Penyediaan pangan menjadi prioritas utama pembangunan nasional.  Alih fungsi lahan sawah, degradasi sumberdaya lahan akibat pencemaran dan eksploitasi yang kontinu menyebabkan penurunan produktivitas lahan. Lahan sub-optimal misalnya tadah hujan, merupakan alternatif, namun terkendala oleh rendahnya tingkat kesuburan dan ketersediaan air. Lahan sawah tadah hujan merupakan penyedia pangan ke 2 setelah sawah irigasi.

Lahan sawah merupakan lahan pertanian yang berpetak-petak dan dibatasi oleh pematang (galengan), saluran untuk menahan / menyalurkan air. Sawah tadah hujan adalah sawah yang sumber air utamanya berasal dari curah hujan. Produksi rata-rata padi di lahan sawah tadah hujan antara 3,0-3,5 t/ha (Fagi, 1995; Setiobudi and Suprihatno, 1996). Luas lahan tadah hujan di Indonesia, Jawa sebesar 777.029 ha, Sumatera : 550.940 ha, Kalimantan: 339.705 ha, Sulawesi : 279.295 ha dan Bali dan NTT : 70.673 ha.

Model pertanian ramah lingkungan di tadah hujan: 1) Peningkatan Produktivitas. Penggunaan benih unggul. Varietas yang adaptif terhadap variabilitas curah hujan dan berpotensi hasil tinggi. Pada sistem gora, penggunaan varietas Mekongga menghasilkan GKP 10,5 t/ha. Varietas lain yang adaptif : Ciherang, Cibogo, Cigeulis, Way Apoburu dan Widas. Pemupukan berimbang, 200 kg urea/ha,  100 kg SP36/ha,  100 kg KCl/ha,  3-5 t/ha/tahun pupuk organik atau pupuk kandang, diberikan setelah olah tanah kedua. Pengembalian jerami dapat mensuplai unsur K sehingga defisiensi K pada tanah dapat diatasi. Pupuk kandang digunakan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah. 2) Rendah Emisi Gas Rumah Kaca. Teknologi Bagan Warna Daun dapat digunakan dalam pemupukan selain bertujuan untuk menghemat pupuk, juga untuk mengurangi emisi N₂O. 3) Adaptif terhadap perubahan iklim. Pemanfaatan air tanah dengan sistem pompa dan teknologi bio-pori, Pemanfaatan ruang kosong dan pekarangan untuk KRPL, Pemanfaatan teknologi water harvesting (embung) untuk memanen air pada musim hujan, Pemanfaatan Sistem Informasi Kalender Tanam Terpadu. 4) Penerapan Pengendalian hama Terpadu (PHT). PHT dapat dilakukan dengan peningkatan daya tahan tanaman dengan pemberian unsur hara yang tepat, lengkap dan berimbang, penggunaan biopestisida dan monitoring rutin untuk mencegah serangan hama dan penyakit. 5) Zero Waste. Memanfaatkan jerami dan limbah rumah tangga dan gulma untuk kompos. 6) Pemanfaatan bahan lokal. Pemanfaatan limbah rumah tangga dan gulma untuk kompos, pemanfaatan bahan lokal (urin ternak, mimba, babandotan, kemangi, kenikir, dll) untuk bio-pestisida. 7) Terjaganya Biodiversitas. Memanfaatkan ruang kosong untuk menanam berbagai tanaman sayuran dan buah-buahan, kelapa, pisang, pepaya, belimbing, jambu, sawo, dan matoa. 8) Integrasi Tanaman-Ternak Ramah Lingkungan. Salah satu model budidaya tanaman padi yang menghasilkan emisi GRK rendah adalah Pengelolaan Tanaman Terpadu (PTT/Integrated Crop Management) atau lebih dikenal PTT pada padi sawah. Pada sektor peternakan, kendala utama yang dihadapi petani dalam meningkatkan produktivitas hewan ternak adalah tidak tersedianya pakan secara memadai terutama pada musim kemarau di wilayah yang padat ternak. Untuk itu di beberapa lokasi di Indonesia telah mengembangkan sistem integrasi tanaman-ternak (SITT). Pada saat ini telah dikembangkan berbagai model integrasi antara lain Ternak – Padi, Ternak – Hortikultura dan Ternak – Sawit. Usaha ternak sapi akan efisien jika manajemen pemeliharaan diintegrasikan dengan tanaman sebagai sumber pakan bagi ternak itu sendiri, terutama di wilayah tadah hujan. Ternak sapi menghasilkan pupuk untuk meningkatkan produksi tanaman, sedangkan tanaman dapat menyediakan pakan hijauan untuk produksi ternak. Sistem ini merupakan sistem tertutup agar karbon tidak terlepas ke atmosfer bumi dan dapat dimanfaatkan seefisien mungkin dengan konsep “zero waste”.