在科罗拉多州杜兰戈，当景观美化的卡车从邻近的住宅小区内载满树叶经过并掉落了很多树叶后，Adobe家庭农场的土壤都会变得更好。既是农民又任职于Cornucopia研究所的土壤科学家林利•迪克森（Linley Dixon）表示，多年来由于树叶的原因，土壤有机质从2％提高到了8％左右。这显然是因为植物在有机质含量高的土壤中生长较好。但土壤肥力也是其他方面的可靠指标，比如地面可以从周围环境中吸收多少二氧化碳。科学家早已认为大气二氧化碳浓度与气候变暖有关系，所以土壤可以从空气中吸收的二氧化碳越多越好。研究还表明，碳固定可以补充土壤中碳网络的耗尽。迪克森实行了一种称为“再生农业”的耕作方式，她仅使用堆肥、覆盖作物，并最小程度进行耕作。至少从20世纪70年代以来，这些做法一直存在，往往被称为有机或农业生态学。但是，迪克森说，再生农业会比大多数有机农业发展更好，她希望能够把这种做法纳入主流。

麻省理工学院气候学家、经济学家和农业专家的一项新研究发现，由于气候变化对灌溉的影响，到2050年，该国的某些受关注地区将面临严重的作物产量下降。研究人员的数据显示，受影响最严重的地区将是西南地区。这个地区本已是该国水力不足的一个地区，预计本世纪中期其降水量仍会减少。该地区降雨量的减少意味着灌溉区域的水域径流减少。这项研究项目显示，尤其是在西南和亚利桑那州南部，主要灌溉作物即棉花的产量将下降到最佳灌溉条件下作物产量的10％以下。同样，由于进一步的气候导致的水资源短缺，在犹他州种植的玉米目前只能获得40％的最佳预期产量，将会随着气候变化降至其产量的10％。在西北地区，大流域地区的水资源短缺将导致灌溉草料的大量减少，比如干草、稻草、以及其他用于牲畜饲养的作物。然而，研究人员预测南部平原水资源灌溉压力的减少，将导致灌溉高粱和大豆产量的提高。研究人员发现，若积极减少温室气体和缓解气候变化，可避免缺水及其相关的棉花和饲料减少。麻省理工学院全球变化科学与政策联合计划的研究科学家Elodie Blanc说：“在西南地区，灌溉用水量早已是一个关注点。如果我们改善这些情况，将会防止与美国西部气候变化的相关压力变大及径流的严重下降。但如果我们什么都不做，将来情况更差。“Blanc的研究出现在“地球的未来”杂志上，她的合著者是麻省理工学院一位主要研究科学家Erwan Monier、HEC蒙特利尔助理教授Justin Caron以及前麻省理工学院博士后的Charles Fant。

加拿大农业和农业食品部在4月21日宣布提供超过376万美元，支持农业温室气体计划（AGGP），该计划为了帮助创新农民可以采取减轻温室气体排放的技术，做法以及流程。加拿大阿尔伯塔省三所大学的科学家们将把温室气体减排研究提升到一个新的水平。 目前，农业是加拿大第四大温室气体排放源。这些新投资是加拿大政府承诺应对气候变化的一部分，并确保农业部门在使用和开发清洁可持续的技术和流程方面处于世界领先地位。阿尔伯塔省三所大学的科技农业、生命科学与环境科学三个项目，将有助于农民减少其经营中的温室气体排放，同时帮助保护环境、保护农民生活和工作的土地资源。 项目一：测试草原实验室的碳储存 加拿大生物科学系教授马克·博伊斯（Mark Boyce）正在研究改进的放牧做法，以加强草原生物多样性，减少温室气体排放。研究团队正在制定一项协议，以减少温室气体排放量，同时恢复草地土壤碳含量，通过提高土壤质量来改善牧场生活。替代放牧做法可以提供重要的气候减缓抵消，但是加拿大目前还没有相关的补偿协议。草原土壤储存大量的碳，所以研究人员计划通过使用替代放牧方法测量土壤碳，温室气体排放和生物多样性的10年最小变化，博伊斯团队将为实施最佳实践提供证据，并协助牧场主记录生物多样性和提高经济效益。政府资助的200万美元的资金使得研究人员了解转向非传统放牧方式的保护及其经济影响。 项目二：多年生作物为环境而工作 可再生资源部强大的研究人员团队正在利用基金中107万美元资助和合作，通过分析温室来重点关注多年生谷物作物如何成为可持续农业的下一个技术创新，计划通过对多年生与一年生作物系统的温室气体排放强度，进行足迹分析。这个项目的总体主题是评估作物整体对比的作物系统类型。该项目开发的信息将有助于改善加拿大国家温室库存和实施碳补偿协议。 项目三：提高土壤碳捕获能力 可再生资源部教授斯考特·常（Scott Chang）将获得69万美元，用于开发和验证农林系统的最佳管理实践，以提高土壤碳储存能力和减少温室气体排放。

北卡罗莱纳大学的研究人员定位一种帮助植物根际土壤细菌大量吸收土壤磷素的重要基因开关，把磷素向根系汇集，提高产量。相关工作发表在三月十五日的“自然”（Nature）杂志上，提出了通过微生物的作用提高植物对磷素的利用效率。 Jeff Dangl和资深教授John N. Couch等研究人员介绍说：“我们的研究清晰地表明一种关键转运蛋白PHR1在控制植物在低磷条件下的反应，当植物处于低磷环境时，植物免疫系统下降，增强从土壤中对磷素的吸收。”其研究团队还证实，这些细菌通过养分探查和免疫防护，与植物之间建立起一种共生关系，细菌一方面和植物竞争土壤中磷素会加剧缺磷胁迫，另一方面这些细菌会“敦促”植物开启磷胁迫反应机制。 在另一项室内试验中，该研究团队从本地土壤中分离出35种细菌，并把它们移植到在灭过菌的同一土壤上正常生长的拟南芥（Arabidopsis）的根际，当把这些处理过的拟南芥种植到低磷土壤时，它们对磷胁迫的反应增强了。 研究还发现PHR1和PHL1不仅激活了植物对低磷胁迫的反应， 而且激发了降低免疫活性的基因表达，有利于一致的细菌的落地存活。

“为了养活世界增长的人口，2050年前，粮食生产必须翻倍。”最近几年，这条真理多次被提到，被学术界、政策制定者和农民广泛接受，但是，最新的研究挑战了这个论断，提出了最新的未来农业前景。最新研究表明，为了满足2050年的粮食需求，农业生产需要增加25%到70%。这项研究发表在了《Bioscience》期刊上。 在未来几十年里，农业需要养活人口并且要确保环境健康。现在农业失衡，我们需要定量的目标以达到2050年的农业目标。定量化目标，需要弄清楚农业挑战的范围，聚焦于达到特定结果的研究和策略。粮食生产和环境保护要同等对待。新的发现对农民的意义深远，农民需要保持土壤养分，减少温室气体排放，改善土壤健康。 这些分析建立联合国粮农组织（FAO）和明尼苏达大学的两个预测，都是可信的、重要的。明尼苏达大学的学者研究显示2050年比2005要增加大于100%的热量需求，这等价于仅仅需要增加2014年水平的68%。为了达到FAO的目标，需要不同的假定，要求更低，生产只需增加2014年水平的26%。 研究人员展示了硬数据和定量化目标，以助于澄清这个困惑。通过科学研究和策略研究，有助于确定生产方式，以获得日益增长的全球粮食需求，并达到可持续目标。