Введение

Устойчивое сельское хозяйство – это подход к ведению сельского хозяйства, который сбалансированно учитывает экологические, экономические и социальные факторы в долгосрочной перспективе.

Устойчивое сельское хозяйство – это ведение сельского хозяйства устойчивыми способами, удовлетворяющими текущие потребности общества в продовольствии и текстиле, не ставя под угрозу способность нынешних и будущих поколений удовлетворять свои потребности. Оно может основываться на понимании экосистемных услуг. Существует множество методов повышения устойчивости сельского хозяйства. При развитии сельского хозяйства в рамках устойчивых продовольственных систем важно развивать гибкие бизнес-процессы и методы ведения сельского хозяйства. Сельское хозяйство оказывает огромное воздействие на окружающую среду, играя значительную роль в изменении климата (пищевые системы несут ответственность за треть антропогенных выбросов парниковых газов), дефиците воды, загрязнении воды, деградации земель, обезлесении и других процессах; одновременно оно вызывает изменения в окружающей среде и подвергается их влиянию. Устойчивое сельское хозяйство включает экологически безопасные методы ведения сельского хозяйства, позволяющие производить сельскохозяйственную продукцию без нанесения вреда человеческим или природным системам. Оно предполагает предотвращение негативного воздействия на почву, воду, биоразнообразие и окружающие или нижерасположенные ресурсы, а также на тех, кто работает или живет на ферме или в соседних районах. Элементы устойчивого сельского хозяйства могут включать пермакультуру, агролесоводство, смешанное земледелие, многопольный севооборот и севооборот. Развитие устойчивых продовольственных систем способствует устойчивости человеческой популяции. Например, одним из лучших способов смягчить последствия изменения климата является создание устойчивых продовольственных систем, основанных на устойчивом сельском хозяйстве. Устойчивое сельское хозяйство предоставляет потенциальное решение для обеспечения растущего населения продовольствием в условиях меняющейся окружающей среды. Существует множество стандартов устойчивого развития и систем сертификации, включая органическую сертификацию, Rainforest Alliance, Fair Trade, UTZ Certified, GlobalGAP, Bird Friendly и Общий кодекс для кофейного сообщества (4C).

Цели

Общий консенсус заключается в том, что устойчивое сельское хозяйство – наиболее реалистичный способ обеспечить продовольствием растущее население планеты. Чтобы успешно накормить население Земли, сельскохозяйственные практики должны учитывать будущие издержки – как для окружающей среды, так и для сообществ, которые они поддерживают. Опасение нехватки ресурсов для всех привело к внедрению технологий в сфере устойчивого развития с целью повышения продуктивности сельского хозяйства. Конечная цель этих достижений – возможность обеспечить продовольствием постоянно растущее население во всем мире. Растущая популярность устойчивого сельского хозяйства связана с широко распространенным страхом, что пределы устойчивости планеты (или планетарные границы) в отношении обеспечения человечества продовольствием достигнуты или даже превышены.

Экологические факторы

Практики, которые могут нанести долгосрочный вред почве, включают чрезмерную обработку почвы (приводящую к эрозии) и орошение без надлежащего дренажа (приводящее к засолению). Наиболее важными факторами для выбора участка под сельскохозяйственное производство являются климат, почва, питательные вещества и водные ресурсы. Из этих четырех факторов, сохранение воды и почвы наиболее поддаются воздействию со стороны человека. Когда фермеры выращивают и собирают урожай, они извлекают из почвы определенное количество питательных веществ. Без восполнения, земля страдает от истощения питательных веществ и становится непригодной для использования или характеризуется снижением урожайности. Устойчивое сельское хозяйство зависит от восстановления плодородия почвы при одновременной минимизации использования или потребности в невозобновляемых ресурсах, таких как природный газ или минеральные руды. Ферма, которая может "производить непрерывно", но оказывает негативное воздействие на качество окружающей среды в других местах, не является устойчивой. Примером ситуации, когда необходим комплексный подход, является применение удобрений или навоза, которые могут повысить продуктивность фермы, но при этом загрязнять близлежащие реки и прибрежные воды (эвтрофикация). Другая крайность также может быть нежелательной, поскольку проблема низкой урожайности из-за истощения питательных веществ в почве связана с уничтожением тропических лесов. В Азии для устойчивого ведения сельского хозяйства требуется около 12,5 акров земли, включая земли для кормов для животных, зерновых культур как товарных культур и других продовольственных культур. В некоторых случаях в хозяйство включается небольшое звено аквакультуры (AARI 1996).

Фосфат

Фосфат является основным компонентом удобрений. Это второе по важности питательное вещество для растений после азота и часто является ограничивающим фактором. Он важен для устойчивого сельского хозяйства, поскольку способствует повышению плодородия почвы и урожайности. Фосфор участвует во всех основных метаболических процессах, включая фотосинтез, передачу энергии, передачу сигналов, биосинтез макромолекул и дыхание. Он необходим для развития корневой системы, ее прочности и формирования семян, а также может повысить устойчивость растений к болезням. Фосфор в почве присутствует как в неорганической, так и в органической формах. Длительное применение фосфатных химических удобрений вызывает эвтрофикацию и истощает микробную жизнь почвы, поэтому рассматриваются альтернативные источники. Однако, фосфатные породы – невозобновляемый ресурс, и их запасы истощаются в результате добычи для сельскохозяйственных нужд, и, возможно, даже раньше.

Калий

Калий – важный макроэлемент для развития растений, который обычно ищут в удобрениях. Этот питательный элемент необходим для сельского хозяйства, поскольку он улучшает удержание влаги, питательную ценность, урожайность, вкус, цвет, текстуру и устойчивость сельскохозяйственных культур к болезням. Его часто используют при выращивании зерновых, фруктов, овощей, риса, пшеницы, проса, сахара, кукурузы, сои, пальмового масла и кофе. Хлорид калия (KCl) является наиболее распространенным источником калия в сельском хозяйстве, обеспечивая 90% всего калия, производимого для сельскохозяйственных целей. Использование KCl приводит к высоким концентрациям хлоридов (Clˉ) в почве, что негативно сказывается на ее здоровье из-за повышения засоленности, нарушения баланса питательных веществ и биоцидного воздействия этого иона на почвенные организмы. В результате страдает развитие растений и почвенных организмов, что ставит под угрозу биоразнообразие почвы и сельскохозяйственную продуктивность. Устойчивой альтернативой KCl являются удобрения, не содержащие хлоридов; их применение должно учитывать потребности растений в питательных веществах и способствовать оздоровлению почвы.

Почва

Деградация земель становится серьезной глобальной проблемой. Согласно Межправительственной группе экспертов по изменению климата: "Примерно четверть площади суши Земли подвержена деградации, вызванной деятельностью человека (средняя степень достоверности). Оценка показывает, что эрозия почв на сельскохозяйственных угодьях в настоящее время в 10–20 раз (при безотвальной обработке) и более чем в 100 раз (при традиционной обработке) превышает скорость образования почв (средняя степень достоверности)." Почти половина суши Земли покрыта засушливыми землями, которые уязвимы к деградации. Ежегодно в южной Африке теряется более миллиарда тонн почвы из-за эрозии, что, если эта тенденция сохранится, приведет к сокращению урожайности вдвое в течение тридцати–пятидесяти лет. Неправильное управление почвами ставит под угрозу возможность производства достаточного количества продовольствия. Интенсивное сельское хозяйство снижает содержание углерода в почве, ухудшая ее структуру, рост сельскохозяйственных культур и функционирование экосистем, а также ускоряя изменение климата. Методы управления почвами включают безотвальную обработку, ключевую линию и лесополосы для снижения ветровой эрозии, повторное внесение органических веществ в почву, снижение засоленности почв и предотвращение поверхностного стока воды.

Земля

По мере роста населения планеты и увеличения спроса на продовольствие, земля как ресурс подвергается всё большему давлению. При планировании и управлении землепользованием учет влияния изменений землепользования на такие факторы, как эрозия почвы, может способствовать долгосрочной устойчивости сельского хозяйства, что подтверждается исследованием Вади Зиклаб – засушливого региона на Ближнем Востоке, где фермеры разводят скот и выращивают оливки, овощи и зерновые культуры. Анализ ситуации в XX веке показывает, что для людей, живущих в бедности, соблюдение экологически безопасных методов землепользования не всегда было возможным из-за множества сложных жизненных обстоятельств. В настоящее время усиление деградации земель в развивающихся странах может быть связано с сельской бедностью среди мелких фермеров, вынужденных прибегать к неустойчивым сельскохозяйственным практикам из-за необходимости. Преобразование значительных площадей земли в сельскохозяйственные угодья имеет серьезные экологические и медицинские последствия. Например, это ведет к росту числа зоонозных заболеваний (таких как COVID-19) из-за разрушения естественных барьеров между человеком и животными, сокращения биоразнообразия и формирования крупных групп генетически однородных животных. Земля – это конечный ресурс на Земле. Хотя расширение сельскохозяйственных угодий может приводить к снижению биоразнообразия и обезлесению, ситуация сложна: например, исследование, посвященное внедрению овец норвежскими поселенцами (викингами) на Фарерские острова в Северной Атлантике, показало, что со временем детальное разделение земельных участков способствовало эрозии и деградации почвы в большей степени, чем само выпасание скота. По оценкам Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, в ближайшие десятилетия сельскохозяйственные земли будут продолжать сокращаться из-за промышленного и городского развития, а также осушения водно-болотных угодий и перевода лесных земель в сельскохозяйственный оборот, что приведет к потере биоразнообразия и усилению эрозии почвы.

Энергия

В современном сельском хозяйстве энергия используется для механизации производства, переработки, хранения и транспортировки продуктов питания. Поэтому было установлено, что цены на энергию тесно связаны с ценами на продовольствие. Нефть также используется как компонент в производстве сельскохозяйственных химикатов. Международное энергетическое агентство прогнозирует рост цен на невозобновляемые источники энергии из-за истощения запасов ископаемого топлива. Это может снизить глобальную продовольственную безопасность, если не будут предприняты меры по "разъединению" производства продуктов питания от ископаемого топлива и переходу к "энергоэффективным" сельскохозяйственным системам, включая использование возобновляемых источников энергии. Ирригационные системы, работающие на солнечной энергии в Пакистане, рассматриваются как замкнутый цикл для орошения сельскохозяйственных земель. Экологические издержки, связанные с транспортировкой, можно было бы избежать, если бы люди отдавали предпочтение местной продукции.

Вода

В некоторых районах выпадает достаточное количество осадков для выращивания сельскохозяйственных культур, но во многих других районах требуется орошение. Для устойчивости ирригационных систем необходимо надлежащее управление (для предотвращения засоления) и недопустимо изъятие из источника воды большего объема, чем естественным образом восполняется. В противном случае источник воды фактически превращается в невозобновляемый ресурс. Усовершенствования в технологиях бурения скважин и использовании погружных насосов, в сочетании с развитием капельного орошения и низконапорных установок, позволили регулярно получать высокие урожаи в районах, где ранее успешное сельское хозяйство было непредсказуемым из-за зависимости только от осадков. Однако этот прогресс дался ценой. Во многих регионах, таких как водоносный горизонт Огаллала, вода расходуется быстрее, чем может быть восстановлена. По данным Института устойчивого развития сельского хозяйства Калифорнийского университета в Дэвисе, для разработки засухоустойчивых систем земледелия необходимо предпринять ряд мер, даже в "нормальные" годы со средним количеством осадков. Эти меры включают в себя как политические, так и управленческие решения: улучшение мер по сохранению и накоплению воды. По оценкам, на сельскохозяйственные нужды приходится 69% мировых запасов пресной воды.

Экономическое развитие сельских районов

Устойчивое сельское хозяйство стремится решить множество проблем одним комплексным подходом. Цель устойчивых сельскохозяйственных практик – уменьшить деградацию окружающей среды, вызванную сельским хозяйством, одновременно увеличивая урожайность и, следовательно, производство продуктов питания. Существует множество различных стратегий, направленных на использование устойчивых методов ведения сельского хозяйства для стимулирования экономического развития сельских районов в рамках небольших фермерских хозяйств. Две наиболее популярные и противоположные стратегии, обсуждаемые в современном дискурсе, – это предоставление рынкам свободы в определении производства продуктов питания и признание продовольствия правом человека. Ни один из этих подходов не доказал свою безотказность. Многообещающим предложением по сокращению сельской бедности в сельскохозяйственных общинах является устойчивый экономический рост; наиболее важным аспектом этой политики является регулярное вовлечение беднейших фермеров в общеэкономическое развитие посредством стабилизации экономик малых фермерских хозяйств. В 2007 году Организация Объединенных Наций опубликовала отчет "Органическое сельское хозяйство и продовольственная безопасность в Африке", в котором утверждалось, что устойчивое сельское хозяйство может стать инструментом для достижения глобальной продовольственной безопасности без расширения площади обрабатываемых земель и снижения негативного воздействия на окружающую среду. Развивающиеся страны с начала 2000-х годов предоставляли доказательства того, что игнорирование местных жителей в сельскохозяйственном процессе наносит серьезный ущерб. Социолог Чарльз Келлогг утверждал: "В отчаянной попытке угнетенные люди передают свои страдания земле". Правительство приняло закон о национальной биотехнологии и биобезопасности, который позволит ученым из Национальной исследовательской программы по бананам начать эксперименты с генетически модифицированными организмами. Эта инициатива может помочь местным общинам, поскольку значительная их часть живет за счет выращиваемых продуктов, и будет прибыльной благодаря стабильной урожайности основных культур. Не все регионы подходят для сельского хозяйства. Методы опреснения позволяют превращать соленую воду в пресную, расширяя доступ к воде в районах с ограниченными запасами. Это позволяет осуществлять орошение сельскохозяйственных культур, не истощая природные источники пресной воды. Хотя опреснение может быть инструментом для обеспечения водой регионов, нуждающихся в ней для ведения сельского хозяйства, оно требует финансовых и материальных ресурсов. В некоторых регионах Китая рассматривается возможность крупномасштабного опреснения для увеличения доступа к воде, но текущая стоимость процесса делает его непрактичным.

Женщины

Женщины, работающие в устойчивом сельском хозяйстве, происходят из самых разных слоев общества – от академической среды до рабочих специальностей. С 1978 по 2007 год в Соединенных Штатах количество женщин, управляющих фермами, утроилось.

Экономические факторы

Затраты, такие как экологические проблемы, не учитываемые в традиционных системах бухгалтерского учета (которые принимают во внимание только прямые затраты на производство, понесенные фермером), известны как внешние эффекты. Существует ряд исследований, включающих в экономический анализ внешние эффекты, такие как экосистемные услуги, биоразнообразие, деградация земель и устойчивое управление земельными ресурсами. К ним относятся исследование "Экономика экосистем и биоразнообразия" и инициатива "Экономика деградации земель", которые стремятся установить экономический анализ затрат и выгод практики устойчивого управления земельными ресурсами и устойчивого сельского хозяйства. Методологии "тройного итога" включают социальные и экологические показатели наряду с финансовыми. Устойчивое будущее возможно, если замедлить рост материального потребления и численности населения, а также значительно повысить эффективность использования материалов и энергии. Для осуществления этого перехода необходимо сбалансировать долгосрочные и краткосрочные цели, укрепляя справедливость и повышая качество жизни.

Препятствия

Препятствия для устойчивого сельского хозяйства можно разложить и понять, рассматривая их в трех различных измерениях. Эти три измерения рассматриваются как основополагающие столпы устойчивости: социальный, экологический и экономический. Социальные барьеры для устойчивого сельского хозяйства включают в себя культурные изменения, необходимость сотрудничества, стимулы и новое законодательство. Это может быть сложной задачей для фермеров, ориентированных на конкуренцию и прибыльность. Необходимо также создать стимулы для фермеров к изменению методов ведения сельского хозяйства. Для преодоления этих социальных барьеров можно использовать государственную политику, рекламу и законы, делающие устойчивое сельское хозяйство обязательным или предпочтительным. Экологические барьеры препятствуют защите и сохранению естественной экосистемы. Для перехода к устойчивому сельскому хозяйству фермерам рекомендуется использовать экологически безопасные пестициды, которые наносят меньший вред здоровью человека и окружающей среде, хотя это и повлечет за собой увеличение производственных затрат. Изменение климата также является быстро растущим барьером, на который фермеры имеют мало влияния, что проявляется в локальных ограничениях. Эти локальные барьеры включают такие факторы, как погодные условия, топография и качество почвы, которые могут привести к потерям урожая и, как следствие, к нежеланию отказываться от традиционных методов. Значительные изменения, такие как снижение скорости потери почвы и питательных веществ, улучшение структуры почвы и повышение уровня полезных микроорганизмов, требуют времени. Финансовые стимулы и обстоятельства играют важную роль в принятии устойчивых практик. Усилия по развитию более устойчивого сельского хозяйства поддерживаются в сообществе сторонников устойчивого развития, однако они часто рассматриваются лишь как постепенные шаги, а не как конечная цель.

Различные точки зрения на определение

Существует дискуссия об определении устойчивости в сельском хозяйстве. Это определение можно охарактеризовать двумя различными подходами: экоцентрическим и техноцентрическим. Экоцентрический подход делает акцент на отсутствии или низких темпах развития человечества и фокусируется на органических и биодинамических методах ведения сельского хозяйства с целью изменения моделей потребления, распределения и использования ресурсов. Техноцентрический подход утверждает, что устойчивости можно достичь с помощью различных стратегий – от внедрения государственно регулируемых изменений в промышленную систему, таких как системы земледелия, ориентированные на сохранение ресурсов, до утверждения, что биотехнологии – лучший способ удовлетворить растущий спрос на продовольствие. Оба подхода имеют сходства, но по-разному рассматривают функции сельского хозяйства. Сторонники философии многофункционального сельского хозяйства сосредотачиваются на подходах, ориентированных на фермерское хозяйство, и определяют функцию как результаты сельскохозяйственной деятельности. Подход, основанный на экосистемных услугах, исходит из того, что отдельные люди и общество в целом получают выгоду от экосистем, которые называются «экосистемными услугами». В устойчивом сельском хозяйстве экосистемы предоставляют такие услуги, как опыление, почвообразование и круговорот питательных веществ, которые являются необходимыми функциями для производства продуктов питания. Также утверждается, что устойчивое сельское хозяйство лучше всего рассматривать как экосистемный подход к сельскому хозяйству, известный как агроэкология.

Этика

Большинство специалистов в области сельского хозяйства согласны с тем, что стремление к устойчивости – это моральное обязательство. Такая система приведет к повышению устойчивости к болезням и уменьшению последствий эрозии и потери питательных веществ в почве. Например, фиксация азота бобовыми культурами, используемая совместно с растениями, зависящими от нитратов из почвы для роста, способствует ежегодному повторному использованию земли. Бобовые культуры растут в течение сезона и восполняют запасы аммиака и нитратов в почве, после чего в следующем сезоне на этом поле можно высевать и выращивать другие растения для последующего сбора урожая. Устойчивые методы борьбы с сорняками могут помочь замедлить развитие сорняков, устойчивых к гербицидам. Севооборот также может восполнять запасы азота при использовании бобовых культур в схеме севооборота и более эффективно использовать ресурсы. Существует множество способов ведения устойчивого животноводства. Инструменты управления пастбищами включают ограждение пастбищных угодий на небольшие участки, называемые загонами, снижение плотности скота и частое перемещение скота между загонами.

Интенсификация

Целью интенсификации является увеличение производства. Устойчивая интенсификация охватывает конкретные методы ведения сельского хозяйства, которые повышают продуктивность и одновременно способствуют улучшению состояния окружающей среды. Желаемые результаты для фермерского хозяйства достигаются без расширения посевных площадей или уничтожения естественной среды обитания; производительность системы повышается без какого-либо негативного воздействия на окружающую среду. Устойчивая интенсификация стала приоритетной задачей для Организации Объединенных Наций. Устойчивая интенсификация отличается от предыдущих методов интенсификации тем, что уделяет особое внимание более широкому спектру экологических результатов. По состоянию на 2018 год прогнозировалось, что в 100 странах в общей сложности 163 миллиона ферм будут использовать методы устойчивой интенсификации. Площадь сельскохозяйственных угодий, охваченных этими методами, составляет 453 миллиона гектаров, что эквивалентно 29% всех ферм в мире. В связи с обеспокоенностью по поводу продовольственной безопасности, роста численности населения и сокращения площади пригодных для сельского хозяйства земель, необходимы устойчивые методы интенсивного земледелия для поддержания высоких урожаев, сохраняя при этом здоровье почвы и экосистемные услуги. Способность экосистемных услуг быть достаточно сильными, чтобы позволить сократить использование невозобновляемых ресурсов при сохранении или повышении урожайности, является предметом многочисленных дискуссий. Недавние исследования в системе производства орошаемого риса в Восточной Азии показали, что, по крайней мере, в отношении борьбы с вредителями, стимулирование экосистемной услуги биологического контроля с использованием нектароносных растений может снизить потребность в инсектицидах на 70%, обеспечивая при этом увеличение урожайности на 5% по сравнению с традиционными методами. Вертикальное земледелие – это концепция, обладающая потенциальными преимуществами, такими как круглогодичное производство, изоляция от вредителей и болезней, контролируемая переработка ресурсов и снижение транспортных расходов.

Вода

Водоэффективность можно повысить, сократив потребность в орошении и используя альтернативные методы. К таким методам относятся: исследования засухоустойчивых культур, мониторинг транспирации растений и снижение испарения с поверхности почвы. Засухоустойчивые культуры активно исследуются как способ решения проблемы нехватки воды. Они генетически модифицируются для адаптации к условиям недостатка влаги. Это выгодно, поскольку снижает потребность в орошении и способствует сохранению водных ресурсов. Несмотря на обширные исследования, существенных результатов пока не достигнуто, так как большинство успешно выведенных видов не окажут значительного влияния на общее водосбережение. Однако некоторые зерновые культуры, например рис, успешно генетически модифицированы для повышения засухоустойчивости.

Почва и питательные вещества

В качестве почвенных улучшений используют компост из центров переработки отходов. Использование компоста из отходов двора и кухни позволяет использовать местные ресурсы. Отказ от обработки почвы перед посевом и оставление растительных остатков после сбора урожая снижает испарение влаги из почвы, а также предотвращает эрозию почвы. Растительные остатки, оставленные на поверхности почвы, могут уменьшить испарение воды, понизить температуру верхнего слоя почвы и ослабить воздействие ветра. Они способствуют растворению фосфора, уже содержащегося в почве, используя такие процессы, как выработка органических кислот и реакции ионного обмена, для обеспечения его доступности для растений. Микориза – это тип взаимовыгодного симбиотического союза между растениями и грибами. Эти грибы способны повысить поглощение питательных веществ в почве, где фосфор фиксируется алюминием, кальцием и железом. Определенные растения можно выращивать как биофумиганты, или "натуральные" фумиганты, выделяющие соединения, подавляющие вредителей, при измельчении, запахивании в почву и укрытии пластиковой пленкой на четыре недели. Растения семейства Капустные (Brassicaceae) выделяют большое количество токсичных соединений, таких как метил-изотиоцианаты.

Местоположение

Перемещение существующих сельскохозяйственных угодий в экологически более оптимальные места, позволяя экосистемам на покинутых территориях восстанавливаться, может существенно уменьшить текущий углеродный след, потерю биоразнообразия и потребление воды для орошения в мировом производстве сельскохозяйственных культур, при этом перемещение только в пределах национальных границ также обладает значительным потенциалом.

Растения

Устойчивое сельское хозяйство может включать в себя севооборот. Севооборот и сидераты предотвращают эрозию почвы, защищая верхний слой от ветра и воды. Это снижает потребность в удобрениях и пестицидах. Многолетние культуры уменьшают необходимость в обработке почвы, тем самым смягчая эрозию, а также могут быть более устойчивы к засухе, улучшать качество воды и способствовать увеличению содержания органических веществ в почве. Ведутся исследовательские программы по разработке многолетних заменителей существующих однолетних культур, например, замена пшеницы дикой травой Thinopyrum intermedium или создание экспериментальных гибридов этой травы и пшеницы. Возможность достичь всего этого без использования химических веществ – одна из основных целей устойчивого развития, поэтому севооборот является ключевым методом устойчивого сельского хозяйства. Некоторые считают, что органическое сельское хозяйство может производить наиболее устойчивые продукты для потребителей в США, особенно там, где нет других альтернатив, хотя приоритетом органической индустрии является не устойчивость. Согласно данным опроса Министерства сельского хозяйства США, две трети американцев употребляют органические продукты хотя бы время от времени.

Экологическое земледелие

Экологическое сельское хозяйство – это концепция, ориентированная на экологические аспекты устойчивого земледелия. Экологическое земледелие включает в себя все методы, в том числе органические, которые восстанавливают экосистемные услуги, такие как: предотвращение эрозии почвы, инфильтрация и удержание воды, секвестрация углерода в форме гумуса и повышение биоразнообразия. Используется множество техник, включая безотвальную обработку почвы, многовидовые сидераты, полосное земледелие, террасирование, лесополосы, пастбищное выращивание культур и т.д. При реализации экологического земледелия применяется широкий спектр методов и приемов, каждый из которых обладает своими уникальными преимуществами и особенностями внедрения, что способствует повышению устойчивости сельского хозяйства. Генетическое разнообразие сельскохозяйственных культур – один из способов снижения рисков, связанных с монокультурами, которые могут быть уязвимы к изменениям климата. Такая форма биоразнообразия повышает устойчивость культур, укрепляет продовольственную безопасность и увеличивает продуктивность полей в долгосрочной перспективе. Использование биогазовых установок в качестве удобрений снижает потребность в промышленных удобрениях для поддержания урожайности. Другой применяемый метод – интеграция с аквакультурой, которая сочетает рыбоводство и земледелие, используя отходы животноводства и растениеводства и направляя их на рыбоводные фермы для переработки, вместо того чтобы допускать их вымывание в окружающую среду. Ил из рыбоводных прудов также может использоваться для удобрения сельскохозяйственных культур. Это позволяет улучшить и поддерживать плодородие почвы, снизить затраты и повысить урожайность, сократить использование невозобновляемых ресурсов в промышленных удобрениях (азота и фосфора) и уменьшить негативное воздействие интенсивных сельскохозяйственных систем на окружающую среду. Минимизация обработки почвы снижает количество новых сорняков, прорастающих в результате нарушения почвенного покрова.

Преимущества

Экологическое земледелие предполагает внедрение симбиотических видов, где это возможно, для поддержания экологической устойчивости хозяйства. К сопутствующим преимуществам относится сокращение экологического долга и устранение мертвых зон. Экологическое сельское хозяйство – это передовая, практическая разработка, направленная на создание глобально устойчивых систем управления земельными ресурсами и стимулирующая переосмысление важности сохранения биоразнообразия в производстве продуктов питания и конечной сельскохозяйственной продукции. Одним из перспективных направлений является разработка специализированных автоматизированных систем для сканирования и реагирования на состояние почвы и растений, обеспечивающих интенсивный уход за ними. Следовательно, переход к экологическому земледелию может наиболее эффективно использовать возможности информационной эпохи и стать одним из основных потребителей робототехники и экспертных систем.

Вызовы

Задача науки в области экологического земледелия – создать широко распространенную и продуктивную продовольственную систему, которая была бы устойчивой или даже регенеративной. Выбор местоположения фермы относительно потребителя может сократить транспортные расстояния и, тем самым, уменьшить ущерб биосфере от выбросов двигателей внутреннего сгорания, связанных с современной транспортировкой продуктов питания. При проектировании экологической фермы изначально действуют те же ограничения, что и в традиционном сельском хозяйстве: местный климат, физические свойства почвы, бюджет на полезные почвенные добавки, рабочая сила и доступная автоматизация. Однако, долгосрочное управление водными ресурсами с использованием экологических методов земледелия, вероятно, позволит сохранить и увеличить доступность воды для данной местности и потребует значительно меньше ресурсов для поддержания плодородия почвы.

Принципы

Необходимо учитывать определенные принципы, уникальные для экологического земледелия. Производство продуктов питания должно быть экологичным как по происхождению, так и по конечному результату (под "конечным результатом" подразумевается экологический след после сбора урожая, связанный с доставкой продукции до потребителя). Необходимо интегрировать виды, поддерживающие экосистемные услуги, одновременно обеспечивая разнообразие альтернативных продуктов. Следует минимизировать транспортные расходы, упаковку, потребление энергии и количество отходов. Необходимо разработать новую экосистему, отвечающую потребностям человека, опираясь на опыт существующих экосистем по всему миру. Применять знания, основанные на базе данных о почвенных микроорганизмах, для оценки и оптимизации открытий, касающихся экологических преимуществ различных видов микроорганизмов в продуктивных системах, таких как лесные сады; например, в случае естественных микроорганизмов, называемых денитрификаторами.

Традиционное сельское хозяйство

Часто рассматриваемая как по своей сути разрушительная, практика подсечно-огневого земледелия или подсечно-огневого земледелия с перемещением угольков применялась в Амазонии на протяжении тысячелетий. Некоторые традиционные системы сочетают поликультуру с принципами устойчивого развития. В Юго-Восточной Азии рисовые системы с рыбой, используемые на рисовых полях, позволяют выращивать как пресноводную рыбу, так и рис, производя дополнительный продукт и снижая эвтрофикацию соседних рек. Вариант, применяемый в Индонезии, сочетает в себе выращивание риса, рыбы, уток и водяного папоротника; утки поедают сорняки, которые в противном случае ограничивали бы рост риса, экономя трудозатраты и гербициды, а помет уток и рыбы заменяет удобрения. Сельское хозяйство на приподнятых полях в последнее время получило второе рождение в определенных регионах мира, таких как регион Альтиплано в Боливии и Перу. Это возродилось в форме традиционных полей вару-вару, которые создают богатую питательными веществами почву в регионах, где такая почва дефицитна. Этот метод чрезвычайно продуктивен и в последнее время используется коренными народами в этом районе и близлежащем бассейне Амазонки для освоения земель, которые исторически было трудно обрабатывать. К другим формам традиционного сельского хозяйства относятся агролесоводство, севооборот и сбор дождевой воды. Сбор дождевой воды – одна из самых масштабных и распространенных практик, особенно используемая в засушливых районах и сезонах. В Эфиопии более половины ВВП и более 80 процентов экспорта приходится на сельское хозяйство; однако страна известна своими сильными засухами и засушливыми периодами. Сбор дождевой воды считается экономически выгодной альтернативой. Этот вид сбора предполагает сбор и хранение воды с крыш во время сильных дождей для использования в периоды засухи. Сбор дождевой воды играет важную роль в выживании страны, делая акцент на орошении сточными водами, сборе воды с крыш и распространении паводковых вод.

Североамериканское сельское хозяйство

Коренные американцы в Соединенных Штатах практиковали устойчивое сельское хозяйство, используя методы подсечного земледелия для обеспечения своего пропитания. Многие племена выращивали или собирали собственные продукты питания из растений, процветавших в их местных экосистемах. Методы земледелия коренных американцев адаптированы к местным условиям и работают в гармонии с природными процессами. Эта практика называется пермакультурой и предполагает глубокое понимание окружающей среды. Методы ведения сельского хозяйства коренных американцев также включают местное биоразнообразие во многие свои практики, что способствует сохранению здоровья земли. Многие коренные племена использовали в своем сельском хозяйстве метод смешанных посадок (интеркроппинг), при котором на одной территории выращивают несколько культур одновременно. Эта стратегия позволяет культурам помогать друг другу расти, обмениваясь питательными веществами, поддерживая влажность почвы и обеспечивая физическую опору. Культуры, используемые в интеркроппинге, часто не конкурируют за ресурсы, что способствует их успешному росту. Например, многие племена использовали смешанные посадки, такие как сад "Три сестры". Эта техника садоводства включает кукурузу, бобы и тыкву. Эти культуры растут в симбиозе: стебель кукурузы поддерживает бобы, бобы обогащают почву азотом, а тыква сохраняет влагу. Ресурсы сохраняются благодаря соблюдению определенных правил при сборе урожая: никогда не брать первое растение, не брать более половины растений и не брать последнее растение. Это стимулирует дальнейший рост растений и обеспечивает их устойчивое использование в данной местности. Коренные американцы практиковали агролесоводство, осуществляя совместное управление лесом, животными и сельскохозяйственными культурами. Они также способствовали росту деревьев с помощью контролируемых выжиганий и лесоводства. Часто зола, оставшаяся после этих выжиганий, использовалась для удобрения посевов. Улучшение условий в лесу приводило к увеличению популяции местной дикой природы. Коренные американцы позволяли скоту пастись в лесу, что также обеспечивало естественное удобрение для деревьев, улучшая водный цикл, повышая качество экосистемных услуг, поддерживая секвестрацию углерода, повышая устойчивость к изменению климата и укрепляя здоровье и плодородие почвы. Практики включают переработку максимально возможного количества сельскохозяйственных отходов и добавление компостированных материалов из источников за пределами фермы.

Поликультура

Существует ограниченное количество доказательств того, что поликультура может способствовать устойчивому сельскому хозяйству. Мета-анализ ряда исследований поликультур показал, что биоразнообразие полезных насекомых-хищников было выше при сопоставимых урожаях, чем в традиционных системах в некоторых двухкомпонентных системах, сочетающих основную культуру с покровной культурой. Один из подходов к устойчивости – разработка поликультурных систем с использованием многолетних сортов сельскохозяйственных культур. Такие сорта разрабатываются для риса, пшеницы, сорго, ячменя и подсолнечника. Если их можно объединить в поликультуру с бобовыми покровными культурами, такими как люцерна, в систему будет добавлен процесс фиксации азота, что снизит потребность в удобрениях и пестицидах. Некоторые рассматривают "партизанское садоводство" как пример устойчивого развития на практике – в отдельных случаях семена съедобных растений высевались в местных сельских районах.

Гидропоника или культура без почвы

Гидропоника – это альтернатива традиционному сельскому хозяйству, создающая идеальные условия для оптимального роста растений без использования почвенного субстрата. Эта инновационная технология позволяет получать более высокие урожаи, не нанося вреда здоровью почвы. Наиболее значительным недостатком этой устойчивой сельскохозяйственной практики является стоимость ее внедрения.

Стандарты

Системы сертификации важны для сельскохозяйственного сообщества и потребителей, поскольку эти стандарты определяют устойчивость сельскохозяйственной продукции. Существует множество стандартов устойчивого развития и систем сертификации, включая органическую сертификацию, Rainforest Alliance, Fair Trade, UTZ Certified, GlobalGAP, Bird Friendly и Общий кодекс для кофейного сообщества (4C). Эти стандарты также известны как Добровольные стандарты устойчивости (VSS) – частные стандарты, требующие от продукции соответствия конкретным показателям экономической, социальной или экологической устойчивости. Требования могут относиться к качеству или характеристикам продукта, а также к методам производства и переработки, и транспортировке. VSS в основном разрабатываются и продвигаются неправительственными организациями (НПО) или частными компаниями и применяются участниками всей цепочки создания стоимости, от фермеров до розничных продавцов. Сертификаты и маркировки используются для подтверждения успешного внедрения VSS. Согласно карте стандартов ITC, сельскохозяйственная продукция является основной категорией товаров, охватываемых стандартами. Около 500 VSS сегодня применяются к ключевым экспортным товарам многих развивающихся стран, таким как кофе, чай, бананы, какао, пальмовое масло, древесина, хлопок и органические продукты питания. VSS позволяют снизить эвтрофикацию, потребление воды, выбросы парниковых газов и деградацию природных экосистем, и поэтому рассматриваются как потенциальный инструмент для устойчивого сельского хозяйства. USDA разрабатывает органическую маркировку, поддерживаемую национальными стандартами для фермеров и предприятий. Процесс сертификации включает разработку плана органической системы, определяющего методы обработки, выпаса, сбора урожая, хранения и транспортировки продукции. Этот план также управляет и контролирует вещества, используемые вблизи продукции, необходимое обслуживание для ее защиты, а также любые неорганические продукты, которые могут с ней контактировать. Затем план органической системы рассматривается и проверяется сертифицирующим агентом USDA. После получения сертификата продукция получает одобрительную наклейку USDA и распространяется по всей территории США. Для обеспечения ответственности фермеров и гарантии того, что американские потребители получают органическую продукцию, эти проверки проводятся не реже одного раза в год. Это лишь один пример системы устойчивой сертификации, основанной на поддержании качества продукции.

Политика

Устойчивое сельское хозяйство – тема международной политики, касающаяся его потенциала в снижении экологических рисков. В 2011 году Комиссия по устойчивому сельскому хозяйству и изменению климата, в рамках своих рекомендаций для политиков по обеспечению продовольственной безопасности в условиях изменения климата, настоятельно рекомендовала интегрировать устойчивое сельское хозяйство в национальную и международную политику. Комиссия подчеркнула, что возрастающая изменчивость погоды и климатические потрясения негативно скажутся на урожайности, что требует незамедлительных действий для изменения сельскохозяйственных производственных систем в сторону повышения устойчивости. Кроме того, на саммите прошли переговоры, приведшие к значительному сокращению выбросов CO2, достижению углеродной нейтральности, прекращению вырубки лесов и отказа от использования угля, а также ограничению выбросов метана. В ноябре Climate Action Tracker сообщил, что при текущей политике глобальные усилия приведут к повышению температуры на 2,7 °C, и что текущие цели не удовлетворят глобальные потребности, поскольку основная причина отставания от графика – потребление угля и природного газа. После этого, сближающиеся по взглядам развивающиеся страны попросили внести в соглашение поправку, освобождающую развивающиеся страны от обязательств, аналогичных требованиям к развитым странам.

Европейский союз

В мае 2020 года Европейский Союз опубликовал программу "От фермы к столу" для повышения устойчивости своего сельского хозяйства. На официальной странице программы "От фермы к столу" приводится цитата исполнительного вице-президента Европейской комиссии Франса Тиммерманса, который заявил:

> Кризис, вызванный коронавирусом, показал, насколько мы все уязвимы и как важно восстановить баланс между человеческой деятельностью и природой. Стратегии в области биоразнообразия и "От фермы к столу", лежащие в основе "Европейского зеленого курса", направлены на установление нового и лучшего баланса между природой, продовольственными системами и биоразнообразием; на защиту здоровья и благополучия наших граждан и, одновременно, на повышение конкурентоспособности и устойчивости ЕС. Эти стратегии – важнейшая часть масштабных перемен, которые мы начинаем.

Индия

В сотрудничестве с Коалицией по продовольствию и землепользованию (FOLU), CEEW (Совет по энергетике, окружающей среде и водным ресурсам) представил обзор текущего состояния устойчивых методов и систем ведения сельского хозяйства (SAPS) в Индии. Индия стремится к расширению масштабов применения SAPS посредством вовлечения политиков, администраторов, филантропов и других заинтересованных сторон, представляющих собой важную альтернативу традиционному, ресурсоемкому сельскому хозяйству. В рамках этих усилий определены 16 SAPS – включая агролесоводство, севооборот, сбор дождевой воды, органическое и натуральное земледелие – с использованием агроэкологии в качестве методологической основы. В результате анализа установлено, что устойчивое сельское хозяйство в Индии пока не получило широкого распространения. В настоящее время разрабатываются дальнейшие предложения по ряду мер по продвижению SAPS, включая реструктуризацию государственной поддержки и создание надежной доказательной базы для оценки преимуществ и внедрения устойчивых методов ведения сельского хозяйства. Примером инициатив в Индии, направленных на изучение возможностей устойчивого земледелия, является фонд Sowgood, некоммерческая организация, основанная педагогом Прагати Часвал. Фонд начал свою деятельность с обучения детей начальной школы основам устойчивого земледелия, помогая им выращивать сельскохозяйственные культуры на небольших участках в пригородных фермерских хозяйствах и садах. В настоящее время многие государственные и частные школы в Дели, Индия, внедрили учебную программу фонда Sowgood по устойчивому земледелию для своих учеников.

Израиль

В 2012 году израильское министерство сельского хозяйства достигло пика израильской приверженности политике устойчивого сельского хозяйства. Важным элементом этой политики стало финансирование программ, обеспечивающих доступность устойчивого сельского хозяйства для небольших палестинских арабских общин. Целью программы было создание биоразнообразия, обучение фермеров устойчивым методам ведения сельского хозяйства и проведение регулярных встреч для участников сельскохозяйственной отрасли. Однако этот план вызвал неоднозначную реакцию: его противники утверждают, что он создает новую социальную структуру и является инструментом для усиления власти правительства.

История

В 1907 году американский писатель Франклин Кинг в своей книге "Фермеры сорока веков" обсуждал преимущества устойчивого сельского хозяйства и предупреждал, что такие практики будут жизненно важны для сельского хозяйства в будущем. Сообщается, что термин "устойчивое сельское хозяйство" был придуман австралийским агрономом Гордоном МакКлимонтом. Термин получил распространение в конце 1980-х годов. В 2002 году Международное общество садоводческой науки организовало международный симпозиум по устойчивому развитию садоводства на Международном садоводческом конгрессе в Торонто. На следующей конференции в Сеуле в 2006 году эти принципы были обсуждены более подробно. О потенциальной неспособности прокормить мировое население беспокоились еще с начала 1800-х годов, со времен английского политического экономиста Томаса Мальтуса, но в последнее время эта проблема приобрела особую актуальность. Начиная с конца двадцатого и начала двадцать первого века, этот вопрос стал широко обсуждаться в США из-за растущей обеспокоенности быстро растущим мировым населением. Сельское хозяйство на протяжении долгого времени является крупнейшей отраслью в мире и требует значительных земельных, водных и трудовых ресурсов. На рубеже двадцать первого века эксперты ставили под сомнение способность отрасли обеспечивать растущее население.