在栽种-畜牧综合生产系统中，在进账后的稻田中耕种奶牛。（图/国际原子能机构M. Zaman）农民更加多地用于可持续的农业方法来提升生产力，同时增加温室气体废气。在原子能机构与联合国粮食及农业组织（粮农组织）合作协商的一系列研究项目中，平稳同位素技术证实了环境友好型耕作方法的有效性。农业，尤其是大规模的商业经营，一般来说不会用于大量的化学肥料展开单一栽培，往往伤害生态系统。

单一栽培是在同一块土地上年复一年地栽种同一种作物的一种实践中，造成土壤肥力减少。农民通过用药过量的化肥来填补土壤肥力的上升，这些化肥每年获释总计120万吨的N2O（潜在影响是CO2的260多倍），造成气候变化。研究项目中心的可持续农业实践中获取了具备成本效益的解决方案，可在应付气候变化的同时提升生产力。

巴西：利用有机肥降低成本，最大限度地增加环境影响化肥为土壤获取额外的氮来栽种作物。为了使农业经济上不切实际，一般来说指出化肥的用于是适当的。但重复用于或过度用于这些肥料既便宜又对生态系统有利。在巴西，农民正在改向一种称作绿肥的技术，这种技术牵涉到生物固氮的自然现象。

他们栽种各种类型的豆类作物，例如杰克豆和天鹅绒豆，它们的根部有细菌，将从空气中捕捉的氮转化成为合适其他植物消耗的有机形式，从而使土壤显得贫瘠。在进账豆科植物并留给作物残茬后，将粮食和谷物等初级作物栽种在同一块田地上，从土壤中现有的氮中受益，只加到少量化学肥料。巴西农业研究公司的研究科学家Segundo Urquiaga说道：“最近对巴西农业的研究指出，进账的粮食和谷物中多达76%的氮来自生物固氮，将近20%来自化肥。”他补足说道，绿肥还协助农民省钱：据估计，有机肥每千克氮的成本仅有为1美元左右，每年可以节省高达130亿美元的资金。

通过使用绿肥，巴西更加相似构建其温室气体废气目标——与2005年比起，到2030年增加43%。由于农业占到全球温室气体排放量的24%左右，这种实践中的实行将有助巴西构建这一目标。利用综合耕作制度应付气候变化并提升作物产量栽种-畜牧综合生产系统是取得核技术反对的另一种可持续的农业实践中，是在阿根廷、巴西、印度、印度尼西亚、肯尼亚、乌干达和乌拉圭参予的一个协商研究项目的框架内实行的。

这些实践中基于这样一个非常简单概念：通过重复使用利用动物粪便和栽种残渣中不存在的营养物质，最大限度地提升作物产量。这增加了对化学肥料的市场需求。化学肥料获释大量温室气体，从而激化气候变化。

在栽种-畜牧综合生产系统中，牲畜可以必要在田间作物中耕种，也可以吞食收成后的作物。然后农民搜集牲畜的粪便，将其用于肥料，从而将许多营养物质回到土壤。

（图/国际原子能机构RKenn）巴西农民正在使用栽种-畜牧综合实践中，以便更加有效地利用土地。巴西巴拉那联邦大学的土壤科学家Jeferson Dieckow说道：“我们正在希望实行保护性农业，我们早已看见这种牵涉到栽种-畜牧综合生产系统的方法的可行性。”结果，尿液和粪便的温室气体排放量增加了89%。阿根廷国家农业技术研究所的科学家Juan Cruz Colazo说道，阿根廷早已需要栽种更加能抵抗气候变化影响的作物。

“通过轮作提高农业土壤，我们从这个项目中获益。”他说道。“我们仔细观察到土壤中有机碳含量减少了50%，这强化了栽种系统对有可能影响作物产量的气候变化的恢复力。

科学同位素示踪剂为了评估栽种-畜牧综合实践中和绿肥的影响，科学家们在小块实验田地上用于会收到电磁辐射的平稳同位素，如氮-15和碳-13。这使他们需要追踪和分析作物消耗氮的效率以及碳累积或储存在土壤中的效果。用于氮-15技术，科学家们可以在几个月的时间内仔细观察植物吸取的这种同位素的数量。

这使他们需要向农民建议必须在作物中用药多少动物粪肥和/或化学氮肥。碳-13用作评价土壤质量。

由于用药动物粪便和作物残渣使土壤显得贫瘠，土壤的有机碳含量减少。通过追踪碳-13同位素，科学家们需要确认土壤中碳的稳定性和来源，从而确认土壤肥力状况，这对于保证这些可持续农业实践中的最佳应用于至关重要。

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