Pertanian organik
Studi yang dilakukan secara individu mempertimbangkan beragam dampak yang mungkin didapatkan, seperti residu pestisida pada bahan pangan. Risiko kesehatan dari residu pestisida tidak bisa dipandang sebelah mata, namun keberadaan dan kadar residu pestisida pada kedua jenis bahan pangan masih diperdebatkan. Hanya satu dampak kesehatan yang diyakini baik pada bahan pangan organik adalah
kadar nitrat yang lebih rendah yang disebabkan penggunaan pupuk berbasis nitrat yang tidak dilakukan pada pertanian organik. Beberapa masih mempertanyakan peran nitrat di dalam tubuh manusia. Dampak keberadaan residu pestisida organik berbasis tanaman dan patogen bakteri juga tidak memiliki data yang mencukupi.
Namun harga bahan pangan organik yang cenderung lebih tinggi dibandingkan bahan pangan konvensional dapat menghalangi konsumsi bahan pangan organik.
Pertanian organik diyakini mampu mengelola tanah dengan baik dengan kemampuan menahan air yang lebih tinggi. Hal ini dipercaya menjadi sebab mengapa pertanian organik mampu bertahan pada tahun yang kering. Pertanian organik mampu membentuk bahan organik tanah lebih baik dibandingkan pertanian konvensional, yang dapat memberi manfaat jangka panjang.
Dalam buku "Dirt: The Erosion of Civilizations", pakar geomorfologi David Montgomery mengemukakan krisis yang akan datang yang berasal dari erosi. Pertanian bergantung sepenuhnya pada tanah atas ("top soil") yang kurang lebih sedalam satu meter, namun bagian ini terus terkuras dengan laju sepuluh kali dibandingkan laju pengembaliannya. Pertanian konvensional tanpa pengolahan tanah, yang sangat
bergantung pada herbisida untuk membasmi gulma, adalah salah satu cara untuk meminimalisasi erosi. Namun sebuah studi yang dilakukan oleh USDA menemkan bahwa aplikasi pupuk kandang pada lahan pertanian, meskipun lahan tersebut dibajak, dapat membangun lapisan tanah atas lebih cepat dibanginkan pertanian konvensional tanpa pengolahan tanah.
Pertanian organik menekankan pada siklus nutrisi alami, keanekaragaman hayati, dan manajemen tanah efektif untuk mencegah atau bahkan membalikkan efek perubahan iklim. Pertanian organik dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil secara signifikan dan memitigasi karbon di atmosfer ke dalam tanah. Dengan mengeliminasi penggunaan nitrogen sintetik, pertanian organik mampu mengurangi penggunaan bahan bakar fosil yang digunakan dalam produksi pupuk sintetik.
Data mengenai jumlah karbon di dalam tanah menunjukan bahwa metode pertanian organik merupakan salah satu metode yang paling efektif dalam memitigasi emisi.
Namun kritik mengenai pertanian organik mengemuka pada kebutuhan lahan bagi produksi bahan pangan organik karena produktivitasnya yang masih dipertanyakan, sehingga berpotensi mampu menggusur hutan dan ekosistem alam liar.
Pemberian nutrisi yang berlebih mampu menyebabkan nutrisi terbilas oleh air hujan dan bergerak menuju perairan sehingga menyebabkan eutrofikasi. Selain itu, nitrat yang menjadi bahan dasar pupuk membahayakan hewan air. Pupuk nitrat, yang menjadi pencemar utama perairan dari lahan pertanian, diyakini akan meningkat penggunaannya menjadi hampir tiga kali lipat pada tahun 2050.
Nitrat yang terbilas menjadi salah satu faktor inefisiensi dari pertanian konvensional karena nutrisi yang seharusnya diserap oleh tanaman menjadi hilang.
Lahan pertanian yang diberikan pupuk secara organik mampu mengurangi secara signifikan pembilasan nitrat, jika dibandingkan dengan pertanian konvensional. Pembilasan nitrat pada lahan pertanian konvensional lebih besar 4.4 hingga 5.6 kali lipat dibandingkan lahan pertanian organik. Namun bukan berarti pertanian organik bebas nitrat; kotoran hewan yang digunakan sebagai pupuk pada pertanian organik juga dapat berubah menjadi
nitrat setelah proses fiksasi oleh bakteri. Tetapi nitrat hasil fiksasi lebih terikat oleh tanah, sehingga risiko terbilas ke perairan lebih rendah.
Zona mati yang telah membesar di Teluk Meksiko disebabkan oleh aliran air permukaan dari lahan pertanian, yang datang dari kombinasi pupuk sintetik dan pupuk kandang. Lebih dari setengah nitrogen yang dilepaskan ke Teluk Meksiko datang dari pertanian. Hal ini menyebabkan para nelayan harus berlayar jauh dari bibir pantai untuk mendapatkan ikan, meningkatkan biaya bagi nelayan. Aliran air permukaan dari lahan pertanian serta kejadian ledakan populasi alga di California merupakan kejadian yang sangat terkait erat.
Pembilasan nitrogen ke Sungai Danube telah turun sejak meningkatkan lahan usaha tani organik di sekitar sungai. Manfaat yang didapatkan setara dengan 1 Euro per kg nitrogen yang tidak lepas ke perairan.