为饥饿的人口提供食物，为送往屠宰场的动物提供饲料，为服装提供纤维，甚至在某些情况下，为车辆提供燃料——这一切都来源于全球农业。因此，在世界温带地区，人类农业已经取代了 70% 的草原、50% 的热带草原和 45% 的温带森林。农业也是热带地区森林砍伐的主要原因，并且是温室气体排放的最大来源之一，这是对被称为“第六次物种大灭绝”的物种持续摧残的主要贡献者，并且是不可再生地下水开采和水污染的长期来源。
为了抑制农业对环境的影响并生产更健康的食品，一些农民转向了所谓的有机技术。这种类型的耕作旨在通过避免使用合成肥料、化学杀虫剂以及牲畜的激素或抗生素治疗等措施，最大限度地减少对环境和人类健康的影响。但是，工业技术，特别是合成氮肥的使用，在上个世纪养活了不断膨胀的人口。有机农业能否养活 90 亿人口的世界？
为了澄清这场常常带有情绪化的辩论，蒙特利尔麦吉尔大学和明尼苏达大学的环境科学家对 66 项研究进行了分析，这些研究比较了传统和有机方法在 34 种不同作物中的应用。“我们发现，总体而言，有机作物的产量大大低于传统作物的产量，”麦吉尔大学的维雷娜·塞弗特解释说，她是即将于 4 月 26 日在《自然》杂志上发表的研究的主要作者。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）“但是，这种产量差异在不同的条件下会有所不同。例如，当农民采用最佳管理实践时，有机系统表现相对更好。”
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特别是，在雨水灌溉的豆科作物（如苜蓿或豆类）和多年生作物（如果树）中，有机农业的产量仅减少 5%。但是，当涉及到主要谷类作物（如玉米或小麦）和蔬菜（如西兰花）时，传统方法的产量高出 25% 以上。
通过有机方法进一步提高产量的主要限制似乎是氮——在生长季节，大量合成肥料比堆肥、粪肥或固氮覆盖作物缓慢释放氮肥更能满足作物的高需求。当然，使用 1.71 亿公吨合成氮肥的代价是在世界许多河流的入海口处出现死亡区。这些缺氧区是由富含氮的径流促进藻类大量繁殖造成的，然后藻类死亡并在分解过程中吸走周围水域中的所有氧气。“为了解决[氮]限制问题并获得高产，有机农民应该采用最佳管理实践，提供更多的有机肥料或种植豆科植物或多年生作物，”塞弗特说。
事实上，更多的知识将是任何努力促进有机农业或其产量的关键。传统农业需要了解如何管理农民所知的投入物——合成肥料、化学杀虫剂等——以及通过全球定位系统精确布局的田地。另一方面，有机农民必须学会管理旨在生产食物的整个生态系统——通过生物手段控制害虫，利用动物的粪便为田地施肥，甚至在另一种作物中种植一种作物。“有机农业是一种知识密集型农业系统，”塞弗特指出。有机农民“需要创造肥沃的土壤，在作物需要营养的时候及时提供足够的养分。害虫管理也是如此。”
但最终的结果是更健康的土壤，这可能在努力使其在面对气候变化时更具韧性并保护土壤方面至关重要。例如，有机土壤比采用传统方法的农场更好地保持水分。“你（在灌溉中）使用更多的水，因为土壤没有能力保持你使用的水，”石仓食品与农业中心主席弗雷德·基尔申曼在 4 月 12 日在华盛顿特区新美国基金会举办的“在地球升温的情况下养活世界”活动中指出。
与此同时，不断增长的人口需要更多的食物，这导致一些人提出进一步加强传统方法，即对专门培育的作物施用肥料和杀虫剂，从而实现第二次绿色革命或提高目前耕地上的产量。转基因作物以耐受干旱也可能发挥作用，以及开发多年生版本的年度主粮作物（如小麦）的努力，这可能有助于减少环境影响并改善土壤。“提高我们现有作物的耐盐性、耐旱性或耐热性可以稍微移动它们，但不会太多，”宾夕法尼亚州立大学的生物学家尼娜·费多罗夫在新美国活动上说。“这还不够。”
而培育新的多年生主粮作物版本将需要将数千年的作物改良压缩到几年之内，这些改良产生了今天的高产小麦品种，例如育种家诺曼·博洛格及其同事在 1950 年代创造的矮秆小麦，同时将小麦的基本特性从一年生作物变为多年生作物。然后是利润动机。“私营部门不太可能接受多年生作物品种这样的想法，因为它们不需要持续购买种子，因此不能提供非常好的利润来源，”塞弗特指出。
无论如何，世界每年通过农业已经生产 22 万亿卡路里的热量，足以向地球上的每个人提供超过 3,000 卡路里的热量。食物问题是分配和浪费问题——无论后者是收获期间、储存期间甚至购买后的食物腐败。根据食品生产商协会的数据，仅在美国，每人每年就有 215 顿饭被浪费掉。
密歇根大学的生态学家凯瑟琳·巴德格利认为，“由于世界已经生产了足够多的食物来充分养活每个人，因此除了产量之外，还有其他重要的考虑因素”，她还在 2006 年的一项研究 (pdf) 中比较了有机和传统方法的产量，结果相似。这些考虑因素包括各种实践对环境的影响以及农业从业人员的数量。目前，传统农业依赖于廉价能源、廉价劳动力和其他不可持续的做法。“任何认为我们将在八千年到一万年内使用 Roundup [除草剂] 的人都是愚蠢的，”罗代尔研究所农场主任、有机福音传道者杰夫·莫耶在新美国基金会活动上争辩道。
但是不太可能有一个简单的解决方案。相反，最佳耕作方式将因作物和地点而异。然而，建立更健康的土壤将是所有地方的关键。“当前的传统农业是对环境的主要威胁之一，并且退化了它所依赖的自然资源。因此，我们需要改变我们生产食物的方式，”塞弗特认为。“鉴于当前农业的岌岌可危的状况，我们应该评估许多替代管理系统，包括传统、有机、其他农业生态系统，甚至可能是混合系统，以确定改进我们生产食物方式的最佳选择。”