聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）第四次評(píng)估報(bào)告（2007）評(píng)估了農(nóng)業(yè)對(duì)于全球溫室氣體排放的貢獻(xiàn)，明確了農(nóng)業(yè)也是在溫室氣體減排上具有巨大潛力的經(jīng)濟(jì)部門(mén)，從而確立了農(nóng)業(yè)實(shí)行低排放的策略和途徑需求，低碳農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。低碳農(nóng)業(yè)的概念，來(lái)自英國(guó)財(cái)政部提出的低碳經(jīng)濟(jì)概念，即降低單位經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和增長(zhǎng)的碳排放量的策略、途徑和行動(dòng)，亦稱低排放、低能耗、低資源損耗的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)策略和技術(shù)途徑。這個(gè)概念注重綠色經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。英國(guó)低碳經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)家D.諾爾斯^[注]首次提出低碳農(nóng)業(yè)的概念。

碳排放包括能源利用產(chǎn)生的二氧化碳間接排放和稻田與畜牧業(yè)的甲烷及農(nóng)田氮肥引起的氧化亞氮等溫室氣體直接排放。與習(xí)慣農(nóng)業(yè)相比，低碳農(nóng)業(yè)是降低單位農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的碳排放強(qiáng)度。這個(gè)概念常常近似于農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)^[注]、低排放農(nóng)業(yè)^[注]和綠色農(nóng)業(yè)^[注]。事實(shí)上，低碳農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色增長(zhǎng)的重要和關(guān)鍵策略途徑，故低碳農(nóng)業(yè)又稱低碳農(nóng)業(yè)發(fā)展路徑^[注]。低碳農(nóng)業(yè)也常被認(rèn)為是可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)^[注]，但后者涵蓋了環(huán)境管控、農(nóng)場(chǎng)效益和農(nóng)民富裕等三方面內(nèi)涵。低碳農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)的環(huán)境管控存在更密切關(guān)系。

農(nóng)業(yè)引起的溫室氣體排放源包括畜牧業(yè)和稻田的甲烷排放、化肥的氧化亞氮排放以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)化石能源的消耗及秸稈等丟棄廢棄物的有機(jī)質(zhì)分解造成的溫室氣體排放和土地利用轉(zhuǎn)變?cè)斐傻耐寥烙袡C(jī)碳庫(kù)分解的CO₂排放。農(nóng)業(yè)溫室氣體排放約占全球人為源溫室氣體排放總量的12%～13%，因此，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室氣體排放可以為全球溫室氣體減排作出顯著貢獻(xiàn)。根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)第四次氣候變化評(píng)估報(bào)告，減少農(nóng)業(yè)溫室氣體排放，包括土地利用中穩(wěn)定增加土壤有機(jī)碳庫(kù)、作物生產(chǎn)管理中減少化肥和農(nóng)藥的溫室氣體排放和減少畜牧業(yè)反芻動(dòng)物甲烷排放。因此，農(nóng)田固碳減排成為低碳農(nóng)業(yè)的主要方向，其中土壤固碳可以貢獻(xiàn)89%的減排份額。因此，固碳農(nóng)業(yè)常常成為低碳農(nóng)業(yè)的代名詞。低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)包括固碳減排的良好農(nóng)作系統(tǒng)、減少碳排放的肥料及施用技術(shù)、節(jié)水灌溉而降低甲烷排放的技術(shù)和減少反芻動(dòng)物甲烷排放的飼養(yǎng)和飼舍管理技術(shù)。農(nóng)業(yè)廢棄物的資源化利用可避免直接丟棄造成的溫室氣體排放，故低碳農(nóng)業(yè)又常常與循環(huán)農(nóng)業(yè)^[注]近義。以少免耕為代表的保護(hù)性耕作^[注]通過(guò)減少耕作的土壤侵蝕和有機(jī)碳損失，有助于減少土地利用的CO₂等溫室氣體排放，常常被認(rèn)為是普適性低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)，盡管其凈效應(yīng)或其程度還存在爭(zhēng)議。

低碳農(nóng)業(yè)一經(jīng)提出，很快成為全球農(nóng)業(yè)新潮流。其理念是選擇低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理措施獲得顯著的農(nóng)業(yè)溫室氣體減排效能。首先，作為低碳農(nóng)業(yè)的延伸，生物質(zhì)能源作物在西方得以推行和發(fā)展。例如，英國(guó)的大象草、美國(guó)的稷柳草和甘蔗等生物質(zhì)能源植物的農(nóng)業(yè)種植，因?yàn)樯a(chǎn)和利用非化石能源而成為一種低碳農(nóng)業(yè)路徑；因減少耕作且減少了有機(jī)質(zhì)分解的保護(hù)性耕作再度成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的新寵而在全球得到推薦和推廣。中國(guó)也在2007年制定了全國(guó)保護(hù)性耕作規(guī)劃。增加土壤有機(jī)質(zhì)既有利于固碳減排又有利于農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，故農(nóng)田土壤增碳減排成為重要的低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)，并且是國(guó)際上普遍推崇的應(yīng)對(duì)氣候變化和食物安全的雙贏技術(shù)。早在2004年，農(nóng)業(yè)部提出了有機(jī)質(zhì)提升計(jì)劃，旨在既增加土壤固碳又促進(jìn)農(nóng)田生產(chǎn)力提升；測(cè)土配方施肥由于減少化肥施用量，提高了化肥利用率，既有利于減輕農(nóng)業(yè)化肥的環(huán)境污染，又有助于農(nóng)田溫室氣體減排；節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)，在大幅度減少農(nóng)業(yè)用水的同時(shí)，又貢獻(xiàn)于大量減少稻田甲烷排放。上述基于土壤增碳、改善土壤肥力和增強(qiáng)土壤生產(chǎn)力的技術(shù)，同時(shí)也有利于減緩和抵御氣候變化的不利影響，也被認(rèn)為是氣候變化智慧土壤技術(shù)。其次，低碳農(nóng)業(yè)的理念和路徑又促生了由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到食物消費(fèi)的低碳發(fā)展，基于碳計(jì)量的溫室氣體消費(fèi)評(píng)估提出了因肉類消費(fèi)產(chǎn)生的畜牧業(yè)和漁業(yè)碳排放大大高于植物食品（素食）的碳排放，催生了低碳膳食社會(huì)風(fēng)尚，影響了部分人士的食物消費(fèi)習(xí)慣，西方素食者日益增多。

低碳農(nóng)業(yè)使農(nóng)業(yè)科技界尋求低碳技術(shù)和低碳生產(chǎn)資料、低碳作物和品種、低碳肥料和低碳植保、低碳耕作技術(shù)成為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新的新內(nèi)容。例如，顯著降低甲烷排放的水稻新品種；又如增碳減排的稻-魚(yú)-鴨水稻復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)，以及秸稈生物質(zhì)炭復(fù)合肥技術(shù)。這些技術(shù)和管理也被接受為氣候變化智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)^[注]。

低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)和做法的建立，需要對(duì)一個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行溫室氣體計(jì)量和評(píng)估，刺激了基于生命周期評(píng)估法的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域碳足跡計(jì)量和碳效益評(píng)估的生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方向。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)國(guó)家和區(qū)域溫室氣體清單及方法學(xué)專門(mén)將農(nóng)業(yè)和土地利用碳排放計(jì)量納入其中。這種計(jì)量量化的溫室氣體排放量和碳足跡計(jì)量方法學(xué)工具用于低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)項(xiàng)目的減排效益評(píng)估，也用于清潔生產(chǎn)（CDM）碳貿(mào)易和自主減排碳交易。例如，中國(guó)國(guó)家發(fā)改委已經(jīng)在農(nóng)業(yè)上公布了配方施肥溫室氣體計(jì)量方法學(xué)工具，保護(hù)性耕作和秸稈還田方法學(xué)也在開(kāi)發(fā)中。農(nóng)業(yè)廢棄物（如養(yǎng)殖業(yè)廢棄物）沼氣工程所產(chǎn)生的溫室氣體減排效益已在碳交易市場(chǎng)交易而產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)的環(huán)境服務(wù)產(chǎn)值。中國(guó)國(guó)家發(fā)改委2013年公布了第一批低碳經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵技術(shù)目錄，其中包括了秸稈資源化利用的3項(xiàng)低碳農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)。為促進(jìn)低碳農(nóng)業(yè)未來(lái)發(fā)展，相關(guān)的地方性標(biāo)準(zhǔn)也在制定和頒布中。例如，北京2017年啟動(dòng)修訂了“農(nóng)田土壤固碳核算技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。

低碳農(nóng)業(yè)得到的碳收益還可能通過(guò)自主減排碳交易為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增加潛在的經(jīng)濟(jì)收益，在一定的行業(yè)或地區(qū)可能帶來(lái)顯著的產(chǎn)業(yè)效益。