Introduksi dan difusi Varietas Berhasil Tinggi (HYV) dari gandum, beras, jagung dan bajra (bulrush millet) tidak diragukan lagi telah mendorong pembangunan pertanian.
Padahal, luas areal, produksi dan produktivitas gandum dan beras menunjukkan peningkatan yang cukup besar selama tiga dekade terakhir. Terlebih lagi, para petani di daerah-daerah di mana Revolusi Hijau sukses telah mengintensifkan pertanian mereka.
Dalam proses intensifikasi mereka mengubah pola tanam dan mengubah tanggal penaburan tanaman utama mereka.
Petani besar lebih diuntungkan daripada petani kecil dan marjinal. Mereka telah melipatgandakan aset materi mereka, meningkatkan asupan kalori dan standar hidup secara keseluruhan.
Para pekerja tak bertanah sekarang memiliki lebih banyak kesempatan kerja di bidang pertanian, berbasis pertanian di industri dan kegiatan pendukung lainnya. Namun, Revolusi Hijau telah memperburuk ketegangan sosial. Ini juga telah menimbulkan banyak masalah ekologis.
Beberapa masalah ekologis yang muncul dari Revolusi Hijau adalah penipisan hutan, pengurangan padang rumput, stalinisasi, genangan air, erosi tanah, penurunan tabel air bawah tanah, polusi tanah, air dan udara, pengurangan keanekaragaman hayati, penurunan kesuburan tanah, pendangkalan sungai dan munculnya beberapa penyakit dan bahaya kesehatan.
Gambaran umum dari masalah ekologi ini telah diberikan dalam paras berikut:
1. Stalinisasi dan Penebangan Air:
HYV gandum dan beras membutuhkan beberapa kali penyiraman. Seringkali para petani mengairi tanaman mereka secara berlebihan. Pasokan kelembaban yang terus menerus ke tanah selama musim panas dan musim dingin telah mengubah kimia tanah. Di daerah gersang dan semikering, di bawah pengaruh irigasi kanal dan sumur-tabung, tanah menjadi terpengaruh secara merugikan.
Karena aksi kapiler, tanah menjadi bersifat asin atau basa. Saluran yang terkena garam dan basa, yang secara lokal dikenal sebagai kaller di Punjab dan reh di Uttar Pradesh, telah meluas dan meningkat di area tersebut. Menurut sebuah perkiraan, sekitar 50 persen dari total tanah subur di Punjab telah dirusak oleh garam-garam yang larut.
Daerah yang terkena garam dan basa telah diplot pada Gambar 11.14 dan 11.15 yang menunjukkan bahwa lahan subur yang subur menjadi tidak berguna dari sudut pandang pertanian. Jika transformasi ilmiah dalam pola tanam dan praktik irigasi tidak dilakukan, lebih banyak lahan pertanian dapat menjadi tidak produktif.
Masalah salinitas dan alkalinitas dapat diatasi dengan penggunaan pupuk kandang dan pemilihan tanaman yang bijaksana yang dapat mengurangi proporsi garam yang merugikan. Budidaya tanaman toleran garam seperti barley, gula bit, rumput garam, asparagus, bayam dan tomat dapat meningkatkan kesuburan lahan tersebut.
Masalah lain yang terkait dengan irigasi adalah genangan air. Di seluruh daerah irigasi kanal, genangan air merupakan masalah ekologis yang serius . Daerah komando Kanal Indira Gandhi adalah contoh baru-baru ini di mana genangan air secara bertahap memperoleh dimensi yang serius.
Beberapa ribu hektar lahan pertanian produktif dan padang rumput di distrik Ganganagar, Bikaner dan Jaisalmer di Rajasthan telah menjadi tergenang air sehingga tidak dapat digunakan untuk pertanian (Gambar 11.16).
Penggarap yang ambisius di area komando Kanal Indira Gandhi telah mengubah pola penggunaan lahan mereka karena alih-alih padang rumput, mereka menanam padi, kapas, dan gandum dengan bantuan irigasi. Irigasi yang intensif untuk tanaman ini menimbulkan masalah genangan air dan penipisan tanah (Gambar 11.17). 
2. Erosi Tanah:
Erosi tanah dan pencucian penutup atas tanah adalah fenomena universal. Meskipun dapat diamati di semua jenis kondisi geo-klimat, intensitasnya lebih serius di daerah kering, semi kering, pegunungan dan bergelombang. Kehadiran coyer hutan mengurangi bahaya erosi tanah secara signifikan. Dalam beberapa dekade terakhir area pertanian telah diperluas menjadi padang rumput dan hutan yang sangat rentan terhadap erosi tanah.
Penggunaan tanah oleh manusia untuk bercocok tanam selama ribuan tahun dan praktik pertaniannya yang tidak hati-hati telah sangat memperburuk proses erosi tanah. Laju erosi tanah yang meningkat tidak hanya mempengaruhi daerah asal tanah yang dipindahkan, tetapi juga daerah di mana tanah tersebut diendapkan. Di negara kita, menurut sebuah perkiraan, sekitar 6.000 juta ton tanah lapisan atas tercuci setiap tahunnya. Di dataran Sutlej-Ganga yang sangat produktif, para petani yang ambisius memperoleh tiga sampai empat tanaman dari lahan yang sama dalam satu tahun pertanian.
Rotasi tradisional tanaman telah berubah dan tempat tanaman polongan (pulse dll) telah diambil oleh tanah tanaman yang lengkap seperti beras, gandum, jagung, bajra dan kapas. Akibatnya , kesuburan alami tanah cepat menurun. Tanah yang kurang produktif, kekurangan humus umumnya lebih rentan terhadap erosi tanah. Jika tingkat erosi tanah saat ini terus berlanjut, tanah aluvial dan produktif negara tersebut akan menjadi steril dan tidak produktif pada waktunya.
Untuk meminimalisir bahaya erosi tanah, pemerintah dan para petani telah mengambil beberapa langkah. Reboisasi dan wanatani adalah beberapa strategi yang membantu dalam pengendalian erosi tanah. Alasan di balik agro-forestry, bagaimanapun, adalah ekonomi daripada berbasis ekologi. Penghijauan terutama dimulai dan dilaksanakan dalam upaya untuk mengurangi dampak deforestasi dan untuk memastikan ketersediaan sumber daya hutan untuk generasi mendatang.
Pada periode pasca Revolusi Hijau, para petani juga menanam pohon eucalyptus dan poplar di sepanjang perbatasan ladang mereka. Varietas pohon impor ini meskipun menyediakan kayu bakar dan bahan mentah untuk industri berbasis hutan, membutuhkan banyak kelembapan. Kehadiran mereka berdampak buruk pada tabel air bawah tanah karena mereka mengkonsumsi banyak uap air dari ladang yang seharusnya tersedia untuk tanaman.
3. Polusi:
HYV seperti yang dibahas di atas menuntut banyak kelembapan melalui irigasi secara berkala. Kebutuhan energi dalam bentuk pupuk kimia juga tinggi. Selain itu, tanaman perlu disemprot dengan bahan kimia pelindung tanaman untuk mengurangi bahaya serangga dan hama. Irigasi lahan yang berat dan aplikasi pupuk kimia dosis tinggi dan bahan kimia pelindung tanaman telah mengubah sifat kimia dan biologi tanah.
Genangan sawah sebelum penanaman padi dan pembajakan dalam dengan traktor juga telah mengubah tekstur tanah. Pembusukan mikroorganisme di bawah pengaruh input ini merupakan masalah serius karena kesuburan alami tanah menurun dengan cepat dan tanpa adanya kompos dan pupuk hijau, kandungan humus dan nitrogen dalam tanah tidak dapat diisi kembali secara memadai. Dampak keseluruhan dari input ini adalah lahan pertanian yang baik menjadi steril dan tidak produktif.
Pola spasial tanah yang terkena dampak buruk karena pengelolaan pertanian yang tidak hati-hati ditunjukkan pada Gambar 11.14. Dapat dilihat dari Gambar 11.14 bahwa lahan dengan irigasi intensif di Punjab, Haryana, Uttar Pradesh dan Bihar di mana para petani menggunakan pupuk kimia dosis tinggi adalah bagian yang terkena dampak terburuk sejauh menyangkut kesehatan tanah. Tanah di daerah yang tidak dikeringkan dan tergenang air juga terpengaruh.
4. Penurunan Tabel Air Bawah Tanah:
Di bawah program paket, area gandum dan beras telah meningkat secara signifikan. Padi telah disebarkan di daerah Punjab, Haryana dan Rajasthan dimana curah hujan umumnya di bawah 50 cm selama musim hujan. Di daerah ini, para petani memindahkan tanaman padi mereka dengan bantuan irigasi pada bulan Juni ketika suhu rata-rata maksimum dan rata-rata minimum masing-masing sekitar 42°C dan 30°C. Padi merupakan tanaman yang menyukai air dan umumnya membutuhkan curah hujan lebih dari 100 cm.
Untuk memenuhi kebutuhan air tanaman padi, para petani harus mengairi sawahnya beberapa kali. Tanaman gandum juga diairi berulang kali selama musim dingin. Sebagian besar petani holding besar dan menengah telah memasang sumur-tabung di holding mereka. Pengangkatan air yang terus menerus hampir sepanjang tahun telah menurunkan tabel air bawah tanah.
Di daerah irigasi sumur-tabung, tabel air bawah tanah telah turun 4 sampai 6 kaki. Banyak petani harus menurunkan dan merah mengisi sumur-tabung mereka karena penurunan muka air tanah. Jika irigasi sumur-tabung berlanjut untuk memasok kelembapan ke tanaman seperti padi dan sayur-sayuran , kekhawatirannya adalah tabel air bawah tanah mungkin tidak dapat diisi ulang.
Sumber daya air bawah tanah yang berharga menjadi semakin rentan setelah adopsi HYV gandum dan beras. Berlawanan dengan ini, di daerah di mana jaringan kanal sangat luas, permukaan air bawah tanah meningkat. Kenaikan tabel air ini menghasilkan aksi kapiler dan mengarah pada pengembangan formasi garam dan basa. Selain itu, saluran irigasi telah menghalangi aliran drainase alami dan menyebabkan genangan air di daerah yang tidak memiliki drainase. 
5. Tutupan Vegetasi:
Selama tiga dekade terakhir, pertanian telah diperluas ke hutan, padang rumput, dan limbah yang dapat dibudidayakan. Daerah rawa dataran rendah dan limbah budidaya lainnya telah direklamasi untuk ditanami. Karena perluasan pertanian, hutan dan kawasan alam telah menjerit, terutama di dataran Punjab, Haryana, dan Uttar Pradesh bagian barat.
Penanaman pohon ekaliptus dan poplar di kawasan Revolusi Hijau merupakan fenomena baru. Para petani telah menanam pohon-pohon ini di sepanjang pinggiran ladang mereka. Jenis perhutanan sosial ini tidak hanya menyediakan kayu bakar bagi para petani, tetapi juga menghasilkan jumlah yang besar bagi para petani. Mereka juga membuat iklim mikro menjadi ringan.
Penanaman pohon hibrida seperti eucalyptus dan poplar berdampak negatif pada hasil panen dan juga pada muka air tanah. Karena pohon kayu putih membutuhkan lebih banyak air, mereka mengeringkan kelembapan tanah di sekitarnya. Telah diamati bahwa produksi per unit dari ladang yang memiliki pohon eucalyptus di perbatasannya jauh lebih rendah daripada ladang yang tidak memiliki pohon seperti itu di pinggirannya.
6. Polusi Suara:
Setelah adopsi HYV, pertanian menjadi sangat intensif sehingga petani umumnya memanen tiga kali panen dalam setahun. Tutupan hijau, secara keseluruhan, telah meningkat. Irigasi teratur ke ladang, terutama selama musim panas, telah mengubah iklim mikro.
Bahaya dan frekuensi Aandhi (badai debu) telah menurun. Ini dapat dianggap sebagai efek menguntungkan dari Revolusi Hijau. Perubahan teknologi pertanian, penerapan traktor, anakan, garu, perontok, penghancur, pemanen, teras dan penyemprot, bagaimanapun, telah mengganggu ketenangan pedesaan dan meningkatkan polusi suara.
Sejumlah industri berbasis agro telah berlokasi di daerah pedesaan yang tidak hanya menimbulkan polusi suara tetapi juga bahaya sosial karena pabrik-pabrik tersebut merupakan sumber dari banyak kejahatan sosial dan bahaya kesehatan. Bau tidak sedap yang keluar dari pabrik-pabrik ini juga menjadi masalah serius di daerah pedesaan.
Industri berbasis agro yang terletak di Gajraula (Moradabad), Daurala (Meerut), Khatauli (Muzaffarnagar), Deoband (Saharanpur), Jagadhri (Yamunanagar), Ludhiana, Jullundhar, Patiala, Kapurthala, Gurdashpur dan Ferozpur menciptakan banyak kebisingan dan polusi udara. Polusi suara semakin meningkat di area di mana HYV berhasil.
7. Bera:
Perluasan jaringan kanal dan pengeboran sumur-tabung dan perangkat pemompaan telah memungkinkan para petani untuk memanen dua biji-bijian (beras dan gandum) dan satu pakan ternak atau tanaman komersial (millet atau kapas) di lahan yang sama dalam satu tahun pertanian. Para petani, untuk mendapatkan lebih banyak hasil dari ladang mereka, tidak membiarkan tanah mereka terlantar.
Pemanfaatan tanah yang terus menerus dan ditempati oleh tanaman yang menguras tanah sangat merugikan kesuburan tanah. Para petani menyadari fakta ini dan mereka sering mengeluh tentang kebutuhan input yang lebih banyak setiap tahun untuk mendapatkan hasil yang baik dari lahan mereka. Mereka juga mengeluhkan kesuburan alami tanah yang terus menurun.
8. Bahaya Kesehatan:
HYV gandum dan beras seperti yang disebutkan sebelumnya membutuhkan irigasi yang memadai dan pupuk kimia dosis tinggi dan bahan kimia pelindung tanaman. Aplikasi energi tinggi di ladang dalam bentuk air dan pupuk yang kondusif untuk pertumbuhan tanaman yang mewah juga cocok untuk pertumbuhan serangga dan hama yang cepat. Serangga dan hama ini dikendalikan oleh bahan kimia pelindung tanaman. Sereal dan sayuran yang disemprot insektisida dan pestisida tidak diragukan lagi berbahaya bagi kesehatan.
Bahan kimia pelindung tanaman adalah senyawa yang diproduksi secara artifisial dalam skala besar untuk meningkatkan efisiensi produksi tanaman dengan menghilangkan persaingan dari gulma. Bahan kimia beracun ini juga digunakan pada sayuran serta di kebun apel, mangga, jeruk, lengkeng, dan jambu biji.
Dewan Penelitian Medis India (ICMR) melakukan survei dan mengungkapkan adanya residu DDT dan pestisida lain yang berlebihan dalam susu sapi. Jejak timbal, tembaga, seng, kadmium, dan arsenik juga terdeteksi pada beras, gandum, jagung, sawi, kapas, wijen, buah-buahan dan sayuran.
Kontaminasi makanan dengan bahan kimia merupakan bahaya kesehatan utama di India. Selain itu, penggunaan gano-chlorine seperti gamyxince dan DDT memiliki efek mendalam pada satwa liar. Herbisida telah mengubah keseimbangan populasi gulma sehingga dalam menyelesaikan satu masalah, muncul masalah lain.
Untuk mengatasi masalah baru, bahan kimia beracun baru diperkenalkan yang membawa lebih banyak perubahan dan mencemari lingkungan. Pencemaran lingkungan adalah bahaya kesehatan dan peningkatan jumlah kanker, asma dan masalah pernapasan dapat dikaitkan dengan difusi inovasi baru-baru ini di bidang pertanian.
Kekambuhan malaria di negara bagian Punjab, Haryana dan Uttar Pradesh juga dikaitkan dengan kondisi lapangan yang lembab sepanjang tahun. Lahan lembab dan suhu tinggi adalah tempat berkembang biak yang ideal untuk nyamuk. Setiap tahun peningkatan jumlah kasus malaria dilaporkan di wilayah Revolusi Hijau .
Cukup mengejutkan, malaria telah menjadi pembunuh utama di daerah kering dan semikering di Rajasthan. Dapat dilihat dari Gambar 11.20 bahwa pada tahun 1994 dan 1995 distrik Jaisalmer, Bikaner, Barmer, Jodhpur, Nagpur, Churu, Jhunjhunu, Sikar, Ajmer, Tonk, Bundi, Udaipur, Jalore, Sirohi dan Bharatpur melaporkan sejumlah besar malaria kasus.
Adopsi HYV dengan demikian telah membawa perubahan lingkungan yang merusak kesuburan tanah, merusak kelestarian lingkungan dan merugikan kesehatan manusia. Pengurangan keanekaragaman hayati di wilayah Revolusi Hijau mungkin memiliki konsekuensi ekologis jangka panjang yang serius.
Biaya ekologis pembangunan pertanian di India dengan demikian cukup tinggi dan benih baru makanan pokok mengakibatkan masalah sosial ekonomi dan lingkungan baru.
Penyiraman HYV yang sering, penerapan pupuk kimia (NPK), insektisida sintetik dosis tinggi, dan tekanan pada penanaman beberapa tanaman merangsang perubahan fisiologis dalam tanah. Mikroorganisme, yang sangat penting untuk pemeliharaan kesuburan tanah, dibunuh oleh penggunaan racun yang mematikan dan persisten serta bahan kimia pelindung tanaman.
Semua masukan ini mengurangi kesuburan tanah dalam jangka panjang. Selain itu, penggunaan insektisida dan pestisida sintetik , seperti DDT, BHC (benzena heksaklorida, dieldrin, endrin, karbonat, organofosfat, dll.) pada tanaman membuat manusia terpapar senyawa yang berbahaya bagi kesehatan.
Melihat implikasi ekologis yang merugikan dari pupuk kimia dan insektisida, beberapa negara maju seperti Jepang, Amerika Serikat, Jerman, Prancis, Inggris, Selandia Baru dan negara-negara Skandinavia semakin berkonsentrasi pada pengendalian serangga dan hama secara biologis.
Beberapa metode penting pengendalian hayati serangga dan hama telah diberikan di bawah ini:
- Pengendalian biologis predator dan parasit:
Ini adalah pendekatan ekologi pengendalian hama dan penyakit tanaman. Ketika masalah hama muncul, organisme yang menyerang hama diperkenalkan, dan alam mengambil jalannya. Dengan mengimpor predator atau parasit, beberapa tingkat kontrol permanen telah dicapai di negara-negara maju di dunia.
- Pengendalian hayati dengan cara genetik:
Dalam metode ini, pejantan disterilkan untuk memeriksa pertumbuhan dan ledakan serangga dan hama. Namun, ini bukan solusi permanen dari masalah dan membutuhkan pemantauan dan penelitian terus menerus.
- Pengendalian hayati dengan cara kultur dan hormonal:
Dalam metode ini, ekosistem tanaman dimodifikasi untuk merugikan hama atau menguntungkan musuh alaminya. Gulma atau sisa-sisa tanaman yang menjadi sarang hama dapat dimusnahkan, tanggal tanam dan panen diubah, tanaman dirotasi dan beberapa tanaman ditanam bersama.
- Kontrol terintegrasi:
Pengendalian terpadu melibatkan penggunaan satu atau lebih teknik yang sesuai dengan situasi hama tertentu. Misalnya , nyamuk dapat dikendalikan dengan mengeringkan rawa-rawa tempat tinggal larva, mengisi danau dengan ikan pemakan nyamuk atau dengan langsung menggunakan insektisida beracun non-persisten ke genangan air (kolam, danau, rawa, dll.) yang tidak akan mendukung ikan dan tidak bisa dikeringkan.
Demikian pula, tanaman dapat dilindungi dengan praktik menanamnya dicampur dengan tanaman lain, menghancurkan reservoir hama yang berdekatan dengan ladang dan dengan melibatkan pemangsa dan parasit yang sesuai dan dengan menggunakan insektisida non-persisten. Langkah-langkah ini mungkin sangat membantu dalam mengendalikan hama dan penyakit dan menjaga ekosistem dalam kondisi sehat.
