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在20世纪农业生产率得到了很大地提高,但是在21世纪要继续保持快速的增长会遭遇许多挑战。全球范围内,到目前为止农业生产率的提高主要归功于无机氮肥的广泛使用,但有人已质疑此种措施长期使用的益处。的确,无机氮肥的生产和使用会产生温室气体（GHG）,由此会引起气候的变化,威胁以后种植系统的生产率。这些问题已引起人们对现代农业技术的可持续性的关注。