Сельское хозяйство охватывает производство сельскохозяйственных культур и скота , аквакультуру и лесное хозяйство для производства пищевых и непищевых продуктов. [1] Сельское хозяйство было ключевым фактором в возникновении оседлой человеческой цивилизации , в результате чего разведение одомашненных видов создавало излишки продовольствия , которые позволяли людям жить в городах. В то время как люди начали собирать зерновые по крайней мере 105 000 лет назад, зарождающиеся фермеры начали сажать их только около 11 500 лет назад. Овцы, козы, свиньи и крупный рогатый скот были одомашнены около 10 000 лет назад. Растения независимо выращивались по крайней мере в 11 регионах мира. В 20 веке промышленное сельское хозяйство, основанное на крупномасштабных монокультурах, стало доминировать в сельскохозяйственном производстве.
По состоянию на 2021 год [update]небольшие фермы производят около трети продовольствия в мире, но крупные фермы преобладают. [2] Крупнейшие 1% ферм в мире имеют площадь более 50 гектаров (120 акров) и обрабатывают более 70% сельскохозяйственных угодий мира. [2] Почти 40% сельскохозяйственных угодий находятся на фермах площадью более 1000 гектаров (2500 акров). [2] Однако пять из каждых шести ферм в мире имеют площадь менее 2 гектаров (4,9 акра) и занимают лишь около 12% всех сельскохозяйственных угодий. [2] Фермы и фермерство оказывают большое влияние на сельскую экономику и в значительной степени формируют сельское общество , влияя как на прямую сельскохозяйственную рабочую силу , так и на более широкие предприятия , которые поддерживают фермы и фермерское население.
Основные сельскохозяйственные продукты можно в целом сгруппировать в продукты питания , волокна , топливо и сырье (например, резина ). Классы продуктов питания включают злаки ( зерновые ), овощи , фрукты , кулинарные масла , мясо , молоко , яйца и грибы . Мировое сельскохозяйственное производство составляет приблизительно 11 миллиардов тонн продуктов питания, [3] 32 миллиона тонн натуральных волокон [4] и 4 миллиарда м 3 древесины. [5] Однако около 14% продовольствия в мире теряется при производстве до того, как достигает уровня розничной торговли. [6]
Современная агрономия , селекция растений , агрохимикаты, такие как пестициды и удобрения , и технологические разработки резко увеличили урожайность , но также способствовали экологическому и экологическому ущербу . Селективное разведение и современные методы в животноводстве также увеличили производство мяса, но вызвали обеспокоенность по поводу благополучия животных и ущерба окружающей среде. Экологические проблемы включают вклад в изменение климата , истощение водоносных горизонтов , вырубку лесов , устойчивость к антибиотикам и другие виды сельскохозяйственного загрязнения . Сельское хозяйство является как причиной, так и чувствительным к деградации окружающей среды , такой как потеря биоразнообразия , опустынивание , деградация почв и изменение климата , все из которых могут привести к снижению урожайности. Генетически модифицированные организмы широко используются, хотя некоторые страны запрещают их .
_(3157508890).jpg/1280px-Winnowing_The_Grain,_Axum,_Ethiopia_(Detail)_(3157508890).jpg)
Слово agriculture является поздней среднеанглийской адаптацией латинского agricultūra , от ager «поле» и cultūra « выращивание » или «выращивание». [7] В то время как сельское хозяйство обычно относится к человеческой деятельности, некоторые виды муравьев , [8] [9] термитов и жуков выращивают сельскохозяйственные культуры на протяжении 60 миллионов лет. [10] Сельское хозяйство определяется с различными областями, в самом широком смысле, используя природные ресурсы для «производства товаров, которые поддерживают жизнь, включая продукты питания, волокна, лесную продукцию, садовые культуры и связанные с ними услуги». [11] Таким образом, оно определяется, включает в себя пахотное земледелие , садоводство, животноводство и лесное хозяйство , но садоводство и лесное хозяйство на практике часто исключаются. [11] Его также можно в целом разложить на растениеводство , которое касается выращивания полезных растений, [12] и животноводство , производство сельскохозяйственных животных. [13]
Развитие сельского хозяйства позволило человеческому населению вырасти во много раз больше, чем могло бы поддерживаться охотой и собирательством . [16] Сельское хозяйство возникло независимо в разных частях земного шара, [17] и включало в себя широкий спектр таксонов , по крайней мере, в 11 отдельных центрах происхождения . [14] Дикие зерна собирали и употребляли в пищу, по крайней мере, 105 000 лет назад. [18] В палеолитическом Леванте, 23 000 лет назад, выращивание зерновых эммера , ячменя и овса наблюдалось около Галилейского моря. [19] [20] Рис был одомашнен в Китае между 11 500 и 6 200 годами до нашей эры, а самое раннее известное возделывание датируется 5 700 годом до нашей эры, [21] за ним последовали маш , соя и бобы адзуки . Овцы были одомашнены в Месопотамии между 13 000 и 11 000 лет назад. [22] Крупный рогатый скот был одомашнен от диких туров на территориях современных Турции и Пакистана около 10 500 лет назад. [23] Свиноводство возникло в Евразии, включая Европу, Восточную Азию и Юго-Западную Азию, [24] где дикие кабаны были впервые одомашнены около 10 500 лет назад. [25] В Андах Южной Америки картофель был одомашнен между 10 000 и 7 000 лет назад, вместе с бобами, кокой , ламами , альпаками и морскими свинками . Сахарный тростник и некоторые корнеплоды были одомашнены в Новой Гвинее около 9 000 лет назад. Сорго было одомашнено в регионе Сахель в Африке 7 000 лет назад. Хлопок был одомашнен в Перу 5 600 лет назад, [26] и был независимо одомашнен в Евразии. В Мезоамерике дикий теосинте был выведен в кукурузу ( маис) от 10 000 до 6 000 лет назад. [27] [28] [29] Лошадь была одомашнена в евразийских степях около 3500 г. до н. э. [30] Ученые предложили несколько гипотез для объяснения исторического происхождения сельского хозяйства. Исследования перехода от охотников к собирателямдля сельскохозяйственных обществ указывают на начальный период интенсификации и увеличения оседлости ; примерами являются натуфийская культура в Леванте и ранний китайский неолит в Китае. Затем дикие насаждения, которые ранее были собраны, начали высаживаться и постепенно стали одомашниваться. [31] [32] [33]
В Евразии шумеры начали жить в деревнях примерно с 8000 г. до н. э., полагаясь на реки Тигр и Евфрат и систему каналов для орошения. Плуги появляются на пиктограммах около 3000 г. до н. э.; семенные плуги около 2300 г. до н. э. Земледельцы выращивали пшеницу, ячмень, овощи, такие как чечевица и лук, и фрукты, включая финики, виноград и инжир. [36] Древнеегипетское сельское хозяйство зависело от реки Нил и ее сезонных разливов. Земледелие началось в додинастический период в конце палеолита , после 10 000 г. до н. э. Основными продовольственными культурами были зерновые, такие как пшеница и ячмень, наряду с техническими культурами, такими как лен и папирус . [37] [38] В Индии пшеница, ячмень и унаби были одомашнены к 9000 г. до н. э., вскоре за ними последовали овцы и козы. [39] Крупный рогатый скот, овцы и козы были одомашнены в культуре Мехргарх в 8000–6000 гг. до н. э. [40] [41] [42] Хлопок выращивался в 5–4 тыс. до н. э. [43] Археологические свидетельства указывают на то, что плуг , запряженный животными, существовал в цивилизации долины Инда в 2500 г. до н. э . [44]
В Китае с V века до нашей эры существовала общенациональная система зернохранилищ и широко распространенное шелководство . [45] Водяные зерновые мельницы использовались к I веку до нашей эры, [46] за ними последовало орошение. [47] К концу II века были разработаны тяжелые плуги с железными лемехами и отвалами . [48] [49] Они распространились на запад по всей Евразии. [50] Азиатский рис был одомашнен 8200–13500 лет назад — в зависимости от используемой оценки молекулярных часов [51] — на реке Чжуцзян в южном Китае с единственным генетическим происхождением от дикого риса Oryza rufipogon . [52] В Греции и Риме основными злаками были пшеница, эммер и ячмень, а также овощи, включая горох, фасоль и оливки. Овец и коз держали в основном для производства молочных продуктов. [53] [54]
.jpg/1280px-Tomb_of_Nakht_(2).jpg)
В Америке сельскохозяйственные культуры, одомашненные в Мезоамерике (кроме теосинте), включают тыкву, бобы и какао . [55] Какао было одомашнено майо чинчипе из верхней Амазонки около 3000 г. до н. э. [56] Индейка, вероятно , была одомашнена в Мексике или на американском Юго-Западе. [57] Ацтеки разработали ирригационные системы, сформировали террасные склоны холмов, удобряли свою почву и создали чинампы или искусственные острова. Майя использовали обширные системы каналов и поднятых полей для обработки болот с 400 г. до н. э. [ 58] [59] [60] [61] [62] В Южной Америке сельское хозяйство, возможно, началось около 9000 г. до н. э. с одомашнивания тыквы (Cucurbita) и других растений. [63] Кока была одомашнена в Андах, как и арахис, томат, табак и ананас . [55] Хлопок был одомашнен в Перу к 3600 году до нашей эры. [64] Животные, включая лам , альпак и морских свинок , были одомашнены там. [65] В Северной Америке коренные народы Востока одомашнили такие культуры , как подсолнечник , табак, [66] тыква и марь . [67] [68] Собирали дикие продукты, включая дикий рис и кленовый сахар . [69] Одомашненная клубника является гибридом чилийского и североамериканского видов, выведенным путем селекции в Европе и Северной Америке. [70] Коренные народы Юго-Запада и Тихоокеанского Северо-Запада практиковали лесное садоводство и земледелие с использованием огненных палок . Туземцы контролировали огонь в региональном масштабе, чтобы создать экологию огня низкой интенсивности , которая поддерживала сельское хозяйство низкой плотности в свободном севообороте; своего рода «дикая» пермакультура . [71] [72] [73] [74] Система сопутствующих посадок, называемая «Три сестры», была разработана в Северной Америке. Тремя культурами были зимняя тыква , кукуруза и вьющиеся бобы. [75] [76]
Коренные австралийцы , которые долгое время считались кочевыми охотниками-собирателями , практиковали систематическое сжигание, возможно, для повышения естественной производительности в земледелии с использованием огненных палок. [77] Ученые отметили, что охотникам-собирателям нужна продуктивная среда для поддержки собирательства без возделывания. Поскольку в лесах Новой Гвинеи мало пищевых растений, ранние люди могли использовать «избирательное сжигание» для повышения производительности диких плодовых деревьев карука для поддержки образа жизни охотников-собирателей. [78]
Гундитджмара и другие группы развили системы разведения угрей и ловли рыбы примерно 5000 лет назад. [79] Имеются свидетельства «интенсификации» по всему континенту в этот период. [80] В двух регионах Австралии, центрально-западном побережье и восточно - центральном, ранние земледельцы выращивали ямс, местное просо и кустовой лук, возможно, в постоянных поселениях. [33] [81]
В средние века , по сравнению с римским периодом , сельское хозяйство в Западной Европе стало больше ориентироваться на самообеспечение . Сельскохозяйственное население при феодализме обычно было организовано в поместья, состоящие из нескольких сотен или более акров земли, которыми управлял лорд поместья с римско-католической церковью и священником. [82]
Благодаря обмену с Аль-Андалусом , где происходила Арабская сельскохозяйственная революция , европейское сельское хозяйство преобразилось, усовершенствовались методы и распространились сельскохозяйственные культуры, включая введение сахара, риса, хлопка и фруктовых деревьев (например, апельсина). [83]
После 1492 года Колумбийский обмен принес в Европу культуры Нового Света, такие как кукуруза, картофель, помидоры, батат и маниок , а также культуры Старого Света, такие как пшеница, ячмень, рис и репа , а также домашний скот (включая лошадей, крупный рогатый скот, овец и коз) в Америку. [84]
Орошение , севооборот и удобрения получили развитие с 17 века с Британской сельскохозяйственной революцией , что позволило значительно увеличить население планеты. С 1900 года сельское хозяйство в развитых странах и в меньшей степени в развивающихся странах пережило значительный рост производительности, поскольку механизация заменила человеческий труд, чему способствовали синтетические удобрения , пестициды и селекция . Метод Габера-Боша позволил синтезировать аммиачно-нитратное удобрение в промышленных масштабах, что значительно увеличило урожайность и способствовало дальнейшему росту населения планеты. [85] [86]
Современное сельское хозяйство подняло или столкнулось с экологическими, политическими и экономическими проблемами, включая загрязнение воды , биотопливо , генетически модифицированные организмы , тарифы и субсидии фермерам , что привело к альтернативным подходам, таким как органическое движение . [87] [88] Неустойчивые методы ведения сельского хозяйства в Северной Америке привели к Пыльной буре 1930-х годов. [89]
Скотоводство подразумевает управление домашними животными. В кочевом скотоводстве стада скота перемещаются с места на место в поисках пастбищ, корма и воды. Этот тип земледелия практикуется в засушливых и полузасушливых районах Сахары , Центральной Азии и некоторых частях Индии. [90]
При сменном земледелии небольшая площадь леса очищается путем вырубки и сжигания деревьев. Очищенная земля используется для выращивания сельскохозяйственных культур в течение нескольких лет, пока почва не станет слишком бесплодной, и территория будет заброшена. Выбирается другой участок земли, и процесс повторяется. Этот тип земледелия практикуется в основном в районах с обильными осадками, где лес быстро восстанавливается. Эта практика используется в Северо-Восточной Индии, Юго-Восточной Азии и бассейне Амазонки. [91]
Натуральное сельское хозяйство практикуется только для удовлетворения семейных или местных нужд, и на транспорт в другие места остается немного. Оно интенсивно практикуется в муссонной Азии и Юго-Восточной Азии. [92] По оценкам, в 2018 году работало 2,5 миллиарда фермеров, занимающихся натуральным хозяйством, которые обрабатывали около 60% пахотных земель Земли . [93]
Интенсивное земледелие — это возделывание с целью максимизации производительности, с низким коэффициентом парования и высоким использованием ресурсов (вода, удобрения, пестициды и автоматизация). Практикуется в основном в развитых странах. [94] [95]
Начиная с двадцатого века интенсивное сельское хозяйство увеличило урожайность культур. Оно заменило рабочую силу синтетическими удобрениями и пестицидами, но вызвало повышенное загрязнение воды и часто включало субсидии фермерам. Деградация почвы и такие болезни, как стеблевая ржавчина, являются основными проблемами во всем мире; [96] приблизительно 40% сельскохозяйственных земель мира серьезно деградировали. [97] [98] В последние годы наблюдается негативная реакция на воздействие традиционного сельского хозяйства на окружающую среду, что привело к появлению движений за органическое , регенеративное и устойчивое сельское хозяйство . [87] [99] Одной из основных сил, стоящих за этим движением, был Европейский союз , который первым сертифицировал органические продукты питания в 1991 году и начал реформу своей Общей сельскохозяйственной политики (ОСП) в 2005 году с целью постепенного отказа от субсидий фермерам, связанных с товарами, [100] также известное как разъединение . Рост органического земледелия возобновил исследования в области альтернативных технологий, таких как комплексная борьба с вредителями , селекционное разведение, [101] и сельское хозяйство с контролируемой средой . [102] [103] Существуют опасения по поводу более низкой урожайности, связанной с органическим земледелием , и его влияния на глобальную продовольственную безопасность . [104] Последние основные технологические разработки включают генетически модифицированные продукты питания . [105]
К 2015 году объем сельскохозяйственного производства Китая был крупнейшим в мире, за ним следовали Европейский союз, Индия и Соединенные Штаты. [106] Экономисты измеряют общую производительность факторов сельского хозяйства, согласно которой сельское хозяйство в Соединенных Штатах примерно в 1,7 раза более производительно, чем в 1948 году. [107]
В 2021 году в сельском хозяйстве было занято 873 миллиона человек, или 27% мировой рабочей силы, по сравнению с 1 027 миллионами (или 40%) в 2000 году. Доля сельского хозяйства в мировом ВВП оставалась стабильной на уровне около 4% с 2000 по 2023 год. [108]
Несмотря на рост сельскохозяйственного производства и производительности, [109] от 702 до 828 миллионов человек пострадали от голода в 2021 году. [110] Отсутствие продовольственной безопасности и недоедание могут быть результатом конфликта, экстремальных климатических явлений, изменчивости и экономических колебаний. [109] Это также может быть вызвано структурными характеристиками страны, такими как уровень дохода и обеспеченность природными ресурсами, а также ее политической экономикой. [109]
Использование пестицидов в сельском хозяйстве выросло на 62% в период с 2000 по 2021 год, при этом на долю стран Америки в 2021 году пришлось половина использования. [108]
Международный фонд сельскохозяйственного развития утверждает, что рост мелкого сельского хозяйства может стать частью решения проблем, связанных с ценами на продукты питания и общей продовольственной безопасностью , учитывая благоприятный опыт Вьетнама. [111]
.svg/1280px-Employment_In_Agriculture,_Forestry_And_Fishing_(2021).svg.png)
Сельское хозяйство обеспечивает около четверти всех рабочих мест в мире, более половины в странах Африки к югу от Сахары и почти 60 процентов в странах с низким уровнем дохода. [112] По мере развития стран другие рабочие места исторически оттягивали работников из сельского хозяйства, а трудосберегающие инновации повышают производительность сельского хозяйства за счет снижения потребности в рабочей силе на единицу продукции. [113] [114] [115] Со временем сочетание тенденций предложения рабочей силы и спроса на рабочую силу привело к снижению доли населения, занятого в сельском хозяйстве. [116] [117]
В 16 веке в Европе в сельском хозяйстве было занято от 55 до 75% населения; к 19 веку этот показатель снизился до 35–65%. [118] В тех же странах сегодня этот показатель составляет менее 10%. [119] В начале 21 века в сельском хозяйстве было занято около миллиарда человек, или более 1/3 имеющейся рабочей силы. Это составляет примерно 70% от мировой занятости детей, а во многих странах — самый большой процент женщин в любой отрасли. [120] Сектор услуг обогнал сельскохозяйственный сектор и стал крупнейшим мировым работодателем в 2007 году. [121]
Во многих развитых странах иммигранты помогают восполнить нехватку рабочей силы в высокодоходных видах сельскохозяйственной деятельности, которые трудно механизировать. [122] Иностранные сельскохозяйственные рабочие, в основном из Восточной Европы, Северной Африки и Южной Азии, составляли около трети наемной сельскохозяйственной рабочей силы в Испании, Италии, Греции и Португалии в 2013 году. [123] [124] [125] [126] В Соединенных Штатах Америки более половины всех наемных сельскохозяйственных рабочих (примерно 450 000 рабочих) были иммигрантами в 2019 году, хотя число новых иммигрантов, прибывающих в страну для работы в сельском хозяйстве, сократилось на 75 процентов за последние годы, и рост заработной платы указывает на то, что это привело к серьезной нехватке рабочей силы на фермах США. [127] [128]
Во всем мире женщины составляют большую долю населения, занятого в сельском хозяйстве. [129] Эта доля растет во всех развивающихся регионах, за исключением Восточной и Юго-Восточной Азии, где женщины уже составляют около 50 процентов сельскохозяйственной рабочей силы. [129] Женщины составляют 47 процентов сельскохозяйственной рабочей силы в странах Африки к югу от Сахары, и этот показатель не претерпел существенных изменений за последние несколько десятилетий. [129] Однако Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) утверждает, что роли и обязанности женщин в сельском хозяйстве могут меняться — например, от натурального хозяйства к наемной работе и от вносящих вклад членов домохозяйства к основным производителям в контексте миграции мужчин. [129]
В целом, женщины составляют большую долю занятых в сельском хозяйстве на более низких уровнях экономического развития, поскольку неадекватное образование, ограниченный доступ к базовой инфраструктуре и рынкам, высокая неоплачиваемая рабочая нагрузка и плохие возможности трудоустройства в сельской местности за пределами сельского хозяйства серьезно ограничивают возможности женщин для работы вне фермы. [130]
Женщины, работающие в сельскохозяйственном производстве, как правило, делают это в крайне неблагоприятных условиях. Они, как правило, сосредоточены в самых бедных странах, где альтернативные средства к существованию недоступны, и они поддерживают интенсивность своей работы в условиях климатических погодных потрясений и в ситуациях конфликта. Женщины реже участвуют в качестве предпринимателей и независимых фермеров и занимаются производством менее прибыльных культур. [130]
Гендерный разрыв в производительности земли между фермами, управляемыми женщинами и мужчинами одинакового размера, составляет 24 процента. В среднем женщины зарабатывают на 18,4 процента меньше мужчин, работающих по найму в сельском хозяйстве; это означает, что женщины получают 82 цента за каждый доллар, заработанный мужчинами. Медленно идет процесс сокращения разрыва в доступе женщин к орошению и владению скотом. [130]
Женщины в сельском хозяйстве по-прежнему имеют значительно меньший доступ, чем мужчины, к ресурсам, включая улучшенные семена, удобрения и механизированное оборудование. Положительным моментом является то, что гендерный разрыв в доступе к мобильному интернету в странах с низким и средним уровнем дохода сократился с 25 до 16 процентов в период с 2017 по 2021 год, а гендерный разрыв в доступе к банковским счетам сократился с 9 до 6 процентных пунктов. Женщины с такой же вероятностью, как и мужчины, принимают новые технологии, когда создаются необходимые благоприятные факторы и они имеют равный доступ к дополнительным ресурсам. [130]
Сельское хозяйство, в частности фермерство, остается опасной отраслью, и фермеры во всем мире по-прежнему подвержены высокому риску производственных травм, заболеваний легких, потери слуха из-за шума , кожных заболеваний, а также некоторых видов рака, связанных с использованием химикатов и длительным пребыванием на солнце. На промышленных фермах травмы часто связаны с использованием сельскохозяйственной техники , а распространенной причиной смертельных сельскохозяйственных травм в развитых странах является опрокидывание тракторов . [131] Пестициды и другие химикаты, используемые в сельском хозяйстве, могут быть опасны для здоровья работников , а работники, подвергающиеся воздействию пестицидов, могут болеть или иметь детей с врожденными дефектами. [132] Поскольку это отрасль, в которой семьи обычно работают совместно и живут на самой ферме, целые семьи могут подвергаться риску травм, болезней и смерти. [133] Возраст от 0 до 6 лет может быть особенно уязвимой группой населения в сельском хозяйстве; [134] распространенными причинами смертельных травм среди молодых сельскохозяйственных работников являются утопление, аварии с использованием машин и автотранспортных средств, в том числе с вездеходами. [133] [134] [135]
Международная организация труда считает сельское хозяйство «одним из самых опасных из всех секторов экономики». [120] По оценкам, ежегодное число смертей, связанных с работой, среди сельскохозяйственных работников составляет не менее 170 000 человек, что вдвое превышает средний показатель по другим видам работ. Кроме того, случаи смерти, травм и заболеваний, связанных с сельскохозяйственной деятельностью, часто остаются незарегистрированными. [136] Организация разработала Конвенцию о безопасности и гигиене труда в сельском хозяйстве 2001 года , которая охватывает спектр рисков в сельскохозяйственной деятельности, предотвращение этих рисков и роль, которую должны играть отдельные лица и организации, занятые в сельском хозяйстве. [120]
В Соединенных Штатах Национальный институт охраны труда и здоровья определил сельское хозяйство как приоритетный сектор промышленности в Национальной программе исследований в области труда для выявления и предоставления стратегий вмешательства в вопросы охраны труда и здоровья. [137] [138] В Европейском союзе Европейское агентство по охране труда и здоровья выпустило руководящие принципы по внедрению директив по охране труда и здоровья в сельском хозяйстве, животноводстве, садоводстве и лесном хозяйстве. [139] Американский совет по охране труда и здоровья в сельском хозяйстве (ASHCA) также проводит ежегодный саммит для обсуждения вопросов безопасности. [140]
Общий объем производства варьируется в зависимости от страны, как указано.
Системы земледелия различаются в зависимости от ферм, доступных ресурсов и ограничений, географии и климата фермы, политики правительства, экономического, социального и политического давления, а также философии и культуры фермера. [142] [143]
Подсечно-огневое земледелие (или подсечно-огневое земледелие ) — это система, при которой леса сжигаются, высвобождая питательные вещества для поддержки выращивания однолетних, а затем многолетних культур в течение нескольких лет. [144] Затем участок оставляют под паром, чтобы снова вырастить лес, и фермер переходит на новый участок, возвращаясь через много лет (10–20). Этот период под паром сокращается, если плотность населения растет, требуя внесения питательных веществ (удобрений или навоза ) и некоторой ручной борьбы с вредителями . Ежегодная обработка — это следующая фаза интенсивности, при которой нет периода под паром. Это требует еще больших вложений питательных веществ и борьбы с вредителями. [144]
Дальнейшая индустриализация привела к использованию монокультур , когда один сорт высаживается на большой площади. Из-за низкого биоразнообразия использование питательных веществ является однородным, а вредители имеют тенденцию накапливаться, что требует большего использования пестицидов и удобрений. [143] Многократное выращивание культур , при котором несколько культур выращиваются последовательно в течение одного года, и совмещение культур , когда несколько культур выращиваются одновременно, являются другими видами систем ежегодного выращивания культур, известными как поликультуры . [144]
В субтропических и засушливых условиях сроки и масштабы сельского хозяйства могут быть ограничены осадками, что либо не позволяет собирать несколько ежегодных культур в год, либо требует орошения. Во всех этих условиях выращиваются многолетние культуры (кофе, шоколад) и практикуются такие системы, как агролесоводство . В умеренных условиях, где экосистемы в основном представляли собой луга или прерии , высокопродуктивное ежегодное земледелие является доминирующей сельскохозяйственной системой. [144]
Важные категории продовольственных культур включают зерновые, бобовые, кормовые, фрукты и овощи. [145] Натуральные волокна включают хлопок, шерсть , коноплю , шелк и лен . [146] Конкретные культуры выращиваются в отдельных регионах выращивания по всему миру. Производство указано в миллионах метрических тонн на основе оценок ФАО . [145]
Животноводство — это разведение и выращивание животных для получения мяса, молока, яиц или шерсти , а также для работы и транспортировки. [147] Рабочие животные , включая лошадей, мулов , волов , буйволов , верблюдов, лам, альпак, ослов и собак, на протяжении столетий использовались для обработки полей, сбора урожая, упряжки других животных и транспортировки сельскохозяйственной продукции покупателям. [148]
Системы животноводческого производства можно определить на основе источника корма как пастбищные, смешанные и безземельные. [149] По состоянию на 2010 год [update]30% свободной ото льда и воды площади Земли использовалось для производства скота, при этом в этом секторе было занято около 1,3 миллиарда человек. В период с 1960-х по 2000-е годы наблюдался значительный рост производства скота как по численности, так и по весу туши, особенно среди говядины, свиней и кур, производство которых увеличилось почти в 10 раз. Немясные животные, такие как молочные коровы и куры, производящие яйца, также показали значительный рост производства. Ожидается, что поголовье крупного рогатого скота, овец и коз в мире продолжит резко расти до 2050 года. [150] Аквакультура или рыбоводство, производство рыбы для потребления человеком в закрытых помещениях, является одним из наиболее быстрорастущих секторов производства продуктов питания, увеличиваясь в среднем на 9% в год в период с 1975 по 2007 год. [151]
Во второй половине 20-го века производители, использующие селективное разведение, сосредоточились на создании пород скота и помесей , которые увеличивали производство, при этом в основном игнорируя необходимость сохранения генетического разнообразия . Эта тенденция привела к значительному снижению генетического разнообразия и ресурсов среди пород скота, что привело к соответствующему снижению устойчивости к болезням и местной адаптации, ранее обнаруженной среди традиционных пород. [152]
Животноводческое производство на основе пастбищ опирается на растительный материал, такой как кустарники , пастбища и пастбища для кормления жвачных животных. Могут использоваться внешние питательные вещества, однако навоз возвращается непосредственно на пастбище в качестве основного источника питательных веществ. Эта система особенно важна в районах, где производство сельскохозяйственных культур невозможно из-за климата или почвы, что составляет 30–40 миллионов скотоводов. [144] Смешанные производственные системы используют пастбища, кормовые культуры и зерновые кормовые культуры в качестве корма для жвачных и моногастричных (одножелудочных; в основном куры и свиньи) животных. Навоз обычно перерабатывается в смешанных системах в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. [149]
Системы безземельного земледелия полагаются на корма извне фермы, представляя собой разделение производства сельскохозяйственных культур и животноводства, что более распространено в странах-членах Организации экономического сотрудничества и развития . Синтетические удобрения в большей степени зависят от производства сельскохозяйственных культур, а использование навоза становится проблемой, а также источником загрязнения. [149] Промышленно развитые страны используют эти операции для производства большей части мировых поставок птицы и свинины. Ученые подсчитали, что 75% роста производства животноводства в период с 2003 по 2030 год будет приходиться на операции по кормлению животных в закрытых помещениях , иногда называемые промышленным животноводством . Большая часть этого роста происходит в развивающихся странах Азии, с гораздо меньшими объемами роста в Африке. [150] Некоторые из методов, используемых в коммерческом животноводстве, включая использование гормонов роста , являются спорными. [153]
Обработка почвы — это практика разрыхления почвы с помощью таких инструментов, как плуг или борона , для подготовки к посадке, внесению питательных веществ или борьбе с вредителями. Обработка почвы различается по интенсивности от обычной до нулевой . Она может повысить производительность за счет нагрева почвы, внесения удобрений и борьбы с сорняками, но также делает почву более подверженной эрозии, запускает разложение органического вещества, выделяя CO2 , и снижает численность и разнообразие почвенных организмов. [154] [155]
Борьба с вредителями включает в себя борьбу с сорняками, насекомыми, клещами и болезнями. Применяются химические (пестициды), биологические ( биоконтроль ), механические (обработка почвы) и агротехнические приемы. Агротехнические приемы включают севооборот, выбраковку , покровные культуры , совмещение культур, компостирование , избегание и устойчивость. Интегрированная борьба с вредителями пытается использовать все эти методы, чтобы удерживать популяции вредителей ниже уровня, который может привести к экономическим потерям, и рекомендует пестициды в качестве крайней меры. [156]
Управление питательными веществами включает как источник питательных веществ для производства сельскохозяйственных культур и животноводства, так и метод использования навоза, производимого скотом. Питательными веществами могут быть химические неорганические удобрения, навоз, зеленое удобрение , компост и минералы. [157] Использование питательных веществ в сельскохозяйственных культурах также может управляться с использованием агротехнических приемов, таких как севооборот или период парования . Навоз используется либо при содержании скота там, где растет кормовая культура, например, при управляемом интенсивном ротационном выпасе, либо путем разбрасывания сухих или жидких составов навоза на пахотных землях или пастбищах . [154] [158]
Управление водными ресурсами необходимо там, где количество осадков недостаточно или непостоянно, что в некоторой степени происходит в большинстве регионов мира. [144] Некоторые фермеры используют орошение для дополнения осадков. В других областях, таких как Великие равнины в США и Канаде, фермеры используют год парования, чтобы сохранить влажность почвы на следующий год. [159] Последние технологические инновации в точном земледелии позволяют контролировать состояние воды и автоматизировать водопользование, что приводит к более эффективному управлению. [160] Сельское хозяйство составляет 70% потребления пресной воды во всем мире. [161] Однако коэффициенты забора воды для сельского хозяйства значительно различаются в зависимости от уровня дохода. В наименее развитых странах и развивающихся странах, не имеющих выхода к морю, коэффициенты забора воды для сельского хозяйства достигают 90 процентов от общего забора воды и около 60 процентов в малых островных развивающихся государствах . [162]
Согласно отчету Международного института исследований продовольственной политики за 2014 год , сельскохозяйственные технологии окажут наибольшее влияние на производство продовольствия, если будут приняты в сочетании друг с другом. Используя модель, которая оценивала, как одиннадцать технологий могут повлиять на производительность сельского хозяйства, продовольственную безопасность и торговлю к 2050 году, Международный институт исследований продовольственной политики обнаружил, что число людей, подверженных риску голода, может быть сокращено на целых 40%, а цены на продукты питания могут быть снижены почти вдвое. [163]
Плата за экосистемные услуги — это метод предоставления дополнительных стимулов для поощрения фермеров сохранять некоторые аспекты окружающей среды. Меры могут включать оплату лесовосстановления выше по течению от города, чтобы улучшить снабжение пресной водой. [164]
Существуют различные определения сельскохозяйственной автоматизации и различных инструментов и технологий, которые используются для автоматизации производства. Одна точка зрения заключается в том, что сельскохозяйственная автоматизация относится к автономной навигации роботов без вмешательства человека. [165] В качестве альтернативы она определяется как выполнение производственных задач с помощью мобильных, автономных, принимающих решения, мехатронных устройств. [166] Однако ФАО считает, что эти определения не охватывают все аспекты и формы автоматизации, такие как роботизированные доильные аппараты, которые являются статическими, большинство моторизованных машин, которые автоматизируют выполнение сельскохозяйственных операций, и цифровые инструменты (например, датчики), которые автоматизируют только диагностику. [160] ФАО определяет сельскохозяйственную автоматизацию как использование машин и оборудования в сельскохозяйственных операциях для улучшения их диагностики, принятия решений или выполнения, снижения рутинности сельскохозяйственных работ или повышения своевременности и, возможно, точности сельскохозяйственных операций. [167]
Технологическая эволюция в сельском хозяйстве включала в себя прогрессивный переход от ручных инструментов к животной тяге, к моторизованной механизации, к цифровому оборудованию и, наконец, к робототехнике с искусственным интеллектом (ИИ). [167] Моторизованная механизация, использующая мощность двигателя, автоматизирует выполнение сельскохозяйственных операций, таких как вспашка и доение. [168] С цифровыми технологиями автоматизации также становится возможным автоматизировать диагностику и принятие решений в сельскохозяйственных операциях. [167] Например, автономные роботы-уборщики урожая могут собирать урожай и сеять урожай, в то время как дроны могут собирать информацию, чтобы помочь автоматизировать внесение входных данных. [160] Точное земледелие часто использует такие технологии автоматизации. [160] Моторизованные машины все чаще дополняются или даже заменяются новым цифровым оборудованием, которое автоматизирует диагностику и принятие решений. [168] Например, обычный трактор можно превратить в автоматизированное транспортное средство, что позволит ему автономно засевать поле. [168]
Моторизованная механизация значительно возросла во всем мире за последние годы, хотя надежные глобальные данные с широким охватом стран существуют только для тракторов и только до 2009 года. [169] Африка к югу от Сахары является единственным регионом, где внедрение моторизованной механизации застопорилось за последние десятилетия. [160] [170]
Технологии автоматизации все чаще используются для управления скотом, хотя данные об их внедрении отсутствуют. Глобальные продажи систем автоматического доения выросли за последние годы, но внедрение, скорее всего, в основном происходит в Северной Европе [171] и, вероятно, почти отсутствует в странах с низким и средним уровнем дохода. Автоматизированные кормушки для коров и птицы также существуют, но данные и свидетельства относительно тенденций и движущих факторов их внедрения также скудны. [172] [160]
Измерение общего влияния автоматизации сельского хозяйства на занятость затруднено, поскольку для этого требуются большие объемы данных, отслеживающих все преобразования и связанное с этим перераспределение рабочих как вверх, так и вниз по течению. [167] Хотя технологии автоматизации сокращают потребность в рабочей силе для новых автоматизированных задач, они также создают новый спрос на рабочую силу для других задач, таких как обслуживание и эксплуатация оборудования. [160] Автоматизация сельского хозяйства также может стимулировать занятость, позволяя производителям расширять производство и создавая другие рабочие места в агропродовольственных системах. [173] Это особенно верно, когда это происходит в контексте растущего дефицита сельской рабочей силы, как это имеет место в странах с высоким уровнем дохода и многих странах со средним уровнем дохода. [173] С другой стороны, если ее принудительно продвигать, например, посредством государственных субсидий в условиях обилия сельской рабочей силы, это может привести к вытеснению рабочей силы и падению или застою заработной платы, что особенно затрагивает бедных и низкоквалифицированных работников. [173]
Изменение климата и сельское хозяйство взаимосвязаны в глобальном масштабе. Изменение климата влияет на сельское хозяйство через изменения средних температур , осадков и экстремальных погодных условий (таких как штормы и волны тепла); изменения вредителей и болезней; изменения концентрации углекислого газа в атмосфере и озона на уровне земли ; изменения питательных качеств некоторых продуктов; [174] и изменения уровня моря . [175] Глобальное потепление уже влияет на сельское хозяйство, причем последствия неравномерно распределены по всему миру. [176]
В отчете 2022 года Межправительственная группа экспертов по изменению климата описывает, как антропогенное потепление замедлило рост производительности сельского хозяйства за последние 50 лет в средних и низких широтах. [177] Выбросы метана отрицательно повлияли на урожайность сельскохозяйственных культур за счет повышения температуры и концентрации озона на поверхности. [177] Потепление также отрицательно влияет на качество сельскохозяйственных культур и пастбищ, а также на стабильность урожая. [177] Потепление океана снизило устойчивые урожаи некоторых популяций диких рыб, в то время как закисление океана и потепление уже повлияли на выращиваемые водные виды. [177] Изменение климата, вероятно, увеличит риск отсутствия продовольственной безопасности для некоторых уязвимых групп, таких как бедные . [178]
Изменение сельскохозяйственных культур практикуется человечеством на протяжении тысяч лет, с самого начала цивилизации. Изменение сельскохозяйственных культур посредством методов селекции изменяет генетический состав растения для разработки сельскохозяйственных культур с более полезными для человека характеристиками, например, более крупными плодами или семенами, устойчивостью к засухе или устойчивостью к вредителям. Значительные успехи в селекции растений последовали после работы генетика Грегора Менделя . Его работа по доминантным и рецессивным аллелям , хотя изначально в значительной степени игнорировалась в течение почти 50 лет, дала селекционерам растений лучшее понимание генетики и методов селекции. Селекция сельскохозяйственных культур включает такие методы, как отбор растений с желаемыми признаками, самоопыление и перекрестное опыление , а также молекулярные методы, которые генетически модифицируют организм. [179]
Одомашнивание растений на протяжении столетий увеличивало урожайность, улучшало устойчивость к болезням и засухе , облегчало сбор урожая и улучшало вкус и пищевую ценность сельскохозяйственных культур. Тщательный отбор и селекция оказали огромное влияние на характеристики сельскохозяйственных культур. Отбор и селекция растений в 1920-х и 1930-х годах улучшили пастбища (травы и клевер) в Новой Зеландии. Обширные усилия по мутагенезу, вызванному рентгеновскими лучами и ультрафиолетом (т. е. примитивная генная инженерия) в 1950-х годах привели к появлению современных коммерческих сортов зерновых, таких как пшеница, кукуруза (маис) и ячмень. [180] [181]
Зеленая революция популяризировала использование традиционной гибридизации для резкого повышения урожайности путем создания «высокоурожайных сортов». Например, средняя урожайность кукурузы (маиса) в США выросла с примерно 2,5 тонн с гектара (т/га) (40 бушелей на акр) в 1900 году до примерно 9,4 т/га (150 бушелей на акр) в 2001 году. Аналогичным образом, средняя урожайность пшеницы в мире выросла с менее чем 1 т/га в 1900 году до более чем 2,5 т/га в 1990 году. Средняя урожайность пшеницы в Южной Америке составляет около 2 т/га, в Африке — менее 1 т/га, а в Египте и Аравии — до 3,5–4 т/га с орошением. Напротив, средняя урожайность пшеницы в таких странах, как Франция, составляет более 8 т/га. Различия в урожайности обусловлены в основном различиями в климате, генетике и уровне интенсивных методов ведения сельского хозяйства (использование удобрений, химическая борьба с вредителями и контроль роста для предотвращения полегания). [182] [183] [184]
Инвестиции в инновации для сельского хозяйства являются долгосрочными. Это связано с тем, что требуется время для того, чтобы исследования стали коммерциализированными, а технологии были адаптированы для удовлетворения потребностей различных регионов, а также для соответствия национальным нормам, прежде чем они будут приняты и высажены на полях фермеров. Например, прошло не менее 60 лет с момента внедрения гибридной кукурузной технологии до того, как ее принятие стало широко распространенным. [185] [186]
Сельскохозяйственные инновации, разработанные для конкретных агроэкологических условий одного региона, нелегко переносить и использовать в другом регионе с другими агроэкологическими условиями. Вместо этого инновации должны быть адаптированы к конкретным условиям этого другого региона и уважать его биоразнообразие и экологические требования и рекомендации. Некоторые из таких адаптаций можно увидеть в постоянно растущем количестве сортов растений, защищенных в соответствии с инструментом защиты сортов растений, администрируемым Международным союзом по защите новых сортов растений (UPOV). [185]
Генетически модифицированные организмы (ГМО) — это организмы , генетический материал которых был изменен с помощью методов генной инженерии, обычно известных как технология рекомбинантной ДНК . Генная инженерия расширила гены, доступные селекционерам для использования при создании желаемых зародышевых линий для новых культур. Повышенная долговечность, питательная ценность, устойчивость к насекомым и вирусам и толерантность к гербицидам — вот лишь некоторые из свойств, выведенных в культурах с помощью генной инженерии. [187] Для некоторых ГМО-культуры вызывают проблемы с безопасностью пищевых продуктов и маркировкой пищевых продуктов . Многие страны ввели ограничения на производство, импорт или использование ГМО-продуктов и культур. [188] Протокол о биологической безопасности — международный договор — регулирует торговлю ГМО. Продолжается обсуждение вопроса маркировки пищевых продуктов, изготовленных из ГМО, и хотя ЕС в настоящее время требует маркировки всех ГМО-продуктов, США этого не делают. [189]
Гербицидоустойчивые семена имеют ген, имплантированный в их геном, который позволяет растениям переносить воздействие гербицидов, включая глифосат . Эти семена позволяют фермеру выращивать урожай, который можно опрыскивать гербицидами для борьбы с сорняками, не нанося вреда устойчивому урожаю. Гербицидоустойчивые культуры используются фермерами по всему миру. [190] С ростом использования гербицидоустойчивых культур увеличивается использование гербицидных спреев на основе глифосата. В некоторых районах появились сорняки, устойчивые к глифосату, что заставило фермеров перейти на другие гербициды. [191] [192] Некоторые исследования также связывают широко распространенное использование глифосата с дефицитом железа в некоторых культурах, что является как проблемой производства сельскохозяйственных культур, так и проблемой качества питания, с потенциальными экономическими и медицинскими последствиями. [193]
Другие ГМО-культуры, используемые производителями, включают устойчивые к насекомым культуры, которые имеют ген из почвенной бактерии Bacillus thuringiensis (Bt), которая производит токсин, специфичный для насекомых. Эти культуры устойчивы к повреждению насекомыми. [194] Некоторые считают, что аналогичные или лучшие черты устойчивости к вредителям могут быть приобретены с помощью традиционных методов селекции, а устойчивость к различным вредителям может быть получена путем гибридизации или перекрестного опыления с дикими видами. В некоторых случаях дикие виды являются основным источником черт устойчивости; некоторые сорта томатов, которые приобрели устойчивость по крайней мере к 19 болезням, сделали это путем скрещивания с дикими популяциями томатов. [195]
Сельское хозяйство является как причиной, так и чувствительным к деградации окружающей среды , такой как потеря биоразнообразия , опустынивание , деградация почвы и изменение климата , которые вызывают снижение урожайности. [196] Сельское хозяйство является одним из важнейших факторов давления на окружающую среду, в частности, изменения среды обитания, изменения климата, водопользования и токсичных выбросов. Сельское хозяйство является основным источником токсинов, выбрасываемых в окружающую среду, включая инсектициды, особенно те, которые используются для обработки хлопка. [197] [198] [ нужна страница ] В отчете ЮНЕП «Зеленая экономика» за 2011 год говорится, что сельскохозяйственные операции производят около 13 процентов антропогенных глобальных выбросов парниковых газов. Это включает газы от использования неорганических удобрений, агрохимических пестицидов и гербицидов, а также ископаемого топлива и энергии. [199]
Сельское хозяйство налагает на общество множественные внешние издержки посредством таких эффектов, как нанесение вреда природе пестицидами (особенно гербицидами и инсектицидами), сток питательных веществ, чрезмерное использование воды и потеря естественной среды. Оценка сельского хозяйства в Великобритании за 2000 год определила общие внешние издержки за 1996 год в размере 2343 миллионов фунтов стерлингов или 208 фунтов стерлингов на гектар. [200] Анализ этих издержек в США за 2005 год пришел к выводу, что пахотные земли обходятся примерно в 5–16 миллиардов долларов (от 30 до 96 долларов США на гектар), в то время как животноводческое производство обходится в 714 миллионов долларов. [201] Оба исследования, которые были сосредоточены исключительно на фискальных последствиях, пришли к выводу, что необходимо сделать больше для интернализации внешних издержек. Ни одно из них не включало субсидии в свой анализ, но они отметили, что субсидии также влияют на стоимость сельского хозяйства для общества. [200] [201]
Сельское хозяйство стремится увеличить урожайность и сократить расходы, часто применяя меры, которые сокращают биоразнообразие до очень низкого уровня. Урожайность увеличивается с такими затратами, как удобрения и удаление патогенов, хищников и конкурентов (например, сорняков). Расходы уменьшаются с увеличением масштаба фермерских хозяйств, например, за счет увеличения полей; это означает удаление изгородей , канав и других мест обитания. Пестициды убивают насекомых, растения и грибки. Эффективная урожайность падает с потерями на ферме, которые могут быть вызваны плохой практикой производства во время сбора урожая, обработки и хранения. [202]
Экологические последствия изменения климата показывают, что исследования вредителей и болезней, которые обычно не поражают регионы, имеют важное значение. В 2021 году фермеры обнаружили стеблевую ржавчину на пшенице в районе Шампани во Франции, болезнь, которая ранее встречалась только в Марокко в течение 20–30 лет. Из-за изменения климата насекомые, которые раньше умирали зимой, теперь живы и размножаются. [203] [204]
Высокопоставленный чиновник ООН Хеннинг Штайнфельд сказал, что «Животноводство является одним из наиболее существенных факторов, вносящих вклад в самые серьезные экологические проблемы современности». [205] Животноводство занимает 70% всех земель, используемых для сельского хозяйства, или 30% поверхности суши планеты. Это один из крупнейших источников парниковых газов , ответственный за 18% мировых выбросов парниковых газов, измеряемых в эквивалентах CO2 . Для сравнения, весь транспорт выбрасывает 13,5% CO2 . Он производит 65% оксида азота, связанного с деятельностью человека (который имеет потенциал глобального потепления в 296 раз больше , чем CO2 ) и 37% всего антропогенного метана (который в 23 раза сильнее нагревает, чем CO2 ) . Он также генерирует 64% выбросов аммиака . Расширение поголовья скота упоминается как ключевой фактор, способствующий вырубке лесов ; В бассейне Амазонки 70% ранее лесных площадей теперь заняты пастбищами, а остальная часть используется для кормовых культур. [206] Из-за вырубки лесов и деградации земель животноводство также приводит к сокращению биоразнообразия. Хорошо документированным явлением является вторжение древесных растений , вызванное чрезмерным выпасом скота на пастбищах. [207] Кроме того, Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) заявляет, что « прогнозируется, что выбросы метана от мирового скота к 2030 году возрастут на 60 процентов при нынешних методах и моделях потребления». [199]
.svg/1280px-Share_Of_Water_Withdrawal_By_Agriculture_In_Total_Withdrawal,_Top_Countries_(2020).svg.png)
Преобразование земель, использование земель для производства товаров и услуг, является наиболее существенным способом, которым люди изменяют экосистемы Земли, и движущей силой, вызывающей потерю биоразнообразия . Оценки количества земель, преобразованных людьми, варьируются от 39 до 50%. [208] По оценкам, 24% земель во всем мире испытывают деградацию земель, долгосрочное снижение функции и производительности экосистемы, при этом пахотные земли страдают непропорционально. [209] Управление земельными ресурсами является движущим фактором деградации; 1,5 миллиарда человек зависят от деградирующих земель. Деградация может быть вызвана обезлесением, опустыниванием , эрозией почвы , истощением минеральных ресурсов, подкислением или засолением . [144] В 2021 году общая площадь сельскохозяйственных угодий в мире составила 4,79 млрд гектаров (га), что на 2 процента или 0,09 млрд га меньше, чем в 2000 году. В период с 2000 по 2021 год примерно две трети сельскохозяйственных угодий использовались под постоянные луга и пастбища (3,21 млрд га в 2021 году), что на 5 процентов меньше (0,17 млрд га). Треть от общей площади сельскохозяйственных угодий составляли пахотные земли (1,58 млрд га в 2021 году), что на 6 процентов больше (0,09 млрд га). [108]
Эвтрофикация , чрезмерное обогащение питательных веществ в водных экосистемах , приводящее к цветению водорослей и аноксии , приводит к гибели рыб , потере биоразнообразия и делает воду непригодной для питья и других промышленных целей. Чрезмерное внесение удобрений и навоза на пахотные земли, а также высокая плотность поголовья скота вызывают сток и выщелачивание питательных веществ (в основном азота и фосфора ) с сельскохозяйственных земель. Эти питательные вещества являются основными неточечными загрязнителями, способствующими эвтрофикации водных экосистем и загрязнению грунтовых вод, что оказывает вредное воздействие на население. [210] Удобрения также сокращают наземное биоразнообразие, усиливая конкуренцию за свет, благоприятствуя тем видам, которые способны извлечь выгоду из добавленных питательных веществ. [211]
Сельское хозяйство одновременно сталкивается с растущим спросом на пресную воду и аномалиями осадков (засухами, наводнениями, экстремальными ливнями и погодными явлениями) на богарных полях и пастбищах. [162] На сельское хозяйство приходится 70 процентов забора пресноводных ресурсов, [212] [213] и, по оценкам, 41 процент текущего мирового использования воды для орошения происходит за счет требований экологического стока. [162] Давно известно, что водоносные горизонты в таких разных районах, как северный Китай, Верхний Ганг и западная часть США, истощаются, и новые исследования распространяют эти проблемы на водоносные горизонты в Иране, Мексике и Саудовской Аравии. [214] Растущее давление на водные ресурсы оказывается промышленностью и городскими районами, что означает, что дефицит воды увеличивается, и сельское хозяйство сталкивается с проблемой производства большего количества продовольствия для растущего населения мира при сокращении водных ресурсов. [215] В то время как промышленные водозаборы сократились за последние несколько десятилетий, а муниципальные водозаборы увеличились лишь незначительно с 2010 года, сельскохозяйственные водозаборы продолжают расти все более быстрыми темпами. [162] Использование воды в сельском хозяйстве также может вызывать серьезные экологические проблемы, включая разрушение естественных водно-болотных угодий, распространение заболеваний, передающихся через воду, и деградацию земель из-за засоления и заболачивания, когда орошение осуществляется неправильно. [216]
Использование пестицидов возросло с 1950 года до 2,5 миллионов коротких тонн в год во всем мире, однако потери урожая от вредителей остаются относительно постоянными. [217] Всемирная организация здравоохранения подсчитала в 1992 году, что ежегодно происходит три миллиона отравлений пестицидами, что приводит к 220 000 смертей. [218] Пестициды отбирают устойчивость к пестицидам у популяции вредителей, что приводит к состоянию, называемому «беговой дорожкой пестицидов», при котором устойчивость вредителей оправдывает разработку нового пестицида. [219]
Альтернативный аргумент заключается в том, что способ «спасти окружающую среду» и предотвратить голод заключается в использовании пестицидов и интенсивного высокоурожайного земледелия, точка зрения, проиллюстрированная цитатой, озаглавленной на веб-сайте Центра по глобальным продовольственным проблемам: «Выращивание большего количества с акра оставляет больше земли для природы». [220] [221] Однако критики утверждают, что компромисс между окружающей средой и потребностью в пище не является неизбежным, [222] и что пестициды могут заменить хорошие агрономические методы, такие как севооборот. [219] Метод борьбы с сельскохозяйственными вредителями Push-pull включает в себя совмещение культур, использование растительных ароматов для отпугивания вредителей от культур (отталкивание) и заманивания их в место, откуда их затем можно будет удалить (притягивание). [223]
Сельское хозяйство способствует изменению климата посредством выбросов парниковых газов и преобразования несельскохозяйственных земель, таких как леса, в сельскохозяйственные земли. [224] Сельское хозяйство, лесное хозяйство и сектор землепользования вносят вклад от 13% до 21% мировых выбросов парниковых газов. [225] Выбросы закиси азота , метана составляют более половины общих выбросов парниковых газов в сельском хозяйстве. [226] Животноводство является основным источником выбросов парниковых газов. [227]
Примерно 57% мировых выбросов парниковых газов от производства продуктов питания приходится на производство продуктов животного происхождения, в то время как на продукты растительного происхождения приходится 29%, а оставшиеся 14% приходятся на другие виды использования. [228] Управление сельскохозяйственными угодьями и изменение землепользования составили основную долю общих выбросов (38% и 29% соответственно), тогда как рис и говядина были крупнейшими источниками выбросов растительных и животных товаров (12% и 25% соответственно). [228] Южная и Юго-Восточная Азия и Южная Америка были крупнейшими источниками выбросов парниковых газов, связанных с производством. [228]
Текущие методы ведения сельского хозяйства привели к чрезмерному использованию водных ресурсов, высокому уровню эрозии и снижению плодородия почвы. Недостаточно воды для продолжения ведения сельского хозяйства с использованием текущих методов; поэтому необходимо пересмотреть то, как используются водные, земельные и экосистемные ресурсы для повышения урожайности. Решением было бы придание ценности экосистемам, признание экологических и жизненных компромиссов и уравновешивание прав различных пользователей и интересов. [229] Необходимо будет устранить неравенство, возникающее при принятии таких мер, например, перераспределение воды от бедных к богатым, расчистка земель для освобождения места под более продуктивные сельскохозяйственные угодья или сохранение системы водно-болотных угодий, которая ограничивает права на рыбную ловлю. [230]
Технологические достижения помогают обеспечить фермеров инструментами и ресурсами, чтобы сделать сельское хозяйство более устойчивым. [231] Технологии позволяют внедрять такие инновации, как противоэрозионная обработка почвы , процесс ведения сельского хозяйства, который помогает предотвратить потерю земель из-за эрозии, снижает загрязнение воды и улучшает связывание углерода . [232]
Сельскохозяйственная автоматизация может помочь решить некоторые проблемы, связанные с изменением климата, и, таким образом, облегчить усилия по адаптации. [160] Например, применение технологий цифровой автоматизации (например, в точном сельском хозяйстве) может повысить эффективность использования ресурсов в условиях, которые становятся все более ограниченными для сельскохозяйственных производителей. [160] Более того, при применении к зондированию и раннему предупреждению они могут помочь решить проблему неопределенности и непредсказуемости погодных условий, связанных с ускоряющимся изменением климата. [160]
Другие потенциальные устойчивые методы включают в себя природоохранное земледелие , агролесоводство , улучшенный выпас скота , избегание преобразования пастбищ и биоуголь . [233] [234] Текущие методы монокультурного земледелия в Соединенных Штатах исключают широкое внедрение устойчивых методов, таких как 2-3 севооборота, включающих траву или сено с однолетними культурами, если только отрицательные цели по выбросам, такие как связывание углерода в почве, не станут политикой. [235]
Потребность в продовольствии прогнозируемого населения Земли, с учетом текущих прогнозов изменения климата, может быть удовлетворена за счет улучшения методов ведения сельского хозяйства, расширения сельскохозяйственных площадей и потребительского мышления, ориентированного на устойчивое развитие. [236]
С 1940-х годов производительность сельского хозяйства резко возросла, в основном за счет возросшего использования энергоемкой механизации, удобрений и пестицидов. Подавляющее большинство этой энергии поступает из источников ископаемого топлива . [237] В период с 1960-х по 1980-е годы Зеленая революция преобразила сельское хозяйство по всему миру, при этом мировое производство зерна значительно возросло (от 70% до 390% для пшеницы и от 60% до 150% для риса, в зависимости от географического района) [238] , а население мира удвоилось. Сильная зависимость от нефтехимии вызвала опасения, что нехватка нефти может привести к увеличению затрат и сокращению сельскохозяйственного производства. [239]
Индустриализированное сельское хозяйство зависит от ископаемого топлива двумя основными способами: прямое потребление на ферме и производство ресурсов, используемых на ферме. Прямое потребление включает использование смазочных материалов и топлива для работы сельскохозяйственных транспортных средств и оборудования. [239]
Косвенное потребление включает производство удобрений, пестицидов и сельскохозяйственной техники. [239] В частности, производство азотных удобрений может составлять более половины потребления энергии в сельском хозяйстве. [240] В совокупности прямое и косвенное потребление фермами США составляет около 2% от потребления энергии в стране. Прямое и косвенное потребление энергии фермами США достигло пика в 1979 году и с тех пор постепенно снижалось. [239] Продовольственные системы охватывают не только сельское хозяйство, но и внесельскохозяйственную переработку, упаковку, транспортировку, маркетинг, потребление и утилизацию продуктов питания и связанных с ними товаров. На сельское хозяйство приходится менее одной пятой потребления энергии в продовольственной системе США. [241] [242]
Пластиковые изделия широко используются в сельском хозяйстве, в том числе для повышения урожайности и повышения эффективности использования воды и агрохимикатов. «Агропластиковые» изделия включают пленки для покрытия теплиц и туннелей, мульчу для покрытия почвы (например, для подавления сорняков, сохранения воды , повышения температуры почвы и содействия внесению удобрений), затеняющую ткань, контейнеры для пестицидов, поддоны для рассады, защитную сетку и ирригационные трубки. Полимеры, наиболее часто используемые в этих изделиях, — это полиэтилен низкой плотности (LPDE), линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), полипропилен (PP) и поливинилхлорид (PVC). [243]
The total amount of plastics used in agriculture is difficult to quantify. A 2012 study reported that almost 6.5 million tonnes per year were consumed globally while a later study estimated that global demand in 2015 was between 7.3 million and 9 million tonnes. Widespread use of plastic mulch and lack of systematic collection and management have led to the generation of large amounts of mulch residue. Weathering and degradation eventually cause the mulch to fragment. These fragments and larger pieces of plastic accumulate in soil. Mulch residue has been measured at levels of 50 to 260 kg per hectare in topsoil in areas where mulch use dates back more than 10 years, which confirms that mulching is a major source of both microplastic and macroplastic soil contamination.[243]
Agricultural plastics, especially plastic films, are not easy to recycle because of high contamination levels (up to 40–50% by weight contamination by pesticides, fertilizers, soil and debris, moist vegetation, silage juice water, and UV stabilizers) and collection difficulties . Therefore, they are often buried or abandoned in fields and watercourses or burned. These disposal practices lead to soil degradation and can result in contamination of soils and leakage of microplastics into the marine environment as a result of precipitation run-off and tidal washing. In addition, additives in residual plastic film (such as UV and thermal stabilizers) may have deleterious effects on crop growth, soil structure, nutrient transport and salt levels. There is a risk that plastic mulch will deteriorate soil quality, deplete soil organic matter stocks, increase soil water repellence and emit greenhouse gases. Microplastics released through fragmentation of agricultural plastics can absorb and concentrate contaminants capable of being passed up the trophic chain.[243]
Agricultural economics is economics as it relates to the "production, distribution and consumption of [agricultural] goods and services".[245] Combining agricultural production with general theories of marketing and business as a discipline of study began in the late 1800s, and grew significantly through the 20th century.[246] Although the study of agricultural economics is relatively recent, major trends in agriculture have significantly affected national and international economies throughout history, ranging from tenant farmers and sharecropping in the post-American Civil War Southern United States[247] to the European feudal system of manorialism.[248] In the United States, and elsewhere, food costs attributed to food processing, distribution, and agricultural marketing, sometimes referred to as the value chain, have risen while the costs attributed to farming have declined. This is related to the greater efficiency of farming, combined with the increased level of value addition (e.g. more highly processed products) provided by the supply chain. Market concentration has increased in the sector as well, and although the total effect of the increased market concentration is likely increased efficiency, the changes redistribute economic surplus from producers (farmers) and consumers, and may have negative implications for rural communities.[249]
National government policies, such as taxation, subsidies, tariffs and others, can significantly change the economic marketplace for agricultural products.[250] Since at least the 1960s, a combination of trade restrictions, exchange rate policies and subsidies have affected farmers in both the developing and the developed world. In the 1980s, non-subsidized farmers in developing countries experienced adverse effects from national policies that created artificially low global prices for farm products. Between the mid-1980s and the early 2000s, several international agreements limited agricultural tariffs, subsidies and other trade restrictions.[251]
However, as of 2009[update], there was still a significant amount of policy-driven distortion in global agricultural product prices. The three agricultural products with the most trade distortion were sugar, milk and rice, mainly due to taxation. Among the oilseeds, sesame had the most taxation, but overall, feed grains and oilseeds had much lower levels of taxation than livestock products. Since the 1980s, policy-driven distortions have decreases more among livestock products than crops during the worldwide reforms in agricultural policy.[250] Despite this progress, certain crops, such as cotton, still see subsidies in developed countries artificially deflating global prices, causing hardship in developing countries with non-subsidized farmers.[252] Unprocessed commodities such as corn, soybeans, and cattle are generally graded to indicate quality, affecting the price the producer receives. Commodities are generally reported by production quantities, such as volume, number or weight.[253]
Agricultural science is a broad multidisciplinary field of biology that encompasses the parts of exact, natural, economic and social sciences used in the practice and understanding of agriculture. It covers topics such as agronomy, plant breeding and genetics, plant pathology, crop modelling, soil science, entomology, production techniques and improvement, study of pests and their management, and study of adverse environmental effects such as soil degradation, waste management, and bioremediation.[254][255]
The scientific study of agriculture began in the 18th century, when Johann Friedrich Mayer conducted experiments on the use of gypsum (hydrated calcium sulphate) as a fertilizer.[256] Research became more systematic when in 1843, John Lawes and Henry Gilbert began a set of long-term agronomy field experiments at Rothamsted Research Station in England; some of them, such as the Park Grass Experiment, are still running.[257][258] In America, the Hatch Act of 1887 provided funding for what it was the first to call "agricultural science", driven by farmers' interest in fertilizers.[259] In agricultural entomology, the USDA began to research biological control in 1881; it instituted its first large program in 1905, searching Europe and Japan for natural enemies of the spongy moth and brown-tail moth, establishing parasitoids (such as solitary wasps) and predators of both pests in the US.[260][261][262]
Agricultural policy is the set of government decisions and actions relating to domestic agriculture and imports of foreign agricultural products. Governments usually implement agricultural policies with the goal of achieving a specific outcome in the domestic agricultural product markets. Some overarching themes include risk management and adjustment (including policies related to climate change, food safety and natural disasters), economic stability (including policies related to taxes), natural resources and environmental sustainability (especially water policy), research and development, and market access for domestic commodities (including relations with global organizations and agreements with other countries).[264] Agricultural policy can also touch on food quality, ensuring that the food supply is of a consistent and known quality, food security, ensuring that the food supply meets the population's needs, and conservation. Policy programs can range from financial programs, such as subsidies, to encouraging producers to enroll in voluntary quality assurance programs.[265]
A 2021 report finds that globally, support to agricultural producers accounts for almost US$540 billion a year.[266] This amounts to 15 percent of total agricultural production value, and is heavily biased towards measures that are leading to inefficiency, as well as are unequally distributed and harmful for the environment and human health.[266]
There are many influences on the creation of agricultural policy, including consumers, agribusiness, trade lobbies and other groups. Agribusiness interests hold a large amount of influence over policy making, in the form of lobbying and campaign contributions. Political action groups, including those interested in environmental issues and labor unions, also provide influence, as do lobbying organizations representing individual agricultural commodities.[267] The Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) leads international efforts to defeat hunger and provides a forum for the negotiation of global agricultural regulations and agreements. Samuel Jutzi, director of FAO's animal production and health division, states that lobbying by large corporations has stopped reforms that would improve human health and the environment. For example, proposals in 2010 for a voluntary code of conduct for the livestock industry that would have provided incentives for improving standards for health, and environmental regulations, such as the number of animals an area of land can support without long-term damage, were successfully defeated due to large food company pressure.[268]
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of April 2024 (link){{cite book}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
This article incorporates text from a free content work. Licensed under CC BY-SA 3.0 IGO (license statement/permission). Text taken from Drowning in Plastics – Marine Litter and Plastic Waste Vital Graphics, United Nations Environment Programme.
This article incorporates text from a free content work (license statement/permission). Text taken from In Brief: The State of Food and Agriculture 2019. Moving forward on food loss and waste reduction, FAO, FAO.
This article incorporates text from a free content work (license statement/permission). Text taken from In Brief to The State of Food Security and Nutrition in the World 2022. Repurposing food and agricultural policies to make healthy diets more affordable, FAO.
This article incorporates text from a free content work (license statement/permission). Text taken from In Brief: The State of Food and Agriculture 2018. Migration, agriculture and rural development, FAO, FAO.
This article incorporates text from a free content work (license statement/permission). Text taken from In Brief to The State of Food and Agriculture 2022. Leveraging automation in agriculture for transforming agrifood systems, FAO, FAO.
This article incorporates text from a free content work (license statement/permission). Text taken from Enabling inclusive agricultural automation, FAO, FAO.
This article incorporates text from a free content work. Licensed under CC BY-SA 3.0 (license statement/permission). Text taken from The status of women in agrifood systems – Overview, FAO, FAO.
This article incorporates text from a free content work. Licensed under CC BY-SA IGO 3.0 (license statement/permission). Text taken from World Food and Agriculture – Statistical Yearbook 2023, FAO, FAO.
This article incorporates text from a free content work. Licensed under CC BY 4.0 (license statement/permission). Text taken from World Intellectual Property Report 2024 - The importance of local capabilities in AgTech specialization, WIPO, WIPO.
.svg/1280px-Goblet_Glass_(Banquet).svg.png){kind=small}
