan yang terkendali untuk konsumsi manusia. Sektor ini juga termasuk yang mengalami peningkatan hasil rata-rata 9 persen per tahun antara tahun 1975 hingga tahun 2007.
Selama abad ke-20, produsen hewan ternak dan ikan menggunakan pembiakan selektif untuk menciptakan ras hewan dan hibrida yang mampu meningkatkan hasil produksi, tanpa memperdulikan keinginan untuk mempertahankan keanekaragaman genetika. Kecenderungan ini memicu penurunan signifikan dalam keanekaragaman genetika dan sumber daya pada ras hewan ternak, yang menyebabkan berkurangnya resistansi hewan ternak terhadap penyakit. Adaptasi lokal yang sebelumnya banyak terdapat pada hewan ternak ras setempat juga mulai menghilang.
Produksi hewan ternak berbasis penggembalaan amat bergantung pada bentang alam seperti padang rumput dan sabana untuk memberi makan hewan ruminansia. Kotoran hewan menjadi input nutrisi utama bagi vegetasi tersebut, namun input lain di luar kotoran hewan dapat diberikan tergantung kebutuhan. Sistem ini penting di daerah di mana produksi tanaman pertanian tidak memungkinkan karena kondisi iklim dan tanah. Sistem campuran menggunakan lahan penggembalaan sekaligus pakan buatan yang merupakan hasil pertanian yang diolah menjadi pakan ternak. Sistem kandang memelihara hewan ternak di dalam kandang secara penuh dengan input pakan yang harus diberikan setiap hari. Pengolahan kotoran ternak dapat menjadi masalah pencemaran udara karena dapat menumpuk dan melepaskan gas metan dalam jumlah besar.
Negara industri menggunakan sistem kandang penuh untuk mensuplai sebagian besar daging dan produk peternakan di dalam negerinya. Diperkirakan 75% dari seluruh peningkatan produksi hewan ternak dari tahun 2003 hingga 2030 akan bergantung pada sistem produksi peternakan pabrik. Sebagian besar pertumbuhan ini akan terjadi di negara yang saat ini merupakan negara berkembang di Asia, dan sebagian kecil di Afrika. Beberapa praktik digunakan dalam produksi hewan ternak komersial seperti penggunaan hormon pertumbuhan menjadi kontroversi di berbagai tempat di dunia.
Pertanian mampu menyebabkan masalah melalui pestisida, arus nutrisi, penggunaan air berlebih, hilangnya lingkungan alam, dan masalah lainnya. Sebuah penilaian yang dilakukan pada tahun 2000 di Inggris menyebutkan total biaya eksternal untuk mengatasi permasalahan lingkungan terkait pertanian adalah 2343 juta Poundsterling, atau 208 Poundsterling per hektare. Sedangkan di Amerika Serikat, biaya eksternal untuk produksi tanaman pertaniannya mencapai 5 hingga 16 miliar US Dollar atau 30-96 US Dollar per hektare, dan biaya eksternal produksi peternakan mencapai 714 juta US Dollar. Kedua studi fokus pada dampak fiskal, yang menghasilkan kesimpulan bahwa begitu banyak hal yang harus dilakukan untuk memasukkan biaya eksternal ke dalam usaha pertanian. Keduanya tidak memasukkan subsidi di dalam analisisnya, namun memberikan catatan bahwa subsidi pertanian juga membawa dampak bagi masyarakat. Pada tahun 2010, International Resource Panel dari UNEP mempublikasikan laporan penilaian dampak lingkungan dari konsumsi dan produksi. Studi tersebut menemukan bahwa pertanian dan konsumsi bahan pangan adalah dua hal yang memberikan tekanan pada lingkungan, terutama degradasi habitat, perubahan iklim, penggunaan air, dan emisi zat beracun.
PBB melaporkan bahwa "hewan ternak merupakan salah satu penyumbang utama masalah lingkungan". 70% lahan pertanian dunia digunakan untuk produksi hewan ternak, secara langsung maupun tidak langsung, sebagai lahan penggembalaan maupun lahan untuk memproduksi pakan ternak. Jumlah ini setara dengan 30% total lahan di dunia. Hewan ternak juga merupakan salah satu penyumbang gas rumah kaca berupa gas metana dan nitro oksida yang, meski jumlahnya sedikit, namun dampaknya setara dengan emisi total CO. Hal ini dikarenakan gas metana dan nitro oksida merupakan gas rumah kaca yang lebih kuat dibandingkan CO. Peternakan juga didakwa sebagai salah satu faktor penyebab terjadinya deforestasi. 70% basin Amazon yang sebelumnya merupakan hutan kini menjadi lahan penggembalaan hewan, dan sisanya menjadi lahan produksi pakan. Selain deforestasi dan degradasi lahan, budi daya hewan ternak yang sebagian besar berkonsep ras tunggal juga menjadi pemicu hilangnya keanekaragaman hayati.
Transformasi lahan menuju penggunaannya untuk menghasilkan barang dan jasa adalah cara yang paling substansial bagi manusia dalam mengubah ekosistem bumi, dan dikategrikan sebagai penggerak utama hilangnya keanekaragaman hayati. Diperkirakan jumlah lahan yang diubah oleh manusia antara 39%-50%. Degradasi lahan, penurunan fungsi dan produktivitas ekosistem jangka panjang, diperkirakan terjadi pada 24% lahan di dunia. Laporan FAO menyatakan bahwa manajemen lahan sebagai penggerak utama degradasi dan 1.5 miliar orang bergantung pada lahan yang terdegradasi. Deforestasi, desertifikasi, erosi tanah, kehilangan kadar mineral, dan salinisasi adalah contoh bentuk degradasi tanah.
Eutrofikasi adalah peningkatan populasi alga dan tumbuhan air di ekosistem perairan akibat aliran nutrisi dari lahan pertanian. Hal ini mampu menyebabkan hilangnya kadar oksigen di air ketika jumlah alga dan tumbuhan air yang mati dan membusuk di perairan bertambah dan dekomposisi terjadi. Hal ini mampu menyebabkan kebinasaan ikan, hilangnya keanekaragaman hayati, dan menjadikan air tidak bisa digunakan sebagai air minum dan kebutuhan masyarakat dan industri. Penggunaan pupuk berlebihan di lahan pertanian yang diikuti dengan aliran air permukaan mampu menyebabkan nutrisi di lahan pertanian terkikis dan mengalir terbawa menuju ke perairan terdekat. Nutrisi inilah yang menyebabkan eutrofikasi.
Pertanian memanfaatkan 70% air tawar yang diambil dari berbagai sumber di seluruh dunia. Pertanian memanfaatkan sebagian besar air di akuifer, bahkan mengambilnya dari lapisan air tanah dalam laju yang tidak dapat dikembalikan ("unsustainable"). Telah diketahui bahwa berbagai akuifer di berbagai tempat padat penduduk di seluruh dunia, seperti China bagian utara, sekitar Sungai Ganga, dan wilayah barat Amerika Serikat, telah berkurang jauh, dan penelitian mengenai ini sedang dilakukan di akuifer di Iran, Meksiko, dan Arab Saudi. Tekanan terhadap konservasi air terus terjadi dari sektor industri dan kawasan urban yang terus mengambil air secara tidak lestari, sehingga kompetisi penggunaan air bagi pertanian meningkat dan tantangan dalam memproduksi bahan pangan juga demikian, terutama di kawasan yang langka air. Penggunaan air di pertanian juga dapat menjadi penyebab masalah lingkungan, termasuk hilangnya rawa, penyebaran penyakit melalui air, dan degradasi lahan seperti salinisasi tanah ketika irigasi tidak dilakukan dengan baik.
Penggunaan pestisida telah meningkat sejak tahun 1950an, menjadi 2.5 juta ton per tahun di seluruh dunia. Namun tingkat kehilangan produksi pertanian tetap terjadi dalam jumlah yang relatif konstan. WHO memperkirakan pada tahun 1992 bahwa 3 juta manusia keracunan pestisida setiap tahun dan menyebabkan kematian 200 ribu jiwa. Pestisida dapat menyebabkan resistansi pestisida pada populasi hama sehingga pengembangan pestisida baru terus berlanjut.
Argumen alernatif dari masalah ini adalah pestisida merupakan salah satu cara untuk meningkatkan produksi pangan pada lahan yang terbatas, sehingga dapat menumbuhkan lebih banyak tanaman pertanian pada lahan yang lebih sempit dan memberikan ruang lebih banyak bagi alam liar dengan mencegah perluasan lahan pertanian lebih ekstensif. Namun berbagai kritik berkembang bahwa perluasan lahan yang mengorbankan lingkungan karena peningkatan kebutuhan pangan tidak dapat dihindari, dan pestisida hanya menggantikan praktik pertanian yang baik yang ada seperti rotasi tanaman. Rotasi tanaman mencegah penumpukan hama yang sama pada satu lahan sehingga hama diharapkan menghilang setelah panen dan tidak datang kembali karena tanaman yang ditanam tidak sama dengan yang sebelumnya.
Pertanian adalah salah satu yang mempengaruhi perubahan iklim, dan perubahan iklim memiliki dampak bagi pertanian. Perubahan iklim memiliki pengaruh bagi pertanian melalui perubahan temperatur, hujan (perubahan periode dan kuantitas), kadar karbon dioksida di udara, radiasi matahari, dan interaksi dari semua elemen tersebut. Kejadian ekstrem seperti kekeringan dan banjir diperkirakan meningkat akibat perubahan iklim. Pertanian merupakan sektor yang paling rentan terhadap perubahan iklim. Suplai air akan menjadi hal yang kritis untuk menjaga produksi pertanian dan menyediakan bahan pangan. Fluktuasi debit sungai akan terus terjadi akibat perubahan iklim. Negara di sekitar sungai Nil sudah mengalami dampak fluktuasi debit sungai yang mempengaruhi hasil pertanian musiman yang mampu mengurangi hasil pertanian hingga 50%. Pendekatan yang bersifat mengubah diperlukan untuk mengelola sumber daya alam pada masa depan, seperti perubahan kebijakan, metode praktik, dan alat untuk mempromosikan pertanian berbasis iklim dan lebih banyak menggunakan informasi ilmiah dalam menganalisa risiko dan kerentanan akibat perubahan iklim.
Pertanian dapat memitigasi sekaligus memperburuk pemanasan global. Beberapa dari peningkatan kadar karbon dioksida di atmosfer bumi dikarenakan dekomposisi materi organik yang berada di tanah, dan sebagian besar gas metanan yang dilepaskan ke atmosfer berasal dari aktivitas pertanian, termasuk dekomposisi pada lahan basah pertanian seperti sawah, dan aktivitas digesti hewan ternak. Tanah yang basah dan anaerobik mampu menyebabkan denitrifikasi dan hilangnya nitrogen dari tanah, menyebabkan lepasnya gas nitrat oksida dan nitro oksida ke udara yang merupakan gas rumah kaca. Perubahan metode pengelolaan pertanian mampu mengurangi pelepasan gas rumah kaca ini, dan tanah dapat difungsikan kembali sebagai fasilitas sekuestrasi karbon.
Sejak tahun 1940, produktivitas pertanian meningkat secara signifikan dikarenakan penggunaan energi yang intensif dari aktivitas mekanisasi pertanian, pupuk, dan pestisida. Input energi ini sebagian besar berasal dari bahan bakar fosil. Revolusi Hijau mengubah pertanian di seluruh dunia dengan peningkatan produksi biji-bijian secara signifikan, dan kini pertanian modern membutuhkan input minyak bumi dan gas alam untuk sumber energi dan produksi pupuk. Telah terjadi kekhawatiran bahwa kelangkaan energi fosil akan menyebabkan tingginya biaya produksi pertanian sehingga mengurangi hasil pertanian dan kelangkaan pangan.
Negara industri bergantung pada bahan bakar fosil secara dua hal, yaitu secara langsung dikonsumsi sebagai sumber energi di pertanian, dan secara tidak langsung sebagai input untuk manufaktur pupuk dan pestisida. Konsumsi langsung dapat mencakup penggunaan pelumas dalam perawatan permesinan, dan fluida penukar panas pada mesin pemanas dan pendingin. Pertanian di Amerika Serikat mengkonsumsi sektar 1.2 eksajoule pada tahun 2002, yang merupakan 1% dari total energi yang dikonsumsi di negara tersebut. Konsumsi tidak langsung yaitu sebagai manufaktur pupuk dan pestisida yang mengkonsumsi bahan bakar fosil setara 0.6 eksajoule pada tahun 2002.
Gas alam dan batu bara yang dikonsumsi melalui produksi pupuk nitrogen besarnya setara dengan setengah kebutuhan energi di pertanian. China mengkonsumsi batu bara untuk produksi pupuk nitrogennya, sedangkan sebagian besar negara di Eropa menggunakan gas alam dan hanya sebagian kecil batu bara. Berdasarkan laporan pada tahun 2010 yang dipublikasikan oleh The Royal Society, ketergantungan pertanian terhadap bahan bakar fosil terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Bahan bakar yang digunakan di pertanian dapat bervariasi tergantung pada beberapa faktor seperti jenis tanaman, sistem produksi, dan lokasi.
Energi yang digunakan untuk produksi alat dan mesin pertanian juga merupakan salah satu bentuk penggunaan energi di pertanian secara tidak pangsung. Sistem pangan mencakup tidak hanya pada produksi pertanian, namun juga pemrosesan setelah hasil pertanian keluar dari lahan usaha tani, pengepakan, transportasi, pemasaran, konsumsi, dan pembuangan dan pengolahan sampah makanan. Energi yang digunakan pada sistem pangan ini lebih tinggi dibandingkan penggunaan energi pada produksi hasil pertanian, dapat mencapai lima kali lipat.
Pada tahun 2007, insentif yang lebih tinggi bagi petani penanam tanaman non-pangan penghasil biofuel ditambah dengan faktor lain seperti pemanfaatan kembali lahan tidur yang kurang subur, peningkatan biaya transportasi, perubahan iklim, peningkatan jumlah konsumen, dan peningkatan penduduk dunia, menyebabkan kerentanan pangan dan peningkatan harga pangan di berbagai tempat di dunia. Pada Desember 2007, 37 negara di dunia menghadapi krisis pangan, dan 20 negara telah menghadapi peningkatan harga pangan di luar kendali, yang dikenal dengan kasus krisis harga pangan dunia 2007-2008. Kerusuhan akibat menuntut turunnya harga pangan terjadi di berbagai tempat hingga menyebabkan korban jiwa.
Pada kelangkaan bahan bakar fosil, pertanian organik akan lebih diprioritaskan dibandingkan dengan pertanian konvensional yang menggunakan begitu banyak input berbasis minyak bumi seperti pupuk dan pestisida. Berbagai studi mengenai pertanian organik modern menunjukan bahwa hasil pertanian organik sama besarnya dengan pertanian konvensional. Kuba pasca runtuhnya Uni Soviet mengalami kelangkaan input pupuk dan pestisida kimia sehingga usaha pertanian di negeri tersebut menggunakan praktik organik dan mampu memberi makan populasi penduduknya. Namun pertanian organik akan membutuhkan lebih banyak tenaga kerja dan jam kerja. Perpindahan dari praktik monokultur ke pertanian organik juga membutuhkan waktu, terutama pengkondisian tanah untuk membersihkan bahan kimia berbahaya yang tidak sesuai dengan standar bahan pangan organik.
Komunitas pedesaan bisa memanfaatkan biochar dan synfuel yang menggunakan limbah pertanian untuk diolah menjadi pupuk dan energi, sehingga bisa mendapatkan bahan bakar dan bahan pangan sekaligus, dibandingkan dengan persaingan bahan pangan vs bahan bakar yang masih terjadi hingga saat ini. Synfuel dapat digunakan di tempat; prosesnya akan lebih efisien dan mampu menghasilkan bahan bakar yang cukup untuk seluruh aktivitas pertanian organik.
Ketika bahan pangan termodifikasi genetik (GMO) masih dikritik karena benih yang dihasilkan bersifat steril sehingga tidak mampu direproduksi oleh petani dan hasilnya dianggap berbahaya bagi manusia, telah diusulkan agar tanaman jenis ini dikembangkan lebih lanjut dan digunakan sebagai penghasil bahan bakar, karena tanaman ini mampu dimodifikasi untuk menghasilkan lebih banyak dengan input energi yang lebih sedikit. Namun perusahaan utama penghasil GMO sendiri, Monsanto, tidak mampu melaksanakan proses produksi pertanian berkelanjutan dengan tanaman GMO lebih dari satu tahun. Di saat yang bersamaan, praktik pertanian dengan memanfaatkan ras tradisional menghasilkan lebih banyak pada jenis tanaman yang sama dan dilakukan secara berkelanjutan.
Ekonomi pertanian adalah aktivitas ekonomi yang terkait dengan produksi, distribusi, dan konsumsi produk dan jasa pertanian. Mengkombinasikan produksi pertanian dengan teori umum mengenai pemasaran dan bisnis adalah sebuah disiplin ilmu yang dimulai sejak akhir abad ke 19, dan terus bertumbuh sepanjang abad ke-20. Meski studi mengenai pertanian terbilang baru, berbagai kecenderungan utama di bidang pertanian seperti sistem bagi hasil pasca Perang Saudara Amerika Serikat hingga sistem feodal yang pernah terjadi di Eropa, telah secara signifikan mempengaruhi aktivitas ekonomi suatu negara dan juga dunia. Di berbagai tempat, harga pangan yang dipengaruhi oleh pemrosesan pangan, distribusi, dan pemasaran pertanian telah tumbuh dan biaya harga pangan yang dipengaruhi oleh aktivitas pertanian di atas lahan telah jauh berkurang efeknya. Hal ini terkait dengan efisiensi yang begitu tinggi dalam bidang pertanian dan dikombinasikan dengan peningkatan nilai tambah melalui pemrosesan bahan pangan dan strategi pemasaran. Konsentrasi pasar juga telah meningkat di sektor ini yang dapat meningkatkan efisiensi. Namun perubahan ini mampu mengakibatkan perpindahan surplus ekonomi dari produsen (petani) ke konsumen, dan memiliki dampak yang negatif bagi komunitas pedesaan.
Kebijakan pemerintah suatu negara dapat mempengaruhi secara signifikan pasar produk pertanian, dalam bentuk pemberian pajak, subsidi, tarif, dan bea lainnya. Sejak tahun 1960an, kombinasi pembatasan ekspor impor, kebijakan nilai tukar, dan subsidi mempengaruhi pertanian di negara berkembang dan negara maju. Pada tahun 1980an, para petani di negara berkembang yang tidak mendapatkan subsidi akan kalah bersaing dikarenakan kebijakan di berbagai negara yang menyebabkan rendahnya harga bahan pangan. Di antara tahun 1980an dan 2000an, beberapa negara di dunia membuat kesepakatan untuk membatasi tarif, subsidi, dan batasan perdagangan lainnya yang diberlakukan di dunia pertanian.
Namun pada tahun 2009, masih terdapat sejumlah distorsi kebijakan pertanian yang mempengaruhi harga bahan pangan. Tiga komoditas yang sangat terpengaruh adalah gula, susu, dan beras, yang terutama karena pemberlakuan pajak. Wijen merupakan biji-bijian penghasil minyak yang terkena pajak paling tinggi meski masih lebih rendah dibandingkan pajak produk peternakan. Namun subsidi kapas masih terjadi di negara maju yang telah menyebabkan rendahnya harga di tingkat dunia dan menekan petani kapas di negara berkembang yang tidak disubsidi. Komoditas mentah seperti jagung dan daging sapi umumnya diharga berdasarkan kualitasnya, dan kualitas menentukan harga. Komoditas yang dihasilkan di suatu wilayah dilaporkan dalam bentuk volume produksi atau berat.
__PAKSADAFTARISI__