Agroecology

AgroecologyEcological understanding of farming systems

What is agroecology?

Agroecology is

a scientific discipline that uses ecological theory to study, design, manage and evaluate agricultural systems that are productive but also resource conserving

concerned with the maintenance of a productive agriculture that sustains yields and optimizes the use of local resources while minimizing the negative environmental and socio-economic impacts of modern technologies.. AgroecologyScience, technology, object, goal & motivationApplicationAgroecological research

considers interactions of all important biophysical, technical and socioeconomic components of farming systems, and

regards these systems as the fundamental units of study, where mineral cycles, energy transformations, biological processes and socioeconomic relationships are analyzed as a whole in an interdisciplinary fashion

THE MEANING AND PRINCIPLES OF AGROECOLOGY

The particular methods or technologies promoted by agroecologists build upon local skills and are adapted to local agroecological and socioeconomic conditions

The implementation of such agroecological principles within the context of a pro-poor, farmer-centered rural development strategy is essential for healthy, equitable, sustainable and productive systems

THE MEANING AND PRINCIPLES OF AGROECOLOGY

Agroecology is the holitstic study of agroecosystems, including all environmental and human elements. It focuses on the form, dynamics and functions of their interrelationships and the processes in which they are involved.

An area used for agricultural production, e.g. a field, is seen as a complex system in which ecological processes found under natural conditions also occur, e.g. nutrient cycling, predator/prey interactions, competition, symbiosis and successional changes.

THE MEANING AND PRINCIPLES OF AGROECOLOGY

Implicit in agroecological research is the idea that, by understanding these ecological relationships and processes, agroecosystems can be manipulated to improve production and to produce more sustainably, with fewer negative environmental or social impacts and fewer external inputs (Altieri 1995)

The design of such systems is based on the application of the following ecological principles (Reinjntjes et al. 1992)

ecological principles

Enhance recycling of biomass and optimizing nutrient availability and balancing nutrient flow.

Securing favorable soil conditions for plant growth, particularly by managing organic matter and enhancing soil biotic activity.

Minimizing losses due to flows of solar radiation, air and water by way of microclimate management, water harvesting and soil management through increased soil cover.

Species and genetic diversification of the agroecosystem in time and space.

Enhance beneficial biological interactions and synergisms among agrobiodiversity components thus resulting in the promotion of key ecological processes and services

Agroecosystem vs. natural ecosystem

Natural ecosystem is closed, or at least, unmanaged ecosystem

Closed ecosystemall elements recycled through ecosystemnot often pure closed ecosystems anymorehumans frequently involved

Agroecosystem is an open ecosystem, or managed ecosystem:

Producer moves plants, animals, environmental factors (fertilizers, feed) in & out of ecosystem

Will not continue on its own without management

If left alone, would progress toward closed ecosystem, but probably not the same as original ecosystem before agriculture without human input again

NUTRIENT CYCLING

Agroecosytem

Using the soil as a pool of nutrients:

Inputs:

Fertilizers

Crop residues

Atmosphere

Nitrogen fixation

Outputs:

Crops ( then removal from area

Erosion

Leaching

Run-off

NUTRIENT CYCLING

Natural Ecosystem:

Inputs:

Plant residue

Animal wastes

Animal residue

Atmosphere

Nitrogen fixation

Outputs:

Plants( animals grazing on plants

Denitrification

Run-off

leaching

Glossary of Terms Used in Agroecology

Ecology

study of relationships of living things to their environment & each other

Ecosystem

interaction between all living organisms in an area with their environment

Agroecosystem

interaction between crops, animals and environment within a farm or ranch operationcrops, animals, soils, weeds, insects, diseases, weather, climate, microorganismsmostly will focus on plants

Glossary of Terms Used in Agroecology

agroecology

The science of applying ecological concepts and principles to the design and management of sustainable agroecosystems

ecotone

A zone of gradual transition between two distinct ecosystems, communities, or habitats

Glossary of Terms Used in Agroecology

ecological diversity

The degree of heterogeneity of an ecosystems or agroecosystems species makeup, genetic potential, vertical spatial structure, horizontal spatial structure, trophic structure, ecological functioning, and change over time.

ecological energy inputs

Forms of energy used in agricultural production that come directly from the sun.

ecological niche

An organisms place and function in the environment, defined by its utilization of resources.

Agroecosystem vs. natural ecosystem

Natural ecosystem is closed, or at least, unmanaged ecosystem

Closed ecosystemall elements recycled through ecosystemnot often pure closed ecosystems anymorehumans frequently involved

Agroecosystem is an open ecosystem, or managed ecosystem:

Producer moves plants, animals, environmental factors (fertilizers, feed) in & out of ecosystem

Will not continue on its own without management

If left alone, would progress toward closed ecosystem, but probably not the same as original ecosystem before agriculture without human input again

Agroekologi Ekologi pemahaman tentang sistem pertanian

Apa agroekologi? Agroekologi adalah suatu disiplin ilmu yang menggunakan teori ekologis untuk belajar, desain, mengelola dan mengevaluasi sistem pertanian yang produktif, tetapi juga sumber daya konservasi prihatin dengan pemeliharaan pertanian yang produktif yang mendukung hasil dan mengoptimalkan penggunaan sumber daya lokal dan meminimalkan dampak lingkungan dan sosial-ekonomi negatif teknologi modern ..

Agroekologi Ilmu pengetahuan, teknologi, objek, tujuan & motivasi Aplikasi Agroekologi penelitian menganggap interaksi dari semua biofisik penting, komponen teknis dan sosial ekonomi sistem pertanian, dan( ( menganggap sistem ini sebagai unit dasar studi, di mana mineral siklus, transformasi energi, proses biologi dan hubungan sosial ekonomi dianalisis secara keseluruhan dengan cara interdisipliner MAKNA DAN PRINSIP agroekologi ( Metode-metode tertentu atau teknologi dipromosikan oleh agroecologists membangun keterampilan lokal dan disesuaikan dengan kondisi agroekologi dan sosial ekonomi lokal ( Penerapan prinsip-prinsip agroekologi tersebut dalam konteks pro-miskin, petani-berpusat strategi pembangunan pedesaan adalah penting untuk sehat, adil, sistem yang berkelanjutan dan produktif MAKNA DAN PRINSIP agroekologi agroekologi adalah studi holitstic dari AGROEKOSISTEM, termasuk semua elemen lingkungan dan manusia.( Ini berfokus pada bentuk, dinamika dan antar hubungan mereka fungsi dan proses di mana mereka terlibat. Suatu area yang digunakan untuk produksi pertanian, misalnya( lapangan, dipandang sebagai sistem yang kompleks di mana proses ekologi ditemukan dalam kondisi alam juga terjadi, misalnya gizi bersepeda, predator / interaksi mangsa, kompetisi, simbiosis dan perubahan suksesi. MAKNA DAN PRINSIP agroekologi ( Tersirat dalam penelitian agroekologi adalah gagasan bahwa, dengan memahami hubungan ekologi dan proses, AGROEKOSISTEM dapat dimanipulasi untuk meningkatkan produksi dan untuk menghasilkan lebih berkelanjutan, dengan lebih sedikit dampak lingkungan atau sosial negatif dan input eksternal yang lebih sedikit (Altieri 1995) Perancangan sistem tersebut didasarkan pada penerapan prinsip-prinsip ekologi berikut (Reinjntjes et al. 1992)( prinsip ekologi Meningkatkan daur ulang biomassa dan mengoptimalkan ketersediaan hara dan menyeimbangkan aliran hara.( ( Mengamankan kondisi tanah menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman, khususnya dengan cara mengelola bahan organik dan meningkatkan aktivitas biota tanah. ( Meminimalkan akibat arus kerugian radiasi matahari, udara dan air dengan cara pengelolaan iklim mikro, pemanenan dan pengelolaan air tanah melalui tanah penutup meningkat. Jenis dan diversifikasi genetik dari agroekosistem dalam ruang dan waktu.( ( Meningkatkan biologis dan interaksi menguntungkan antara komponen agrobiodiversity synergisms sehingga mengakibatkan dalam mempromosikan proses-proses ekologis utama dan layanan

Agroekosistem vs ekosistem alam Alam ekosistem tertutup, atau setidaknya, ekosistem unmanaged( Tutup semua elemen ekosistem-daur ulang melalui ekosistem-ekosistem tertutup tidak murni lagi sering-sering terlibat manusia agroekosistem merupakan ekosistem terbuka, atau dikelola ekosistem:( Produser bergerak tanaman, hewan, faktor lingkungan (pupuk, pakan) dalam & luar ekosistem Tidak akan melanjutkan sendiri tanpa manajemen Jika dibiarkan sendiri, akan kemajuan menuju ekosistem tertutup, tapi mungkin bukan ekosistem yang sama seperti asli sebelum pertanian tanpa masukan manusia lagi

Nutrisi Bersepeda Agroecosytem( Menggunakan tanah sebagai kolam nutrisi: Input: Pupuk( Tanaman residu( Atmosfer( fiksasi Nitrogen( Hasil: kemudian dihapus dari wilayah( (Tanaman Erosi( Pelucutan( Run-off Nutrisi Bersepeda Alam Ekosistem:( Input: Tanaman residu( Hewan limbah( Hewan residu( Atmosfer( fiksasi Nitrogen( Hasil: hewan merumput pada tanaman( (Tanaman denitrifikasi( Run-off( leaching(

Daftar Istilah Digunakan agroekologi Ekologi( studi tentang hubungan makhluk hidup dengan lingkungan mereka & saling Ekosistem( interaksi antara semua organisme yang hidup di daerah dengan lingkungan mereka agroekosistem( interaksi antar tanaman, hewan dan lingkungan di dalam sebuah peternakan atau operasi peternakan-tanaman, hewan, tanah, rumput liar, serangga, penyakit, cuaca, iklim, mikroorganisme-sebagian besar akan fokus pada tanaman

Daftar Istilah Digunakan agroekologi agroekologi( Ilmu menerapkan konsep ekologi dan prinsip-prinsip untuk desain dan pengelolaan yang berkelanjutan AGROEKOSISTEM ecotone( Zona transisi bertahap antara dua ekosistem yang berbeda, masyarakat, atau habitat Daftar Istilah Digunakan agroekologi keragaman ekologi( Tingkat heterogenitas dari ekosistem atau spesies agroekosistem's makeup, potensi genetik, tata ruang vertikal, tata ruang horisontal, struktur trofik, fungsi ekologis, dan perubahan dari waktu ke waktu. masukan energi ekologi( Bentuk energi yang digunakan dalam produksi pertanian yang datang langsung dari matahari. ekologi niche( Sebuah tempat organisme dan fungsi di lingkungan, didefinisikan oleh pemanfaatan sumber daya. Agroekosistem vs ekosistem alam Alam ekosistem tertutup, atau setidaknya, ekosistem unmanaged( Tutup semua elemen ekosistem-daur ulang melalui ekosistem-ekosistem tertutup tidak murni lagi sering-sering terlibat manusia agroekosistem merupakan ekosistem terbuka, atau dikelola ekosistem:( Produser bergerak tanaman, hewan, faktor lingkungan (pupuk, pakan) dalam & luar ekosistem Tidak akan melanjutkan sendiri tanpa manajemen Jika dibiarkan sendiri, akan kemajuan menuju ekosistem tertutup, tapi mungkin bukan ekosistem yang sama seperti asli sebelum pertanian tanpa masukan manusia lagiEKOLOGI PERTANIAN

BAHAN KAJIAN AGROEKOLOGI

Pemahaman tentang sistem pertanian sejak era revolusi industri hingga saat ini yang cenderung mengeksploitasi lingkungan serta perkembangan populasi global terutama negara dunia ketiga yang tidak seimbang dengan ketersediaan pangan

konsep ekosistem dan agroekosistem, sumberdaya genetik dalam agroekosistem, interaksi spesies pada komunitas tanaman, diversitas dan stabilitas ekosistem, gangguan, suksesi dan manajemen agroekosistem, energi dalam agroekosistem, interaksi antara agroekosistem dengan ekosistem alami

ekosistem pertanian daerah tropika yang relevan dengan permasalahan global, sebagai dasar pengelolaan sumber daya alam untuk menunjang sistem pertanian yang berlanjut di indonesia

POKOK BAHASAN

RUANG LINGKUP EKOLOGI PERTANIAN

KONSEP EKOSISTEM

KONSEP AGROEKOSISTEM

FAKTOR LINGKUNGAN (Ecosystem Service ?)

PROSES POPULASI DI PERTANIAN

SUMBERDAYA GENETIK DALAM AGROEKOSISTEM

INTERAKSI SPESIES PADA KOMUNITAS TANAMAN

DIVERSITAS DAN STABILITAS EKOSISTEM

GANGGUAN, SUKSESI DAN MANAJEMEN AGROEKOSISTEM

ENERGI DALAM AGROEKOSISTEM

INTERAKSI ANTARA AGROEKOSISTEM DENGAN EKOSISTEM ALAMI

PENCAPAIAN SUSTAINABILITY

DARI PERTANIAN BERLANJUT MENUJU SISTEM PANGAN YANG BERLANJUT

SUSTAINABILITY

MEMPUNYAI EFEK MINIMAL TERHADAP LINGKUNGAN, TIDAK MERACUNI ATAU MERUSAK ATMOSFIR, AIR ATAU AIR TANAH

KONSERVASI DAN MEMPERBAIKI KESUBURAN TANAH, MENGENDALIKAN EROSI TANAH MEMELIHARA KESEHATAN TANAH SECARA EKOLOGIS

EFISIENSI PENGGUNAAN AIR

PEMANFAATAN SUMBERDAYA DALAM AGROEKOSISTEM DENGAN MENGELIMINIR EXTERNAL INPUT

KONSERVASI KERAGAMAN BIOLOGIS

JAMINAN, DUKUNGAN TEKNOLOGI DAN PENGENDALIAN SUMBERDAYA PERTANIAN

Ekosistem : sistem ekologi

Suatu habitat tempat terjadi hubungan timbal balik antara organisme (biotik) dengan lingkungan tidak hidup (abiotik) dalam pertukaran energi atau sumber daya yang berlangsung dalam siklus kontinyu

Agroekosistem : sistem ekologi pertanian

Ekosistem yang telah dikembangkan oleh manusia (secara intensif) menjadi area pertanian (pengelolaan tanaman untuk pemenuhan kebutuhan hidup manusia)

Environmental Sustainability:A vital component of Asias rice ecosystemsK.L. Heong - IRRI INTERNATIONAL RICE CONFERENCE BALI INDONESIA SEPTEMBER 2005

Environmental sustainability is essential to achieving all other MDGs.

Environmental sustainability means meeting current human needs without undermining the capacity of the environment to provide for those needs in the long term.

Source: MDG Task Force on Environmental Sustainability

Vicious cycle of Millenium Development Goals (MDGs)

Eradicate extreme poverty

Achieve universal primary education

Promote gender equality

Reduce child mortality

Improve maternal health

Combat diseases, HIV/AIDS, malaria

Environmental sustainability

Develop global partnerships

Ecosystem Services The benefits people obtain from ecosystems

AGROECOLOGY

the application of ecological concepts and principles to design and management of sustainable agroecosystems

2 sciences : ecology and agronomy

Keberlanjutan Lingkungan:Sebuah komponen penting dari ekosistem padi AsiaK.L. Heong - IRRIKONFERENSI INTERNASIONAL PADI - INDONESIA BALI September 2005keberlanjutan lingkungan adalah penting untuk mencapai semua MDGs lainnya.keberlanjutan lingkungan berarti memenuhi kebutuhan manusia saat ini tanpa merusak lingkungan kapasitas untuk menyediakan kebutuhan-kebutuhan dalam jangka panjang.Sumber: Satuan Tugas MDG pada Keberlanjutan Lingkungan

Siklus setan Millenium Development Goals (MDGs) Memberantas kemiskinan ekstrim Mencapai pendidikan dasar universal Mempromosikan kesetaraan gender Mengurangi tingkat kematian anak Meningkatkan kesehatan ibu Memerangi penyakit, HIV / AIDS, malaria Lingkungan keberlanjutan Mengembangkan kemitraan globalLayanan EkosistemOrang memperoleh manfaat dari ekosistemAgroekologi penerapan konsep ekologi dan prinsip-prinsip untuk merancang dan pengelolaan berkelanjutan AGROEKOSISTEM 2 ilmu: ekologi dan agronomiAgroecologyEcological understanding of farming systems

Agroecosystems - contextAgroecosystems: perspectives Historical

Social

Ecological

Biological

Technical

Historical perspectivesEarly human foraging 250,000 years ago

Nomadic hunter gatherers

Small communities in open landscapes

Human evolution and early cultural development

Social structure: clan/family groups

Food: wild animals, grains, nuts, berries, tubers

Problems: predators, resource depletion, adverse selection, rival clans

Innovations: domestication of dogs

Adverse selection Gathering of wild cereal grain

Normal retention frequency distribution

People collect the easiest ones

Moves population mean to genotypes with greater retention

In short time local populations become costlier to collect

Prehistoric agriculture Started 15,000 years ago

Small semi-sedentary communities

Stone tools

Early agriculture

Early art

Social structure: larger clan/family groups

Food: wild animals and plants, local produce

Problems: predators, resource depletion, rival clans

Innovations: domestication of grains, herbivores

Domestication Cultivation of cereal grain

Wild populations have normal retention frequency distribution

Planting of loose grains

Crop population mean with low retention

Crop populations become more profitable to collect

Ancient agriculture Started 5,000 years ago

Larger villages, cities

Large-scale agriculture

Metal tools

Soil cultivation, irrigation

Food storage

Burocracy

Social structure: large non-family groups

Food: local produce, storage

Problems: predators, resource depletion, rival clans

Innovations: domestication of vegetables, fruit trees, cats

Medieval agriculture Started 1,500 years ago

Feudal relations

Large cities, manors

Large-scale agriculture

Sustenance and profit

Plowing, fertilization

Social structure: serfdom

Food: local produce, storage, import

Problems: food shortage, desease

Innovations: selection, work

differentiation

Modern agriculture Started 200 years ago

Population increase

Land development

Production maximization

Mechanization

Profit

Social structure: family business

Food: local produce, storage, import, industrial processing

Problems: pests, pollution, subsidies, capital investment

Innovations: science-based, hybrid cropsContemporary agriculture Started ca 60 years ago

Population increase

Reduced natural area

Production maximization

Globalization

Profit

Social structure: private and corporate business

Food: import/export, industrial processing

Problems: pests, pollution, subsidies, capital investment,

encroachment on nature, global warming

Innovations: bio-industry, precision agriculture, genetic engineering,

alternative life-styles

Social perspectives Sociology

Economy

Politics

Culture

Religion

Heritage

Education

Ecological perspectivesBiological perspectives Genetics, genomics

Physiology and biochemistry

Phytopathology

Soil microbiolog

Technical perspectives Irrigation

Soil preparation

Planting and sowing

Fertiliser application

Harvesting

Agroekologi Ekologi pemahaman tentang sistem pertanian AGROEKOSISTEM - konteks AGROEKOSISTEM: perspektif Sejarah( Sosial( Ekologi( Biologi( Teknis(

Perspektif sejarah Awal manusia makan 250.000 tahun yang lalu( nomaden pemburu pengumpul( kecil masyarakat di lanskap terbuka( Evolusi manusia dan pengembangan budaya awal( Struktur Sosial: klan / kelompok keluarga Makanan: hewan liar, biji-bijian, kacang-kacangan, buah, umbi Masalah: predator, penipisan sumber daya, seleksi negatif, klan saingannya Inovasi: domestikasi anjing Adverse seleksi Mengumpulkan biji serealia liar( Normal retensi distribusi frekuensi( orang yang paling mudah mengumpulkan( bergerak berarti populasi genotipe dengan retensi yang lebih besar( Dalam waktu singkat populasi lokal menjadi lebih mahal untuk mengumpulkan(

Prasejarah pertanian Memulai 15.000 tahun yang lalu( Kecil semi-menetap komunitas( Peralatan Stone( pertanian(Awal seni(Awal Struktur Sosial: marga yang lebih besar / kelompok keluarga Makanan: hewan liar dan tanaman, lokal menghasilkan Masalah: predator, penipisan sumber daya, klan saingannya Inovasi: domestikasi butir, herbivora

Domestikasi Budidaya sereal gandum( Wild populasi memiliki distribusi frekuensi normal retensi( Penanaman butir longgar( Tanaman populasi berarti dengan retensi rendah( Tanaman populasi menjadi lebih menguntungkan untuk mengumpulkan(

Kuno pertanian Memulai 5.000 tahun yang lalu( lebih besar desa-desa, kota-kota( pertanian skala besar( alat(Logam Tanah budidaya, irigasi( Makanan penyimpanan( Burocracy( Struktur sosial: keluarga besar kelompok non- Makanan: menghasilkan lokal, penyimpanan Masalah: predator, penipisan sumber daya, klan saingannya Inovasi: domestikasi dari sayuran, buah pohon, kucing Abad Pertengahan pertanian Mulai 1500 tahun yang lalu( hubungan Feodal( kota-kota besar, manors( pertanian skala besar( rezeki dan keuntungan( pembajakan, pemupukan( Struktur sosial: perbudakan Makanan: menghasilkan lokal, penyimpanan, impor Masalah: kekurangan makanan, penyakit Inovasi: seleksi, bekerja diferensiasi

Modern pertanian Memulai 200 tahun yang lalu( meningkatkan(Penduduk Tanah yang dikembangkan( Produksi maksimalisasi( Mekanisasi( Laba( Struktur sosial: bisnis keluarga Makanan: menghasilkan lokal, penyimpanan, impor, industri pengolahan Masalah: hama, polusi, subsidi, modal investasi Inovasi: tanaman berbasis ilmu, hibrida

Kontemporer pertanian Memulai ca 60 tahun yang lalu( meningkatkan(Penduduk Berkurangnya luas alam( Produksi maksimalisasi( (Globalisasi Laba( Struktur sosial: bisnis swasta dan korporasi Makanan: impor / ekspor, industri pengolahan Masalah: hama, polusi, subsidi, penanaman modal, perambahan pada alam, pemanasan global Inovasi: bio-industri, pertanian presisi, rekayasa genetik, alternatif gaya hidup

Perspektif Sosial Sosiologi( Ekonomi( Politik( Budaya( Agama( Heritage( Pendidikan(

Perspektif ekologi Biologi perspektif Genetika, genomics( Fisiologi dan biokimia( Fitopatologi( Tanah microbiolog(

Perspektif Teknis Irigasi( Tanah persiapan( Penanaman dan menabur( aplikasi(Pupuk Panen(AgroecologyEcological understanding of farming systems

Agroecosystem

Mostly through controlling of crop environment

Agricultural Production Ecosystem

Activites of crop production through elimination of natural ecosystems (eg, soil tillage, pest control)

Agroeosystem Development

Food extraction / collection

Characteristics

Nature supports human population ( degradation < restoration

Small families

Population control: baby killings, abortion, primitif contraception

Domination of single resource in natural eciosystems

4 categories of agroecosystem development

Shifting cultivation

Subsistent cultivation

Livestock farming

Industrial agriculture

Shifting cultivation

Transition period

The transition of food collection era to subsistent cultivation

Characteristics

Using stone tools for cultivating several crops

Development of pre-agricultural communities (settle, cultivate, animal husbandry)

Small number of community member

There was no food accumulation

Good community health

2 main patterns of agriculture development

Agriculture on fertile soils (river alluvium and andisol or productive rice fields)

Shifting cultivation (slash-and-burn cultivation, ladang)

Subsistent Agriculture

No production increase (1 ton sereal/ha); it was only sufficient to support own family.

Land is used intensively (2 crop rotations)

Land buffering capacity became low

Organic matters as fertilizer sources (traditional and only 25 kg/ha of N + P2O5 and K2O per year)

LIVESTOCK FARMING The trigger of agriculture revolution

Characteristics

Agriculture extensification

Animal husbandry

Valuable labours

Industrial Agriculture Increased production is in line with the use of chemical fertilizes

Increased crop rotations (from 2 to 4)

Double yield increase

Law of demenishing return applies

Consequents

Oversupply of chemical fertilizers

Reducing fossil fuel (for producing fertilizers)

Agroekologi Ekologi pemahaman tentang sistem pertanian Agroekosistem Sebagian besar melalui pengendalian lingkungan tanaman( Produksi Pertanian(Ekosistem Kegiatan produksi tanaman melalui eliminasi ekosistem alam (misalnya, tanah olah, pengendalian hama)

Pengembangan Agroeosystem Makanan ekstraksi / koleksi( (Karakteristik ( Alam mendukung degradasi populasi manusia