एक अध्ययन में पता चला है कि 50% कम उर्वरक और 97% कम कीटनाशक का प्रयोग करके जैविक खेतों की उपज 20% कम हो गयी हैं। पैदावार की तुलना करने वाले अध्ययनों के परिणाम मिश्रित है। समर्थकों का दावा है कि जैविक रूप से प्रबंधित मिट्टी की गुणवत्ता उच्च होती है और इसमें पानी प्रतिधारण अधिक होता है। यह सूखे के समय में जैविक खेतों के लिए पैदावार बढ़ाने में मदद कर सकता है।

डेनमार्क की पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा किये गए एक अध्ययन से पता चला है कि क्षेत्र दर क्षेत्र आलू, चुकंदर और बीज घास के जैविक खेतों का उत्पादन पारंपरिक खेती के उत्पादन का आधा है। इस तरह के निष्कर्ष और कम उपज वाले मवेशियों से खाद पर जैविक खाने की निर्भरता ने वैज्ञानिकों द्वारा की जा रही आलोचना को प्रोत्साहित किया है कि जैविक कृषि पर्यावरण की दृष्टि से अस्वस्थ है और पूरे विश्व को खिलाने में असमर्थ है। इन आलोचकों में नोर्मन बोर्लौग, "हरित क्रांति" (Green Revolution) के उत्पादक और नोबेल शांति पुरस्कार विजेता है जो यह दावा करते है कि जैविक कृषि प्रथाएं नाटकीय रूप से क्रोपलैंड का विस्तार करके और प्रक्रिया में पारितंत्रों को नष्ट करने के बाद कम से कम 4 अरब लोगों का पालन-पोषण करती है। माइकल पोलन, "ओम्निवोर'स डिलिमा" के लेखक, ने इस बात पर यह प्रतिक्रिया दी है कि दुनिया की कृषि की औसत पैदावार आधुनिक दीर्घकालिक खेती उपज की तुलना में काफी कम है। औसत वैश्विक पैदावार को आधुनिक जैव स्तरों के अनुसार करने से दुनियाभर की खाद्य पदार्थ आपूर्ति में 50% तक की वृद्धि की जा सकती है। 

2007 के एक अध्ययन, जिसमें दो कृषि प्रणालियों की समग्र दक्षता का आकलन करने के लिए 293 विभिन्न तुलनाओं से प्राप्त शोध को एक अध्ययन में संकलित किया गया है, से यह निष्कर्ष निकाला गया है कि 
...जैविक विधियां वर्तमान मानव आबादी को बनाए रखने और संभवतः कृषि भूमि के अंश में वृद्धि के बिना भी एक बड़ी आबादी के लिए प्रति व्यक्ति वैश्विक आधार पर पर्याप्त खाद्य का उत्पादन कर सकती है। (सार से)
शोधकर्ताओं ने यह पाया है कि विकसित देशों में औसतन जैविक प्रणाली परंपरागत कृषि द्वारा उत्पादित उपज का 92% उत्पादन करती है, विकासशील देशों में जैविक प्रणाली पारंपरिक खेतों की तुलना में 80% अधिक उत्पादन करती है क्योंकि कुछ गरीब देशों में सिंथेटिक सामग्री की तुलना में जैविक कृषि के लिए आवश्यक सामग्री किसानों को ज्यादा आसानी से उपलब्ध हो जाती है। दूसरी ओर, वे समुदाय जिनके पास मिट्टी भरने के लिए पर्याप्त खाद की कमी है जैविक कृषि के साथ संघर्ष करते है और मिट्टी तेजी से घटती जाती है।

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