農民越來越多地使用可持續的農業方法來提高生產力，同時減少溫室氣體排放。在原子能機構與聯合國糧食及農業組織（糧農組織）合作協調的一系列研究項目中，穩定同位素技術證實了環境友好型耕作方法的有效性。
 
農業，特別是大規模的商業經營，通常會使用大量的化學肥料進行單一栽培，往往損害生態系統。單一栽培是在同一塊土地上年復一年地種植同一種作物的一種實踐，導致土壤肥力降低。農民通過施用過量的化肥來彌補土壤肥力的下降，這些化肥每年釋放總計120萬噸的N2O（潛在影響是CO2的260多倍），導致氣候變化。
 
研究項目中心的可持續農業實踐提供了具有成本效益的解決方案，可在應對氣候變化的同時提高生產力。
 
巴西：利用有機肥降低成本，最大限度地減少環境影響

化肥為土壤提供額外的氮來種植作物。為了使農業經濟上可行，通常認為化肥的使用是必要的。但反復使用或過度使用這些肥料既昂貴又對生態系統不利。在巴西，農民正在轉向一種稱為綠肥的技術，這種技術涉及生物固氮的自然現象。
 
他們種植各種類型的豆類作物，例如杰克豆和天鵝絨豆，它們的根部有細菌，將從空氣中捕獲的氮轉化為適合其他植物消耗的有機形式，從而使土壤變得肥沃。在收獲豆科植物并留下作物殘茬后，將糧食和谷物等初級作物種植在同一塊田地上，從土壤中現有的氮中獲益，只添加少量化學肥料。
 
巴西農業研究公司的研究科學家Segundo Urquiaga說：“最近對巴西農業的研究表明，收獲的糧食和谷物中超過76%的氮來自生物固氮，不到20%來自化肥。”他補充說，綠肥還幫助農民省錢：據估計，有機肥每千克氮的成本僅為1美元左右，每年可以節省高達130億美元的資金。
 
通過采用綠肥，巴西越來越接近實現其溫室氣體排放目標——與2005年相比，到2030年減少43%。由于農業占全球溫室氣體排放量的24%左右，這種實踐的實施將有助于巴西實現這一目標。
 
利用綜合耕作制度應對氣候變化并提高作物產量

種植-畜牧綜合生產系統是獲得核技術支持的另一種可持續的農業實踐，是在阿根廷、巴西、印度、印度尼西亞、肯尼亞、烏干達和烏拉圭參與的一個協調研究項目的框架內實施的。這些實踐基于這樣一個簡單概念：通過回收利用動物糞便和種植殘渣中存在的營養物質，最大限度地提高作物產量。這減少了對化學肥料的需求。化學肥料釋放大量溫室氣體，從而加劇氣候變化。在種植-畜牧綜合生產系統中，牲畜可以直接在田間作物中放牧，也可以啃食收割后的作物。然后農民收集牲畜的糞便，將其用作肥料，從而將許多營養物質返回土壤。

巴西農民正在采用種植-畜牧綜合實踐，以便更有效地利用土地。巴西巴拉那聯邦大學的土壤科學家Jeferson Dieckow說：“我們正在努力實施保護性農業，我們已經看到這種涉及種植-畜牧綜合生產系統的方法的可行性。”結果，尿液和糞便的溫室氣體排放量減少了89%。阿根廷國家農業技術研究所的科學家Juan Cruz Colazo說，阿根廷已經能夠種植更能抵抗氣候變化影響的作物。“通過輪作改善農業土壤，我們從這個項目中受益。”他說。“我們觀察到土壤中有機碳含量增加了50%，這增強了種植系統對可能影響作物產量的氣候變化的恢復力。
 
科學
同位素示蹤劑

為了評估種植-畜牧綜合實踐和綠肥的影響，科學家們在小塊實驗田地上使用不會發出輻射的穩定同位素，如氮-15和碳-13。這使他們能夠跟蹤和分析作物消耗氮的效率以及碳積累或儲存在土壤中的效果。
 
使用氮-15技術，科學家們可以在幾個月的時間內觀察植物吸收的這種同位素的數量。這使他們能夠向農民建議需要在作物中施用多少動物糞肥和/或化學氮肥。
 
碳-13用于評價土壤質量。由于施用動物糞便和作物殘渣使土壤變得肥沃，土壤的有機碳含量增加。通過跟蹤碳-13同位素，科學家們能夠確定土壤中碳的穩定性和來源，從而確定土壤肥力狀況，這對于確保這些可持續農業實踐的最佳應用至關重要。