La productivité agricole concerne la production de matière organique par les organismes vivants, c’est-à-dire la production de biomasse. Elle se fait au sein d’écosystèmes naturels ou d’agrosystèmes, dans lesquels la technique est plus ou moins présente.

La productivité industrielle implique des technologies de plus en plus sophistiquées.

Elle dépend de l’état de santé des producteurs biologiques. En conditions artificielles ou semi-artificielles, par la présence des organismes dans des lieux clos, les maladies sont plus faciles à traiter, mais se propagent par contre plus vite. En outre, les traitements influent sur la qualité des aliments, d’où la naissance, par exemple, de l’agriculture biologique.

C’est la quantité de matière organique synthétisée en un temps donné par les organismes autotrophes (producteurs primaires). Elle se mesure en grammes de carbone par mètre carré et par an (g / m² / an).

Que ce soit en conditions naturelles ou artificielles, la productivité va dépendre de nombreux paramètres (lumière, température, apports minéral et hydrique, etc.).

En se sédentarisant, il y a presque 8 000 ans, les hommes se sont lancés dans la voie de l’amélioration de la productivité agricole. Depuis, ils ont toujours cherché à contrôler de plus en plus de paramètres (irrigation, labourage, engrais, culture sous serre, etc.) et à produire des végétaux de plus en plus performants vis-à-vis du ou des caractères pour lesquels ils sont exploités (sélection artificielle, OGM).

Un large arsenal de produits phytosanitaires est utilisé pour le traitement des maladies. L’impact de ces produits est aujourd’hui très observé, compte tenu de leur nature souvent toxique pour la biosphère (une surmortalité des abeilles, par exemple) et pour l’homme (allergies, cancers, etc.).

C’est la quantité de matière organique produite par les hétérotrophes (producteurs secondaires) en un temps donné.

Les conditions qui influent directement sur la productivité secondaire sont différentes de celles influant sur la productivité primaire. Les consommateurs, organismes concernés par la productivité secondaire, ont avant tout besoin de nourriture, que ce soit de la biomasse végétale (herbivores) ou de la biomasse animale (carnivores, en particulier), en conditions naturelles comme en conditions artificielles. En termes d’élevage, les conditions artificielles permettent de gérer les apports nutritionnels (fourrages, granulés alimentaires, farines, etc.), mais elles exigent des contrôles sanitaires fréquents et l’usage de médicaments.

La production primaire et la productivité varient avec le milieu et l’âge du peuplement végétal :

• écosystèmes naturels : ils sont constitués d’espèces végétales très diverses, vivaces ou annuelles, plantes d’ombre ou de lumière, etc. En outre, les individus sont d’âges très différents. La productivité de ces écosystèmes (forestiers, par exemple) y est faible. la biomasse est longue à se constituer et elle décline avec l’âge de l’écosystème, jusqu’à ce que le peuplement ne fasse que se renouveler ;
• agrosystème : les espèces sont choisies par l’homme et cultivées de telle façon que la productivité soit maximale. Dans de nombreux cas une partie seulement de la biomasse est prélevée (fruits, graines, tubercules, etc.).

Elle se calcule en établissant le rapport entre une production donnée (biens ou services) et les ressources mises en œuvre pour l’obtenir (ressources humaines, matériel, matières premières, énergie, transport, capitaux engagés, etc.).

Elle est souvent ramenée au nombre d’hommes et d’heures, ou à la quantité d’énergie utilisée. Une autre approche est possible, en divisant la valeur des biens produits par le coût de la main-d’œuvre.

La recherche de la productivité a été une réponse, d’une part aux besoins grandissants résultant de l’explosion démographique et, d’autre part, à des exigences financières. Elle est une des causes de nombreux problèmes d’environnement (pollution, émission accrue de gaz à effet de serre, etc.) et, plus particulièrement, de problèmes humains liés à la recherche de performances toujours supérieures afin d’améliorer la productivité (accélération des cadences de production, automatisation, etc.)

La nature souffre de cette course à la productivité (pollutions, épuisement des ressources, etc.) et le taux de la croissance agricole régresse depuis des années. En effet, les dernières décennies du 20^e siècle connaissaient mondialement un taux annuel de croissance proche de 2,5 %, mais les pronostics laissent envisager qu’il descendra à 1,5 % en 2030 et à 1 % en 2050. Dans les pays en développement, si l’on prend comme référence la période 1980-2005, les taux annuels sont passés de : 5 % à 2 % pour le blé, de 3,2 % à 1,2 % pour le riz et de 3,1 % à 1 % pour le maïs. Il y a également une grande diversité selon les pays et les continents.

On se reportera à l’entrée agriculture intensive.

La productivité alimentaire basée sur les services écosystémiques doit respecter la biodiversité et les sols.

La biodiversité est un élément important surveillé par les travaux sur la limite planétaire « intégrité de la biosphère ». En effet, la production végétale nécessite :

• une abondante quantité de pollinisateurs, menacés par les insecticides ;
• la régulation des espèces de ravageurs des cultures qui n’est possible que si les relations interspécifiques ne sont pas dégradées ;
• que la microfaune et la microflore des sols ne doivent pas être dégradées par les pesticides, leur présence est indispensable à la disponibilité des nutriments pour les plantes.

La production végétale repose bien entendu sur la qualité des sols qui doivent offrir :

• une bonne disponibilité de l’eau dont les pantes ont besoin : Il s’agit de l’« eau verte ». Celle-ci est conditionnée par la capacité de rétention d’eau dans les sols. C’est un des paramètres des limites planétaires ;
• une fertilité des sols dont un des facteurs est le bon équilibre des cycles de l’azote et du phosphore, qui sont des paramètres des limites planétaires. La fertilité repose également sur la richesse en complexes argilo-humiques  ;
• une riche biodiversité (voir la rubrique ci-dessus).