有機肥料は、作物の収穫量を向上させ、環境にやさしいミネラル肥料の効果的な代替品です。ただし、有機肥料の代替率（Rs）、総養分供給量、使用する作付体系の種類の間の複雑な相互作用により、代替の効果はしばしば異なります。無機肥料を有機肥料に置き換えてトウモロコシの収量と環境パフォーマンスを評価するために、世界中で実施された133件のトウモロコシ研究のメタ分析を実施しました。同等の窒素（N）率で、無機肥料を有機肥料に置き換えると、トウモロコシの収量が4.22％増加し、NH3の揮発が64.8％減少し、Nの溶脱と流出が26.9％減少し、CO2排出量が26.8％増加しました。ただし、N2OまたはCH4の排出量には大きな影響はありませんでした。さらに、有機肥料で置換すると、無機肥料処理と比較して、土壌有機炭素隔離率が925 kg C ha-1 yr-1増加し、地球温暖化係数が116 kg CO2 eqha-1減少しました。有機肥料置換後の正味の地球温暖化係数は-3507kg CO2 eq ha-1であり、正味の炭素吸収源を示しています。さらに、有機肥料の代替効果は、施肥量、Rs、処理期間によって異なります。トウモロコシの収量と窒素利用効率は、無機肥料を有機肥料に置き換えた後のN施肥率の増加とともに増加する傾向がありました。完全な置換は、部分的な置換よりもN損失を減らしました。さらなる分析により、トウモロコシ生産における有機窒素の収量最適Rsは40〜60％であることが明らかになりました。さらに、有機肥料と無機肥料を長期間（3年以上）組み合わせて使用​​した後、トウモロコシの収量と窒素の利用効率がさらに向上しました。これらの発見は、有機肥料と無機肥料の合理的な使用がトウモロコシの生産性を改善し、土壌の有機炭素隔離を増加させ、NとCの損失を減らすことを示唆しています。