Tarım

Tarım nedir?

Tarım, insan hayatını sürdürmek için hayvan yetiştiriciliği ve ıslahı, yiyecek kaynağı olarak bitki ve mantar yetiştiriciliği ve farklı endüstriler için lif, biyoyakıt, tıbbi bitkiler ve diğer bir çok farklı ürünü yetiştirmeye verilen genel addır. Sedanter (yerleşik) insan uygarlığının yükselişinde tarım önemli bir gelişmeydi. Burada evcilleştirilen türlerin yetiştirilmesi, uygarlık gelişimini besleyen gıda fazlaları oluşturdu. Tarım araştırması tarım bilimi olarak bilinir. Tarımın tarihi binlerce yıl öncesine dayanmaktadır ve gelişimi büyük ölçüde farklı iklimler, kültürler ve teknolojiler tarafından yönlendirilip tanımlanmaktadır. Büyük ölçekli monokültür (belirlenen bir alanda tek bir ürünün yetiştirilmesi) tarımına dayalı endüstriyel tarım, ağırlıklı tarımsal yöntem haline gelmiştir.

Modern agronomi (bilimsel tarım), bitki yetiştiriciliği, böcek ilacı ve gübre gibi zirai kimyasallar ve teknolojik gelişmeler pek çok durumda yetiştiricilikten alınan verimi hızla arttırdı ancak aynı zamanda yaygın ekolojik hasara ve insan sağlığında olumsuz etkilere de sebep oldu. Hayvancılıkta seçici üreme ve modern uygulamalar benzer şekilde et üretimini artırdı ancak hayvan sağlığı ve antibiyotiklerin, büyüme hormonlarının ve endüstriyel et üretiminde yaygın olarak kullanılan diğer kimyasalların sağlık üzerindeki etkileri konusundaki endişeleri arttırdı. Genetik olarak değiştirilmiş organizmalar tarımın giderek artan bir bileşenidir, ancak birçok ülkede yasaklanmaktadır. Tarımsal gıda üretimi ve su idaresi giderek artan bir şekilde bir takım cephelerde tartışmalara neden olan küresel meseleler haline gelmektedir. Akiferlerin (geçirgen kayalar) tükenmesi de dahil olmak üzere toprak ve su kaynaklarının önemli derecede bozulması son yıllarda gözlemlenmektedir. Küresel ısınmanın tarım üzerindeki ve tarımın da küresel ısınma üzerindeki etkileri hala tam olarak anlaşılamamıştır.

Büyük tarımsal ürünler genel olarak gıdalar, lifler, yakıtlar ve hammaddeler halinde gruplandırılabilir. Belirli gıda grupları hububat (tahıl), sebze, meyve, yağ, et ve baharatları içerir. Lifler arasında pamuk, yün, kenevir, ipek ve keten bulunur. Hammaddelere kereste ve bambu dahildir. Reçineler, boyalar, ilaçlar, parfümler, biyoyakıtlar gibi diğer kullanışlı malzemeler  ve kesme çiçekler ve fidanlık bitkileri gibi dekoratif ürünler bitkiler tarafından üretilmektedir. Gelişmiş ülkelerdeki tarım işçilerinin yüzdeleri son birkaç yüzyılda önemli ölçüde azalmış olsa da, dünya işçilerinin üçte birinden fazlası tarımda istihdam edilmektedir; ikincisi ise hizmet sektörüdür.

Tarım kelimesinin kökeni

Tarım kelimesi, Latin ''agricultura''sının geç bir Orta İngilizce uyarlamasıdır. Latince ''ager'' yani ''tarla'' ve ''cultura'' yani ''ekme'' kelimelerinden ortaya çıkmıştır. Tarım genelde insan faaliyetlerine işaret eder, ancak bazı karınca, termit ve ambrosia böceği türlerinde de görülür. Tarım uygulaması yapmak, doğal kaynakları "yiyecek, lif, orman ürünleri ve  bahçe bitkileri üretmek için kullanmak ve bunların hizmetleri ile birlikte yaşamı koruyan emtia" üretmek anlamına gelir. Bu tanım, tarıma elverişli alanda tarım veya bilimsel tarım ve bahçecilik, her çeşit bitki ve hayvan yetiştirme, besicilik ve ormancılık için gereken tüm şartları içerir. Ormancılık ve tarım arasında bazen, eskinin daha uzun yönetim rotasyonlarına, kapsamlı ve yoğun yönetim uygulamalarına ve insandan ziyade  başta doğa tarafından gelişmeye dayalı olarak bir ayrım yapılmaktadır. O zaman bile olsa, ormancılık (ormanların idaresi) ve tarım arasında büyük miktarda bilgi aktarımı ve örtüşme olduğu kabul edilmektedir. Geleneksel tarımda bu ikisi çoğunlukla küçük arazilerde bile birleştirilir. Böylece, ''tarımsal ormancılık'' terimi ortaya çıkar.

Tarımın tarihi

Tarım, dünyanın farklı yerlerinde bağımsız olarak başladı ve çeşitli taksonlar içeriyordu. Eski ve Yeni Dünyanın en az 11 ayrı bölgesi, bağımsız başlangıç ​​merkezleri olarak tarıma dahil edildi. En az 105.000 yıl önce yabani taneler toplandı ve yenildi. Domuzlar yaklaşık 15.000 yıl önce Mezopotamya'da evcilleştirildi. Çeltik, 13.500 ila 8200 yıl önce Çin'de evcilleştirildi ve onu mung, soya ve azuki fasulye izledi. Mezopotamya'da 13.000 ila 11.000 yıl önce koyunlar evcilleştirildi. Levant'ta (Doğu Akdeniz ülkeleri) 11.500 yıl önce Neolitik çağın kurucusu olan sekiz çeşit ekin yetiştirildi. Bunlar, emmer ve einkorn buğdayları, kabuklu arpa, bezelye, mercimek, acı burçak, nohut ve ketendir. Sığır, yaklaşık 10.500 yıl önce modern Türkiye ve Pakistan bölgelerindeki vahşi yaban öküzlerinden evcilleştirildi. Güney Amerika Andezit'lerinde, fasulye, koka, Gine domuzu, lama ve alpakanın yanı sıra patates de 10.000 ile 7.000 yıl önce evcilleştirildi. Şeker kamışı ve bazı kök sebzeler yaklaşık 9.000 yıl önce Yeni Gine'de evcilleştirildi. Süpürge darısı, 7000 yıl önce Afrika'nın Sahel bölgesinde evcilleştirildi. Pamuk, 5.600 yıl önce Peru'da evcilleştirildi ve bilinmeyen bir zamanda Avrasya'da bağımsız olarak evcilleştirildi. Mesoamerica'da (antik çağda Amerika'nın merkezi olan bölgeler), yabani teosinte 6.000 yıl önce mısıra evcilleştirildi.

Ortaçağ'da hem İslam dünyasında hem de Avrupa'da tarım, gelişmiş teknikler ve şeker, pirinç, pamuk ve portakal gibi meyve ağaçlarının Endülüsler vasıtasıyla Avrupa'ya girişi de dahil olmak üzere ekin bitkilerinin yayılması ile değiştirildi. 1492'den sonra Kolomb takası, Avrupa'ya mısır, patates, tatlı patates ve manyok gibi Yeni Dünya ürünlerini ve buğday, arpa, pirinç ve şalgam gibi eski Dünya ürünlerini ve at, sığır, koyun ve keçi gibi Amerikalı hayvancılık ürünlerini getirdi. Sulama, ürün rotasyonu ve gübreler Neolitik Devrimden hemen sonra getirildi ve İngiliz Tarımsal Devrim'den başlayarak son 200 yılda çok daha fazla gelişti. 1900 yılından bu yana gelişmiş ülkelerdeki tarım ve daha az ölçüde gelişmekte olan dünyadaki tarım, insan emeğinin yerini makineleşmenin almasıyla ve sentetik gübreler, böcek öldürücüler ve seçici ıslah yardımıyla üretkenlikte büyük artışlar görmüştür. Haber-Bosch metodu, sanayi ölçeğinde amonyum nitrat gübresinin sentezlenmesine izin verdi ve ürün verimi büyük ölçüde arttı. Modern tarım, su kirliliği, biyoyakıtlar, genetiği değiştirilmiş organizmalar, tarifeler ve çiftlik sübvansiyonları (devlet desteği) gibi siyasi meseleleri gündeme getirdi ve organik hareket gibi alternatif yaklaşımlara yol açtı.

Tarım ve medeniyet

Medeniyet, Tarımsal Neolitik Devrim'in ürünü idi; HG Wells'in dediği gibi "uygarlık tarımsal fazlalıktı." Tarih boyunca, tıpkı Bereketli Hilal ile esas olarak sınırlanmış tarım arazilerinde kurulan devletlerin çakışması gibi, medeniyetler verimli topraklarla çakıştı. Çin Seddi ve Roma imparatorluğunun hudutları tahıl tarımının kuzey sınırını belirledi. Bu tahıl kemeri, Eksenel Çağ'da oluşan ve İpek Yolu ile bağlantılı medeniyetleri besledi.

Tarımı yalnızca Nil'e dayanan eski Mısırlılar, nehri kutsadılar, tapındılar ve ilahi olarak yücelttiler. Çin imparatorluk mahkemesi, "Tarım bu İmparatorluğun temelidir" diyen çok sayıda ferman yayınladı. Mısır, Mezopotamya, Çin ve İnka İmparatorları, kişisel örneklerini herkese göstermek amacıyla tören alanlarını pullukla sürdü.

Eski stratejistler, Çinli Guan Zhong, Shang Yang ve Hint Kautilya, tarımı askeri güç ile bağlayan öğretiler çizdiler. Tarım, bir ordunun ne kadar süreyle harekete geçirilebileceği konusunda sınırları belirledi. Shang Yang tarım ve savaşı bir saydı. Tarımsal tanrıların geniş insan panteonunda tarım ve savaş işlevlerini birleştiren çeşitli tanrılar vardır.

Neolitik Tarımsal Devrim medeniyet üretirken, Britanya'da (İngiliz Tarımsal Devrimi) başlayan modern Tarımsal Devrim, endüstriyel uygarlığa olanak sağlamıştır. Endüstrinin ilk ön şartı, tarım dışı sektörler için daha fazla iş gücünün kullanılmasına neden olan, daha az insan gücü ile daha yüksek getiri elde edildi.

Tarım türleri

Pastoralizm (otlatıcılık), evcil hayvanlarla uğraşmayı içerir. Göçebe otlatıcılıkta, hayvan sürüsü, otlak, yem ve su arayışı içinde bir yere taşınır. Bu tarım türü, Sahra'nın, Orta Asya'nın ve Hindistan'ın bazı bölgelerindeki kurak ve yarı kurak bölgelerde uygulanmaktadır.

Dönüşümlü ekimde, bir ormanın küçük bir alanının tüm ağaçları kesilerek temizlenir ve alan yakılır. Arazi daha sonra birkaç yıl ekin yetiştirmek için kullanılır. Toprak daha az verimli hale geldiğinde, alan terk edilir. Bir başka arazi parçası seçilir ve işlem tekrarlanır. Bu tür tarım çoğunlukla bol yağış alan ve ormanın hızla yeniden oluştuğu bölgelerde uygulanmaktadır. Bu uygulama Kuzeydoğu Hindistan, Güneydoğu Asya ve Amazon Havzasında kullanılmaktadır.

Geçimlik tarım başka yerlere nakliye yapılmayacak kadar az ürün bırakılan ve tek başına bir aile ya da yerel ihtiyaçları karşılamak için uygulanmaktadır. Muson Asya'sı ve Güneydoğu Asya'da yoğun bir şekilde uygulanmaktadır.

Yoğun tarımda mahsuller ticari amaçlı, yani satış için yetiştirilmektedir. Çiftçinin başlıca amacı düşük nadas oranı ve yüksek girdi kullanımı ile kar elde etmektir. Bu tarım türü ağırlıklı olarak gelişmiş ülkelerde uygulanmaktadır.

Çağdaş tarım

Geçtiğimiz yüzyılda, tarım, artan üretkenlik, sentetik gübrelerin ve zirai mücadele ilaçlarının iş gücü için ikamesi, su kirliliği ve çiftlik teşvikleri ile karakterize edilmiştir. Son yıllarda konvansiyonel tarımın dış çevresel etkilerine karşı bir tepki oluşmuştur ve bu, organik ve sürdürülebilir tarım hareketlerine neden olmuştur. Bu hareketin arkasındaki en büyük güçlerden biri, 1991 yılında organik gıdayı ilk kez onaylayan Avrupa Birliği'dir ve 2005'te, ayrıştırma olarak da bilinen emtia bağlantılı çiftlik sübvansiyonlarını aşamalı hale getirmek için Ortak Tarım Politikası (CAP) reformuna başlamıştır. Organik tarımın gelişmesi, entegre zararlı yönetimi ve seçici ıslah gibi alternatif teknolojilerdeki araştırmaları yeniledi. Yakın zamanda yayınlanan teknolojik gelişmeler genetiği değiştirilmiş gıdayı içermektedir.

2007'de çiftçilere, gıda dışı biyoyakıt ürünlerini yetiştirmeleri için verilen daha yüksek teşvikler, örneğin eski çiftlik arazilerinin gelişimi, ulaşım maliyetlerinin yükselmesi, iklim değişikliği, Çin ve Hindistan'da artan tüketici talebi ve nüfus artışı gibi diğer faktörlerle birlikte  Asya, Orta Doğu, Afrika ve Meksika'da gıda kıtlığına neden oldu ve bununla birlikte dünya genelinde gıda fiyatları arttı. Aralık 2007 itibariyle, 37 ülke gıda kriziyle karşı karşıya kalmış ve 20 ülke gıda fiyat kontrolleri uygulamıştır. Bu sıkıntılardan bazıları yemek isyanlarına ve hatta ölümcül izdihamlara neden olmuştur. Uluslararası Tarımsal Kalkınma Fonu, küçük çaplı tarımdaki artışın, gıda fiyatları ve genel gıda güvenliği konusundaki endişelere çözümün bir parçası olabileceğini gösteriyor. Kısmen, bunu bir gıda ithalatçısı olmaktan büyük bir gıda ihracatçısı olmaya geçen Vietnam'daki tecrübeye dayandırdılar ve ülkedeki küçük ölçekli tarımın gelişmesinden ötürü yoksulluğun önemli ölçüde düştüğünü gördüler.

Hastalık ve arazi bozulması, bugün tarımda en büyük endişelerdendir. Örneğin, Ug99 soyunun  buğdaylarda neden olduğu gövde pası salgını halen Afrika ve Asya'ya yayılıyor ve bazı koşullar altında ürün kaybının %70 veya daha fazla olması nedeniyle büyük endişelere neden oluyor. Dünya tarım arazilerinin yaklaşık %40'ı ciddi şekilde bozulmuş durumda. Birleşmiş Milletler Üniversitesinin Gana merkezli Afrika'daki Tabii Kaynaklar Enstitüsü'ne göre, Afrika'da toprak bozulmalarının mevcut eğilimleri devam ederse, kıta, nüfusunun yalnızca %25'ini 2025 yılına kadar besleyebilir.

Tarımsal yapı, Braudel'ci kavramı anlamada uzun soluklu bir yapıdadır. Tarımsal yapı, devletin üstlendiği faaliyetlerden ziyade bölgesel, sosyal, kültürel ve tarihi faktörlere daha büyük ölçüde bağımlıdır. Buna bir örnek Polonya'dır. Yıllarca yoğun bir tarım politikası yürütmesine rağmen Polonya'da  2002'deki tarım yapısı, bölmelerden hemen sonra 1921'de bulunanla çok benzerdir.

Uluslararası Para Fonu'na göre, 2009 yılında Çin'in tarımsal üretimi dünyanın en büyüğü oldu ve bunu Avrupa Birliği, Hindistan ve ABD takip etti. Ekonomistler tarımın toplam faktör verimliliğini ölçerler ve bu ölçümle Birleşik Devletler'deki tarım 1948'dekinden yaklaşık 1,7 kat daha üretken olur.

Tarımda işgücü

2011 yılı itibariyle, Uluslararası Çalışma Örgütü, küresel tarım sektöründe yaklaşık 1 milyar insanın veya mevcut iş gücünün 1 / 3'ünün istihdam edildiğini belirtmektedir. Tarım, çocukların küresel istihdamının yaklaşık %70'ini oluşturmaktadır ve birçok ülkede herhangi bir sektörde kadınların en büyük yüzdesini istihdam etmektedir. Hizmet sektörü, 2007 yılında tarım sektörünü en büyük küresel işveren olarak geçti. 1997 ve 2007 yılları arasında tarımda istihdam edilenlerin yüzdesi dört puanın üzerine düştü ve bunun devam etmesi bekleniyor. Tarımda istihdam edilen kişi sayısı, ABD ve Kanada gibi ülkelerde %2'den az, birçok Afrika ülkesinde %80'in üzerinde bir seviyeye kadar değişmektedir. Gelişmiş ülkelerde, bu rakamlar önceki yüzyıllardan önemli ölçüde daha düşüktür. Örneğin, Avrupa'da 16. yüzyılda, nüfusun yüzde 55 ila 75'i ülkeye bağlı olarak tarımla uğraşıyordu. 19. yüzyılla birlikte Avrupa'da bu oran yüzde 35 ila 65 arasına düşmüştü. Bugün aynı ülkelerde rakam %10'dan azdır.

Tarımda emniyet

Tarım, özellikle çiftçilik, tehlikeli bir endüstri halini alıyor ve dünya çapındaki çiftçiler, işle ilgili yaralanmalar, akciğer hastalıkları, gürültüye bağlı işitme kaybı, deri hastalıkları, kimyasal kullanımı ve uzun süre güneşe maruz kalma ile ilgili bazı kanserler açısından yüksek risk altında kalıyorlar. Endüstrileşmiş çiftliklerde yaralanmalar sıklıkla tarım makinelerinin kullanılmasına bağlı olarak gerçekleşir. Gelişmiş ülkelerde ölümcül tarımsal yaralanmaların ortak nedeni traktör devrilmesidir. Tarımda kullanılan böcek zehirleri ve diğer kimyasal maddeler işçi sağlığı için tehlikeli olabilir ve zirai ilaçlara maruz kalan işçiler hastalık yaşayabilir veya doğuştan  kusurlu çocuk sahibi olabilir. Ailelerin ortak olarak çalıştığı ve birlikte çiftlikte yaşadığı bir endüstri olduğu için  tüm aileler yaralanmalar, hastalıklar ve ölüm riski altında olabilir. Genç çiftlik çalışanları arasında ölümcül yaralanmaların yaygın nedenleri arasında boğulma, makine ve motorlu araçla ilgili kazalar bulunmaktadır.

Uluslararası Çalışma Örgütü, tarımın "tüm ekonomik sektörlerin en tehlikeli alanlarından biri" olduğunu düşünüyor ve tarım çalışanlarının yıllık işle ilgili ölüm ücretinin en az 170.000 olduğunu tahmin ediyor. Bu, diğer mesleklerin ortalama oranlarının iki katıdır. Buna ek olarak, tarımsal faaliyetlerle ilgili ölüm, yaralanma ve hastalık vakaları genellikle rapor edilmiyor. Organizasyon, 2001 yılında tarım işgali içindeki risklerin çeşitliliğini, bu risklerin önlenmesini ve tarımla uğraşan bireylerin ve organizasyonların oynayacağı rolü kapsayan Tarımda Güvenlik ve Sağlık Sözleşmesi'ni geliştirmiştir.

Tarımsal üretim sistemleri

Mahsul ekimi sistemleri

Kırpma sistemleri, mevcut kaynaklara ve kısıtlara bağlı olarak çiftlikler arasında değişir. Bunlar, çiftliğin coğrafyası ve iklimi, hükümet politikası, ekonomik, toplumsal ve politik baskılar, ve çiftçinin felsefesi ve kültürü olarak sıralanabilir.

Dönüşümlü ekim (yakma), ormanların yakıldığı, yıllık bitkilerin ve daha sonra birkaç yıllık bir süre boyunca uzun ömürlü bitkilerin ekimini desteklemek için besin maddeleri salgılatan bir sistemdir. Ardından, arsa ormanın yeniden yetişmesi için nadasa bırakılır ve çiftçi on ya da yirmi yıl sonra geri dönmek üzere  yeni bir arsaya yönelir. Nüfus yoğunluğu arttıkça, besin maddeleri (suni gübre veya gübre) girişi ve bazı manuel zararlı kontrolü gerektiren nadas dönemi kısaltılır. Yıllık ekim, nadas zamanının olmadığı sonraki yoğunluk evresidir. Bu, daha fazla besleyici ve haşere kontrol girdileri gerektirir.

Daha fazla endüstrileşme, tek bir çeşidin büyük bir araziye ekilmesiyle, tek kültürlerin kullanılmasına yol açtı. Biyolojik çeşitliliğin düşük olması nedeniyle, besin maddelerinin kullanımı tekdüzedir ve zararlılar birikmeye eğilimlidir. Bu da böcek ilacı ve gübrelerin daha fazla kullanılmasını gerektirir. Bir yılda birkaç ürünün sırayla yetiştirildiği durumda birden fazla biçme gerçekleşir. Çok sayıda bitkinin aynı anda yetiştirilmesiyle oluşan ara ürünlerin olduğu,  çok kültürlü olarak bilinen diğer yıllık biçme sistemleri de vardır.

Astropikal ve kurak ortamlarda, tarımsal faaliyetin  zamanlaması ve kapsamı yağışla sınırlanabilir; ya bir yılda birden fazla yıllık mahsule izin vermez veya sulama gerektirir. Bütün bu ortamlarda çok yıllık bitkiler yetiştirilir (kahve, çikolata) ve tarımsal ormancılık gibi sistemler uygulanır. Ekosistemlerin ağırlıklı olarak otlak veya çayır olduğu ılıman ortamlarda, yüksek verimlilikte yıllık tarım, egemen tarımsal sistemdir.

Mahsullerin önemli kategorileri arasında hububat ve tahıllar, bakliyat (baklagiller), yem ve meyve ve sebzeler bulunur. Özel mahsuller, dünyadaki belirli yetiştirme bölgelerinde üretilmektedir. 

Hayvancılık sistemleri

Atlar, katırlar, sığırlar, su bufalosu (manda), develer, lamalar, alpakalar, eşekler ve köpekler de dahil olmak üzere hayvanlar, tarlaları yetiştirmeye, hasat etmeye, diğer hayvanları yemeye ve çiftlik ürünlerini alıcılara ulaştırmaya yardım etmek için sıklıkla kullanılır. Hayvan yetiştiriciliği, sadece hayvanların et için yetiştirilmesi veya hayvansal ürünlerin (süt, yumurta veya yün gibi) hasat edilmesi ile ilgili değil, aynı zamanda iş ve eşlik için türlerin yetiştirilmesi ve bakımıyla da ilgilidir. 

Hayvancılık üretim sistemleri yem kaynaklarına göre çayır tabanlı, karışık ve topraksız olarak tanımlanabilir. 2010 yılı itibarıyla, dünyadaki buz ve su içermeyen alanın %30'u hayvancılık için kullanılmıştır ve sektör yaklaşık 1,3 milyar kişi istihdam etmiştir. 1960'lı yıllar ile 2000'li yıllar arasında hayvancılık üretiminde özellikle sığır, domuz ve tavuk üretiminde sayı ve karkas ağırlığı bakımından belirgin bir artış oldu; tavuk üretimi yaklaşık 10 kat arttı. Süt ineği ve yumurta üreten tavuk gibi eti için yetiştirilmeyen hayvanlar da önemli üretim artışları gösterdi. Küresel sığır, koyun ve keçi nüfusunun 2050 yılına kadar keskin bir şekilde artması beklenmektedir. Kapalı operasyonlarda insan tüketimi için balık üretimi olan su ürünleri yetiştiriciliği veya balık yetiştiriciliği, gıda üretiminin en hızlı büyüyen sektörlerinden biridir ve ortalama 1975 ve 2007 yılları arasında yılda ortalama %9 büyüme göstermiştir.

20. yüzyılın ikinci yarısında, seçici yetiştirme yöntemini kullanan üreticiler, çoğunlukla genetik çeşitliliğin korunması ihtiyacını göz ardı ederek üretimini artıran hayvancılık ırkları ve melezleri oluşturmaya odaklandılar. Bu eğilim, çiftlik hayvanlarında genetik çeşitlilik ve kaynakların önemli ölçüde azalmasına ve dolayısıyla hastalıklara direncin ve geleneksel ırklar arasında daha önce bulunan yerel adaptasyonların azalmasına neden olmuştur.

Çayır bazlı hayvancılık üretimi, geviş getiren hayvanları beslemek için çalılık, mera ve otlak gibi bitki materyallerine dayanır. Dış besin maddesi girdileri kullanılabilir, ancak gübreler doğrudan doğruya önemli bir besin kaynağı olarak otlaklara geri gönderilir. Bu sistem, özellikle 30 ila 40 milyon çiftlik hayvanını temsil eden iklim veya toprak nedeniyle ekin üretiminin mümkün olmadığı alanlarda önemlidir. Karışık üretim sistemleri geviş getiren ve monogastrik (tek mideli, özellikle tavuk ve domuz) hayvanlar için otlatmayı, yem bitkilerini ve tahıl yem bitkilerini kullanılırlar. Hayvan dışkısı genellikle karışık sistemlerde bitkiler için gübre olarak geri dönüştürülür.

Topraksız sistemler çiftlik dışından yemlere dayanır ve Ekonomik İşbirliği ve Kalkınma Örgütü (OECD) üye ülkeleri için Örgüt'te çokça bulunan ürün ve hayvancılık üretiminin bağlantısızlığını temsil eder. Sentetik gübreler, ürün üretimi için daha fazla kullanılır. Doğal gübre kirliliğe sebep olduğu için kullanımı zorluklar içermektedir. Sanayileşmiş ülkeler bu işlemleri küresel bağlamda kanatlılar ve domuz eti tedarikinin çoğunu yapmak için kullanıyorlar. Bilim insanları, 2003 ile 2030 yılları arasında hayvancılık üretimindeki büyümenin %75'inin bazen fabrika çiftliği olarak da adlandırılan kapalı hayvan besleme faaliyetlerinde olacağını tahmin ediyorlar. Bu büyümenin büyük bir kısmı Asya'daki gelişmekte olan ülkelerde gerçekleşmekte ve Afrika'da çok daha küçük bir büyüme görülmektedir. Ticari hayvancılık üretiminde kullanılan büyüme hormonlarının kullanımı da dahil olmak üzere bazı uygulamalar tartışmalıdır.

Üretim uygulamaları

Çiftçilik, çoğunlukla kentte yerinden olmuş nüfusun hizmetinde olmak üzere tarımsal süreçlere ayrılmış bir alanda uzmanlaşmış emek tarafından tarımın uygulanmasıdır.

Toprağı işleme, dikime hazırlamak, besin birleşimi ya da haşere kontrolü gibi amaçlarla toprak sürme uygulamasıdır. Toprak işleme, geleneksel olandan işlemesiz olana kadar değişiklik gösterir. Toprağı ısıtmak, gübrelemek ve yabani otları kontrol altında tutmak üretkenliği arttırabilir, ancak bunlar aynı zamanda toprakları erozyona daha yatkın hale getirir, CO2 salan organik maddenin ayrışmasını tetikler ve toprak organizmalarının bolluğunu ve çeşitliliğini azaltır.

Zararlı kontrolü, yabani otlar, böcekler, akarlar ve hastalıklarla mücadeleyi içerir. Burada kimyasal (pestisit/böcek zehiri), biyolojik (biyolojik kontrol), mekanik (toprak işleme) ve kültürel uygulamalar kullanılır. Kültürel uygulamalar, ekin rotasyonu, ayıklama, kapak mahsül, ara kesme, gübreleme, kaçınma ve direnci içerir. Entegre haşere mücadelesi, haşere popülasyonlarının ekonomik kayıplara neden olabilecek sayıların altında kalması için bu yöntemlerin tümünü kullanır ve pestisitlerin son çare olarak kullanılmasını önerir.

Besin maddesi yönetimi, hem bitki ve hayvancılık için besin girdilerinin kaynağını hem de hayvancılık tarafından üretilen gübre kullanım yöntemini içerir. Besin girdileri kimyasal inorganik gübreler, gübreler, yeşil gübre, organik gübreler ve madenli mineraller olabilir. Mahsul besin maddesi kullanımı, ürün rotasyonu veya nadas dönemi gibi kültürel teknikler kullanılarak da yönetilebilir. Gübre, yoğun rotasyonlu otlatma gibi yem bitkisinin yetiştiği yerdeki hayvanı tutarak ya da ekin arazilerinde ya da otlaklarda gübrenin kuru ya da sıvı formülasyonlarını yayarak kullanılır.

Su yönetimi, dünyanın çoğu bölgesinde belli bir dereceye kadar meydana gelen yağışın yetersiz veya değişken olduğu durumlarda gereklidir. Bazı çiftçiler yağışları desteklemek için sulama kullanıyorlar. ABD ve Kanada'daki Great Plains gibi diğer bölgelerde, çiftçiler ertesi yıl bir ürün yetiştirebilmek için, kullanılacak toprağın nemini korumak amacıyla bir nadas yılı uygulamasını kullanırlar. Tarım, dünya genelinde tatlı su kullanımının %70'ini içermektedir.

Uluslararası Gıda Politikası Araştırma Enstitüsü (International Food Policy Research Institute) tarafından hazırlanan bir rapora göre, tarımsal teknolojiler, birbirleriyle kombine halde kabul edildiğinde, gıda üretimi üzerinde en büyük etkiye sahip olacak. Uluslararası Gıda Politikası Araştırma Enstitüsü, on bir teknolojinin tarımsal verimlilik, gıda güvenliği ve ticaretini 2050 yılına kadar nasıl etkileyebileceğini değerlendiren bir model kullanarak açlık riskinde olanların sayısının %40 oranında azaltılabileceğini ve gıda fiyatlarının neredeyse yarıya indirilebileceğini buldu.

Ekosistem hizmetleri için ödeme (PES), tarım sektörünü yeşilleştirmeye yönelik çabaları daha da teşvik edebilir. Bu, yeşil tarım uygulamaları tarafından sağlanan ekosistem hizmetlerinin değerlerini doğrulayan ve yararlarını ödüllendiren bir yaklaşımdır. Yenilikçi PES önlemleri, belediye kullanıcıları için tatlı su miktarını ve kalitesini artırmak amacıyla, paylaşılan havzaların kırsal alanlarındaki şehirler tarafından yapılan ağaçlandırma ödemelerini içerebilir. Ayrıca, çiftçiler tarafından, üst düzey orman görevlilerine, toprak besinlerinin akışını düzgün bir şekilde yönetmeleri için ekoservis ödemeleri ve çiftçilere SOM'u yenileme ve inşa etme çabaları ve diğer uygulamaları yerine getirmeleri için maddi telafide bulunma, yeşil tarım uygulamalarının karbon salımının ve emisyonunun azaltımı kredi avantajları yöntemleri de yenilikçi PES önlemlerine dahildir. 

Mahsül ıslahı ve biyoteknoloji

Mahsul ıslahı, medeniyetin başlangıcından bu yana insanlık tarafından binlerce yıldır uygulanmaktadır. Yetiştirme uygulamaları yoluyla mahsullerin değiştirilmesinde, bir bitkinin genetik yapısı, insanlar için daha yararlı özelliklere sahip bitkiler (örneğin, daha büyük meyveler veya tohumlar, kuraklığa dayanıklılık veya zararlılara karşı direnç) geliştirmek üzere değiştirilir. Bitki ıslahında önemli gelişmeler genetikçi Gregor Mendel'in çalışmalarından sonra ortaya çıktı. Mendel'in baskın ve resesif (çekingen/gerileyen) aleller üzerindeki çalışmaları başlangıçta neredeyse 50 yıl göz ardı edilmesine rağmen bitki yetiştiricilerinin genetiği ve üreme tekniklerini daha iyi anlamasını sağladı. Mahsul ıslahı, istenen özelliklere sahip bitki seçimi, kendi kendine tozlanma, çapraz tozlaşma ve organizmayı genetik olarak değiştiren moleküler teknikler gibi teknikleri içerir.

Bitkilerin evcilleştirilmesi, yüzyıllar boyunca verim artışı, hastalık direnci ve kuraklığa karşı daha dayanıklılık, hasat kolaylığı sağlamış ve bitkilerin besin değeri ve tadını iyileştirmiştir. Dikkatli seçim ve yetiştirme, mahsul bitkilerinin özellikleri üzerinde büyük etkiler yapmıştır. 1920 ve 1930'larda bitki seçimi ve ıslahı, Yeni Zelanda'da meraları (otlar ve yonca) geliştirmiştir. 1950'lerde yaygın X-ışını ve ultraviole indüklenen mutajenez çabaları (yani ilkel genetik mühendisliği), buğday, maize (mısır) ve arpa gibi modern ticari çeşitleri üretti.

Yeşil Devrim, "yüksek verimli çeşitleri" oluşturarak verimliliği keskin bir şekilde artırmak için geleneksel hibridizasyon (melezleme) kullanımını yaygınlaştırdı. Örneğin, ABD'de ortalama mısır (mısır) verimi, 1900 yılında hektar başına 2,5 ton (t / ha) (dönüm başına 40 ölçek), 2001'de ise yaklaşık 9,4 ton (t / ha)' a (dönüm başına 150 ölçek) yükselmiştir. Benzer şekilde, Dünya çapında ortalama buğday verimleri 1900 yılında 1 t / ha'dan 1990'da 2,5 t / ha'ya yükselmiştir. Güney Amerika'da ortalama buğday verimi yaklaşık 2 t / ha, Afrika'da 1 t / ha'nın altında ve Mısır ve Arabistan'da sulama ile 3,5 ila 4 ton / ha' ya yükselmektedir. Buna karşılık, Fransa gibi ülkelerdeki ortalama buğday verimi 8 ton / ha üzerindedir. Verimdeki değişiklikler başlıca iklim, genetik çeşitlilik ve yoğun tarım teknikleri (gübrelerin kullanımı, kimyasal zararlı kontrolü, büyüme kontrolü) düzeyindeki değişikliklerden kaynaklanmaktadır.

Genetik mühendisi

Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) genetik materyali genel olarak rekombinant DNA teknolojisi olarak bilinen genetik mühendislik teknikleri ile değiştirilen organizmalardır. Genetik mühendisliği yetiştiricilere, yeni mahsuller için arzu edilen germ çizgilerini oluşturmada faydalanma olanağını sunacak biçimde genleri genişletti. Artan dayanıklılık, besin içeriği, böcek ve virüs direnci ve herbisit (bitkileri yok eden madde) toleransı genetik mühendisliği yoluyla mahsullerin yetiştirilmesinde az sayıdaki özelliklerdir. Bazıları için GDO mahsulleri gıda güvenliği ve gıda etiketleme endişeleri oluşturmuştur. Birçok ülke, potansiyel sağlık sorunları, tarımsal çeşitliliğin azalması ve GDO dışı ürünlerin kirlenmesi gibi endişeler nedeniyle GDO gıda ve ürünlerinin üretimi, ithali veya kullanımı konusunda kısıtlamalar getirmiştir. Şu anda küresel bir antlaşma olan Biyogüvenlik Protokolü, GDO'ların ticaretini düzenlemektedir. GDO'lardan yapılan gıdaların etiketlenmesine ilişkin devam eden bir tartışma bulunmaktadır. AB şu anda tüm GDO gıdalarının etiketlenmesini şart koşarken, ABD bunu yapmamaktadır.

Herbisite dirençli tohumların, genomlarına implante edilen ve bitkilerin, glifosatlar da dahil olmak üzere, herbisitlere maruz kalmayı tolere etmesini sağlayan bir geni vardır. Bu tohumlar, çiftçinin dayanıklı bitki zarar görmeden yabani otları herbisitlerle püskürterek ürün yetiştirmesini sağlar. Herbisite dayanıklı bitkiler dünya çapındaki çiftçiler tarafından kullanılır. Herbisite dayanıklı bitkilerin artan kullanımı ile, glifosat bazlı herbisit spreylerin kullanımı da artmaktadır. Bazı bölgelerde glifosata dirençli yabani otların gelişmesi çiftçilerin diğer herbisitlere geçmesine yol açmıştır. Bazı araştırmalar da yaygın bitki glifosatı kullanımını, bazı bitkilerdeki demir eksikliklerine bağlar; bu da, hem ekonomik hem de sağlık açısından potansiyel olarak, mahsul üretimi ve besinsel değer açısından bir endişe oluşturmaktadır.

Yetiştiriciler tarafından kullanılan diğer GDO ürünlerinde, böceklere özgü toksin üreten Bacillus thuringiensis (Bt) toprak bakterisinden bir geni bulunan böceklere dayanıklı bitkiler bulunur. Böylece bitkilerin böcekler tarafından hasar görmesinin önüne geçilir. Bazıları, benzer zararlılara karşı direnç özelliklerinin geleneksel ıslah uygulamaları yoluyla edinilebileceğine ve çeşitli haşerelere karşı hibridizasyon (melezleme) ya da yabani türlerle çapraz tozlaşma yoluyla elde edilebilecek direnç olduğuna inanıyorlar. Bazı durumlarda, yabani türler direnç özelliklerinin başlıca kaynağıdır. En az 19 hastalığa karşı direnç kazanmış bazı domates çeşitleri, kendi yabani türleriyle geçiş yaparak bunu yapmıştır.

Tarımın çevre üzerine etkileri

Tarım, çiftçilik metodu ile uygulandıkça, pestisitler, besin maddesi akışı, aşırı su kullanımı, doğal çevrenin kaybı ve çeşitli diğer sorunlarla topluma dış maliyetler getirmektedir. İngiltere'de 2000 yılında yapılan tarımsal bir değerlendirme, 1996 yılı için toplam dış maliyeti 2,343 milyon £, diğer bir deyişle hektar başına 208 £ olarak belirledi. ABD'de bu maliyetlerin 2005 yılı analizi ile, ekili alanların yaklaşık 5-16 milyar $ (hektar başına 30- 96 $) maliyet getirdiği ve hayvancılığın da 714 milyon dolarlık bir maliyeti olduğu sonucuna varılmıştır. Yalnızca mali etkilere odaklanan bu iki çalışma, dış maliyetlerin içselleştirilmesi için daha fazlasının yapılması gerektiği sonucuna vardı. Her ikisi de analizlerde sübvansiyonları (devlet desteği) içermedi, ancak sübvansiyonların tarımın topluma maliyetini de etkilediğini belirtti. 2010'da Birleşmiş Milletler Çevre Programı'nın Uluslararası Kaynak Paneli, tüketim ve üretimin çevresel etkilerini değerlendiren bir rapor yayınladı. Çalışma, tarım ve gıda tüketiminin; özellikle yaşam alanı değişikliği, iklim değişikliği, su kullanımı ve zehirli emisyonlar gibi çevresel baskıların en önemli nedenlerinden ikisi olduğunu keşfetti. 2011 UNEP Yeşil Ekonomi raporunda, "arazi kullanımı değişiklikleri hariç olmak üzere, zirai faaliyetler, insan kaynaklı küresel GHG emisyonlarının yaklaşık yüzde 13'ünü üretmektedir: Bu, inorganik gübrelerin tarımsal kimyasal zirai ilaçlar ve herbisitlerle yayılan GHG'leri  ve fosil yakıt-enerji girdilerini içerir; (Bu girdilerin üretiminden kaynaklanan emisyonlar endüstriyel emisyonlara dahil edilir)" diye belirtti.'' Ortalama olarak, 2. nesil biyoyakıt üretimi için tarım ve ormancılık üretiminden çıkan taze artıkların toplamının 2011 ve 2050 yılları arasında yıl başına 3,8 milyar tona ulaştığını görüyoruz (2011-2020 yılları için yüzde 48 ve 2020 sonrasında yıllık ortalama yüzde 2'lik genişleme ile hesaplanan, analiz edilen dönem boyunca yıllık ortalama yüzde 11'lik bir büyüme oranı ile).

Hayvancılık sorunları

Bir BM yetkilisi ve bu sorunun detaylı bir BM raporunun yazarlarından olan Henning Steinfeld, "Hayvancılık günümüzün en ciddi çevresel sorunlarına sebep olan başlıca sektörlerden biridir" dedi. Hayvancılık üretimi, tarım için kullanılan arazilerin %70'ini veya gezegenin arazi yüzeyinin %30'unu kaplar. Sera gazlarının en büyük kaynaklarından biridir, CO2 eşdeğerlerinde ölçülen dünya sera gazı emisyonlarının %18'inden sorumludur. Karşılaştırıldığında, tüm nakliye CO2'inin %13,5'ini yayar. İnsanla ilişkili azot oksidin %65'ini (CO2'nin küresel ısınma potansiyelinin 296 katı) ve insan kaynaklı metan gazının  %37'sini üretir (CO2'e eşit derecede, 23 kat daha sıcaktır). Hayvancılık amonyak emisyonunun %64'ünden sorumludur. Hayvancılığın genişlemesi, ormansızlaşmayı tetikleyen önemli bir faktör olarak gösterilmektedir; Amazon havzasında daha önce ormanlık olan alanların %70'i şimdi meralar tarafından işgal edilmiştir ve geri kalan kısmı yem bitkileri için kullanılmaktadır. Ormansızlaşma ve arazi bozulması yüzünden hayvancılık, biyoçeşitlilikte azalmalara neden oluyor. Ayrıca UNEP, "küresel hayvancılıktan gelen metan emisyonlarının, mevcut uygulamalar ve tüketim kalıpları altında 2030 yılına kadar yüzde 60 oranında artması öngörülüyor" diye belirtti.

Tarımda toprak ve su sorunları

Malları ve hizmetleri üretmek için arazi kullanımı olan arazi dönüşümü, insanların yeryüzünün ekosistemlerini değiştirmesinde en önemli yoldur ve biyoçeşitlilik kaybında itici güç olarak kabul edilir. İnsanlar tarafından dönüştürülen arazi miktarı tahminleri %39 ila %50 arasında değişmektedir. Ekosistem işlevi ve üretkenliğinde uzun süre azalma olması anlamına gelen arazi bozulmasının, dünya çapındaki arazilerin %24'ünde gerçekleştiği ve ekili alanların aşırı temsil edildiği tahmin edilmektedir. BM-FAO raporunda, arazi yönetiminin, arazi bozulmasının ardındaki itici faktör olduğu belirtilmekte ve 1,5 milyar kişinin bozulan araziye bel bağladığını söylemektedir. Bozulma, ormansızlaşma, çölleşme, toprak erozyonu, mineral tükenmesi veya kimyasal bozulma (asitlendirme ve tuzlanma) şeklinde olabilir.

Ötrifikasyon, suda yaşayan ekosistemlerde aşırı miktarda besin maddelerinin oluşmasına, alglerin açılmasına ve anoksi (kanda oksijen azlığı) oluşumuna neden olur; balıkların ölümlerine, biyoçeşitlilik kaybına neden olur ve suyun içme ve diğer endüstriyel kullanımlar için uygun olmamasına neden olur. Aşırı gübreleme ve yüksek oranda hayvancılık stokları, besin maddelerinin (başlıca azot ve fosfor) tarımsal araziden süzülerek sızmasına neden olur. Bu besinler, suda yaşayan ekosistemlerin ötrifikasyonuna katkıda bulunan önemli  kirleticilerdir.

Tarım, tatlısu kaynaklarının geri çekilmesinden yüzde 70'lik bir orandan sorumludur. Tarım, akiferlerden (yeraltı suyu kayaları) alınan suyun önemli bir sonucudur ve şu anda sürdürülebilir olmayan bir oranda yeraltı su kaynaklarından yararlanmaktadır. Kuzey Çin, Üst Ganjlar ve Batı Amerika kadar çeşitlilik gösteren alanlardaki akiferlerin tükenmekte olduğu ve yeni araştırmaların İran, Meksika ve Suudi Arabistan'daki akiferleri araştırdığı bilinmektedir. Su kaynaklarına  sanayi ve kentsel alanlardan kaynaklı artan bir baskı uygulanmaktadır, bu da su kıtlığının arttığı ve tarımın, su kaynaklarının azalmasıyla birlikte artan nüfus için daha fazla yiyecek üretmenin zorluğuyla karşı karşıya olduğu anlamına gelmektedir. Tarımsal su kullanımı, hatalı sulama yapıldığında doğal sulak alanların tahrip edilmesi, su kaynaklı hastalıkların yayılması, tuzlanma ve su basması yoluyla toprak bozulması da dahil olmak üzere büyük çevre sorunlarına neden olabilir.

Tarım ilacı

Pestisit (bözek zehiri) kullanımı 1950 yılından bu yana dünya genelinde her yıl 2,5 milyon tona yükselirken, zararlılar yüzünden oluşan ürün kaybı nispeten sabit kalmıştır. Dünya Sağlık Örgütü, 1992 yılında yılda 3 milyon böcek ilacıyla zehirlenme vakası meydana geldiğini ve 220.000 ölüme neden olduğunu tahmin ediyor. Pestisitler haşere nüfus içindeki böcek ilacı direncini seçerek zararlılara karşı dayanıklılığın yeni bir pestisit geliştirmesini garanti ettiği "böcek öldürücü koşu bandı" olarak adlandırılan bir duruma neden olur.

Alternatif bir argüman, çevreyi korumanın ve kıtlığın önlenmesinin yolunun, böcek ilacı ve yoğun yüksek verimli çiftçilik kullanımı olduğunu belirtiyor; bu da Küresel Gıda Sorunları Merkezi web sitesinde yer alan bir alıntı ile örneklendiriliyor: "Dönüm başına daha fazla ekim, doğa için daha fazla toprak bırakır'' Bununla birlikte, eleştirmenler, çevre ile gıda ihtiyacı arasında bir dengenin kaçınılmaz olmadığını ve böcek ilaçlarının sadece ürün rotasyonu gibi iyi agronomik (bilimsel tarım) uygulamaların yerini aldığını savunuyorlar. UNEP, doğru böcekleri çekerken zararlıları püskürtmek veya itmek için bitki aromalarını kullanan kesecikler içeren push-pull (itme-çekme) tarımsal zararlı yönetim tekniğini getiriyor. Doğu Afrika'da itme-çekme uygulaması, mısır verimleri üzerinde önemli artış sağladı, N-sabit yem bitkileri ekimi toprağı zenginleştirdi ve çiftçilere hayvancılık için yem sağladı. Çiftçiler artan hayvancılık işlemleri ile et, süt ve diğer süt ürünleri üretebilmekte ve hayvan gübresini tarlalara besin maddeleri getiren organik gübreler olarak kullanmaktadırlar.

İklim değişikliği

İklim değişikliği, sıcaklık, yağış miktarı (zamanlama ve miktar), CO2, güneş radyasyonu ve bu elementlerin etkileşimi yoluyla tarımı etkileme potansiyeline sahiptir. Kuraklık ve sel gibi aşırı olayların iklim değişikliği tutumu sürdükçe artacağı tahmin edilmektedir. Tarım, iklim değişikliğinin etkilerine karşı en savunmasız sektörler arasındadır. Örneğin, su temini, tarımsal üretimi sürdürmek ve dünyanın artan nüfusunun sürdürülmesi için gerekli olan gıda üretiminde artış sağlamak için kritik öneme sahip olacaktır. Akarsu akışındaki dalgalanmalar, 21. yüzyılda artacaktır. Nil nehri havzasındaki (Etiyopya, Kenya ve Sudan) ve diğer gelişmekte olan ülkelerdeki tecrübelere dayanarak tarım için çok önemli mevsimlerde su kaynaklarının tüketilmesi verimde %50'lik bir düşüşe neden olabilir denebilir. Gelecekte doğal kaynakları yönetmek için dönüşümlü yaklaşımlara ihtiyaç duyulacaktır. Örneğin, iklim-akıllı tarımı teşvik eden politikalar, uygulamalar ve araçlar önemlidir ve riskleri ve hassasiyeti değerlendirmek için iklim konusunda bilimsel bilgilerin daha iyi kullanılması gerekir. Planlamacılar ve politika yapıcılar, bu tür tarımsal dönüşüm için finansman sağlayacak uygun politikalar yaratmaya yardım etmelidir.

Birçok formdaki tarım, hem küresel ısınmayı hafifletebilir hem de kötüleştirebilir. Atmosferdeki CO2 artışının bir kısmı topraktaki organik maddenin parçalanmasından meydana gelir. Atmosfere salınan metan gazının büyük kısmı, pirinç tarlaları gibi ıslak zeminlerde organik maddenin parçalanmasıyla ve çiftlik hayvanlarının normal sindirim faaliyetleri ile ortaya çıkar.  Ayrıca, ıslak veya anaerobik topraklar aynı zamanda denitrifikasyon yoluyla azot kaybeder ve sera gazları olan nitrik oksit ve azot oksidi serbest bırakır. Yönetimdeki değişiklikler bu sera gazlarının salınımını azaltabilir ve toprak, atmosferdeki CO2'nin bir kısmını sımsıkı tutmak için kullanılabilir. UNEP tarafından yapılan bilgilendirmede,  "Tarım da, dünya genelinde nitrik oksit emisyonlarının yaklaşık yüzde 58'ini ve küresel metan emisyonlarının yaklaşık yüzde 47'sini üretiyor. Sığır ve pirinç çiftlikleri metan salıyor, gübrelenmiş alanlar azotlu oksit salıyor ve bitki veya hayvan yetiştirmek için  yağmur ormanlarının kesilmesi karbondioksit salıyor. Bu gazların her ikisi de ton başına  CO2'den çok daha büyük bir küresel ısınma potansiyeline sahiptir (sırasıyla 298 kez ve 25 kat). " denilmektedir.

Tarım alanında büyük miktarda CO2 emisyonuna katkıda bulunan çeşitli faktörler bulunmaktadır. Kaynakların çeşitliliği, tarım araçlarının üretiminden hasat edilen ürünlerin taşınmasına kadar çeşitlilik gösterir. Ulusal karbon ayak izinin yaklaşık % 8'i tarımsal sebeplerden kaynaklanmaktadır. Bunların % 75'ini, bitki destekli kimyasalların üretiminden çıkan karbon emisyonları oluşturmaktadır. Böcek öldürücü, herbisit (bitkileri yok eden madde), fungisit (mantar karşıtı ilaçlar) ve gübre üreten fabrikalar sera gazının önemli bir suçlusudur. Çiftliğin kendisindeki verimlilik ve makine kullanımı karbon emisyonunun bir başka kaynağıdır. Modern tarımda kullanılan hemen hemen tüm endüstriyel makineler fosil yakıtlarla desteklenmektedir. Bu araçlar, işlemin başlangıcından sonuna kadar fosil yakıtları yakmaktadır. Traktörler bu kaynağın kökenini oluşturur. Traktör yakıtı yakacak ve sadece çalıştırmak için CO2 salınacaktır. Makinelerden gelen emisyon miktarı, farklı birimlerin bağlanması ve daha fazla güç ihtiyacı ile birlikte artmaktadır. Toprağı hazırlama aşamasında, toprağı parçalamak için eriyen çakıl ve sabanlar kullanılacaktır. Büyüme sırasında bitkileri hidratlı tutmak için sulama pompaları ve püskürtücüler kullanılır. Ve bitkiler toplanmak için hazır olduğunda biçerdöver kullanılır. Bu tür makineler, traktörlerden artan karbon dioksit emisyonuna yol açan ek enerji gerektirir. Tarımdaki CO2 emisyonlarına nihai büyük katkı, ürünün son nakliyesidir. Yerel çiftçilik, büyük miktarlarda tarımsal teşvikler nedeniyle son yüzyılda düşüş yaşadı. Mahsullerin çoğu, dükkanlarda tükenmeden önce yüzlerce kilometre uzaktaki çeşitli işleme tesislerine gönderilmektedir. Bu gönderiler nakliyenin fosil yakıt yakma yöntemleri kullanılarak yapılır. Kaçınılmaz olarak bu ulaşım karbondioksit emisyonlarına katkıda bulunur.

Sürdürülebilir tarım

Bazı büyük organizasyonlar, tarımsal ekosistem içinde tarım yapılmasını geleneksel tarım için ilerlemenin yolu olarak görmektedir. Mevcut çiftçilik yöntemleri aşırı gerilmiş su kaynakları, yüksek erozyon ve azalmış toprak verimliliği ile sonuçlanmıştır. Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü ve UNEP tarafından hazırlanan bir rapora göre, mevcut uygulamaları kullanarak çiftçiliğe devam etmek için yeterli su yok bulunmamaktadır. Bu nedenle ürün verimini artırmak için kritik su, toprak ve ekosistem kaynaklarının nasıl yeniden değerlendirilmesi gerektiği tekrar düşünülmelidir. Rapor, ekosistemlere değer atanmasını, çevrenin ve geçim kaynaklarının avantajlarının tanımasını ve çeşitli kullanıcıların haklarının ve çıkarların dengelenmesini önerdi. Suyun fakirden zenginlere yeniden tahsis edilmesi, arazinin daha üretken tarım arazilerine yol açması veya balıkçılık haklarını sınırlayan bir sulak alan sisteminin korunması gibi tedbirlerin alınmasıyla ortaya çıkan eşitsizliklerin giderilmesi gerekecektir.

Teknolojik ilerlemeler, çiftçiliği daha sürdürülebilir kılmak için çiftçilere araç ve kaynak sağlamaya yardımcı olur. Yeni teknolojiler, erozyonu ve su kirliliğini önleyen ve karbon izolasyonunu arttırmaya yardımcı olan işlenmiş toprağı korumakla ilgili bir tarım süreci ile yenilikleri doğurdu.

Uluslararası Gıda Politikası Araştırma Enstitüsü (IFPRI) tarafından hazırlanan bir rapora göre, tarımsal teknolojiler, birbirleriyle kombine edildiğinde, gıda üretimi üzerinde en büyük etkiye sahip olacaktır. IFPRI, on bir teknolojinin tarımsal üretkenlik, gıda güvenliği ve ticaretini 2050'ye kadar nasıl etkileyebileceğini değerlendiren bir model kullanarak açlık riski altındaki insan sayısının %40 oranında azaltılabileceğini ve gıda fiyatlarının da neredeyse yarı yarıya azaltılabileceğini keşfetti.

Tarımsal ekonomi

Tarımsal ekonomi, "tarımsal malların ve hizmetlerin üretimi, dağıtımı ve tüketimi" ile ilgilidir. Tarımsal üretimle, pazarlama ve iş dünyasının genel teorilerini birleştirip bir çalışma disiplini haline getirmek, 1800'lü yılların sonlarında başlamış ve 20. yüzyıl boyunca önemli ölçüde büyümüştür. Tarımsal ekonomi çalışması nispeten yeni olmasına rağmen, tarımdaki büyük eğilim tarih boyunca ulusal ve uluslararası ekonomileri önemli ölçüde etkilemiş; bu durum, kiracı çiftçiler ve Amerika Birleşik Devletleri İç Savaşı'ndan sonra Güney Amerika Birleşik Devletleri'nde ortakçılığın Avrupa feodal sistemi haline getirilmesine kadar geniş bir yelpazeye yayılmış durumdadır. Birleşik Devletler'de ve diğer yerlerde, gıda işleme, dağıtım ve tarım pazarlamasına atfedilen gıda fiyatları, bazen değer zinciri olarak adlandırılırken, çiftçilik için atfedilen maliyetler düşmüştür. Bu, tedarik zinciri tarafından sağlanan artan katma değer seviyesiyle (örn. yüksek oranda işlenmiş ürünler) birlikte tarımın daha yüksek etkinliği ile ilgilidir. Pazar yoğunlaşması da sektörde artmış ve artan pazar yoğunluğunun toplam etkisi verimliliği artıracak olmasına rağmen, değişimler, üreticiler (çiftçiler) ve tüketicilerden kaynaklı ekonomik fazlalığı yeniden dağıtmaktadır ve bu değişimler kırsal topluluklar için olumsuz etkilere sahip olabilmektedir.

Ulusal hükümet politikaları, vergilendirme, sübvansiyonlar, tarife ve diğer önlemler gibi tarımsal ürünler için ekonomik pazar yerini önemli ölçüde değiştirebilir. En azından 1960'lardan bu yana, hem ithalat / ihracat kısıtlamaları, döviz kuru politikaları ve sübvansiyonlar hem gelişmekte olan ülkelerde hem de gelişmiş ülkelerde çiftçileri etkiledi. 1980'lerde, gelişmekte olan ülkelerdeki sübvanse olmayan çiftçilerin çiftlik ürünleri için yapay olarak düşük global fiyatlar yaratan ulusal politikalardan olumsuz etkiler yaşadıkları açıktı. 1980'lerin ortaları ile 2000'lerin başları arasında tarım tarifelerini, sübvansiyonları ve diğer ticaret kısıtlamalarını sınırlayan birkaç uluslararası anlaşma yürürlüğe girdi.

Bununla birlikte, 2009 yılı itibariyle, küresel tarımsal ürün fiyatlarında halen önemli miktarda politika odaklı bozulma mevcuttu. En çok ticaret bozulmasına neden olan üç tarımsal ürün şeker, süt ve pirinç, çoğunlukla vergilendirmeye bağlıydı. Yağlı tohumlar arasında susam en fazla vergilendirmeye sahipti, ancak genel olarak yem bitkileri ve yağlı tohumlar hayvancılık ürünlerinden çok daha düşük vergilendirmeye sahipti. 1980'lerden bu yana, politikaya dayalı çarpıklıklar tarım politikasındaki dünya çapındaki reformlar sırasında hayvancılık ürünlerinde mahsullerden daha büyük bir düşüş görmüştür. Bu gelişmeye rağmen, pamuk gibi bazı ürünler, gelişmiş ülkelerde yapay olarak küresel fiyatları küçümseyen sübvansiyonlar görüyor ve gelişmekte olan ülkelerde sübvanse edilmemiş çiftçiler için sıkıntıya neden oluyor. İşlenmemiş mallar (mısır, soya fasulyesi, inek gibi) genellikle kaliteyi belirtmek için derecelendirilir. Kalite, üreticinin aldığı fiyatı etkiler. Emtia, genellikle hacim, sayı veya ağırlık gibi üretim miktarlarıyla bildirilir.

Tarım bilimi

Tarım bilimleri, tarımın uygulanmasında ve anlaşılmasında kullanılan kesin, doğal, ekonomik ve sosyal bilimlerin bir bölümünü kapsayan, çok disiplinli geniş bir biyoloji alanıdır (Veterinerlik bilimi, genellikle tanımdan hariç tutulur).

Ülkelere göre tarım üretimi

IMF ve CIA World Factbook'a göre, 2015 yılı tarım üretiminde dünya sıralaması

Ülke	2015 yılındaki tarımsal üretim miktarları ( milyar ABD doları )
(01) Çin	1088
(02) Hindistan	413
(-) Avrupa Birliği	333
(03) Amerika Birleşik Devletleri	290
(04) Endonezya	127
(05) Brezilya	110
(06) Nijerya	106
(07) Pakistan	63
(08) Türkiye	62
(09) Arjantin	59
(10) Japonya	51
(11) Mısır	47
(12) Tayland	47
(13) Rusya	47
(14) Avustralya	46
(15) Meksika	43
(16) Fransa	42
(17) İtalya	41
(18) İspanya	39
(19) Vietnam	37
(20) İran	36

Enerji ve tarım

1940'lardan bu yana, tarımsal üretkenlik, enerjisi yoğun mekanizasyon, gübre ve zirai ilaçların artan kullanımıyla büyük ölçüde artmıştır. Bu enerji girdisinin büyük çoğunluğu fosil yakıt kaynaklarından gelmektedir. 1960-65 ölçme döngüsü ve 1986'dan 1990 yılına kadar olan döngü arasında Yeşil Devrim, tarımı dünya çapında dönüştürdü; dünya nüfusu ikiye katlanırken dünya hububat üretimi önemli ölçüde arttı (Coğrafi bölgeye göre buğdayda %70 ila %39, pirinç için %60 ila %150 arasında değişiyordu). Modern tarımın petrokimyasallara ve mekanizasyona olan aşırı bağımlılığı petrol kıtlıklarının maliyetleri artırabileceği ve tarımsal üretimi azaltarak gıda sıkıntılarına neden olabileceği endişelerini doğurdu.

Modern veya endüstrileşmiş tarım, fosil yakıtlara iki temel yoldan bağımlıdır: Birincisi çiftlikte doğrudan tüketim ve ikincisi çiftlikte kullanılan girdileri üretmek için dolaylı tüketim. Doğrudan tüketim, çiftlik taşıtlarını ve makinelerini çalıştırmak için yağlayıcılar ve yakıtların kullanımını içerir; kurutucular, pompalar, ışıklar, ısıtıcılar ve soğutucuları güçlendirmek için benzin, sıvı propan ve elektrik kullanımı gibi.  Amerikan çiftlikleri, 2002'de doğrudan 1,2 exajoule diğer bir deyişle ülkenin toplam enerjisinin %1'inden fazlasını tüketmiştir.

2002 yılında 0,6 exajoule (0,6 katrilyon BTU) oluşturan dolaylı tüketim ağırlıklı olarak gübre ve zirai ilaç üretiminde kullanılan petrol ve doğal gazdır. Azotlu gübrenin üretilmesiyle tüketilen doğal gaz ve kömür, tarımsal enerji kullanımının yarısından fazlasını oluşturabilir. Çin, çoğu azot gübresi üretiminde genellikle kömür kullanmaktadır. Avrupa'nın çoğu büyük miktarda doğal gaz ve az miktarda kömür kullanmaktadır. The Royal Society tarafından yayınlanan 2010 raporuna göre, tarım giderek fosil yakıtların doğrudan ve dolaylı olarak girdisine bağımlıdır. Genel olarak, tarımda kullanılan yakıtlar mahsul, üretim sistemi ve yer de dahil olmak üzere çeşitli faktörlere göre değişir. Çiftlik makineleri imalinde kullanılan enerji de dolaylı tarımsal enerji tüketiminin bir şeklidir. Birlikte, ABD çiftlikleri tarafından doğrudan ve dolaylı tüketim, ülkenin enerji kullanımının yaklaşık %2'sini oluşturmaktadır. ABD çiftliklerinin doğrudan ve dolaylı enerji tüketimi 1979'da zirve yapmış ve son 30 yılda giderek azalmıştır. Gıda sistemleri sadece tarımsal üretimi değil aynı zamanda tarım dışı üretim, ambalajlama, taşıma, pazarlama, tüketim ve gıda ve gıda ile ilgili ürünlerin imhasını da kapsar. Tarım, ABD'de gıda sistemi enerji kullanımının beşte birinden daha azını oluşturmaktadır.

Petrol sıkıntısının etkilerini azaltma

Petrol sıkıntısı yaşanırsa, organik tarım, petrol bazlı böcek ilaçlarını, herbisitleri veya gübreleri kullanan geleneksel uygulamalardan daha cazip olabilir. Modern organik tarım yöntemlerini kullanan bazı çalışmalar, geleneksel tarımdan elde edilen verilere eşit veya daha yüksek verim bildirdi. Sovyetler Birliği'nin çöküşünün ardından, konvansiyonel petrol kaynaklı girdilerin eksikliği ile Küba, halkını beslemek için biyo-pestisidler, bitki temelli böcek ilaçları ve sürdürülebilir kırpma uygulamaları da dahil olmak üzere çoğunlukla organik uygulamaları kullandı. Bununla birlikte, organik tarımda emek daha yoğun olabilir ve iş gücünün kentsel yerlerden kırsal alana kaydırılmasını gerektirecektir. Tek kültür tarım tekniklerinin kullanımı sırasında kaybedilen organik maddeleri onarmak için toprağın yenilenmesi, bitkiler için bir besin rezervuarı sağlamak, dokuyu korumak ve erozyonu en aza indirmek açısından önemlidir.

Kırsal toplulukların, normal gıda-yakıt tartışması yerine yiyecek ve yakıt sağlamak için bazı tarımsal atıkları kullanan biyokömür sürecinden yakıt elde edebileceği önerildi. Biyokömür yerinde kullanılabileceğinden, süreç daha verimli olur ve yeni bir organik tarım füzyonu için yeterli yakıt sağlayabilir.

Günün birinde geleneksel bitkilerden daha az fosil yakıt türevi girdisi gerektiren, verimi koruyup arttıran transgenik bitkilerin geliştirilebileceği ileri sürülmüştür. Bu programların başarı ihtimali, terminoloji tohumları gibi sürdürülemez GDO uygulamaları ile ilgilenen ekolojistler ve ekonomistler tarafından sorgulanmaktadır. GDO bitkilerini kullanarak sürdürülebilirlik üzerine bazı araştırmalar yapılmasına rağmen, aynı dönemde geleneksel ıslah teknikleriyle aynı mahsulün daha sürdürülebilir çeşitliliğini veren Monsanto Company'nin en az bir, çok önemli çok yıllık teşebbüsü başarısız olmuştur.

Tarım politikası

Tarım politikası, yerli tarım ve yabancı tarım ürünlerinin ithalatı ile ilgili hükümet kararları ve eylemlerinin kümesidir. Hükümetler genellikle tarımsal politikaları, yerli tarımsal ürün pazarlarında belirli bir sonuca varmak amacıyla uygularlar. Bazı önemli konular arasında risk yönetimi ve uyumlaştırma (iklim değişikliği, gıda güvenliği ve doğal felaketler ile ilgili politikalar dahil), ekonomik istikrar (vergi ile ilgili politikalar dahil), doğal kaynaklar ve çevresel sürdürülebilirlik (özellikle su politikası), araştırma-geliştirme ve pazar (küresel organizasyonlar ile ilişkiler ve diğer ülkelerle yapılan anlaşmalar da dahil olmak üzere) bulunmaktadır. Tarım politikası aynı zamanda, gıda tedarikinin tutarlı ve bilinen bir kalitede olmasını, gıda güvencesinin sağlanmasını, gıda tedarikinin halkın ihtiyaçlarını ve korunmasını karşıladığını garanti ederek gıda kalitesine dokunabilir. Politika programları, sübvansiyonlar gibi mali programlardan, üreticileri gönüllü kalite güvencesi programlarına kaydolmaya teşvik etmeye kadar değişiklik gösterebilir.

Tüketiciler, tarımsal ticaret iş dünyası, ticaret lobileri ve diğer gruplar da dahil olmak üzere tarım politikasının oluşturulması üzerinde birçok etki bulunmaktadır. Tarımsal faaliyet konusu, lobi faaliyetleri ve kampanya katkıları şeklinde politika oluşturma üzerinde büyük miktarda etki yapar. Çevre sorunları ve işçi sendikaları ile ilgilenen kişiler de dahil olmak üzere siyasi eylem grupları da bireysel tarımsal malları temsil eden lobicilik örgütleri gibi etki yaratmaktadır. Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) açlığın yenilmesi yönünde uluslararası çabalara öncülük etmekte ve küresel tarımsal düzenlemeler ve anlaşmalar için müzakereler sağlamaktadır. FAO'nun hayvansal üretim ve sağlık bölümü müdürü Dr. Samuel Jutzi, büyük şirketlerin lobiciliğinin insan sağlığını ve çevreyi iyileştirecek reformları durdurduğunu belirtti. Örneğin 2010 yılında, hayvancılık endüstrisi için sağlık standartlarını iyileştirmek amacıyla teşvik edilecek olan gönüllü davranış kuralları için öneriler ve bir arazinin uzun vadeli zarar görmeden destekleyebileceği hayvan sayısı gibi çevresel düzenlemeler; büyük gıda şirketlerinin baskısı nedeniyle başarıya ulaşmadı.