Kryzys ekologiczny we współczesnym świecie jest faktem powszechnie znanym i w związku z tym w wielu krajach poszukuje się sposobów zapobiegania skażeniu środowiska i żywności. W skażeniu tym udział ma nie tylko przemysł ale i rolnictwo, w którym stosuje się nawozy sztuczne i toksyczne środki ochrony roślin. Dlatego też zmierza się do eliminowania szkodliwych środków chemicznych i zastępowania ich organicznymi metodami uprawy.
Jednym z kierunków rolnictwa ekologicznego jest ANOG (Arbeitsgemeinschaft fur Naturgemassen Qualitatsahbau von Obst und Gemuse, czyli stowarzyszenie producentów warzyw i owoców wysokiej jakości w zgodzie z naturą) działające w Niemczech. Jego celem jest uprawianie warzyw i owoców o wysokiej wartości biologicznej, korzystnie wpływających na zdrowie konsumentów i odznaczających się wyjątkowymi walorami smakowymi. Uprawy prowadzi się w taki sposób aby osiągnąć nie tylko wysokie plony ale i wysoką zawartość określonych substancji odżywczych. Na przykład zawartość karotenów w korzeniach marchwi w zależności od warunków uprawy może się wahać od 4 do 13 mg/100 g. O uzyskiwaniu odpowiednich plonów decyduje stan gleby, sposób jej użyźniania, dobór odpowiednich odmian a także właściwych terminów zasiewów, zbiorów i zabiegów pielęgnacyjnych. Na skalę towarową metodę tę stosuje się również w Holandii, Szwajcarii, Austrii i we Włoszech.
Inny kierunek rolnictwa ekologicznego to system Lamaire – Baucher. Jego twórcy wychodzą z założenia, że równowagę w glebie podtrzymują rośliny motylkowe i komposty organiczne. Zalecają ponadto stosowanie Calgamolu, produktu wytwarzanego z alg morskich, który odgrywa rolę katalizatora w biologicznych procesach przetwarzania azotu.
Kolejnym kierunkiem jest tzw. rolnictwo makrobiotyczne, opierające się na założeniach filozofii Wschodu o dwubiegunowości świata – energii Yang i Yin. Kierunek ten stosowany jest tylko w ograniczonym zakresie i nie osiągnął skali towarowej.
Na skalę towarową stosuje się natomiast metody rolnictwa organiczno-biologiczno-holistycznego. Jego zasady sprowadzają się do całościowego traktowania podstawowych procesów biologicznych. Zwraca się w nim uwagę, że optymalny przebieg procesów życiowych osiąga się tylko w zamkniętym cyklu krążenia substancji biologicznej, a więc: gleba – roślina – zwierzę – człowiek. Wszelkie substancje obce muszą być z tego cyklu wyłączone, ponieważ zakłócają oddziaływanie wpływu naturalnego środowiska i uniemożliwiają wypełnianie zadań każdego z jego elementów.
W krajach zachodniej, środkowej i północnej Europy najszerzej znane jest rolnictwo biodynamiczne. Jego podstawowym założeniem jest osiągnięcie harmonijnej współpracy między ziemią a człowiekiem. W gospodarstwach biodynamicznych nie stosuje się nawozów mineralnych i chemicznych środków ochrony roślin. Zaleca się natomiast preparaty, które po pewnym czasie doprowadzają glebę do takiej kondycji, że nawozy stają się niepotrzebne. Podstawą nawożenia ziemi jest kompleksowy obornik pochodzący z własnego gospodarstwa. Za optymalną obsadę inwentarza żywego uważa się 1 sztukę bydła na 1 ha ziemi. Do obornika przed jego kompostowaniem dodaje się różnego rodzaju odpadki organiczne i specjalne preparaty biodynamiczne, które mogą również służyć do ochrony roślin. Sporządza się je we własnym gospodarstwie.
W rolnictwie biodynamicznym obowiązuje odpowiedni uporządkowany płodozmian, ze szczególnym uwzględnieniem roślin motylkowych, jako głównego źródła azotu, a także określone międzyplony. Gleba nie powinna nigdy pozostawać w czarnym ugorze.
Przy terminach siewu, sadzenia, uprawie gleby, pielęgnacji roślin oraz przy zbiorach uwzględnia się rytmy kosmiczne (tzw. kalendarz księżycowy). Dzięki temu uzyskuje się nie tylko wyższe plony, ale także większą trwałość przechowywanych ziemiopłodów.
Jeżeli zachodzi potrzeba, nasiona, sadzonki, paszę czy przychówek zwierzęcy sprowadza się z zewnątrz. Powinny one jednak pochodzić z innych gospodarstw biodynamicznych.
O wszystkich wymienionych metodach mówi się ogólnie jako o alternatywnych lub ekologicznych sposobach produkcji rolniczej, w przeciwieństwie do nieekologicznych metod rolnictwa konwencjonalnego.
Rolnictwo holistyczne, makrobiotyczne, ANOG, Lamaire – Baucher, szczególne znaczenie przywiązuje do sposobu spulchniania gleby. Zaleca znaczne ograniczenie orki, zwłaszcza orki głębokiej oraz szersze stosowanie płytkiego, powierzchniowego spulchniania gleby bez odwracania skiby. Chroni się w ten sposób organizmy glebowe, ponieważ pług odwracając skibę sprawia, że bakterie tlenowe wpadają w głąb gleby i tam giną, a wydobyte z głębi drobnoustroje beztlenowe giną po wydobyciu ich na powierzchnię. Orka dokonuje również ogromnych spustoszeń w życiu dżdżownic, które nie tylko spulchniają glebę, ale także nawożą ją swoimi odchodami. Ich obecność ma zasadnicze znaczenie w procesie tworzenia się próchnicy. Stosowanie orki powinno więc ograniczać się jedynie do tych przypadków, kiedy jest to konieczne, np. kiedy występuje podeszwa płużna lub zlewanie się gleby. We wszystkich innych sytuacjach, m.in. po zbiorze ziemniaków, kiedy gleba jest w dobrej strukturze, to nie tylko nie trzeba jej orać, a nawet nie jest konieczne spulchnianie jej kultywatorem, wystarcza bronowanie.
Bardziej umiarkowaną innowacją we współczesnym rolnictwie konwencjonalnym jest dążenie do ekologizowania środowiska. Polega ono na precyzyjnym dozowaniu, znacznym ograniczeniu lub całkowitym wyeliminowaniu chemicznych środków ochrony roślin i nawozów mineralnych.